实用生物信息技术课程
《实用生物信息技术》课程教学实例
《实用生物信息技术》课程教学实例以下四题，可根据本人课题实际情况，选择其中一道或两道1.豌豆开花后特异表达基因及其编码内膜蛋白ppf11)参看文献(zhuetal.,1998)，及pubmed数据库中豌豆开花后如上所述抒发基因ppf1有关研究论文，详述ppf1序列特征、抒发特异性，以及可能将的生物学功能。
2)检索uniprot数据库中豌豆内膜蛋白ppf1，总结该序列条目的一般注释信息、序列注释信息、数据库交叉链接。
3)找到拟南芥中ppf1同源蛋白alb3，通过数据库交叉链接，下载其编码基因在拟南芥资源库araport和tair中的注解信息，表明基因组定位、基因结构、气门剪辑方式、抒发特异性、突变体，及其所编码的蛋白质的功能、亚细胞定位、非政府特异性、SMF蛋白、结构域特征，以及有关的文献资源。
4)利用读码框分析程序，分析并提取ppf1全长mrna序列中编码区核苷酸序列和所编码的氨基酸序列。
5)利用密码子统计数据程序，分析豌豆ppf1和拟南芥中同源基因alb3密码子采用特征;利用内乌酶分析程序，分析豌豆ppf1基因的酶切位点;利用引物设计程序，设计ppf1基因mrna序列的引物。
6)利用protscale蛋白质序列特征波形图显示工具，分析ppf1不同区域疏水和亲水、柔性和刚性、溶剂可及性、空间位阻、二级结构等序列特征。
7)利用多种跨膜螺旋预测程序，预测ppf1跨膜螺旋，并比较预测结果的优劣;利用alpha-螺旋轮表明程序，绘制跨膜螺旋的螺旋轮，表明跨膜区的序列特征。
8)利用predicprotein蛋白质结构和功能预测网站，预测ppf1二级结构、无规卷曲、溶剂可及性、亚细胞定位、突变位点敏感性。
9)利用phyre2网站，预测拟南芥ppf1三维空间结构，用runinvestigator工具分析预测结果，与所用模板展开序列和结构比对。
10)通过以上ppf1及其同源蛋白alb3实例，说明核酸和蛋白质序列分析思路和方法，以及分析结果对下一步实验研究的作用。
实用生物信息技术课程总结交流会
实用生物信息技术课程总结交流会
农科院研究生院一教 2008年6月22日
时间报告人题目
2:00-2:10 刘荣乐开幕词
2:10-2:30 张振梅猪传染性胃肠炎病毒S基因
2:30-2:50 李庆超镰刀型细胞贫血病的蛋白质结构和功能
2:50-3:10 曲东马铃薯抗晚疫基因序列、结构和功能
3:10-3:30 吕红有机磷降解酶OPHC2结构功能关系
3:30-3:40 休息
3:40-4:00 尹富仕激活蛋白PEAt1的生物信息学分析
4:00-4:20 王旭柳枝稷中两个4-香豆酸辅酶A连接酶基因家族4:20-4:40 张晶分子模拟软件SPDBV应用实例
4:40-5:00 颜林林生物信息数据库检索系统SRS简介
5:00-5:10 休息
5:10-5:30 何晓红猪碳酸酐酶3生物信息学分析
5:30-5:50 何文容乙烯信号转导通路中两个重要基因
5:50-6:10 梁巍脊椎动物神经元素Neurogenin基因家族
6:10-6:30 徐礼鸣拟南芥HAP3转录因子基因家族
6:30-6:40 罗静初总结
欢迎院内外老师同学光临指导。
实用生物信息技术课程
实用生物信息技术课程期末总结中国农业科学院研究生院2011年6月25日姓名_________学号____________电话____________ 座位号_____邮箱___________________ 得分______ （按学号为文件名保存为WORD 2003文档，如82101102464.DOC，8月25日前发送至caas11s@）1.以与你研究课题相关的关键词____________________________，检索NCBI免费书籍：(1)可在____本书中检索到相关信息，其中前三本书中相关条目共____条，表____个，图_____幅;(2)与你研究方向最相关的书为_____________________________________________________________________(3)根据检索到得信息，简述你对上述关键词的理解（用中文，可用图表表示）。
2.以与你研究课题相关的关键词____________________________，检索PubMed文献摘要数据库：(1)检索到论文总数____篇，其中包括综述____篇；(2)上述检索果中，国内作者发表的____篇，农科院作者发表的____篇，你所在研究所发表____篇；(3)上述检索结果中，最近5年发表的____篇，其中可全文免费下载的____篇；(4)列出检索结果中你最感兴趣的1-3篇文献的PubMeD ID____________________________________________，相关核酸或蛋白质序列登录号为________________________________________________________________(5)结合PubMed网站帮助文档和用户指南，总结PubMed文献检索的策略和经验。
3.浏览Molecular of the Month网站：(1)该网站收集的生物大分子为哪六个大类？(2)和你研究方向相关的大类中包括哪几个子类？(3)阅读你最感兴趣的蛋白质分子的小文章，利用SwissPDBViewer等蛋白质结构分析软件，简述该蛋白质的结构特点，说明其结构与功能的关系。
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。
《实用生物信息技术》课程小结
《实用生物信息技术》课程小结
2019/7/10
1)简述你导师（或目前轮转导师）研究方向
2)简述你本人已经开始、或即将开始、或计划开始的研究课题
3)简述本课程序列比对、数据库高级检索、数据库相似性搜索、系统发生树构建和蛋白质
结构分析预测五个模块中，哪些与你研究课题关系最密切
4)简述本课程教学网站(ABC)网络文档（Docs）页面收录的与你研究方向最相关的网站名
称，列出ABC中未收录的与本课程相关的其它网站
5)简述本课程教学网站(ABC)数据库（Databases）页面收录的与你研究课题最相关的网站
名称，列出ABC中未收录的其它常用数据库网站
6)简述本课程教学网站(ABC)软件工具（Tools）页面收录的你最常用的网站名称，列出
ABC中未收录的其它常用分析平台、软件工具网站
7)简述ABC网站中哪些板块对你今后的研究可能有用，哪些需要改进，请提供改进意见
和建议，列出你经常访问的其它生物信息教学网站
8)你们小组哪位同学课堂发言最为踊跃、课外讨论最为积极
9)选修本课程最大收获、最深体会、最大遗憾
10)是否打算推荐你2019级师弟师妹明年选修本课程，他们是否已经进实验室，他们的姓
名，邮箱
11)。
实用生物信息技术课程期末
Contents
Background Analysis Acknowledgement
文献检索
UniProt information
UniProt information
Subcellular Localization
