<<生物信息学>>课程教学大纲

　　英文名称: Bioinformatics
　　一.课程说明
　　1.课程性质：学科基础选修课
　　2.课程的目及任务：掌握生物信息学的基本原理与方法，主要的生物信息学资源及其利用方法，使学生具有进行相应的生物数据的生物信息学分析的基础。
　　3.适应专业: 农学、植物科学与技术
　　4.学时与学分:36    1.5
　　5先修课程: 遗传学、分子生物学、生物化学、植物生理学
　　6.推荐教材或参考书目(含教材名,主编,出版社,出版年份)
　　主要教材为：生物信息学，黄英武主编，2000。
　　参考书目：
　　(1) 基础生物信息学及应用，蒋彦，王小行，曹毅，王喜忠主编，北京，清华大学出版社，2003。
　　(2) 生物信息学方法与实践，张成岗主编，科学出版社，2002。
　　(3) 生物信息学手册，贺福初主编，科学出版社。
　　(4) 生物信息学——蛋白质和蛋白质分析的实用指南，孙之荣等译，清华大学出版社。
　　(5) 生物信息学概论，罗静初等译，北京大学出版社。
　　7.主要教学方法与手段
　　以课堂讲授为主，辅以多媒体演示，计算机网络实习进行实验操作，
　　8.考核方式:(说明,成绩评定办法)
　　课程完成后，进行闭卷考试，考试成绩占50％，实验成绩占30％，平时考察（包括上课提问，课后作业）占20％。
　　9.课外自学要求(包含作业要求)
　　要求学生课外查阅相关资料，进行学习，加深理解，并适当布置课后作业，作业以要求学生查阅相关文献，深入理解课程内容为主。
　　二.教学基本要求和能力培养要求
　　1.通过本课程的各个教学环节,达到以下基本要求:(运用了解\掌握\熟练掌握\领会\正确领会等词语对各章内容提出要求)
　　(1) 生物信息学概论，了解生物信息学的概念和发展历史、生物信息学的生物学基础、生物信息学的计算机和网络基础、生物信息学的数学基础、生物信息学的产业化、生物信息学研究内容和前景展望
　　(2) 分子生物学数据库，了解生物学数据库，核苷酸序列与基因组数据库，蛋白质序列与模式、同源性数据库，结构数据库， 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，其它遗传学与分子生物学资源，及数据库中存在的问题及使用注意事项。
　　(3) 序列比对与数据库检索，了解序列比对，双序列比对，比对的统计学显著性，多序列比对，数据库搜索，基因组长序列比对。
　　(4) 核酸序列的信号和功能识别，了解DNA序列的统计学与信息学分析，密码子指纹与密码子使用偏好性分析，编码DNA片段的长度与GC含量，重叠基因的信息论问题，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，蛋白质基因识别，核酸序列的特殊信号检索，编码序列翻译， PCR引物和寡核苷酸探针设计，RNA标纹识别和局部结构配对。
　　(5) 蛋白质序列分析与结构预测方法，了解多肽理化性质计算与预测，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，蛋白质结构预测与分子设计。
　　(6) 核酸和蛋白质序列的进化分析，了解分子系统发育，统发育模型的组成，系统发育数据分析的一般步骤，建立数据模型（比对）， 建树方法，进化树搜索，确定树根，评估进化树和数据，系统发育软件(MEGA2, PAUP*, MACCLADE, PHYLIP)。
　　(7) 基因组测序与分析，了解DNA 测序与序列片段的拼接，编码蛋白质基因区域的预测，基因组的比较，基因组物理图谱与测序， Conting图或克隆定序，有序鸟枪测序作图的分析；第8章 功能基因组信息学，了解功能基因组信息学及基因表达数据分析。
　　2.通过学习本课程，应具备以下能力:
　　(1) 掌握生物信息学的基本原理与方法；
　　(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.课程教学内容(各章\节基本内容,用※标注为选学内容)
　　第1章 生物信息学概论
　　1.1 生物信息学的概念和发展历史
　　1.2 生物信息学的生物学基础
　　1.3 生物信息学的计算机和网络基础
　　1.4 生物信息学的数学基础
　　1.5 生物信息学的产业化
　　1.6 生物信息学研究内容和发展前景展望
　　第2章 分子生物学数据库
　　2.1 生物学数据库概述
　　2.2 核苷酸序列与基因组数据库
　　2.3 蛋白质序列与模式、同源性数据库
　　2.4 结构数据库
　　2.5 基因和分子的互作和代谢途径信息数据库
　　2.6 RNA核苷酸序列数据库
　　2.7其它遗传学与分子生物学资源
　　2.8 数据库中存在的问题及使用注意事项
　　第3章 序列比对与数据库检索
　　3.1 序列比对概述
　　3.2 双序列比对
　　3.3 比对的统计学显著性
　　3.4 多序列比对
　　3.5数据库搜索
　　3.6基因组长序列比对
　　第4章 核酸序列的信号和功能识别
　　4.1 DNA序列的统计学与信息学分析
　　4.2 密码子指纹与密码子使用偏好性分析
　　4.3编码DNA片段的长度与GC含量
　　4.4重叠基因的信息论问题
　　4.5 功能相关基因在两个基因组间或内部的聚类关系
　　4.6 真核生物的基因表达调控
　　4.7 蛋白质基因识别
　　4.8 核酸序列的特殊信号检索
　　4.9 编码序列翻译
　　4.10 PCR引物和寡核苷酸探针设计
　　4.11 RNA标纹识别和局部结构配对
　　第5章 蛋白质序列分析与结构预测方法
　　5.1 多肽理化性质计算与预测
　　5.2 蛋白质家族与蛋白质分类
　　5.3蛋白质序列模式和结构域模式分析
　　5.4蛋白质结构预测与分子设计
　　第6章 核酸和蛋白质序列的进化分析
　　6.1 分子系统发育概述
　　6.2 系统发育模型的组成
　　6.3 系统发育数据分析的一般步骤
　　6.4 建立数据模型（比对）
　　6.5 建树方法
　　6.6 进化树搜索
　　6.7 确定树根
　　6.8 评估进化树和数据
　　6.9 系统发育软件(MEGA2, PAUP*, MACCLADE, PHYLIP)
　　第7章 基因组测序与分析
　　7.1 DNA 测序与序列片段的拼接
　　7.2 编码蛋白质基因区域的预测
　　7.3 基因组的比较
　　7.4 基因组物理图谱与测序
　　7.6  Conting图或克隆定序
　　7.7有序鸟枪测序作图的分析
　　第8章 功能基因组信息学
　　8.1功能基因组信息学概述
　　8.2 基因表达数据分析
　　四.教学学时分配