实用生物信息技术课程
《生物信息学》课件
生物信息学的重要性
解释生物信息学在生物科学 研究、药物开发和医学诊断 中的重要作用。
生物信息学的发展历程
1
计算机技术的进步
描述计算机技术的不断发展为生物信息学提供了强大的工具和平台。
2
基因测序技术的突破
介绍基因测序技术的革命性进步，推动了生物信息学的发展。
3
开放数据共享
解释开放数据共享促进了生物信息学研究的合作和创新。
生物信息学的基本原理
1 序列比对
2 基因功能注释
3 数据挖掘和机器学习
阐述序列比对在生物信息 学中的核心作用，用于识 别相似的DNA、RNA和蛋 白质序列。
描述基因功能注释的流程， 用于理解基因的功能和作 用。
介绍数据挖掘和机器学习 在生物信息学中的应用， 用于发现生物学模式和预 测结构。
生物信息学的未来发展趋势
技术革新
预测未来生物信息学将受益于技 术的不断革新，如人工智能、大 数据和基因编辑。
研究领域拓展
探索生物信息学在新兴领域，如 单细胞测序和微生物组学中的应 用潜力。
多学科融合
强调生物信息学将与其他学科， 如人类基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组学和系统生物学， 进行深入交叉。
《生物信息学》PPT课件
欢迎来到《生物信息学》PPT课件。本课程将带您了解生物信息学的定义、应 用、发展历程、基本原理和未来发展趋势。
导入生物信息学
什么是生物信息学
介绍生物信息学是一门跨学 科领域，结合了生物学和计 算机科学的知识，用于解析 和研究生物信息。
生物信息学的应用领域
探索生物信息学在基因组学、 蛋白质组学、转录组学等领 域的广泛应用。
信息技术应用教学设计生物学科7篇
信息技术应用教学设计生物学科7篇信息技术应用教学设计生物学科7篇为保证教学工作高起点、高质量、高水平开展，常常要根据教学需要编写教学设计，最优的教学方法能使学生的知识和技能发生预期的变化。
那么大家知道规范的教学设计是怎么写的吗？以下是小编整理的教学设计范文，供大家参考借鉴，欢迎收藏转发。
信息技术应用教学设计生物学科【篇1】教材分析本节课是在前面学习了致同学们之后的第二节课，在第一节课中学生们认识了学习生物的重要性，接着学习生物的特征是自然而贴切的，同时它是后面学习调查生物及生物分类的基础。
让同学们在常见的生命现象层面上了解生物区别于非生物的特征。
教学目标①观察生物和非生物，比较它们的区别。
②学生能够举例说明生物具有的共同特征。
③培养学生的观察能力、发散思维能力、分析问题的能力和表达能力。
④增强热爱大自然、保护大自然的情感，更加热爱生活，珍爱生命。
教学重点和难点①重点：学生能够举例说明生物具有的共同特征，增强热爱大自然，保护大自然的情感。
②难点：培养学生的发散思维能力，观察能力，分析问题的能力。
教学思路：从学生身边熟悉的事物开始提问，引导学生分析生物与非生物的区别在于是否具有生命。
然后利用大量的图片，让学生观察，讨论分析，并对照教科书的描述内容归纳生物的共同特征：①除病毒外，生物体都是由细胞构成的;②生物体都有新陈代谢作用;③生物体对外界刺激都能发生一定的反应;④生物体都有生长，发育和生殖的现象;⑤生物体都有遗传和变异的特性;⑥生物都能适应环境，也能影响环境。
教师准备①教师制作多媒体课件，准备实物、图片。
②教师准备与课程相关的挂图。
学情分析初一的学生朝气蓬勃，热爱大自然对,新奇的事物充满好奇，希望探索其中的奥妙他们学习生物的起点基本上是一致的，通过第一节的学习，学生对生物学知识有一些浅显的认识，对生物本质的认识还不够，应该认识到不同的学生认知水平也是不同的，尽最大努力让所有学生在原有的基础上得到最好的发展，教学策略通过预习学生从调查身边事物开始，使学生认识到生物和非生物的区别，引导学生观察，讨论，推理，归纳。
实用生物信息技术课程教学实例_罗静初
自2000年起，本人在北京大学和中国农业科学院研究生院开设“实用生物信息技术”课程［1］。
本课程以从事分子生物学实验研究的硕士或博士研究生为教学对象，重点介绍最基本、最常用的生物信息技术和方法，主要包括：（1）蛋白质和核酸序列相似性比对；（2）蛋白质序列数据库UniProt 和核酸序列数据库RefSeq 高级检索；（3）NCBI 数据库相似性搜索工具Blast 的应用；（4）利用MEGA 软件构建分子系统发生树；（5）利用Swiss -PdbViewer 软件显示、比较和分析蛋白质三维空间结构。
