生物信息學教學大綱

1、紅河學院生物信息學課程教學大綱一、課程基本情況與說明（一）課程代碼：（二）課程英文名稱：bioinformatics（三）課程中文名稱：生物信息學（四）授課對象：生物科學和生物技術專業(yè)本科生（五）開課單位：生命科學與技術學院（六）教材：1、生物技術專業(yè)：生物信息學應用技術，王祿山、高培基編，化學工業(yè)出版社，2008年2、生物科學專業(yè)：生物信息學基礎，孫嘯、陸祖宏、謝建明編，清華大學出版社，2005年（七）參考書目1生物信息學，DavidW.Mount著，鐘揚等譯，高等教育出版社，2003年2基因組數(shù)據(jù)分析手冊，胡松年、薛慶中編，浙江大學出版社，2003年3生物信息學中的計算機技術(Develo

2、ping Bioinformatics Computer Skills)，Cynthia Gibas,Per Jambeck著，孫超等譯，中國電力出版社，2002年4生物信息學：基因和蛋白質(zhì)分析的實用指南，Andreas D. Baxevanis，F(xiàn)rancis Ouellette B F著，李衍達、孫之榮等譯，清華大學出版社，2000年5生物信息學算法導論（An Introduction to Bioinformatics Algorithms ），瓊斯，帕夫納著，王翼飛等譯，化學工業(yè)出版社，2007年（八）課程性質(zhì)（五號宋體加粗）生物信息學是生命科學領域一門新興的邊緣學科，綜合了生物學、計

3、算機學、信息學、統(tǒng)計學等方面的知識。該學科在學生掌握生物化學、遺傳學、分子生物學以及計算機應用、高等數(shù)學等相關知識的基礎上開設，屬于生物類專業(yè)的專業(yè)課程（必修或選修）。通過學習，學生能夠加深對分子生物學和基因工程等課程的理解，并為進一步學習基因組學(genomics)和蛋白質(zhì)組學(protemics) 奠定基礎。（九）教學目的1、給學生介紹生物信息學的主要內(nèi)容以及未來可能的發(fā)展方向，為學生構建相關知識體系，開闊學生的視野，為將來進一步學習、科研打下基礎。2、讓學生了解生物信息學的基本研究方法，并能掌握應用其中的一些常用方法，以提高學生的科研能力，領會采用信息學技術去分析和探索大量核酸和蛋白質(zhì)序

4、列所蘊藏的生命意義的基本思路。3、學習運用計算機軟件來分析生物學問題，提高用理論來輔助、提高實驗的設計和數(shù)據(jù)分析水平，加強對分子生物學實驗結果的預測與分析等等的能力。（十）教學基本要求本課程應用性、實踐性和操作性很強、對計算機水平要求較高。生物信息學的發(fā)源和領先地區(qū)又多在國外，大量的生物信息學數(shù)據(jù)庫已經(jīng)網(wǎng)絡化，主要軟件都由國外開發(fā)，因此對英語水平也有一定要求?？紤]到這些特點，為實現(xiàn)本大綱的要求，應積極采用新教材、多媒體及計算機輔助教學等先進教學手段，同時注意提醒、強化學生的計算機和英語應用水平，提高教學效果。在教學過程中，要注意前修課程和后續(xù)課程的聯(lián)系（包括生物專業(yè)英語）。本課程是生物類專業(yè)高

5、年級的課程，學生在生物領域已經(jīng)有了相當基礎知識，因此教學重點應放在幾大學科（生物學、計算機學、信息學、統(tǒng)計學等）知識的綜合上，著重討論學科的交叉運用，注意對分子生物學知識的回顧、聯(lián)系和應用。對于生物信息學中的基本研究方法的學習，應是教師介紹、課堂討論、課后作業(yè)相結合，通過學生的實踐，深入掌握這些研究方法，能理解其算法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。重點、難點要突出。注意理論聯(lián)系實際。結合實際，介紹并提供當前熱門的生物信息軟件，并布置作業(yè)，讓學生課下和課后實習。對于作為必修課的專業(yè)，要在3個學分的課時中，進行不少于18個學時的上機和上網(wǎng)實驗，對相應軟件和數(shù)據(jù)庫進行操作練習，并作為考核的重要內(nèi)

