《生物信息学》课程教学大纲

《生物信息学》课程教学大纲

课程编号：0235212

课程名称：生物信息学

总学时数：28学时

实验学时：0学时

先修课及后续课：先修课有《普通生物学》、《生物化学》、《微生物学》、《细胞生物学》、《遗传学》、《基因工程》、《分子生物学》。

一、说明部分

1、课程性质

生物信息学是生物工程专业的选修课程，适宜于已有生物化学和分子生物学基础的学生。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，因此本课程在人才培养过程中具有很重要的地位。本课程系统地概括了该学科的核心内容，包括主要生物信息学数据库及数据库查询、序列相似性搜索、多序列比对和进化树分析、序列的一般分析、生物信息学在人类基因组研究计划中的应用及蛋白质组信息学等主要内容。

2、教学目标及意义

使学生学习、掌握生物信息学的先进理论知识和技术，掌握信息时代彼此相互学习、相互交流医学知识必不可少的现代工具和技术手段。

3、教学内容及教学要求

（1）要求学生掌握生物信息学的基本理论知识和基本概念，熟悉生物信息学的相关技术方法，特别是分子生物学中常用的关键技术及常用软件。

（2）考虑到生物信息学实践性很强的特点，结合生物医学实际，设计了一些实验供学生练习操作，以巩固所学的知识和技术。要求学生熟悉生物信息学的常用网络技术方法，掌握网络技术基本要领。

4、教学重点、难点

重点：生物信息学的概念、主要生物信息学数据库及数据库查询、序列相似性搜索、序列的一般分析。

难点：主要生物信息学数据库及数据库查询、序列相似性搜索、序列的一般分析。通过系统的学习，使学生能够掌握生物信息学的基础知识与概念、运用生物信息学成果解决生命

科学相关问题的基本方法与途径，培养分析问题与解决问题的能力；了解生物信息学网络资源，开拓视野；培养对生物工程专业课程研究的兴趣。

5、教学方法与手段

在教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、网上数据库使用等，以加强学生对理论知识的消化和理解，在教学过程应注意积极启发学生的思维，培养学生发现问题和解决问题的能力。

6、教材及主要参考书

教材：

《基础生物信息学及应用》，清华大学出版社，蒋彦等编。

参考书目：

《生物信息学网络资源与应用》，中山大学出版社，黄韧等编。

《生物信息学手册》第2版，上海科学技术出版社，郝柏林等编。

《生物信息学方法与实践》，科学出版社，张成岗、贺福初等编。

《生物信息学概论》，北京大学出版社，罗静初等译。

《生物信息学》，科学出版社，赵国屏等编。

《生物信息学》，科学出版社，张杨德等编。

《Bioinformatics :sequence and genome analysis》影印本，科学出版社, David W.Mount.

二、正文部分

第一章绪论（2课时）

教学要求：本章重点掌握生物信息学定义、生物信息学研究的基本内容，难点生物信息学的应用。

第一节生物信息学的诞生和发展

本节要求了解生物信息学的诞生和发展(考核概率10%)，掌握生物信息学定义(考核概率60%)。

1 什么是生物信息学

2 生物信息学的诞生和发展

第二节生物信息学研究的基本内容、任务

本节要求了解生物信息学的任务(考核概率10%)，理解生物信息学研究的基本内容(考核概率30%)。

1 生物信息学研究的基本内容

2 生物信息学的任务

第三节生物信息学的应用和意义

本节要求了解生物信息学的意义(考核概率10%)，理解生物信息学的应用(考核概率30%)。

1 生物信息学的应用

2 生物信息学的意义

第二章主要生物信息学数据库及数据库查询（6课时）教学要求：本章重点生物信息学门户网站、常用的生物信息学数据库及其查询系统Entrez和SRS，难点生物信息学数据库查询系统Entrez和SRS。

第一节生物信息学门户网站

本节要求了解CBI(考核概率10%)，理解EBI(考核概率**%)，掌握NCBI (考核概率30%)第二节常用的生物信息学数据库

本节要求了解DDBJ和其他常用数据库(考核概率10%)，理解EMBL、PIR(考核概率30%)，掌握GenBank、Swiss-Prot蛋白序列数据库和TrEMBL、PDF数据库(考核概率60%)。

1 核酸数据库

2 蛋白质数据库

第三节数据库查询

本节要求理解序列查询其它途径(考核概率30%)，掌握数据库查询系统Entrez、数据库查询系统SRS(考核概率60%)。

1 数据库查询系统Entrez

2 数据库查询系统SRS

3 序列查询其它途径

第四节序列提交

本节要求了解序列提交(考核概率10%)

第三章序列相似性搜索、多序列比对和进化树分析（6课时）

教学要求：本章重点序列相似性搜索，难点序列的BLAST分析、多序列比对、进化树分析。

第一节序列相似性搜索

本节要求了解序列相似性搜索的任务和目的(考核概率10%)，理解专门的BLAST服务器(考核概率30%)，掌握相似性和同源性、序列的BLAST分析(考核概率60%)。

1 相似性和同源性

2 序列相似性搜索的任务和目的

3 序列的BLAST分析

4 专门的BLAST服务器

第二节多序列比对

本节要求了解序列比对程序Genedoc、Clustal X 、lign X (考核概率**%)，理解Clustal W(考核概率30%)。

1 序列比对程序Genedoc

2 序列比对程序Clustal X

3 序列比对程序Clustal W

4 序列比对程序lign X

第三节进化树分析

本节要求了解进化树的构建方法和常用的进化树分析软件(考核概率10%)，理解进化树的应用(考核概率30%)，掌握进化树的概念(考核概率60%)。

1 进化树的概念

2 进化树的构建方法

3 常用的进化树分析软件

4 进化树的应用

第四章序列的一般分析（8课时）

教学要求：本章重点核酸序列的一般分析、蛋白质序列的一般分析，难点核酸序列的一般分析、蛋白质序列的一般分析。

第一节序列格式转化

本节要求理解序列格式转换软件(考核概率30%)，掌握常见序列格式(考核概率60%)。

1 常见序列格式

2 序列格式转换软件