课程名：生物信息学(Bioinformatics) 学分：1 学时：18
课程类别：专业相关选修课
开课学院：水产与生命学院 所属基层教学组织：海洋生物系
曾任课教师：何培民(教授)
课程大纲：
一、课程性质与目的
生物信息学是随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。生物信息学是用信息科学和数理的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈现指数增长的生物学数据的一门学科。以计算机为其主要工具，发展各种软件，对逐日增长的浩如烟海的DNA和蛋白质的序列和结构进行收集、整理、储存、发布、提取、加工、分析和研究，目的在于通过这样的分析逐步认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言。生物信息学已经成为生动医学、农学、遗传学、细胞生物学等学科发展的强大推动力量，也是药物设计、环境监测的重要组成部分。
二、课程简介
生物信息学是80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。生物信息学是用信息科学的观点、理论和方法去对逐日增长的浩如烟海的DNA和蛋白质的序列和结构进行收集、整理、储存、发布、提取、加工、分析和研究，目的在于通过这样的分析逐步认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质。通过本课程的学习, 使学生理解生物信息学的基本概念, 了解主要的生物信息学资源, 掌握DNA序列分析、分子系统发育分析以及基因组分析等分析方法、关键技术和常用软件。
三、教学内容
第一章 生物信息学概论 （2学时）
主要内容：生物信息学的概念和发展历史；生物信息学的分子生物学基础；生物信息学的计算机和网络基础；生物信息学产业化与发展前景展望。
学习要求：了解生物信息学的概念和发展历史、生物信息学的分子生物学基础、生物信息学的计算机和网络基础、生物信息学产业化与发展前景展望。
第二章 分子生物学数据库 （2学时）
主要内容：生物学数据库概述；生物信息数据库检索；基因组数据库与应用（GenBank等）；蛋白质数据库与应用；探针和引物设计。
学习要求：了解生物学数据库概述、生物信息数据库检索；理解基因组数据库与应用 （GenBank等）、蛋白质数据库与应用、探针和引物设计。
第三章 序列分析 （3学时）
主要内容：背景知识；从序列中寻找基因；序列比对；BLAST数据库；FastA数据库；多序列比对。
学习要求：了解背景知识、FastA数据库；掌握从序列中寻找基因、序列比对、BLAST数据库、多序列比对。
第四章 蛋白质结构预测 （3学时）
主要内容：概述；蛋白质的分子结构；蛋白质二级结构预测；蛋白质三维结构预测。
学习要求：了解蛋白质结构预测的相关概念；掌握蛋白质的分子结构、蛋白质二级结构预测、蛋白质三维结构预测。
第五章 分子进化分析 （2学时）
主要内容：系统发生分析概述；系统发育树重建方法；系统发生分析常用软件。
学习要求：了解系统发生分析概述；掌握系统发育树重建方法、系统发生分析常用软件的使用。
实验教学内容概况：生物信息学实验是根据生物信息学学生对生物信息科学领域相关的一些主要技术的理论与实践操作进行开设。它的主要目的是在理解实验理论的基础上着重于实践操作过程中的问题解决。通过实验使学生掌握生物信息学基本方法和操作程序，了解生物信息学的基本原理，掌握各主要的生物数据库以及几种常用生物信息学软件的使用。应以学生主体，培养学生科学的思维方法、获取知识的能力和创新能力，为学生的终身学习奠定基础。
主要仪器设备：计算机。
实验指导书名称：《生物信息学实验讲义》（自编）
四、教学基本要求
通过本课程的学习, 使学生理解生物信息学的基本概念, 了解主要的生物信息学资源, 掌握DNA序列分析、分子系统发育分析以及基因组分析等分析方法、关键技术和常用软件。
五、教学方法
实行模块式教学，即将整个课程按照上述内容结构划分为5个章节。
本课程采用的教学媒体主要有：文字教材（包括主教材和学习指导书）、课件（包括主讲老师对全书的系统讲授，还有重要内容的文字提示与电子教学幻灯片）以及网上辅导（主要有电子教材、教案、作业、讨论、答疑等方式）。
考试主要采用论文方式，考试范围应涵盖所有讲授的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。
六、参考教材和阅读书目
参考教材：
《生物信息学概论》，罗静初等译 北京大学出版社。
《简明生物信息学》，钟扬、张亮、赵琼等编，高等教育出版社。
七、本课程与其它课程的联系与分工
本课程是生物技术、生物学专业的选修课，选修本课程前应先选修《分子生物学》或《计算机基础课程》等课程。
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