6、容。（十一）學時數(shù)、學分數(shù)及學時數(shù)具體分配學時數(shù)：54學時（必修）或36學時（選修）分數(shù)：3學分（必修）或2學分（選修）學時數(shù)具體分配：教 學 內(nèi) 容講授實驗/實踐合 計第一章 緒論22第二章 生物數(shù)據(jù)22第三章 分子生物學數(shù)據(jù)庫314第四章 序列對齊與數(shù)據(jù)庫檢索338第五章 DNA序列分析638第六章 RNA序列分析和結構預測112第七章 蛋白質(zhì)序列分析和結構預測628第八章 核酸和蛋白質(zhì)序列的進化分析426第九章 算法和語言22第十章 生物信息學資源、平臺及其綜合應用448第十一章 其他生物信息學領域和技術簡介325 合 計361854（十二）教學方式本課程采用多媒體教學與上機實習相結合的

7、方式。主要強調(diào)利用各種公用的生物信息學資源進行上機實習過程的學習，集課堂教學、實踐教學和網(wǎng)絡教學為一體，教學環(huán)節(jié)包括課堂講授、學生自學、上機實驗以及期末考核。課程大部分內(nèi)容的講授需要采用多媒體課件或者網(wǎng)絡機房進行教學，并實時演示相關軟件操作和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫檢索流程等課程的重點內(nèi)容。學生上機實習操作要保證學時和練習效果，上機前教師預先布置實驗題目，上機實驗結束學生提交實驗報告。并完成教師布置的一定量的作業(yè)，加深學生對所學知識的理解、運用，進一步訓練學生的實際操作能力。（十三）考核方式和成績記載說明考核方式為考查。嚴格考核學生出勤情況，達到學籍管理規(guī)定的曠課量取消期末考查資格?？傇u成績：平時成績：50

8、（必修）或40%（選修）；形式：作業(yè)與平時實驗成績；期末成績：40（必修）或50%（選修）；形式：論文（專題研究或文獻綜述等）；考勤提問：10；形式：不定期點名。實驗成績主要考查學生的實踐動手操作能力和分析能力，平時作業(yè)可以分書面作業(yè)和電子版作業(yè)兩種，后者主要是一些在線分析、數(shù)據(jù)庫檢索和軟件應用的結果文件。期末主要考查學生理論知識的掌握情況和綜合運用水平。對于少數(shù)在某些方面確有特長（如擅長編程或網(wǎng)頁數(shù)據(jù)庫制作維護等）的學生，可指定相關軟件編寫、數(shù)據(jù)庫建設和生物資源類的網(wǎng)頁設計等內(nèi)容作為其課程設計任務，按時完成并達到預期設計目標的，經(jīng)審核確認確為其本人獨立（或者為主）完成，可以不進行期末考查，以

9、課程設計任務成績代替。二、講授大綱第一章 緒論（2學時） 基本要求：了解生物信息學興起的主要原因。歷數(shù)遺傳學和基因組學領域中各里程碑事件及基因組測序技術的發(fā)展。理解生物信息學的基本概念和目前生物信息學中的各熱點問題。掌握什么是生物信息學的研究對象和研究內(nèi)容，以及幾個重要的生物信息學資源和主要生物信息學工具。理解生物信息學的交叉學科和大科學特點。重點：1、生物信息學的定義、基本概念及其發(fā)展現(xiàn)狀。2、生物信息學研究的基本內(nèi)容、基本原理與生物學基礎。3、計算機在生物學研究中的應用。難點：1、 信息的內(nèi)涵。2、 生物大分子序列和結構的信息功能。3、 生物信息學的交叉學科和大科學特點。主要內(nèi)容：生物信息

10、學的興起和發(fā)展背景，生物信息學的概念、主要內(nèi)容、研究意義和學科特點，以及當前生物信息學所面臨的巨大挑戰(zhàn)等。第二章 生物數(shù)據(jù)（2學時）基本要求：了解一般意義上的生物數(shù)據(jù)和現(xiàn)代的生物信息學數(shù)據(jù)的區(qū)別。了解從單克隆技術到全基因組鳥槍法測序技術的發(fā)展使得海量的基因組數(shù)據(jù)產(chǎn)生，以人類基因組為例，了解基因組注釋的主要步驟和內(nèi)容。遺傳變異（如SNP）的概念、類型及發(fā)現(xiàn)方法。了解核糖核苷酸水平上基因表達的概念和非編碼RNA在基因組中的多種類型。掌握表達序列標簽的主要特點，學習表達序列標簽對掌握基因組內(nèi)各種特征信息的意義。理解高通量的蛋白質(zhì)組和相互作用組產(chǎn)生的背景，對這些新興的概念有比較深入的理解。熟悉生物信息

