《生物信息學(xué)》教學(xué)大綱

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 GDOU-B-11-213 《生物信息學(xué)》教學(xué)大綱 課程編號 學(xué)分 2 總學(xué)時 36 理論 16 實驗/上機 20 英文課程名稱 Bioinformatics 開課院（系） 農(nóng)學(xué)院 開課系 生物技術(shù)系 修訂時間 2006年9 月10 日 課 程 簡 介 教學(xué)內(nèi)容 生物信息學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)的選修課程。生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科，是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要工具。本課程系統(tǒng)地概括了該學(xué)科的核心內(nèi)容，包括生物信息學(xué)內(nèi)容，研究歷史和發(fā)展趨勢、基因組計劃及基因組數(shù)據(jù)庫的主要圖譜、生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的類型、數(shù)據(jù)庫的查詢和數(shù)據(jù)庫的

2、搜索、序列的同源性比較及分子系統(tǒng)學(xué)、分子進(jìn)化分析、生物芯片和蛋白質(zhì)組學(xué)等主要內(nèi)容。 修讀專業(yè)：生物技術(shù)專業(yè) 先修課程：分子生物學(xué)和基因工程原理等。 教材：趙國屏等編 《生物信息學(xué)》科學(xué)出版社，2002 一、 課程的性質(zhì)與任務(wù) 本課程是生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與實驗，使學(xué)生能夠掌握生物信息學(xué)的基礎(chǔ)知識與概念，生物信息學(xué)內(nèi)容，研究歷史和發(fā)展趨勢、基因組計劃及基因組數(shù)據(jù)庫的主要圖譜、生物學(xué)數(shù)據(jù)庫的類型、數(shù)據(jù)庫的查詢和數(shù)據(jù)庫的搜索、序列的同源性比較及分子系統(tǒng)學(xué)、分子進(jìn)化分析、生物芯片和蛋白質(zhì)組學(xué)等主要內(nèi)容。 二、 課程的基本要求 要求學(xué)生了解生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)的獲得

3、分析及DNAMAN軟件的操作方法。 三、 修讀專業(yè) 生物技術(shù)專業(yè) 四、 本課程與其它課程的聯(lián)系 生物信息學(xué)是對用分子生物學(xué)和基因工程原理所獲得的結(jié)果進(jìn)行分析的一門工具課程。它能加深學(xué)生對分子生物學(xué)的理解及更加熟練地用生物信息學(xué)的方法來解決基因工程中的技術(shù)問題。對蛋白質(zhì)工程及制藥工程也具有幫助。 五、 教學(xué)內(nèi)容安排、要求、學(xué)時分配及作業(yè) 教學(xué)基本要求和主要環(huán)節(jié) 1、理論教學(xué) 學(xué)時數(shù) 16學(xué)時 2、實驗 學(xué)時數(shù) 20學(xué)時 三、大綱內(nèi)容 （一）、理論講授部分 第一章 生物信息學(xué)通論（2學(xué)時） （1）學(xué)習(xí)目的和要求： 生物信息學(xué)的基本概念、發(fā)展過程、應(yīng)用。

4、 （2）教學(xué)重點和難點： 生物信息學(xué)的基本概念、發(fā)展過程、應(yīng)用。 一、生物信息與生物信息學(xué)(A) 二、生物信息學(xué)發(fā)展簡史(C) 三、基因組時代：生物信息學(xué)的應(yīng)用與展望(C) 第二章　基因組計劃（2） 學(xué)目的和要求： 基因組的定義，基因組計劃所要完成的任務(wù)，基因組計劃中的四種圖譜的定義，制作方法及用途。基因組計劃的研究進(jìn)展。 （2）教學(xué)重點和難點： 基因組計劃中的四種圖譜的定義，制作方法及用途。 一、基因組簡介?。ˋ） 二、基因組的研究進(jìn)展?。–） 第三章 分子生物信息數(shù)據(jù)庫(2) 國際上主要的數(shù)據(jù)的名稱和種類；序列數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的格式；學(xué)會數(shù)據(jù)的搜索和序列提交的方法。 （2）

5、教學(xué)重點和難點： 主要的數(shù)據(jù)的名稱和種類；序列數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的格式；學(xué)會數(shù)據(jù)的搜索和序列提交的方法。 一、基因組數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史（C） 二、主要的數(shù)據(jù)庫資源（A） 三、GenBank序列數(shù)據(jù)庫序列格式。（A） 四、相關(guān)工具的使用（A） 第四章 序列比對(2) 學(xué)目的和要求： 核苷酸和氨基酸殘基代碼、相似性和同源性、局部相似性和整體相似性；核苷酸和氨基酸的相似性計分矩陣。如何進(jìn)行序列對比分析。 （2）教學(xué)重點和難點： 了解核苷酸和氨基酸殘基代碼、相似性和同源性、局部相似性和整體相似性；核苷酸和氨基酸的相似性計分矩陣。序列對比的原理。 一、核苷酸堿基和氨基酸殘基代碼表（B） 二、

