生物信息学课程教案.docx

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重庆师范大学

《生物信息学》课程教案

授课教师

李勃

学院

生命科学学院

课程类别

专业方

向课程

总学时

32

总学分

2

理论课1实践课

理论课

(√)

实践课

()

学时分配

理论32学时

实践(含实验)0学时

教材名称

作者

出版社及出版时间

生物信息学

李霞、雷健波

人民卫士出版社，2015

指定参考书(或其它参考资料)

作者

出版社及出版时间(或其它来源)

基础生物

信息学及

应用

蒋彦、王小行、曹毅

清华大学出版社，2003年

生物信息学

许忠能

清华大学出版社，2008年

教案内容

授课内容

第一章《生物信息学》导论

教学目标

1.了解生物信息学的发展的前世今生；

2.理解生物信息学这门学科的内涵和外延；

3.掌握生物信息学的基本研究内容和领域；

4.领会生物信息学学科独特的研究思路和方法。

教学重点与难点

1.教学重点：生物信息学的研究内容及其应用领域；

2.教学难点：生物信息学中独特的研究思路和方法。

教学方法

讲授：多媒体+板书

学时分配

2学时

授课

内容

及要点

1.何为生物信息学?

生物信息学(Bioinformatics)研究生物医学资源中蕴含的重要信息的学科，

其核心是解决生物学问题，常规的研究内容包括生物大分子的序列、结构和功能，以及它们之间的相互作用等。

2.生物信息学发展简史

要点：Bioinformatics一词最先是由马来西亚籍华人林华安(Dr.HwaA.Lim)于1991年首创的；2000年人类基因组计划的初步完成标志着生物信息学这个学科

的基本诞生。

3.生物信息学的内涵及应用

(1)序列比对

(2)序列装配

(3)基因识别

(4)多态性和基因间区分析

(5)RNA表达分析

(6)分子进化

(7)结构预测

(8)分子间相互作用

(9)其他分支领域

2下载高清无水印

3

4.大数据时代的生物信息学与医学

(1)人类基因组计划

(2)组学

(3)其他领域

5.生物信息学研究策略的延伸

以机器学习为例，通过阿法狗大战李世石、爱不释手的手机app等案例为例，

引导学生理解什么是非监督学习、监督学习和半监督学习，进一步促进其对生物信息学这门课程产生更浓厚的兴趣。

课堂小结

本节课主要从非监督学习、监督学习和半监督学习三个不同类别上，对机器学习目前较为流行的类型进行了介绍。目的在于启发同学们理解机器学习和人工智能方法在现代生命科学领域应用几乎波及到了各个角落，希望大家能够正确认识到机

器学习的重要作用，不断补充知识迎接人工智能和大数据时代的到来。

课后思考题：

1.请列举生物信息学的主要研究范畴。

2.举例说明非监督学习在生命科学中的应用。

3.聚类分析中如何判断一个样本点究竟属于哪一类。

参考资料(含参考书、文献等):

《基础生物信息学及应用》,蒋彦等，清华大学出版社

《生物信息学—基因和蛋白质分析的使用指南》,李衍达，清华大学出版社《生物信息学》,赵国屏，科学出版社

《生物信息学手册》,郝柏林，上海科学技术出版社

教学网页

/files/Chapter-1.pdf

授课内容

第二章生物序列资源

教学目标

1.了解常用的生物序列数据库资源(如NCBI,UCSC和EMBL等)其各自的特点及它们之间的联系；

2.理解DNA序列的存储数据库(如GenBank,DDBJ,EMBL等)和蛋白质序列的

存储数据库(如UniProt等)中一些关键序列号的意义和数据库内部结构的组织等；

3.掌握目前已有的蛋白质相互作用数据库，生物通路数据库和蛋白质结构数据库；

4.能够根据自己问题出发找到感兴趣的蛋白质所涉及的相互作用。

教学重点与难点

1.教学重点：

(1)常用核酸和蛋白质序列和结构数据的种类和内容；

(2)数据库的格式和注释。

2.教学难点：数据库构建、各种数据库包含数据的种类。

教学方法

讲授：多媒体+板书

学时分配

4学时

授课内容及要点

1.引言(1学时)

(1)熟悉数据库的概念(数据库用于收集、整理、储存、加工、发布和检索数据的系统);引导学生认识生物信息学数据在生命科学研究中的重要作用。

(2)生物信息学数据库种类很多(序列、结构、生物分子之间的互作、其他等)。甚至在文章投稿之前，往往需要先将各种核酸和蛋白质序列提交至特定的公开数据库中。

(3)常见的生物信息学数据有以下几类：

①基因组数据库

②核酸序列数据库

③蛋白质序列数据库