11、學數(shù)據(jù)的采集來源。重點：1、理解如何對已測序的基因組數(shù)據(jù)進行注釋和正確地進行基因預測。2、掌握轉錄組的發(fā)現(xiàn)和基因表達譜的概念、單核苷酸多態(tài)性（SNPs）。3、了解蛋白質(zhì)序列和結構特點及其蘊含的信息。難點：1、如何從海量的基因組數(shù)據(jù)提取有用的信息是基因組序列數(shù)據(jù)分析的巨大挑戰(zhàn)。2、基因表達數(shù)據(jù)的分析。3、蛋白質(zhì)結構。主要內(nèi)容：核心內(nèi)容是介紹海量的生物信息學數(shù)據(jù)是如何產(chǎn)生的，以及這些數(shù)據(jù)的主要特點（具體包括：具有信息功能的生物大分子，基因組序列數(shù)據(jù)和基因組測序技術，遺傳變異數(shù)據(jù)，轉錄組的基本概念及應用，基因表達譜的基本概念以及應用，EST以及EST的重要性，蛋白質(zhì)組學的意義和對生物信息學提出的要求

12、，蛋白質(zhì)相互作用識別和預測的多種計算方法，生物通路，蛋白質(zhì)二級、三級結構的數(shù)字化，常見非編碼RNA，如tRNA，rRNA和miRNA等。生物信息學數(shù)據(jù)的實驗室采集和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫采集。第三章 分子生物學數(shù)據(jù)庫（3學時） 基本要求：了解幾個注釋較好的提供基因組瀏覽器的生物數(shù)據(jù)庫資源（如NCBI,UCSC和EMBL等）其各自的特點及它們之間的聯(lián)系。理解DNA序列的存儲數(shù)據(jù)庫（如GenBank，DDBJ，EMBL等）和蛋白質(zhì)序列的存儲數(shù)據(jù)庫（如UniProt等）中一些關鍵序列號的意義和數(shù)據(jù)庫內(nèi)部結構的組織等。了解常用的公共基因表達數(shù)據(jù)庫、表達序列標簽數(shù)據(jù)庫dbEST。掌握目前已有的蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫，

13、生物通路數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì)結構數(shù)據(jù)庫。能夠根據(jù)自己問題出發(fā)找到感興趣的蛋白質(zhì)所涉及的相互作用，參與的生物通路和三維結構。重點：1、常用核酸和蛋白質(zhì)序列和結構數(shù)據(jù)庫的種類和內(nèi)容。2、數(shù)據(jù)庫的格式和注釋。難點：數(shù)據(jù)庫構建、各種數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)的種類。主要內(nèi)容：1、DNA、RNA與蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫2、蛋白質(zhì)結構數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)分類數(shù)據(jù)庫CATH與SCOP3、基因與蛋白質(zhì)表達數(shù)據(jù)庫4、蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫5、其他數(shù)據(jù)庫第四章 序列對齊和數(shù)據(jù)庫檢索（3學時） 基本要求：了解核酸序列比對的內(nèi)容和相似序列的獲得方法，掌握常用數(shù)據(jù)庫的檢索流程，理解序列比對和數(shù)據(jù)檢索的原理和意義。重點：雙序列比對難點：序列比對算法，多

14、序列比對主要內(nèi)容：序列比對相關的基本概念，序列相似性的評價方法，最優(yōu)比對的確定動態(tài)規(guī)劃方法，比對結果的顯著性分析，相似序列的啟發(fā)式搜索BLAST算法原理，BLAST 軟件系列的使用，F(xiàn)ASTA算法，多序列比對技術。第五章 DNA序列分析（6學時） 基本要求：熟悉核酸序列分析和基因組分析的主要內(nèi)容，掌握常用序列分析工具的使用，理解基因結構與DNA序列分析的生物學意義。重點：核酸序列分析的內(nèi)容，序列分析工具的使用，以及基因結構與DNA序列分析的生物學意義。難點：通過序列對比，推測分子的同源性；全基因組比較結果的可視化，電子PCR。主要內(nèi)容：DNA序列分析的意義，序列的預測與鑒定，核酸序列物理性質(zhì)的

