生物信息学试验

生物信息学实验生物信息学实验 Bioinatics Experiment 【课程编号课程编号】1411010【课程类别课程类别】专业方向课 【学学 分分 数数】1 学分【适用专业适用专业】生物技术、生物科学 【学学 时时 数数】32 学时 【编写日期编写日期】2007 年 6 月 一、教学目标一、教学目标 本课程旨在使学生了解生物信息学基本知识， 掌握生物信息学的基本思路与方法。 把最基本的生物信息学计算技术进 行联机学习，突出基础性和实用性，让每个同学通过实际操作来体验复杂的生物学数据及其相关的分析手段。通过本课程 的学习，可以深化学生理解和使用由高通量技术所产生的大量生物信息的生物学背景及其分析方法； 同时本课程与专业的 需求紧密结合，通过学习，使学生能够快速检索网上信息，从而了解本学科的前言知识；通过学习使学生能够与生物信息 大型数据库建立连接，取得已有的数据，从而为自己的研究服务。 二、教学内容和学时分配二、教学内容和学时分配 实验一、实验一、Genomic DatabasesGenomic Databases4 4 学时学时基础性基础性 主要内容：主要内容： UCSC Genome, BrowserNCBI Map, ViewerEnsemblUCSC Genome, BrowserNCBI Map, ViewerEnsembl 教学要求：教学要求： 了解当前全球三个主要的基因组数据库：UCSC、NCBI 和 Ensembl。了解三个数据库共有的特点，以及在可视化、提供的 信息、所用到的序列比对工具等方面的不同之处。 以人类胰岛素基因 Insulin 为例，理解三个数据库是如何注释gene duplication、EST、SNP 等基因组信息的。 结合三个数据库的各自特点，掌握如何从数据库中获取与基因相关的序列、三维结构、功能、遗传变异等信息。 重点、难点：重点、难点： 三个数据库都涵盖了几乎所有的基因组信息，因此从众多信息中如何获得自己所感兴趣的是本次试验课的重 点，也是难点。 其它教学环节：其它教学环节： 实验课刚开始，授课老师结合ppt，以人类胰岛素基因 Insulin 为例，讲授本次实验课的主要内容，并布置本次实验作业。 在实验过程中，授课老师提议同一个小组的学生一起讨论，有问题向授课老师或助教提问。同时，学生可以在论坛中（专 门为生物信息学试验课设计的）发表自己的见解、交流学习心得。 实验二、实验二、NCBI PubMedNCBI PubMed4 4 学时学时基础性基础性 1 / 6 主要内容：主要内容： NCBI PubMed：综合的文献检索数据库，包含了1600 万篇生物化学文章的引文，这些于MEDLINE 和其他生命科学学领 域的期刊。 教学要求：教学要求： 了解 NCBI 的 Entrenz 系统，一个集成了 PubMed、核酸序列、蛋白质序列、三维结构等信息的搜索系统。了解PubMed 数据库的基本内容。 理解 PubMed 文献搜索的格式。 三掌握如何在 PubMed 中按照主题词、作者名、出版年份、研究机构等关键字进行文献搜索。 重点：重点：按照几种主要的关键字进行文献检索 难点：难点：按照主题词进行文献搜索。 其它教学环节：其它教学环节：实验课刚开始，授课老师结合ppt，讲授本次实验课的主要内容，并布置本次实验作业。在实验过程中， 授课老师提议同一个小组的学生一起讨论，有问题向授课老师或助教提问。同时，学生可以在论坛中（专门为生物信息学 试验课设计的）发表自己的见解、交流学习心得。 实验三、实验三、Browsers and Tools for Genetic VariantsBrowsers and Tools for Genetic Variants AnalysisAnalysis4 4 学时学时基础性基础性 主要内容：主要内容： HapMap Generic Genome Browser, NCBI dbSNPs, Haploview 教学要求：教学要求： 了解三者的主要内容，及主要功能。 HapMap phaseI，phaseII 是全面的有关人类遗传变异数据库，NCBI dbSNP存储了所 有的人类 SNP 数据，Haploview 是通用的 LD 分析软件。 理解dbSNP所存储的所有人类SNP数据， 质量并不是都很可靠的， 因此dbSNP为每一个SNP专门设置了“Validation Status” 信息。 掌握从 HapMap 和 dbSNP 中获取一段染色体片断相关的遗传变异信息。 重点：重点：掌握从 HapMap 和 dbSNP 中获取一段染色体片断相关的遗传变异信息。 难点：难点：如何使用 Haploview 工具进行 LD 分析。 其它教学环节：其它教学环节：实验课刚开始，授课老师结合ppt，以人类BRCA2 基因为例，讲授本次实验课的主要内容，并布置本次实 验作业。在实验过程中，授课老师提议同一个小组的学生一起讨论，有问题向授课老师或助教提问。同时，学生可以在论 坛中（专门为生物信息学试验课设计的）发表自己的见解、交流学习心得。 实验四、实验四、Genome DatabasesGenome Databases，，Literature Databaseand Genomic Variation DatabasesLiterature Databaseand Genomic Variation Databases4 4 学时学时综合性综合性 2 / 6 主要内容：主要内容：充分运用所学的各种生命科学知识，各小组独立选题、设计、 构思一个以数据库检索为主的训练项目。 教学要求：教学要求： 要求该项目至少使用到人类基因组数据库（和GenBank）、dbSNP 和 HapMap 数据库、文献数据库PubMed、蛋白数据库 UniProt 等在以前课时中已介绍过的数据库。所用到的数据（内容实体）必须是有内在联系的生物学研究对象。了解该项 目的生物学研究对象。理解各个数据库的内容。掌握该项目中各个数据库之间的联系。 重点：重点：围绕着一个自己感兴趣的生物学研究对象，如蛋白质家族，综合运用核酸、蛋白质、遗传变异、文献各个方面的数 据库进行信息检索。 难点：难点：如何解释各数据库的查询结果。 其它教学环节：其它教学环节：实验课刚开始，授课老师结合ppt，对之前三次实验课内容作大概的回顾和总结，并布置本次实验作业。 在实验过程中，授课老师提议同一个小组的学生一起讨论，有问题向授课老师或助教提问。同时，学生可以在论坛中（专 门为生物信息学试验课设计的）发表自己的见解、交流学习心得。 实验五、实验五、Gene Ontology and SPIDerGene Ontology and SPIDer4 4 学时学时基础性基础性 主要内容：主要内容： GO（Gene Ontology）, SPIDer（Saccharomyces Protein-protein Interaction Database） 教学要求：教学要求： 了解（1）GO 从生物过程、分子功能和细胞组分三个方面对基因和基因产物进行注释，并以DAG 的架构进行组织。（2） SPID