pZm吉林大学动物科技实验教学中心
《生物信息学》实验教学大纲
教学单位：畜牧兽医学院
课程名称：生物信息学
英文名称：Bioinformatics
课程代码：07281012
课程类别：专业教育课程
课程性质：必修课
学 时 数：课程20学时，实验20学时
课程学分：2学分
开课学期：第五学期
面向专业：生物技术（动物）专业、生物技术（植物）专业
一、实验课程教学目的与任务
《生物信息学》实验课程是生物信息学理论的实践课程，是生物技术专业的一门专业必修课，通过本实验课程的学习，将会理解与生物信息学研究有关方法的基本原理，掌握生物信息学研究的基本操作技能。
本实验课的任务是使学生学会分子生物学数据库的使用和数据查询，核酸和蛋白质序列的进化分析；掌握蛋白质结构功能分析；使用Oligo和PrimerPremier软件设计PCR引物；掌握常用重要生物信息学软件使用方法。为今后开展生物科学的理论研究打好基础。
二、实验教学基本要求
1. 能够通过《生物信息学》实验课的学习、可以自主查询感兴趣的疾病、生理、生化的表型值数据，并检索其相关的基因信息。掌握基于OMIM的科研立题和GENE的数据确定工作，逐步形成自主科研选题的基本能力。
2. 能够自行设计目的基因的引物，在实验中能够独立开展实验，并学会如何构建载体，并进行图形化展示。
3. 能够对获得的基因进行蛋白质的结构和功能预测。
4. 能够对所获得的基因进行系统进化分析，确定如何从分子进化的水平上了解基因的进化。
5. 能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验，进行初步的具有研究性或创意性内容的实验。激发学生的学习主动性，逐步培养学生的创新能力。
三、学生应掌握的实验技术及基本技能
1.学生能基本掌握目前国际上通用的生物信息学数据库，尤其是NCBI的使用方法，学会查询、检索、下载相关的生物信息学数据。
2.掌握与实验相关的PCR引物设计、定量检测等方法，可以自主完成实验所需要的计算机操作。
3.掌握与数据分析相关的数据比对、系统发育演化，蛋白质结构功能分析等方法，可以自主完成数据分析。
4.培养和提高学生独立操作的能力。使学生较为系统全面地掌握运用生物信息学研究的技术和方法。
四、实验项目内容、学时分配和每组人数
序号
实验项目
内容提要
学时分配
每组人数
实验类型
实验性质
1
常用分子生物学数据库的使用方法
基于OMIM筛选目的疾病并检索保存相关基因序列。
4
研究
必做
2
常用生物信息学软件使用方法
使用DNAMAN6、VectorNti10对目的基因进行序列综合分析
3
引物设计与载体绘制
使用Oligo、primer对目的基因进行引物设计，并学会Simvector绘制载体
蛋白质结构功能分析
Antheprot的使用以及uniprot分析目的蛋白质序列
5
核酸和蛋白质序列的进化分析
ClustalX、TreeView的使用，以及目的基因系统发育树的构建
五、实验教材及主要参考书：
[1]于浩. 《生物信息学实验指南》，吉林大学出版社，2009（自编）
[2]欧阳红生.《生物信息学方法指南》,科学出版社,2005
六、考核要求、考核方式及成绩评定标准
以课堂作业、出勤综合考核给出实验成绩。
本课程考核办法一般是根据不同的教学内容布置不同的课堂作业，根据不同的内容制定不同的评分标准，采用现场打分并公示，平时实验成绩占40%，综合实验成绩占60%。综合实验为所有实验结束后，留一个综合所有单项实验的大实验，进行实验设计和分析。
对于基础必修实验的考核以学生现场实验操作和实验报告，根据不同的内容制定不同的评分标准。实验课出勤率及课内表现占10%，实验报告（书面）（包括书写规范性、完整性及实验数据的正确性）占90%。
七、制定人：于浩
八、审核人： 欧阳红生 日 期：2009年11月13日
九、学院审定记录：
本实验教学大纲已经学院学术委员会审核通过。
教学院长签字：
吉林大学畜牧兽医学院实验项目卡
实验教学中心名称：动物科技实验教学中心 实验室名称：生物信息学实验室
实验项目所属课程名称
生物信息学
课程编号
07281012
课程类别
(打√)
普通教育课程
学科基础课程
专业教育课程
实践教学环节
面向专业
生物技术（动物、植物）
√
基础
设计
综合
选做
其他
实验项目名称
实验项目编号
072810121
实验学时数
实验分组情况
每组 1 人
实验目的
学会使用生物信息学数据库的文本检索和序列的同源性比对，了解文本检索的语法规则以及同源性比对的算法原理。尤其是NCBI的使用
实验内容
1.NCBI的文本检索与序列比对
2.OMIM的疾病查询
3.Gene数据库的序列检索
本实验项目所用的主要仪器设备
仪器设备名称
规格型号
数 量
普通PC机（必须联网）
CPU：1G赫兹以上，内存：512k，Windows XP支持，推荐显示器分辨率: 1024×768以上
70台
本实验项目
消耗材料物品
备注
说明：1、课程编号可从本专业的课程计划中查找，实验项目编号为课程编号+2位顺序号。
2、项目卡各栏可根据内容进行调整。超出1页的请双面打印。
任课教师(签名)： 专业负责人(签名)： 主管院长(签名)：
填表日期： 2009 年 8 月 28 日
072810122
学会使用DNAMAN6、VectorNti10对目的基因进行序列综合分析，掌握全局比对和局部比对的区别，以及和多重序列比对的区别，并能进行比对结果的保存和输出，学会在VectorNti10中进行载体的绘制与编辑。
1.使用DNAMAN6进行全局比对和局部比对
2.使用DNAMAN6、VectorNti10进行多重序列比对
3.使用VectorNti10进行载体序列的编辑、绘制
072810123
了解PCR的原理以及引物设计的原则，学会引物设计软件Oligo6、Primer5的使用自行对目的基因设计引物；了解载体的结构组成，学会载体绘制软件SimVector的使用，设计载体，将目的基因连接到载体上。
1. PCR实验的原理与引物设计原则
2. Oligo6、Primer5引物设计
3.载体的结构组成与绘制原则
4. SimVector的使用
5.设计含有酶切位点的引物，将克隆的预期序列连接到目的载体上，用SimVector展示。
072810124
学会使用UniProt数据库检索蛋白质序列，了解基因的GO注释，使用AntheProt对获得的目的蛋白质数据进行蛋白质的结构功能分析。
1.使用UniProt数据库检索蛋白质序列。
2.使用AntheProt对自己筛选的目的蛋白质进行二级结构、结构域、疏水性、等电点预测。
0728101215
了解系统发育树的构建原理，学会使用ClustalW/X进行系统发育树的构建，并使用GenDoc对多重比对结果进行图形化显示，以及使用TreeView绘制系统发育树。
1.检索和目的基因同源的相关序列
2.使用ClustalW/X进行聚类
2.GenDoc图形化显示比对结果和变异位点
3.TreeView的使用，绘制系统发育树，显示目的基因的分子进化。
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