6、相似性和同源性（A） 三、如何作序列對比分析（A） 四、局部相似性和整體相似性（A） 五、序列相似性的作圖分析（A） 第五章 序列的同源比較(2) 學(xué)目的和要求： 學(xué)會用BLAST檢索同源序列輸入的格式、程序和數(shù)據(jù)庫的選擇及一些參數(shù)的設(shè)置。 （2）教學(xué)重點和難點： 學(xué)會用BLAST檢索同源序列輸入的格式、程序和數(shù)據(jù)庫的選擇及一些參數(shù)的設(shè)置。 一、相似性和同源性（A） 二、Blast 的使用（A） 第六章 系統(tǒng)發(fā)育樹（2） 學(xué)目的和要求： 掌握系統(tǒng)樹的定義及構(gòu)建系統(tǒng)樹的方法及原理。了解直系同源基因和并系同源基因。 （2）教學(xué)重點和難點： 系統(tǒng)樹的定義及構(gòu)建系統(tǒng)樹的

7、距離法的原理。了解直系同源基因和并系同源基因。 一、 系統(tǒng)樹及其它 （A） 二、系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)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) 學(xué)目的和要求： 基因芯片的基本原理及其各種作用，了解在這些作用中基因芯片工作的原理。 （2）教學(xué)重點和難點： 基因芯片的基本原理及其各種作用，了解在這些作用中基因芯片工作的原理。 一、基因芯片簡介（A） 二、基于芯片的應(yīng)用（A） 三、基于芯片的基因功能分析（C） 第八章 蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組學(xué)(2) 學(xué)目的和要求： 蛋白質(zhì)組學(xué)的定義及研究蛋白質(zhì)組學(xué)的方法。 （2）教學(xué)重點和難點： 雙向電泳技

8、術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)的原理 一、蛋白質(zhì)組學(xué)的定義 二、雙向電泳的原理 三、質(zhì)譜技術(shù)原理 （二） 實驗、實習(xí)部分教學(xué)內(nèi)容與要求（共20學(xué)時） (一)、文獻(xiàn)信息的查找和序列數(shù)據(jù)的查詢(2) 目的：了解NCBI，學(xué)會文獻(xiàn)檢索和核酸和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)檢索，并理解結(jié)果。 內(nèi)容：講解NCBI中所包含的內(nèi)容，學(xué)會文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本查詢檢索方法，并將下載的文獻(xiàn)。掌握NCBI Alldatabases檢索工具，并檢索有關(guān)的核酸和蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)。 (二)、水稻基因組中的各種圖譜的檢索及含義(2) 目的：理解基因組文庫中的各種數(shù)據(jù)及含義。 內(nèi)容：從NCBI網(wǎng)站中找出水稻的物理圖譜、遺傳圖譜、表達(dá)圖譜等，并理解其

9、含義。 (三)、BLAST及多序列比對（4學(xué)時） 目的：學(xué)習(xí)序列比對工具BLAST、DNAMAN等的使用，能夠?qū)π蛄袛?shù)據(jù)進(jìn)行初步的分析。 內(nèi)容：根據(jù)需要選擇BLAST的方式及各種參數(shù)，用DNAMAN進(jìn)行多序?qū)Ρ?，并?gòu)建系統(tǒng)發(fā)樹。序列的提交Bankit的使用。 要求：對給定的未知序列進(jìn)行對庫搜索，進(jìn)行序列的對比分析，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。 (四)、DNAMAN軟件繪制物理圖譜(4) 目的：DNAMAN軟件繪制物理圖譜。 內(nèi)容：DNAMAN軟件繪制物理圖譜。 (五) DNAMAN軟件的其它應(yīng)用(4) 目的：DNAMAN的其它功能。 內(nèi)容：DNAMAN軟件中物理圖譜的制作、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、

10、PCR引物的設(shè)計等。 六、 實驗內(nèi)容與要求 序號 實驗內(nèi)容 學(xué)時 1 文獻(xiàn)信息的查找和序列數(shù)據(jù)的查詢 2 2 水稻基因組中的各種圖譜的檢索及含義 2 3 BLAST及多序列比對 4 4 DNAMAN軟件繪制物理圖譜 4 5 DNAMAN軟件的其它應(yīng)用 4 6 （六）考試 設(shè)計一方案，從網(wǎng)上下載一個基因序列，并設(shè)計引物，用PCR方法擴增目的基因，將目的基因用大腸桿菌載體進(jìn)行表達(dá)或?qū)⒛康幕驅(qū)胫参镏小? 4 七、 教材與參考書 本課程選用教材： 趙國屏等編 《生物信息學(xué)》科學(xué)出版社，2002 本課程推薦參考書： 張成崗，賀福初 《生物信息學(xué)》 科學(xué)出版社2002 執(zhí)筆：胡漢橋 審核： 批準(zhǔn)人： 時間： 專心---專注---專業(yè)