注重理论教学与上机实践操作紧密结合：生物信息学是一门理论性和操作性都很强的课程。若理论教学与实践脱节，很容易造成学生对所学内容不易消化，久而久之，容易使学生产生厌学情绪。所以本课程应以每四个学时为一个教学单元，前两个或三个学时进行理论授课，后边一到二个学时进行上机操作，巩固所学内容，而且学生在上机的过程中可以与教师或其他同学进行沟通与交流，加深对所学知识的认识和理解，真正做到使抽象的理论知识实用化。

注重实用化教学：生物信息学是学习或从事分子生物学及基因组学等学科研究的基础。生物信息学与基因组学相辅相成共同发展。经过十几年尤其近几年的飞速发展，生物信息学的一些经典理论、算法和程序已经比较完善。我们现在要做的就是如何有效利用这些宝贵资源。所以本课程的讲授将以实用性为主，重点讲授做什么方面的分析需要使用到哪些软件以及这些软件如何操作等。除了传统的PPT教学外，将采用直接利用计算机进行实例讲解的方式进行教学。

采用混合式、合作式、研究式教学：探讨以“学生为主体、教师为主导”的线上、线下相结合，其中学生线上学习学时不低于本课程总学时的30%。学生通过线上学习教学课件与视频等资源后，带着问题进入课堂，并与教师、学生开展讨论式学习。此外，本课程的应用性比较强，将采用师与生、生与生合作，以问题为导向的合作式和研究式学习。

本课程包含的内容比较广泛且部分内容的理论性很强，但各部分内容间相互衔接相对比较紧密。因此该课的学习难点就在于学生无法将学到的知识前后有效贯穿起来，往往在遇到问题的时候感到茫然，无从下手，不知该采用何种方法何种软件去解决当前的问题。另外，因为因特网上相关资源太过丰富，也容易导致学生难以取舍。针对这些问题，学生在学习本课程的过程中一定要注意，除了在课堂上紧紧follow教师外，课后还要阅读大量相关的文献和网络材料，了解并熟悉掌握相关的理论和分析方法；在上机实习及课后应对照实验指导与作业习题对相应软件的操作方法勤加练习，并可参照一些比较经典的学术论文对其中的数据进行模仿，争取做到分析问题一定要有系统性；课堂上或课后就不懂的问题应及时请教老师或同学，亦可通过网络课程的邮件、聊天和答疑等工具与任课教师进行沟通与交流，争取不将上节课的问题遗留到下节课等，从而真正将生物信息学变成解决问题的工具、手段，更好的为分子生物学和基因组学研究服务。

(2017-2018-2)-X0130007-20080002-11-教学日历.xls(下载附件 23 KB)

本课程自2009年以来，已累计为8届硕士研究生和9届大学本科生开课，受益学生人数达600人。开课以来，主讲教师及时改革授课方式方法，注意教学内容的实时更新，将前沿科学研究成果引入课堂，深受学生欢迎。学生反映为“教学方法比较特别，学生很喜欢听”，“上课与其他老师的方式不一样，利于我们听课”、“师生交流方面做的很不错。课堂丰富”、“注重培养学生自主学习能力。”、“非常喜欢刘老师上课的风格”、“老师善于案列分析，启发诱导学生”等等是学生对本课程学习后的真实感受与评价。此外，本课程的教学受益面可涉及农业与食品科学学院“作物”和“种业”领域专业硕士学位研究生、农学专业和种子科学与工程专业本科生及林业与生物技术学院森林培育、林木遗传育种专业学术型硕士研究生等，深受欢迎。

第一章 概论(下载附件 13.45 MB)

第三章 生物信息学数据库及其检索(下载附件 6.42 MB)

第四章 序列比对与算法（1）(下载附件 4.58 MB)

第四章 序列比对与算法（2）(下载附件 5.38 MB)

第五章 核酸序列分析(下载附件 2.84 MB)

第六章 蛋白质结构预测和功能注释(下载附件 12.75 MB)

1、知识点教学视频

1-利用关键词或词组进行数据库检索

2-利用BLASTP进行序列对库检索

3-利用软件进行基因结构预测

4-利用cDNA与gDNA比对进行基因结构预测

2、课外教学视频（中文）

1-生物信息学课程简介

2-1-生物信息数据库及软件资源1

2-2-生物信息数据库及软件资源2

3-1-序列比对中的基本概念

4-1-GWAS结果和重测序数据的生物信息学分析1

4-2-GWAS结果和重测序数据的生物信息学分析2

3、课外教学视频（英文）

2-1-Databases (protein and nucleotide)

2-2-Whole genome database

2-3-Database searching and retrival of sequence

2-4-Protein Data Bank

3-1-1-Basic Local Alignment Search Tool (BLASTn)

3-1-2-Basic Local Alignment Search Tool (BLASTp)