UniProt information Predict Protein
Contents
Background
Analysis
Acknowledgement
Contents
Background
Analysis
Acknowledgement
Background
大豆是世界上重要的粮油 兼用作物，也是人类优质 蛋白的主要来源。既是我 国主要作物之一，也是我 国进口量最大的农产品。 大豆是关系国际民生的重 要基础性、战略性物资， 又是最具经济效益的作物 ，其延长的产业链和价值 链具有很大发展潜力，在 农产品贸易领域扮演着举 足轻重的角色。
Backound
Backound
Backound
由于叶子是植物的光合作用工 厂，所以作物的叶片发育对于 作物的产量是至关重要的。叶 是开花植物茎尖分生组织侧翼 连续发育的侧生器官。许多研 究表明，叶发育常常与来自花 和相关组织的其他侧生器官（ 例如花和豆荚或果实）的发育 共享关键的调控基因。因此， 研究叶子的发育对于提高产量 也是至关重要的。
Subcellular localization
TargetP 程序
cTP：叶绿体转运肽 mTP：线粒体靶向肽 sp：信号肽
氨基酸序列分析
Predict Protein检索结果
氨基酸序列分析
ExPASy 上的 ProtParam 工具分析结果如下：
实用生物信息技术课程期末总结.doc
3. 支持软件选择量程，数据传输端口为智能HDMI接口；
4. 支持与采集器的有线通讯、无线通讯和数显模块显示三种工作方式。
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南京
900
900
14
G-M计数器
1
只
GMS200
1. 量程不低于0cpm～40000cpm，分辨率不大于1cpm；
四、投标产品价格明细表
投标人名称：营口润新教学设备有限公司
包号：1单位：元（人民币）
品目号
产品名称
数量
单位
规格、型号
制造厂商名称
产地
单价
报价
1
便携式数字化实验分析仪
12
台
EPAD400
1. 具有四路HDMI通道、两路USB通道，支持六通道同时采集；
2. 单通道最高采样速率200ksps，支持通过HDMI数据线直接连接各种传感器进行实验；
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1,600
19,200
5
光电门
12
对
LTS200
1. 量程范围不低于10～70μS，分辨率不大于1μS；
2. 支持最小挡光物宽度大于1mm，具有光闸、运动，单摆、光栅、滴定五种测量方式；
3. 支持与采集器的有线通讯、无线通讯。
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870
10,440
8. 支持通过计算列、积分、拟合进行专业的实验数据分析，具有不少于14种以上的拟合函数，支持函数可自定义系数。
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3,080
36,960
4
静力传感器
生物信息技术课程设计
生物信息技术课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解生物信息学的基本概念，掌握生物信息学的基本技术和应用，培养学生运用生物信息学解决生物学问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：a.了解生物信息学的定义、发展历程和应用领域；b.掌握生物信息学的基本技术，如基因组序列分析、蛋白质结构预测和功能注释等；c.了解生物信息学数据库的分类和常用数据库的使用方法。
2.技能目标：a.能运用生物信息学技术分析生物学数据；b.能利用生物信息学数据库查找所需信息；c.能对生物信息学实验结果进行解读和分析。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对生物信息学的兴趣和好奇心；b.培养学生团队合作精神和自主学习能力；c.培养学生运用生物信息学技术解决实际问题的责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括生物信息学的定义、发展历程、应用领域、基本技术和常用数据库。
具体内容包括：1.生物信息学的定义和发展历程：介绍生物信息学的概念，阐述生物信息学的发展历程，让学生了解生物信息学在生物学研究中的重要性。
2.生物信息学的应用领域：介绍生物信息学在基因组学、蛋白质学、系统生物学等领域的应用，让学生了解生物信息学在实际研究中的作用。
3.生物信息学的基本技术：讲解基因组序列分析、蛋白质结构预测、功能注释等基本技术，让学生掌握生物信息学的基本分析方法。
4.生物信息学数据库：介绍生物信息学数据库的分类和常用数据库的使用方法，让学生学会如何查找和利用生物信息学数据库。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课采用多种教学方法相结合的方式，包括讲授法、案例分析法、讨论法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解生物信息学的定义、发展历程、应用领域和基本技术，使学生掌握生物信息学的基本概念。
2.案例分析法：通过分析具体的生物信息学案例，让学生了解生物信息学在实际研究中的应用，提高学生的实际操作能力。
3.讨论法：学生就生物信息学相关问题进行讨论，培养学生的团队合作精神和自主学习能力。
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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．Human being
c．Homo being
d．Homo sapien
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 yeast, Saccharomyces 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
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．GA T
23)以下哪些是终止密码子（）
a．TAA
b．TGA
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Ile/I
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
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．二硫键
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．两条链之间由两对二硫键相连
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。