本文以人、小鼠、大鼠、斑头雁、灰雁几个不同物种的血红蛋白序列和结构为例，介绍这些常用生物信息技术和方法的具体应用。
学生通过这些实例，能够初步掌握这些方法的具体应用，并能举一反三，将这些方法用于自己的课题研究，学会如何利用丰富的网络生物信息资源和分析工具解决自己正在进行或即将开始的研究课题中的实际问题。
1 序列比对1.1 研究背景血红蛋白是人体血液中重要蛋白质分子，其主收稿日期：2015-03-26作者简介：罗静初，男，教授，研究方向：生物信息学；E -mail ：luojc@实用生物信息技术课程教学实例罗静初（北京大学生命科学学院 北京大学蛋白质与植物基因研究重点实验室 北京大学生物信息中心，北京 100871）摘 要： 介绍“实用生物信息技术”研究生课程的5个教学实例。
以血红蛋白序列和结构为例，介绍常用生物信息技术和分析方法，包括蛋白质和核酸序列相似性比对、蛋白质和核酸序列数据库检索、Blast 数据库相似性搜索、分子系统发生树构建，以及蛋白质结构比较分析等。
关键词： 生物信息技术；血红蛋白；序列比对；数据库检索；Blast 数据库搜索；系统发生树构建；蛋白质结构比较分析DOI ：10.13560/ki.biotech.bull.1985.2015.07.001Teaching Examples of Applied Bioinformatics CourseLuo Jingchu（College of Life Sciences ，The State Key Laboratory of Protein and Plant Gene Research ，Center for Bioinformatics ，Peking University ，Beijing 100871）Abstract: In this article, we introduce the basic bioinformatics analysis methods and tools taking the hemoglobin as an example. The methods include ：1）protein and DNA sequence alignment ；2）advanced search for UniProt and RefSeq database ；3）Blast database similarity search ；4）phylogenetic tree construction under MEGA ；5）protein structure comparison using Swiss -PdbViewer.Key words: bioinformatics ；hemoglobin ；sequence alignment ；database query ；Blast database similarity search ；phylogenetic tree construction ；protein structure comparison编者按: 自2000年起，罗静初教授在北京大学生命科学学院和中国农业科学院研究生院开设“实用生物信息技术”课程，教学方法以上机实习为主，指导学生利用丰富的生物信息网络数据资源和软件工具，结合自己的研究课题，进行生物信息分析。
生物信息学专业培养方案
生物信息学专业培养方案
生物信息学是将计算机科学与生命科学相结合的一个新兴交叉学科。
通过生物信息学的研究，可以更好地理解生命现象的本质和生物学基础，
并可应用于药物发现、基因组学和蛋白质学等领域。
下面是生物信息学专
业培养方案的一般概述。
1.专业课程安排：
（1）生物学基础课程：细胞生物学、遗传学、生物化学等相关课程。
（2）计算机科学基础课程：数据结构、算法、数据库等相关课程。
（3）生物信息学课程：序列分析、基因组学、系统生物学、蛋白质
学等相关课程。
（4）统计学基础课程：统计学原理、生物统计学等相关课程。
2.实践性教学：
（1）实验课程：生物实验课程、计算机程序设计实验等相关课程。
（2）综合设计：生物信息学综合设计、生物计算机模拟设计等相关
课程。
（3）实习：生物信息学相关实习，如基因功能研究实习、医学影像
分析实习等。
3.课外拓展：
（1）参加国际生物信息学、计算生物学会议，学习最新科研进展。
（2）参与校内外生物信息学与计算生物学相关研究课题，提高自身研究能力。
