生物信息学课程大纲

《生物信息学》课程大纲

一、课程目标

1．学科素养：生物信息学的基本研究方法，并能掌握应用其中的一些常用方法，以提高学生的科研能力，领会采用信息学技术去分析和探索大量核酸和蛋白质序列所蕴藏的生命意义的基本思路。（支撑毕业要求 3-1）

2．交流合作：理解团队学习的重要性，具有团队协作精神，掌握沟通合作技能，具有小组互助和协作学习体验。（支撑毕业要求 8-1）

3．交流合作：具有小组互助和协作学习体验，具备与学校领导、同事、学生、家长及社区沟通交流的知识与技能。（支撑毕业要求 8-3）

二、课程目标与毕业要求的对应关系

三、教学内容、重难点和课时安排

1．第一章生物信息学概论（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点（二）教学内容

1、生物信息学的概念和发展历史（支撑课程目标1）

2、生物信息学的生物学基础（支撑课程目标1）

3、生物信息学的计算机和网络基础（支撑课程目标1）

4、生物信息学的数学基础（支撑课程目标1）

5、生物信息学的产业化（支撑课程目标1）

6、生物信息学研究内容和发展前景展望（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※生物信息学的数学基础、生物信息学的计算机和网络基础

第二章分子生物学数据库（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、生物学数据库概述（支撑课程目标1）

2、核苷酸序列与基因组数据库（支撑课程目标1）

3、蛋白质序列与模式、同源性数据库（支撑课程目标1）

4、结构数据库（支撑课程目标1）

5、基因和分子的互作和代谢途径信息数据库（支撑课程目标1）

6、RNA核苷酸序列数据库（支撑课程目标1）

7、其它遗传学与分子生物学资源（支撑课程目标1）

8、数据库中存在的问题及使用注意事项（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※蛋白质序列与模式、同源性数据库；基因和分子的互作和代谢途径信息数据库；RNA 核苷酸序列数据库

第三章序列比对与数据库检索（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、序列比对概述（支撑课程目标1）

2、双序列比对（支撑课程目标1）

3、比对的统计学显著性（支撑课程目标1）

4、多序列比对（支撑课程目标1）

5、数据库搜索（支撑课程目标1）

6、基因组长序列比对（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※双序列比对、数据库搜索

第四章核酸序列的信号和功能识别（4学时）

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、DNA序列的统计学与信息学分析（支撑课程目标1）

2、密码子指纹与密码子使用偏好性分析（支撑课程目标1）

3、编码DNA片段的长度与GC含量（支撑课程目标1）

4、重叠基因的信息论问题（支撑课程目标1）

5、功能相关基因在两个基因组间或内部的聚类关系（支撑课程目标1）

6、真核生物的基因表达调控（支撑课程目标1）

7、蛋白质基因识别（支撑课程目标1）

8、核酸序列的特殊信号检索（支撑课程目标1）

9、编码序列翻译（支撑课程目标1）

10、PCR引物和寡核苷酸探针设计（支撑课程目标1）

11、RNA标纹识别和局部结构配对（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※功能相关基因在两个基因组间或内部的聚类关系、真核生物的基因表达调控PCR引物和寡核苷酸探针设计等

第五章蛋白质序列分析与结构预测方法（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、多肽理化性质计算与预测（支撑课程目标1）

2、蛋白质家族与蛋白质分类（支撑课程目标1）

3、蛋白质序列模式和结构域模式分析（支撑课程目标1）

4、蛋白质结构预测与分子设计（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※蛋白质家族与蛋白质分类、蛋白质序列模式和结构域模式分析

第六章核酸和蛋白质序列的进化分析（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

1、分子系统发育概述（支撑课程目标1）

2、系统发育模型的组成（支撑课程目标1）

3、系统发育数据分析的一般步骤（支撑课程目标1）

4、建立数据模型（比对）（支撑课程目标1）

5、建树方法（支撑课程目标1）

6、进化树搜索（支撑课程目标1）

7、确定树根（支撑课程目标1）

8、评估进化树和数据（支撑课程目标1）

9、系统发育软件(MEGA2, PAUP*, MACCLADE, PHYLIP) （支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※系统发育模型的组成、建立数据模型（比对）、系统发育软件(MEGA2, PAUP*, MACCLADE, PHYLIP)

第七章基因组测序与分析（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、DNA 测序与序列片段的拼接（支撑课程目标1）

2、编码蛋白质基因区域的预测（支撑课程目标1）

3、基因组的比较（支撑课程目标1）

4、基因组物理图谱与测序（支撑课程目标1）

5、Conting图或克隆定序（支撑课程目标1）

6、有序鸟枪测序作图的分析（支撑课程目标1）

（三）本章重难点

※编码蛋白质基因区域的预测、Conting图或克隆定序、有序鸟枪测序作图的分析

第八章功能基因组信息学（2学时）

（一）教学要求

理解和掌握相关名词的定义、概念和解释等，形成正确的理念和行为观点

（二）教学内容

1、功能基因组信息学概述（支撑课程目标1）