《生物信息学实验》课程教学大纲.docx

《生物信息学实验》教学大纲

课程编号英文名称：BioinformaticsExperiment

学分：1

学时：总学时32学时，其中理论0学时，实践32学时

先修课程：生物化学、分子生物学、大学计算机基础

课程类别：专业主干课程

授课对象：生物科学专业学生

教学单位：生命科学学院

修读学期：第5学期

一、课程描述和目标

生物信息学实验是生物信息学课程的配套实践课程。本课程运用生物信息学理论和方法进行生物信息的获取、存储、分析、利用等基本技能学习，培养学生信息科学、计算机科学和生物学等多学科知识交叉综合运用以解决生命科学基本问题的能力。

课程目标1：掌握运用生物信息学数据库进行生物数据查询、获取、处理、分析和解释的能力。

课程目标2：掌握运用生物信息学软件和在线工具进行基因和蛋白质序列结构分析和功能注释的方法，具备对基因和蛋白质进行功能预测分析的能力。

课程目标3：运用进化分析软件、组学分析软件等多种生物信息学工具对生物数据进行综合、深度分析，具备一定解决生物信息学复杂问题和解析生物数据背后的生物学问题的能力。

二、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

5.1学习想象：具备运用理科相关课程的知识与技能，对复杂生命科学问题进行理解与表达，并提出新观点、新设想和新见解的能力。

课程目标1

课程目标2

H

6.3专业能力：掌握资料查询、文献检索及应用现代信息技术获取专业知识终身学习的能力。

课程目标1

L

9.2语言基础：具备一定的语言能力，能够用恰当的口头和书面表达方式，与社会公众及同行进行有效的沟通。

课程目标1

课程目标2

课程目标3

M

（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学

方式

对应课程

目标

1

生物数据库检索和数据提交

掌握各类生物数据库的基本内容、检索方法和GenBank等数据库中序列的提交

6

实践操作

课程目标1、2

2

多重序列比对系统发生树构建

掌握使用Clustalx进行序列多重比对的方法和MEGA软件构建系统发生树的方法，重点掌握建树的模型和计算方法的选择

4

小组讨论、实践操作

课程目标1、2、3

3

基因结构分析和功能注释

核酸序列的结构、元件预测、基因的功能注释、PCR引物的设计

6

实践操作

课程目标1、2

4

蛋白质序列分析

掌握蛋白质序列理化性质分析、修饰分析和结构域预测

4

实践操作

课程目标1、2

5

蛋白质空间结构预测

掌握同源建模等蛋白质结构预测方法和质量评估方法，了解蛋白质3D结构可视化软件VMD的使用方法

4

小组讨论、实践操作

课程目标1、2、3

6

转录调控分析

掌握转录因子定位和识别方法

4

实践操作

课程目标2、3

7

转录组、蛋白质组分析

了解转录组学、蛋白质组定量和差异表达分析方法

4

小组讨论、实践操作

课程目标2、3

合计

32

四、课程教学方法

小组讨论、实践操作

五、学业评价和课程考核

（一）考核方式及具体要求

1.课程成绩构成与要求

课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由课堂实践操作测试、实验报告组成，均按百分制计分，其中课堂实践操作测试成绩占50%、实验报告成绩占50%。

2.课程目标达成考核与评价

序号

教学环节

课程目标1（分值）

课程目标2（分值）

课程目标3（分值）

合计

1

课堂实践操作

15

15

20

50

2

实验报告

15

15

20

50

课程目标对应分值

30

30

40

100

（二）考核与评价标准

1.课堂实践操作考核与评价标准

按照实践操作的时间、方法、结果和小组讨论开展情况进行评价。

2.实验报告考核与评价标准

分值

观测点

90-100分

70-89分

60-69分

0-59分

实验报告

列出完整的实验操作步骤，获得准确、完整的实验结果，正确的分析实验结果所蕴含的生物学科学问题或意义。

列出完整的实验操作步骤，获得、完整的实验结果，能部分开展分析实验结果所蕴含的生物学科学问题或意义讨论并获得结果。

列出主要的实验操作步骤，获得主要的实验结果，没有开展实验结果所蕴含的生物学科学问题或意义分析和讨论。

列出部分实验操作步骤，获得部分的实验结果，没有开展实验结果所蕴含的生物学科学问题或意义分析和讨论。

六、教材与参考书

（一）推荐教材

1．《生物信息学实验》，陈铭，原春晖主编，科学出版社，2022年3月版；

2．《生物信息学实验指导及习题集》，冯世鹏著，电子工业出版社，2021年7月版；

（二）参考资料

1．《生物信息学实验教程（第2版）》，吕巍，李滨编著，高等教育出版社，2022年6月版；

2．《生物信息学实验指导》