15、計算，核酸序列的基本分析（分子質(zhì)量、堿基組成、堿基分布、序列變換、限制酶切分析和克隆測序分析等），密碼子指紋與密碼子使用偏好性分析，電子基因定位分析，基因組測序與分析，表達序列標簽（EST）分析，SNPs識別，可讀框分析，真核生物基因的啟動子分析及其他調(diào)控位點分析，DNA序列分析工具。第六章 RNA序列分析（1學時） 基本要求： 了解RNA的信息功能、種類、序列特征、熟悉常見RNA二級結構和三級結構特征、了解二級結構預測的原理，掌握二級結構預測的方法和相關軟件的使用。重點： RNA的種類及其序列和結構特征難點： RNA二級結構預測理論主要內(nèi)容：RNA標紋識別和局部結構配對，RNA二級結構預測的

16、理論和方法（如Zuker最小自由能算法或者遺傳算法），RNA結構預測軟件（如Unix平臺的MFold和Windows平臺的RNAStructure、RNAdraw）。第七章 蛋白質(zhì)序列分析和結構預測（6學時） 基本要求：了解蛋白質(zhì)序列分析的主要內(nèi)容，掌握蛋白質(zhì)序列和結構分析工具的使用，熟悉蛋白質(zhì)結構分類，理解蛋白質(zhì)結構同源模建方法，了解蛋白質(zhì)空間結構的預測手段。會利用工具和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫進行簡單的蛋白質(zhì)二級結構預測，了解蛋白質(zhì)三級結構預測，了解蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析方法。重點： 蛋白質(zhì)序列分析，蛋白質(zhì)二級結構預測難點：蛋白質(zhì)結構同源模建方法主要內(nèi)容：1、多肽理化性質(zhì)計算與預測（包括多肽分子量、等電點、電

17、荷分布和酶切特征，多肽親水性/疏水性分析與制圖，多肽抗原位點分析等）2、蛋白質(zhì)家族與蛋白質(zhì)分類（蛋白質(zhì)家族與超家族，蛋白質(zhì)分類的方法）3、蛋白質(zhì)序列模式和結構域模式分析4、蛋白質(zhì)結構預測與合理藥物分子設計5、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析及相關工具與資源第八章 核酸和蛋白質(zhì)序列的進化分析（4學時） 基本要求： 了解分子系統(tǒng)學（或分子進化）的有關概念和理論，理解系統(tǒng)發(fā)言模型建立的原理和方法，熟悉分子進化樹的建立、分析，熟練掌握一種以上的系統(tǒng)發(fā)育分析軟件的使用。重點：系統(tǒng)發(fā)育模型的組成、建立與分析，分子進化樹的構建難點：構建進化樹的原理和算法主要內(nèi)容：1分子系統(tǒng)發(fā)育概述2系統(tǒng)發(fā)育模型的組成、建立與分析3. 建立

18、分子進化樹的方法與評估4. 系統(tǒng)發(fā)育分析軟件(MEGA, PAUP*, PHYLIP和Treeview等)第九章 算法和語言（2學時）基本要求： 了解生物信息學與計算機編程的關系，了解一些生物信息學常用的計算方法和編程語言及數(shù)據(jù)庫語言，了解生物信息學中的一些研究模型重點： 遺傳算法、Perl語言與Bioperl、R語言、BioJava庫難點： 隱馬爾科夫模型（HMM）主要內(nèi)容：生物信息學中的計算機技術，生物信息學中的計算方法，計算方法中的生物思想，遺傳算法，Perl語言與Bioperl，R語言，BioJava庫，生物信息學序列置標語言（BSML），遺傳表達置標語言（GEML），隱馬爾科夫模型（

19、HMM），人工智能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡，圖論與生物信息學。第十章 生物信息學資源、平臺及其綜合應用（4學時） 基本要求： 對生物信息學常用軟件資源、網(wǎng)絡在線分析資源、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫資源有一個比較全面的總結，并了解有關資源整合和綜合分析平臺構建的知識。了解與生物有關的文獻信息檢索常識和技巧。重點： Windows環(huán)境下的生物信息學軟件（尤其是前述章節(jié)中沒有涉及到、但比較重要和常用的軟件，如一些分子生物學數(shù)據(jù)分析用軟件、功能比較全面的綜合性分析軟件、生物學統(tǒng)計軟件），生物信息學分析類網(wǎng)絡資源，生物信息學學習類網(wǎng)絡資源。難點： 生物信息學分析類網(wǎng)絡資源，自建核酸和蛋白質(zhì)序列分析平臺主要內(nèi)容：Windows環(huán)境