（3）参加生物信息学俱乐部、生物学俱乐部等社团活动，增强交际能力。
总之，生物信息学专业培养方案应全面开展生物信息学、计算生物学以及生物学与计算机科学的交叉训练，培养具备跨领域研究背景和相关技术能力的高层次生物信息学人才。
生物信息学教学大纲
生物信息学教学大纲生物信息学教学大纲引言：生物信息学是一门综合性学科，结合了生物学、计算机科学和统计学的知识，旨在利用计算机技术和统计方法来解析和理解生物学数据。
随着生物学研究的不断发展和高通量技术的广泛应用，生物信息学在生命科学领域中的作用日益重要。
为了培养具备生物信息学分析能力的专业人才，制定一份全面而合理的生物信息学教学大纲显得尤为关键。
一、课程目标生物信息学教学的主要目标是培养学生掌握基本的生物信息学理论和技术，具备生物信息学数据分析和解释的能力。
通过该课程的学习，学生将能够：1. 理解生物信息学的基本概念、原理和方法；2. 掌握常用的生物信息学工具和软件的使用；3. 学会生物序列分析、基因表达分析和蛋白质结构预测等生物信息学分析方法；4. 培养独立思考和解决生物信息学问题的能力；5. 培养团队合作和科学沟通的能力。
二、课程内容1. 生物信息学基础知识a. 生物信息学的定义和发展历程b. 生物学基础知识回顾c. 计算机科学基础知识回顾d. 统计学基础知识回顾2. 生物信息学数据库和工具a. 基因组数据库和工具b. 转录组数据库和工具c. 蛋白质数据库和工具d. 其他生物信息学数据库和工具3. 生物序列分析a. 基本序列分析方法b. 基因预测和注释c. DNA、RNA和蛋白质序列比对d. 序列比对算法和软件4. 基因表达分析a. 基因表达数据处理和分析流程b. 差异表达分析方法c. 基因共表达网络分析d. 基因表达数据可视化5. 蛋白质结构预测与分析a. 蛋白质结构预测方法b. 蛋白质结构数据库和工具c. 蛋白质结构分析方法d. 蛋白质结构可视化6. 生物信息学实践案例a. 基于生物信息学的研究案例b. 生物信息学在药物研发中的应用c. 生物信息学在农业和环境科学中的应用d. 生物信息学在人类健康和疾病研究中的应用三、教学方法为了提高学生的学习效果和培养实际操作能力，生物信息学教学应采用多种教学方法：1. 理论讲授：通过课堂讲解，向学生介绍生物信息学的基本概念、理论和方法。
高中生物信息技术教案
高中生物信息技术教案
课时：2课时
教学目标：
1. 了解基因工程与转基因技术的概念和应用；
2. 掌握基因工程技术的基本原理和步骤；
3. 能够分析转基因作物的优点和缺点；
4. 培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
教学内容：
1. 基因工程的概念和历史背景
2. 基因工程技术的基本原理和步骤
3. 转基因作物的优点和缺点
4. 转基因技术在农业、医学等领域的应用
教学步骤：
第一课时：
1. 学生观看相关视频，了解基因工程与转基因技术的概念和应用；
2. 教师简要介绍基因工程技术的基本原理和步骤；
3. 学生分组讨论转基因作物的优点和缺点，并准备小组展示。
第二课时：
1. 学生展示讨论结果，班内进行讨论；
2. 小组之间进行交流与合作，共同总结转基因技术在农业、医学等领域的应用；
3. 学生进行相关实验操作，体验基因工程技术的魅力。
教学评价：
1. 检查学生对基因工程与转基因技术的理解程度；
2. 分析小组讨论和展示的深度和广度；
3. 评价学生的实验操作能力和团队合作精神。
教学反思：
1. 确保教学内容准确、生动，引起学生的兴趣；
2. 培养学生的批判性思维和创新精神；
3. 不断探索更新的教学方法，提高教学效果。
实用生物信息技术课程第2次作业UniProt数据库高级检索及数据条目
实用生物信息技术课程第2次作业UniProt数据库高级检索及数据条目注释信息姓名________ 学号______________ 编号_____ 日期________1.UniProt蛋白质序列数据库1)参阅Swiss-Prot和TrEMBL统计报表（Release Statistics），列表说明这两个子库的总数据量，以及不同蛋白质证据（Protein Existence）的数据条目数。
2)列表说明以下已基本完成基因组测序的重要模式生物和你研究课题相关的物种数据条目数总数N、已审阅序列条目数Nr、具有蛋白质证据的序列条目数Np、在参考序列数据库RefSeq中具有mRNA序列的序列条目数Nm、在蛋白质结构数据库PDB中具有结构的序列条目数Ns。
