1330095《生物信息学》教学大纲.doc

GDOU-B-11-213生物信息学教学大纲课程编号1340068学分2总学时36理论16实验/上机20英文课程名称Bioinformatics开课院（系）农学院开课系生物技术系修订时间2006年9 月10 日课 程 简 介教学内容生物信息学是生物技术专业的选修课程。生物信息学是一门交叉学科，是现代生物学研究的重要工具。本课程系统地概括了该学科的核心内容，包括生物信息学内容，研究历史和发展趋势、基因组计划及基因组数据库的主要图谱、生物学数据库的类型、数据库的查询和数据库的搜索、序列的同源性比较及分子系统学、分子进化分析、生物芯片和蛋白质组学等主要内容。修读专业：生物技术专业先修课程：分子生物学和基因工程原理等。教材：赵国屏等编 生物信息学科学出版社，2002一、 课程的性质与任务本课程是生物技术专业的专业选修课。通过系统的学习与实验，使学生能够掌握生物信息学的基础知识与概念，生物信息学内容，研究历史和发展趋势、基因组计划及基因组数据库的主要图谱、生物学数据库的类型、数据库的查询和数据库的搜索、序列的同源性比较及分子系统学、分子进化分析、生物芯片和蛋白质组学等主要内容。二、 课程的基本要求要求学生了解生物信息学网络资源，数据的获得分析及DNAMAN软件的操作方法。三、 修读专业生物技术专业四、 本课程与其它课程的联系生物信息学是对用分子生物学和基因工程原理所获得的结果进行分析的一门工具课程。它能加深学生对分子生物学的理解及更加熟练地用生物信息学的方法来解决基因工程中的技术问题。对蛋白质工程及制药工程也具有帮助。五、 教学内容安排、要求、学时分配及作业教学基本要求和主要环节1、理论教学 学时数 16学时2、实验 学时数 20学时三、大纲内容（一）、理论讲授部分第一章 生物信息学通论（2学时）（1）学习目的和要求：生物信息学的基本概念、发展过程、应用。（2）教学重点和难点：生物信息学的基本概念、发展过程、应用。一、生物信息与生物信息学(A)二、生物信息学发展简史(C)三、基因组时代：生物信息学的应用与展望(C) 第二章基因组计划（2）学目的和要求：基因组的定义，基因组计划所要完成的任务，基因组计划中的四种图谱的定义，制作方法及用途。基因组计划的研究进展。（2）教学重点和难点：基因组计划中的四种图谱的定义，制作方法及用途。一、基因组简介（A）二、基因组的研究进展（C）第三章 分子生物信息数据库(2)国际上主要的数据的名称和种类；序列数据库数据的格式；学会数据的搜索和序列提交的方法。（2）教学重点和难点：主要的数据的名称和种类；序列数据库数据的格式；学会数据的搜索和序列提交的方法。一、基因组数据库的发展历史（C）二、主要的数据库资源（A）三、GenBank序列数据库序列格式。（A）四、相关工具的使用（A）第四章 序列比对(2)学目的和要求：核苷酸和氨基酸残基代码、相似性和同源性、局部相似性和整体相似性；核苷酸和氨基酸的相似性计分矩阵。如何进行序列对比分析。（2）教学重点和难点：了解核苷酸和氨基酸残基代码、相似性和同源性、局部相似性和整体相似性；核苷酸和氨基酸的相似性计分矩阵。序列对比的原理。一、核苷酸碱基和氨基酸残基代码表（B）二、相似性和同源性（A）三、如何作序列对比分析（A）四、局部相似性和整体相似性（A）五、序列相似性的作图分析（A）第五章 序列的同源比较(2)学目的和要求：学会用BLAST检索同源序列输入的格式、程序和数据库的选择及一些参数的设置。（2）教学重点和难点：学会用BLAST检索同源序列输入的格式、程序和数据库的选择及一些参数的设置。一、相似性和同源性（A）二、Blast 的使用（A）第六章 系统发育树（2）学目的和要求：掌握系统树的定义及构建系统树的方法及原理。了解直系同源基因和并系同源基因。（2）教学重点和难点：系统树的定义及构建系统树的距离法的原理。了解直系同源基因和并系同源基因。一、 系统树及其它 （A）二、系统发育树的构建方法及原理（C）三、直系同源基因和并系同源基因 （C）第七章 基因芯片(2)学目的和要求：基因芯片的基本原理及其各种作用，了解在这些作用中基因芯片工作的原理。（2）教学重点和难点：基因芯片的基本原理及其各种作用，了解在这些作用中基因芯片工作的原理。一、基因芯片简介（A）二、基于芯片的应用（A）三、基于芯片的基因功能分析（C）第八章 蛋白质和蛋白质组学(2)学目的和要求：蛋白质组学的定义及研究蛋白质组学的方法。（2）教学重点和难点：双向电泳技术、质谱技术的原理一、蛋白质组学的定义 二、双向电泳的原理三、质谱技术原理（二） 实验、实习部分教学内容与要求（共20学时）(一)、文献信息的查找和序列数据的查询(2)目的：了解NCBI，学会文献检索和核酸和蛋白质数据检索，并理解结果。内容：讲解NCBI中所包含的内容，学会文献数据库的基本查询检索方法，并将下载的文献。掌握NCBI Alldatabases检索工具，并检索有关的核酸和蛋白质的数据。(二)、水稻基因组中的各种图谱的检索及含义(2)目的：理解基因组文库中的各种数据及含义。内容：从NCBI网站中找出水稻的物理图谱、遗传图谱、表达图谱等，并理解其含义。(三)、BLAST及多序列比对（4学时）目的：学习序列比对工具BLAST、DNAMAN等的使用，能够对序列数据进行初步的分析。内容：根据需要选择BLAST的方式及各种参数，用DNAMAN进行多序对比，并构建系统发树。序列的提交Bankit的使用。要求：对给定的未知序列进行对库搜索，进行序列的对比分析，构建系统发育树。(四)、DNAMAN软件绘制物理图谱(4)目的：DNAMAN软件绘制物理图谱。内容：DNAMAN软件绘制物理图谱。(五) DNAMAN软件的其它应用(4)目的：DNAMAN的其它功能。内容：DNAMAN软件中物理图谱的制作、数据的转换、PCR引物的设计等。六、 实验内容与要求序号实验内容学时1文献信息的查找和序列数据的查询22水稻基因组中的各种图谱的检索及含义23BLAST及多序列比对44DNAMAN软件绘制物理图谱45DNAMAN软件的其它应用46（六）考试设计一方案，从网上下载一个基因序列，并