20、下的生物信息學軟件（前面章節(jié)所有軟件小結和常用重要綜合性生物信息學軟件使用方法，如DNAStar、OMIGA, VectorNT suite, DNAMAN等），PCR引物和寡核苷酸探針設計(OLIGO6和PRIMER PREMIER 軟件使用)，遺傳連鎖的分析軟件使用，Linux/Unix環(huán)境下的生物信息學軟件，Macintosh環(huán)境下的生物信息學軟件，一些通用的計算、統(tǒng)計和分析類軟件介紹（如Matlab、SPSS等），生物信息學分析類網(wǎng)絡資源，生物信息學學習類網(wǎng)絡資源，資源的綜合利用：自建核酸和蛋白質(zhì)序列分析平臺，相關實例分析。生物類信息檢索和整理方法（包括相關常用軟件介紹，如EndNot

21、e等）第十一章 其他生物信息學領域和技術簡介（3學時） 基本要求：了解生物信息學在基因芯片、藥物設計和分子模擬等領域的應用和發(fā)展前景重點：基因差異表達的分析方法難點：聚類與分類及基因調(diào)控網(wǎng)絡分析的方法，計算機輔助藥物分子設計方法主要內(nèi)容：1.Microarray基因表達數(shù)據(jù)分析1.1基因表達數(shù)據(jù)分析概述1.2差異表達分析1.3聚類與分類1.4基因調(diào)控網(wǎng)絡分析1.5基因表達數(shù)據(jù)分析相關工具與資源2. 生物信息學與藥物研究2.1生物信息學在藥物研究中的作用2.2疾病相關基因的預測2.3藥物靶標的發(fā)現(xiàn)2.4計算機輔助藥物分子設計3.分子模擬與分子動力學紅河學院生物信息學實驗課程教學大綱（一）課程名稱

22、：生物信息學（二）所屬實驗室名稱：（三）實驗教材及參考書：生物信息學不僅是一門科學學科，更是一種重要的研究開發(fā)工具，生物信息學理論課程中很多內(nèi)容需要進行操作實踐才能實質(zhì)性掌握運用，因此，在目前尚缺乏實驗操作教材的前提下，自編操作實驗教材和安排上機操作實驗十分必要。一下教材僅供參考：1生物信息學方法與實踐，張成崗、賀福初編，科學出版社，2002年；2基因組數(shù)據(jù)分析手冊，胡松年、薛慶中編，浙江大學出版社，2003年；3基因表達序列標簽( EST) 數(shù)據(jù)分析手冊，胡松年編，浙江大學出版社，2005 年。（四）實驗內(nèi)容和目的：結合理論課的學習，使學生熟練使用基因和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫的使用方法，掌握利用相關軟

23、件進行核酸序列和蛋白質(zhì)序列的基本分析，提高學生用計算機進行基因和蛋白質(zhì)分析的能力。（五）考核方式：實驗成績根據(jù)平時的實驗表現(xiàn)、各個模塊的作業(yè)成績以及期末上機綜合考查來評定，實驗成績按50%（必修）或40%（選修）比例計入課程總評成績。實驗報告或課后作業(yè)可以電子版和紙質(zhì)版同時提交。（六）實驗環(huán)境：硬件最低要求：PIII微型計算機，主頻800MHZ以上，內(nèi)存256MB以上，硬盤20G。每個學生每次上機實驗使用一臺計算機。能連接Internet（教育網(wǎng)要能連接國外有關的生物信息學數(shù)據(jù)庫）。軟件：常用生物信息學軟件，多媒體控制和網(wǎng)絡教學軟件。（七）實驗項目及安排 以下實驗項目分為必做和選做兩種，必做題

24、目在學期結束時必須完成；選做題目可以根據(jù)實際上課時間和學生個人差異進行靈活安排，或作為課程設計題目在假期中完成。總實驗上機學時保持不變（18學時）。教學計劃中未安排上機學時或者實際條件暫時不能滿足時，可以安排學生課下完成相應實驗。序號實驗名稱類別學時備注必選1常用分子生物學數(shù)據(jù)庫類型、數(shù)據(jù)格式及檢索Ö32生物序列的相似性搜索Blast及其應用Ö13核酸序列的基本分析Ö44蛋白質(zhì)序列的基本分析Ö25生物大分子結構分析與預測Ö26分子進化分析(Treeview, CLUSTALX, MEGA2)Ö37使用Oligo和PrimerPremi

25、er軟件設計PCR引物Ö18基因組分析以EST為例Ö19Microarray基因表達數(shù)據(jù)分析Ö1實驗一 常用分子生物學數(shù)據(jù)庫類型、數(shù)據(jù)格式及檢索1、 實驗目的（1）掌握序列檢索的操作方法；（2）熟悉GenBank數(shù)據(jù)庫序列格式及其主要字段的含義；(3) 了解EBML數(shù)據(jù)庫序列格式及其主要字段的含義；(4) 熟悉GenBank數(shù)據(jù)庫序列格式的FASTA序列格式顯示與保存；(5) 了解Entrez和SRS搜索引擎的異同；（6）強化培養(yǎng)計算機操作能力和網(wǎng)絡搜索能力。2、 實驗要求（1）認真閱讀和掌握和本實驗相關的教材（或講義）內(nèi)容；（2）有條理的進行每個步驟，出現(xiàn)問題和

26、收獲都要學會記錄；教師注意了解學生計算機應用能力的個人差異；（3）邊操作邊思考、記憶、比較，完成實驗報告；3、實驗內(nèi)容（1）首先讓學生自主性利用所知道的搜索引擎，搜索和瀏覽至少10個國外和至少5個國內(nèi)生物信息學相關網(wǎng)站，并描述網(wǎng)站特征；（2）下載各網(wǎng)站的代表性數(shù)據(jù)各10條（組）以上，并說明其生物學意義；（3）使用Entrez 信息查詢系統(tǒng)檢索核酸序列BC060830 和NM_000230，連接提取該序列內(nèi)容，閱讀序列格式的解釋，理解其含義；（4）GenBank數(shù)據(jù)庫序列格式的FASTA序列格式顯示與保存；（5）使用SRS信息查詢系統(tǒng)檢索核酸序列BC060830，連接提取該序列內(nèi)容，閱讀序列格式

27、的解釋，理解其含義；（6）使用搜索引擎搜索下載DNAClub和BioEdit并正確安裝。實驗二 生物序列的相似型搜索Blast及其應用1、 實驗目的了解BLAST及其子程序的原理和基本參數(shù)，熟練地應用網(wǎng)絡平臺和Linux計算平臺進行本地BLAST序列比對（有條件的前提下），熟悉BLAST結果的格式和內(nèi)容并能描述其主要意義，同時比較網(wǎng)上平臺和本地平臺的優(yōu)缺點。2、 實驗要求利用上一次實驗下載的核酸和蛋白質(zhì)序列，提交到NCBI或者其他擁有BLAST運算平臺的網(wǎng)頁上，觀察其基本參數(shù)設定庫文件類型，并得到計算結果；（條件許可時）在本地服務器上學會用formatdb格式化庫文件，并輸入BLAST命令進行

28、計算，獲得結果文件。熟悉并記住blast的每個步驟、每個子程序和重要結果參數(shù)。完成實驗報告。3、實驗內(nèi)容（1）向網(wǎng)上BLAST服務器提交序列，進行blastp、blastn、blastx、tblastn、tblastx，得到匹配結果； （2）本地使用BLAST，格式化庫文件，輸入命令行得到匹配結果（視條件選作）；（3）對結果文件進行簡要描述，闡述生物學意義。實驗三 核酸序列的基本分析1、 實驗目的（1）掌握已知或未知序列接受號的核酸序列檢索的基本步驟；（2）掌握使用BioEdit 軟件進行核酸序列的基本分析；（3）熟悉基于核酸序列比對分析的真核基因結構分析（內(nèi)含子/外顯子分析）；（4）熟悉密碼

29、子偏好性分析；（5）了解基因的電子表達譜分析。2、 實驗要求利用第一次實驗下載安裝的分析軟件對前2次實驗搜索得到的DNA序列進行一些核酸基本性質(zhì)的分析，完成實驗報告。3、實驗內(nèi)容（1）使用Entrez或SRS信息查詢系統(tǒng)檢索人瘦素 (leptin) 的mRNA、基因組DNA、外顯子和5調(diào)控區(qū) (promoter) 等核酸序列，連接提取該序列內(nèi)容，閱讀序列格式的解釋，理解其含義；（2）使用BioEdit 軟件對上述核酸序列進行分子質(zhì)量、堿基組成、堿基分布、序列變換以及限制性酶切分析等基本分析，并從BioEdit 軟件的“help”欄了解該軟件的其它功能；（3）使用BioEdit 軟件對人瘦素 (

