生物信息学-课程教学大纲.docx
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ADDINCNKISM.UserStyle《生物信息学》课程教学大纲
（理论课程）
一、课程基本信息
课程号
1223S00063
开课单位
生命科学学院
课程名称
（中文）生物信息学
（英文）Bioinformatics
课程性质
必修
考核类型
考试
课程学分
3
课程学时
51
课程类别
学科核心课
先修课程
《进化生物学》、《生物化学》、《遗传学》及《分子生物学》
适用专业（类）
生物信息学专业、生物信息学专业凤凰班
二、课程描述及目标
（一）课程简介
《生物信息学》课程是生物信息专业（类）的一门学科核心课程，旨在通过理论教学使学生掌握生物信息学基础知识、基本原理和基础算法，具备生物信息数据库检索、序列比对和数据分析的基本能力，为今后选择新兴交叉学科领域进行深造奠定基础。由于生物信息学学科发展迅速，本课程主要涉及生物信息学的基本概念，序列比对的经典算法，常见生物信息学数据库检索，经典生物信息分析软件的原理及使用，蛋白质和基因组结构预测等内容。
（二）教学目标
通过本课程学习，学生将掌握生物信息学基础知识、生物信息数据库的使用、生物信息工具的应用以及相关算法等方面的内容，及其在实际研究中的应用（包括基因序列信息分析、基因预测、分子进化及系统发育树和蛋白质结构预测等重要问题）。
课程目标1：掌握生物信息学的基础知识；
课程目标2：掌握序列比对的基本算法和原理；
课程目标3：了解常用核酸、蛋白等生物信息数据库的使用；
课程目标4：学习系统发生分析的基本算法和技术；
课程目标5：掌握蛋白质结构预测、基因预测和基因组比较相关生物信息学工具的使用。
三、课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求指标点
课程目标
权重
1-3：掌握比较扎实的数学和物理、化学方面的基础理论知识，具有计算机及信息科学等方面的基础知识
课程目标1
20
1-4：掌握统计学、生物学、信息科学与技术等方面的基本知识和理论
课程目标2、3
30
2-2：具有综合运用所掌握的理论知识和技能，初步具备从事相关领域科学研究的能力
课程目标3
20
2-5：具备一定的计算机及信息技术应用能力
课程目标4
30
四、教学方式与方法
生物信息学以问题为导向的方式进行教学，以体现学生为主体、教师为主导的教学模式，多采用启发式、讨论式的教学方法，激发学生的学习积极性。主要使用多媒体，采取讲授和讨论相结合方式进行教学。
充分利用现代教育技术多媒体手段进行教学，理论联系实际，让学生通过实验更好的理解书本的知识。
五、教学重点与难点
（一）教学重点
1、生物序列比对的基本算法和原理
2、生物信息学数据库搜索算法
3、基因识别、蛋白质结构预测的原理及方法
4、系统发生分析的原理及方法
（二）教学难点
1、序列分析的生物学背景和序列比对的基本算法
2、核酸与蛋白质序列数据、数据库检索及参数选择与结果解读
3、进化分析与系统树构建
4、基因预测与基因组比较
5、蛋白质二级结构预测、空间结构分类与折叠识别。
六、教学内容、基本要求与学时分配
序号
教学内容
基本要求
学时
教学
方式
对应课程目标
1
第1章绪论
掌握生物信息学的概念与研究内容；
了解生物信息学发展简史和生物信息学研究的总趋势和重点领域；
3
讲授
课程目标1
2
第2章生物信息学的生物学基础
掌握生物信息学所需的生物学知识，理解这些生物学知识在生物信息学中的重要性；培养学生分析生物学现象的能力。
3
讲授
课程目标1
3
第3章生物信息学中的计算机基础
使学生对计算机原理有一个初步的了解和认识；熟练运用计算机。
9
讲授
课程目标1
4
第4章序列分析概述
掌握生物信息学中序列分析的应用原理；能够在实际操作过程中运用序列分析的方法。
3
讲授、演示
课程目标1、2
5
第5章序列两两比对
掌握序列的两两比对的原理；了解序列比对的相关内容；能够实际运用比对方法。
6
讲授与课堂讨论
课程目标1、2
6
第6章生物分子数据库
了解什么是数据库、数据库的分类以及各级数据库的特征和优缺点；理解核酸及相关数据库的特点及其应用；理解蛋白质及相关数据库的特点及应用
6
讲授
课程目标3、4
7
第7章数据库搜索
了解常用的数据库的搜索其原理；熟练掌握NCBI/EMBL/DDBJ/SWISS-PROT等常见数据库的使用方法。
6
讲授与演示
课程目3、4
8
第8章基因识别
掌握基因的特点；了解基因识别算法的原理；熟悉基因识别常用软件的使用。
6
讲授与演示
课程目标4
9
第9章蛋白质结构预测
掌握目前常用的蛋白质结构预测的方法；理解蛋白质结构预测的其基本原理。
6
讲授
课程目标4
10
第10章系统发生分析
了解系统发生定义，理解生物演化的规律，了解生物演化的主要思想，掌握生物系统重构的