2.人珠蛋白家族检索1)写出从UniProt数据库中检索已审阅的人珠蛋白（globin）家族12个亚基的步骤。
2)列表说明这12个珠蛋白的登录号、蛋白质名称、和序列长度。
3)与血红蛋白alpha亚基差异最大的序列是哪个？相同位点百分比？4)与血红蛋白beta亚基差异最小的序列是哪个？差异位点共多少个？3.列表说明从UniProt数据库中检索以下序列条目的步骤和结果：1)所有拟南芥序列2)已审阅拟南芥序列3)已审阅拟南芥序列中具有蛋白质证据的序列4)已审阅拟南芥序列中具有蛋白质证据、且具有跨膜螺旋的序列5)已审阅拟南芥序列中具有蛋白质证据、具有跨膜螺旋和信号肽的序列6)已审阅拟南芥序列中具有蛋白质证据、具有跨膜螺旋和信号肽、并具有二硫键的序列7)已审阅拟南芥序列中具有蛋白质证据、具有跨膜螺旋、信号肽、二硫键，且已经测定三维结构的序列4.利用高级检索功能，从UniProt数据库中检索你课题相关或最感兴趣的蛋白质，阅读其注释信息和相关文献，并通过数据库交叉链接，总结该蛋白质的研究进展。
5.序列条目注释信息1)以人血红蛋白alpha亚基为例，说明该序列条目的注释信息包括哪几个主要类别。
【专业课程】生物信息技术专业主要课程
【专业课程】生物信息技术专业主要课程
生物信息技术专业主要课程一、
动物生物学、植物生物学、微生物学、基础生物化学、生物信息学、遗传学、数据库、计算机操作系统、生物统计学、分子生物学、发育生物学和计算机模拟、生物芯片技术、
神经生物学、基因工程、软件工程、信息论、计算机图形学等。
生物信息技术专业主要课程二、
生物信息学专业的主要实践教学环节：普通生物学实验（包括细胞生物学和遗传学）、生物化学和分子生物学实验、电路测试基础实验、无机和分析化学实验、有机化学实验、
解剖生理学实验、系统生物学实验、，生物医学传感器与检测技术实验、课程设计、生产
实习、军训、毕业设计（论文）。
实践教学环节一般不少于30周。
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“实用生物信息技术”课程
生物学基础测试
每道题四个答案中正确答案可以是0-4个
1）发明物种分类双名法（即使用拉丁文属名和种名）的
科学家是（）
a. 英国博物学家达尔文
b. 奥地利遗传学家孟德尔
c. 瑞典植物学家林奈
d. 美国遗传学家摩尔根
2）《物种起源》一书中建立了以下基本概念（）
a. 自然选择
b. 生存竞争
c. 变异
d. 基因
3）孟德尔根据豌豆杂交实验结果，发现了（）
a. 进化机制
b. 遗传学基本定律
c. 染色体结构
d. 细胞形态和结构
\ 4）摩尔根利用果蝇进行遗传学实验，提出了（）
a. 基因论
b. 进化论
c. 细胞学说
d. 染色体学说
5）DNA双螺旋模型（）
a. 由两条DNA分子反向平行缠绕构成双螺旋
b. 双螺旋骨架由核糖核酸和磷酸基团构成
c. 碱基通过氢键互相配对，分布在分子外部
d. 碱基平面与螺旋轴垂直
6）现代智人的拉丁文学名为（）
a . Human
b . Huma n being
c . Homo being
d . Homo sapi
e n
7）拟南芥Arabidopsis thaliana （）
a. 属于十字花科
b. 是多年生草本植物
c. 容易进行基因操作
d. 分布范围广、生活周期短
8）人类基因组（）
a. 约含30亿个碱基对
b. 有23条染色体
c. 蛋白质编码基因总长约占基因组全长的一半
d. 含有大量重复序列
9）人类基因组计划确定的模式生物包括（）
a. 小鼠（Mouse, Mus musculus）
b. 斑马鱼（Zebrafish, Danio rerio ）
c. 酿酒酵母（Baker' s
yeasS,accharomyces cereviciae）
d. 水稻（Rice, Oryza sativa ）
10）古细菌Archaea （）
a. 进化地位最为古老的细菌
b. 十多亿年前曾经生活在地球上，现在已经灭绝
c. 通常生活在极端环境下
d. 比普通细菌更小
11）真核生物基因组（）
a. 基因组大小与染色体数目有关
b. 动物基因组比植物基因组大
c. 动物基因组比植物基因组染色体多
d. 同一家族的基因分布在相同染色体上
12）真核生物基因中（）
