生物信息学大纲

动科系教学大纲

GDOU-B-11-213

《生物信息学》课程教学大纲

课 程 简 介

课程简介: 生物信息学是生命科学专业的必修课程，是农学院动物科学专业学生的选修课程。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，包括生物信息学的概念、产生背景、发展历史、研究目标、国内外研究现状以及人类基因组计划和蛋白质组信息学等前沿课题，并对生物学数据库的建立、核酸序列分析技术、蛋白质结构预测和分子设计技术、生物信息学软件的开发与应用等内容。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，了解生物信息学网络资源，实践具体的操作方法。

课 程 大 纲

一、课程的性质与任务：

“生物信息学”是分子生物学、基因组学、计算数学、电子运算等学科相结合而发展起来的一门新的学科，该学科涉及领域广、内容纵横交错、高度综合。本课程根据动物科学专业学生对生物信息科学知识的需求进行开设。通过本课程的学习可了解生物信息学的发展和现状，掌握生物信息学中几种主要主要数据库的内容、注释、检索以及数据库搜索工具的使用方法，包括两序列比对、多序列比对及其算法等，并结合当今生物信息学领域的最新进展，了解上述各种方法在实际研究中的应用。

二、课程的目的与基本要求：

1.本门课程的开设正是为了使学生了解目前生物信息学学科的研究内容和发展方向，培养学生具有生物信息学方面的理论基础和基本技能，并且能够运用所掌握的生物信息学理论、方法和技术初步解决科研和实际工作中生物信息的存储、检索、分析和利用的问题。

2.通过本课程的各个教学环节,达到以下基本要求:

(1) 掌握生物信息学的基本原理与方法；

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(2) 了解主要的生物信息学资源及其利用方法；

(3) 具有进行相应的生物数据的生物信息学分析的能力。

三、面向专业：

动物科学专业

四、先修课程:

普通生物学、生物统计学、遗传学、分子生物学、细胞生物学、生物化学、计算机基础与应用

五、本课程与其它课程的联系：

生物信息学是动科专业学生所开的高级课程，主要针对高年级本科生开设。学生在此之前需要掌握普通生物学、遗传学、生物化学、分子生物学等方面的专业知识，以及计算机方面的基本知识。

六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：

第1章概论（2学时）

1.1 生物信息学产生的背景

1.2 人类基因组计划

1.3 什么是生物信息学

1.4 生物信息学的研究目标和内容

1.5 生物信息学的发展

1.6 生物信息学研究方法的新进展

1.7 国内外生物信息学研究现状

1.8 生物信息学的主要意义和展望

1.9 生物信息学与生物实验的关系

第2章 生物学基础（4学时）

2.1 生命起源和分子进化

2.2 生物的分类

2.3 核酸

2.4 蛋白质

2.5染色体和基因

2.6 中心法则

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2.7 基因工程技术简介

思考题：

第3章 生物信息数据库及其信息检索（5学时）

3.1 生物信息数据库的类型

3.2 序列数据库

3.3 结构数据库

3.4 生物数据库的信息检索

3.5 向数据库提交数据

第4章 序列比对与算法（4学时）

4.1 序列两两比对

4.2 多序列比对

4.3 序列分析算法

4.4 分子进化:系统树发育分析

第5章 核酸序列分析（5学时）

5.1 DNA序列分析的意义

5.2 基因结构

5.3 序列翻译与ORF预测

5.4核酸序列分析框架

5.5 基因识别的两种途径

5.6数据库搜索

5.7 生物信息学软件

5.8 新测定DNA序列的分析实例

第6章蛋白质结构预测和分子设计（5学时）

6.1蛋白质结构预测

6.2蛋白质工程分子设计简介

第7章 人类基因组计划（4学时）

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7.1概论

7.2参与基因组计划的机构

7.3图谱

7.4测序

7.5列基因组序列信息分析工具

7.6人类基因组信息数据库

7.7 生物信息学在基因组研究中的应用

7.8后基因组计划

第8章 蛋白质组信息学（5学时）

8.1蛋白质组学简介

8.2蛋白质组信息学

8.3龄前蛋白质组分析的内容和方法

8.4蛋白质组信息学相关资源

8.5我国蛋白质组研究进展

8.6蛋白质组学研究中常见问题

8.7化学蛋白质组学

第9章生物信息学前沿（2学时）

9.1生物芯片技术

9.2药物设计与生物信息学

9.3龄前基因诊断与治疗

9.4 虚拟细胞——人工生命的模型

七、教材与参考书：

本课程选用教材:生物信息学.张阳德编著.科学出版社.2004.9

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本课程推荐参考书:

黄韧等 《生物信息学网络资源与应用》中山大学出版社，2003

郝柏林等编 《生物信息学手册》第2版，上海科学技术出版社，2002 蒋彦等编 《基础生物信息学及应用》清华大学出版社，2003 罗静初等译 《生物信息学概论》北京大学出版社，2002

赵国屏等编 《生物信息学》科学出版社，2002

袁建刚等主译 《基因组》 科学出版社，2002

孙超等译 《生物信息学中的计算机技术》中国电力出版社，2002

八、本课程理论课及实验课的考核方式:

⒈ 平时成绩： 20%

⒉ 实验成绩： 0%

⒊ 试卷成绩： 80%，

⒋ 综合考核成绩：平时成绩（20％）＋试卷成绩（80%）

执笔: 审核: 批准人: 时间: