生物信息学教学大纲(huangyuan).docVIP

《生物信息学》教学大纲 授课时间：第6学期，讲授36学时，上机实验18学时。 第1章 生物信息学概论 1.1 生物信息学的概念和发展历史1.1.1 生物信息学的定义1.1.2 生物信息学兴起的生物学和计算机技术背景1.1.3 国内外生物信息学发展历史 1.2 生物信息学的生物学基础 1.2.1 分子生物学基础1.2.2 基因组学基础 1.3 生物信息学的计算机和网络基础1.3.1 计算机硬件平台(PC、MACINTOSH、Workstation、Supercomputer)1.3.2 计算机操作系统（WINDOWS、MAS OS、UNIX/LINUX）1.3.3 数据库技术1.3.4 计算机算法1.3.5 计算机编程语言(C++, VB, PERL, HTML, XML)1.3.6 网络技术（WWW、FTP、BBS、EMAIL、） 1.4 生物信息学的数学基础1.4.4 离散数学1.4.2 概率论与数理统计1.4.3 人工神经网络1.4.4 数据挖掘 1.5 生物信息学的产业化1.5.1 生物信息学的产业化1.5.2 国内外生物信息学公司和著名产品简介 1.6 生物信息学研究内容和发展前景展望1.6.1生物信息学的主要研究内容1.6.2 后基因组时代生物信息学的研究方向1.6.3 生物信息学的发展前景 第2章 分子生物学数据库 2.1 生物学数据库概述 2.1.1 数据库的分类 2.1.2 数据格式2.1.3数据库的冗余与偏误 2.2 核苷酸序列与基因组数据库 2.2.1 GenBank数据库与ENTREZ网络服务（2.1.1 1 GenBank序列数据库简介, 一级和二级数据库, 数据库格式 数据库, 剖析GenBank Flatfile）） 2.2.2 EMBL核苷酸序列库与EBI网络服务 2.2.3 DDBJ数据库 2.2.4密码子使用与核苷酸信号数据库 2.2.5基因组序列数据库GSDB 2.2.6人类基因组数据库GDB 2.2.7模式生物基因组数据库MGD、ECDC、NRSub 2.2.8基因组的图形交互显示和检索、浏览工具资源 2.3 蛋白质序列与模式、同源性数据库 2.3.1蛋白质序列数据库PIR-International 2.3.2蛋白质序列数据库SWIIS-PROT 2.3.3 蛋白质家族分类数据库2.3.4蛋白质基序与结构域数据库（ Prosite、Blocks、PRINTS和SBASE数据库） 2.4 结构数据库 2.4.1结构数据库简介 2.4.2 PDB：Brookhaven国家实验室蛋白质数据库 2.4.3 MMDB：NCBI的分子建模数据库 2.4.4 结构文件格式 2.4.5 结构信息显示 2.4.6 数据库结构浏览器 2.5 基因和分子的互作和代谢途径信息数据库 2.5.1基因和基因组百科全书数据库KEGG 2.5.2 E.coliK-12基因组和代谢途径数据库 2.5.3 E.coli基因及其产物的数据库GenProtEC 2.5.4果蝇的遗传和分子数据的数据库FlyBase 2.6 RNA核苷酸序列数据库2.6.1 18S RNA2.6.2 28S RNA2.6.3 5S RNA2.6.4 Mt rna 2.7 线粒体DNA数据库2.7.1 MITOMAP2.7.2 MmtDB 2.8 免疫球蛋白、T细胞受体、MHC的整合数据库lMGT 2.9 突变数据库 2.10 放射杂交作图数据库Rhdb 2.11 限制酶数据库REBASE与分子探针数据库MPOB 2.12 其它遗传学与分子生物学资源2.13 数据库中存在的问题及使用注意事项 第3章 序列比对与数据库检索 3.1 序列比对概述3.1.1序列比对的概念和进化理论基础 3.1.2序列比对的分类(双序列比对和多序列比对) 3.2 双序列比对 3.2.1 Needleman-Wunsch 算法 3.2.2 Smith-Waterman 算法 3.2.3 Karlin-Altchul 统计方法 3.2.4 替换矩阵 ( 替换矩阵的一般原理； PAM 氨基酸替换矩阵； BLOSUM 氨基酸替换矩阵； DNA 替换矩阵) 3.2.5相似性得分、取代罚分与空位（Gap）罚分 3.3 比对的统计学显著性 3.3.1 Monte Carlo仿真法 3.3.2 BLAST得分显著性的Karlin-Altschul公式 3.3.3局部配准的统计显著性 3.3.4短序列配准的显著性评价 3.3.5核酸序列比较的显著性评价 3.4 多序列比对 3.4.1多序列比对的算法 3.4.2 DNA多序列比对及其常用软件 3.4.3 蛋白质多序列比对及其常用软