30、leptin) 的mRNA序列進行可讀框架（ORF）分析；（4）應用CodonW對人瘦素 (leptin) 的mRNA序列進行密碼子偏好性分析；（5）使用NCBI查詢系統(tǒng)進行人瘦素 (leptin) 的基因組序列分析和基因的電子表達譜分析；（6）使用Blast2進行人瘦素 (leptin) mRNA序列與其外顯子或基因組序列的比對分析。實驗四 蛋白質(zhì)序列的基本分析1、 實驗目的（1）掌握蛋白質(zhì)序列檢索的操作方法；（2）熟悉蛋白質(zhì)基本性質(zhì)分析；（3）熟悉基于序列同源性分析的蛋白質(zhì)功能預測，了解基于motif、結構位點、結構功能域數(shù)據(jù)庫的蛋白質(zhì)功能預測；2、 實驗要求復習鞏固對蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)的檢索

31、，進一步掌握BioEdit軟件的使用，熟悉蛋白質(zhì)在線分析平臺的使用，加深對蛋白質(zhì)基本性質(zhì)的了解。3、實驗內(nèi)容（1）使用Entrez或SRS信息查詢系統(tǒng)檢索人脂聯(lián)素 (adiponectin)蛋白質(zhì)序列；（2）使用BioEdit 軟件對上述蛋白質(zhì)序列進行分子質(zhì)量、氨基酸組成、和疏水性等基本性質(zhì)分析；（3）使用在線分析平臺ExPASy對上述蛋白質(zhì)序列進行理化性質(zhì)和結構域分析；（3）對人脂聯(lián)素蛋白質(zhì)序列進行基于NCBI/Blast 軟件的蛋白質(zhì)同源性分析；實驗五 生物大分子結構分析與結構預測1、 實驗目的（1）掌握常用大分子空間結構顯示軟件的使用方法；（2）熟悉一些重要的結構預測軟件的使用；（3）理

32、解大分子空間結構的數(shù)字表征和結構預測的原理；（4）了解大分子結構數(shù)據(jù)庫的種類、特點和檢索方式。2、 實驗要求復習數(shù)據(jù)庫知識要點，了解生物大分子的結構特征，會用本地軟件和在線工具顯示分析大分子的三維空間結構；能熟練運用RNA二級結構預測軟件，了解蛋白質(zhì)結構預測的常用方法，通過實驗加深理論課知識內(nèi)容的理解和掌握。3、實驗內(nèi)容（1）從PDB上下載大分子結構文件（DNA、RNA、蛋白質(zhì)、糖類各一種）；（2）分別用Rosmol和ViewLite等軟件顯示分析下載的分子結構；（3）下載其中的RNA分子所對應的序列，用RNAStructure、RNAdraw等軟件或者MFold在線分析工具對其二級結構進行預

33、測，并與PDB中已有的實驗結構進行比較；（4）利用swiss-model對蛋白質(zhì)序列進行三維結構預測（蛋白質(zhì)序列可以選用實驗四下載的人脂聯(lián)素）。實驗六 核酸和蛋白質(zhì)序列的進化分析1、 實驗目的（1）熟悉構建分子系統(tǒng)發(fā)生樹的基本過程，獲得使用不同建樹方法、建樹材料和建樹參數(shù)對建樹結果影響的正確認識；（2）掌握使用Clustalx進行序列多重比對的操作方法；（3）掌握使用Phylip 軟件構建系統(tǒng)發(fā)生樹的操作方法。（4）了解Mega等其他建樹軟件和TreeView等畫樹軟件的使用。2、 實驗要求提前需要復習鞏固有關多重序列比對的知識內(nèi)容并理解其原理。每個小組運用不同的建樹方法和不同建樹軟件對同樣一組序列進行分析以比較異同。布置課后選作實踐題目：查找一些生物學意義明顯的序列進行系統(tǒng)發(fā)育分析。3、實驗內(nèi)容（1）使用CLUSTALX軟件對已知八條DNA序列進行多重序列比對；（2）使用PHYLIP 軟件包構建上述DNA分子系統(tǒng)發(fā)生樹，并以TreeView觀察結果，比較不同參數(shù)設置得到的結果是否有差異；（3）用其他建樹軟件對同樣的序列進