a. 至少有一个内含子
\b.至少有一个外显子
c. 3'端有多聚腺苷酸信号
d. 5'端有转录起始位点
13）分子生物学中心法则指出（）
a . DNA是遗传信息的携带者
b . DNA通过转录得到RNA
c . mRNA作为信使，按三联体遗传密码指导蛋白质合成
d.蛋白质可以调控DNA复制和转录
14）染色体的基本单位是（）
a. 核小体
b. 核糖体
c. 线粒体
d. 叶绿体
15）蛋白质合成场所是（）
a. 染色体
b. 核糖体
c. 核小体
d. 线粒体
16）参与基因转录表达调控的生物分子是（）
a. 转录因子
b. 酶
c. 激素
d. microRNA
17）成熟的microRNA长度（）
a. >30bp
b. <20bp
c. 21-24bp
d. 25-28bp
18） PCR引物设计的原则包括（）
a. 引物和引物之间不能配对形成发夹环
b. 引物自身不能折叠配对形成发夹环
c. 引物GC含量约为50-60%
d. 引物3'端最好有3个连续的C或G
19） DNA分子中鸟嘌呤核苷酸可用以下字母表示（）
a . A
b . C
c . G
d . T
20） DNA分子中嘧啶可用以下字母表示（）
a . Y
b . R
c . W
d . S
21）遗传密码具有以下特征（）
a. 相邻两个密码子之间相隔若干个碱基
b. 动物和植物的密码子不同
c. 某些线粒体基因组中个别密码子与通用密码子编码的氨基酸不同
d. 一种氨基酸可以有多个密码子编码
22）以下哪个是起始密码子（）
a . TGA
b . AGT
c . ATG
d . GAT
23）以下哪些是终止密码子（）
a . TAA
b . TGA
c. TAG
d. TGG
24）亮氨酸Leu/L有几套密码子（）
a. 一套
b. 两套
c. 四套
d. 六套
25）只有1套密码子的氨基酸有（）
a. 谷氨酸Glu/E
b. 甘氨酸Gly/G
c. 丝氨酸Ser/S
d. 色氨酸Trp/W
26）以下哪些是疏水氨基酸（）
a. 苯丙氨酸Phe/F
b. 甲硫氨酸Met/M
c. 异亮氨酸lle/l
d. 丙氨酸Ala/A
27）侧链带负电的氨基酸有（）
a. 丝氨酸Ser/S
b. 天冬酰胺Asn/N
c. 组氨酸His/H
d. 谷氨酸Glu/E
28）芳香族氨基酸有（）
a. 甲硫氨酸Met/M
b. 酪氨酸Tyr/Y
c. 精氨酸Arg/R
d. 脯氨酸Pro/P
29）蛋白质分子活性中心常见氨基酸有（）
a . 丝氨酸Ser/S
b . 缬氨酸Val/V
c . 组氨酸His/H
d
.
赖氨酸Lys/K
30）蛋白质分子可进行磷酸化修饰的氨基酸有（）
a . 丝氨酸Ser/S
b . 苏氨酸Thr/T
c
. 组氨酸His/H
d
.
赖氨酸Lys/K 31）稳定蛋白质二级结构的化学键是（）
a. 肽键
b. 共价键
c. 离子键
d. 氢键
32）连接蛋白质一级结构中相邻氨基酸残基的化学键称（）
a. 肽键
b. 共价键
c. 离子键
d. 氢键
33）连接蛋白质一级结构中非相邻氨基酸残基的化学键是（）
a. —硫键
b. 糖苷键
c. 磷脂键
d.氢键
34）典型的alpha螺旋（）
a. 由主链上酰胺基和羧基形成氢键
b. 氢键方向与螺旋轴垂直
c. 氢键长度约为2.8埃
d. 侧链分部在螺旋轴周围
35）典型的beta折叠（）
a. 由主链上酰胺基和羧基形成氢键
b. 肽链走向有平行和反平行两种
c. 氢键方向与肽链走向平行
d. 侧链分布在beta折叠片上下方
36）成熟的人胰岛素分子（）
a. 由两条链组成
b. 两条链之间由两对一硫键相连
c. 其二级结构包括alpha螺旋和beta折叠
d. 其中的一个组氨酸与锌离子结合
37）人血红蛋白共有（）
a. 四个完全相同的亚基
b. 四个完全不同的亚基
c. 四个亚基，两两相同
d. 两个亚基，各不相同
38）与血红蛋白中血色素卟啉环中心铁离子共价结合的氨基酸是（）
a. 苯丙氨酸Phe/F
b. 精氨酸Arg/R
c. 苏氨酸Thr/T
d. 组氨酸His/H
39）人免疫球蛋白Immunoglobin分子有（）
a. 两条重链、两条轻链组成
b. 每条重链含四个结构域
c. 每条轻链含两个结构域
d. 重链和重链有三对二硫键、重链和轻链之间有一对二硫键40）蛋白质分子中用作辅助因子的常见金属元素有（）
a. 锌
b. 硒
c. 铜
d. 镉。