3-2-NCBI Blast Tutorial

3-3-Multiple Sequence Alignment

3-4-Creating Phylogenetic Trees Using MEGA

4-1-Protein structure prediction approaches

4-2-Protein Structure Prediction and Determination

4-3-Conserved domain search

4-4-Structural motifs of protein

4-5-Visualizing protein structure in SwissPDBViewer

5-1-How to find a gene in DNA

5-2-Gene prediction

5-3-Collecting Promoter Sequence of a Gene from NCBI Database

5-4-Regulation of Gene Expression, Epigenetics, and Transcription Factors

4、知识点拓展视频资源

（1）RNA-Seq

1-1-How to analyze RNA-Seq data

1-2-RNA-Seq analysis in SeqMonk with DESeq

2-1-RNA-Seq-workshop

（2）Small RNA

1-1-Small RNA-seq

1-2-How to download small RNA-Seq data and find adaptors de novo

1-3-microRNA Discovery and Profiling

2-1-差异表达与聚类分析 - 非编码RNA的预测及分析

2-2-长非编码RNA的鉴定 - 非编码RNA的预测及分析

2-3-Integrating MicroRNA-Seq and Gene Expression Data

3-1-The Small RNA Revolution

4-1-Quantitative microRNA expression analysis in tissues and body fluids

4-2-Regulatory RNAs - miRNA, siRNA, snRNA, lncRNA

（3）SNP

1-1-What is a SNP

1-2-Single nucleotide polymorphism SNP

（4）Linux常用命令

1-1-Linux常用指令

1-2-Linux基本命令使用

1-3-Linux常用命令-文件处理、目录处理命令

1-4-Linux系统常用命令

2-1-vi编辑器的使用

1、CRISPR-Cas9

1-1-Genome Editing with CRISPR-Cas9

1-2-CRISPR- Gene editing and beyond

2、Small RNA

1-1-Gene Silencing by microRNAs

1-2-Generation and action of siRNAs and miRNAs

2-1-Questions about RNA interference

2-2-RNA interference

3、SNP

1-1-Single Nucleotide Polymorphism (Better Explained)

1. NCBI

https://www.ncbi.nlm.nih.gov

2. EMBL

https://www.ebi.ac.uk

3. DDBJ

https://www.ddbj.nig.ac.jp

实验一.pdf(下载附件 82.49 KB)

实验二.pdf(下载附件 94.32 KB)

实验三.pdf(下载附件 93.88 KB)

实验四.pdf(下载附件 97.78 KB)

※<生物信息学数据库及检索>

1、熟悉各种网络数据库；

2、了解GenBank和Swiss-Prot数据库的各种功能及适用范围；

3、利用PubMed数据库查询水稻基因组进化相关科技文献。

※<序列查询与比对搜索>

1、以水稻OsNIP2;1基因（NM_001054643）的CDS为查询序列(1) 用Blastn能检索到多少条与OsNIP2;1同源的序列(E值=10)？(2) 在使用Blastn 检索中，如改变E value的阈值(E值=0.01) ，能检索到多少与OsNIP2;1同源的序列？(3)用OsNIP2;1基因序列检索蛋白质数据库能找到多少同源序列？(4)用PSI-BLAST检索到的与OsNIP2;1蛋白同源的序列与用Blastp检索到的同源序列是否有差别？ (5)在水稻和拟南芥中各能找到多少条OsNIP2;1基因的旁系和直系同源基因？  

2、从以OsNIP2;1基因的氨基酸序列检索到的同源序列中任取两条序列，用BLAST2 sequences作分析，看它们之间的同源性如何。

※<核酸序列的一般分析>

1、水稻NIP2;1基因(NM_001054643)的CG含量是多少？

2、如何获得NM_001054643的反向互补序列？

3、NIP2;1基因包含哪些限制性内切酶位点？

4、DNA序列AC004765位于几号染色体的什么位点？

※<基因结构预测与基因表达分析>

1、熟悉和掌握基因结构及调控元件预测工具FgeneSH与PlantCARE等的使用；

2、掌握microarray data的查询与下载，学会芯片数据分析工具GEPS及dChip的使用。

※<蛋白质结构预测与功能初步注释>

1、水稻NIP2;1基因(AB222272.1)的编码产物是什么？其亲水性和疏水性如何？为核蛋白还是膜蛋白？若为膜蛋白，其有几个跨膜区，在什么位置(以蛇行图表示)？

2、该蛋白有哪些保守的domain(结构域)，她隶属于哪个蛋白家族？在水稻中她有几个paralogous同源基因？

3、该蛋白的二级和三级结构是什么样子的(用图形显示)？

4、用序列同源搜索及利用ProtFun和GO、KEGG等工具及数据库对该基因的功能进行注释。

※<多序列联配及系统进化树构建>

1、自主确定某一目标蛋白序列，在GenBank数据库中查询出与其同源性最高的10条序列，作多序列比对，利用该比对构建系统进化树(NJ法和ML法)，该树的可靠性以自举法(bootstrap value = 100)进行检验。

2、用GeneDoc以dashed alignment form显示且将该比对以图片形式保存。

※<分子进化与功能分歧分析>

1、熟悉和掌握分子进化分析软件MEGA和PAML的使用。

2、熟悉和掌握功能分歧分析软件DIVERGE3的使用。

本课程为浙江农林大学研究生优质课程以及浙江农林大学首批混合式教学示范课程。

1、《生物信息学》（第二版），张阳德编著，科学出版社，2009年，标准书号：978-7-03-023931-0

2、《生物信息学》（第二版），陈铭等编著，科学出版社，2015年，标准书号：978-7-03-043287-2

3、《生物信息学与功能基因组学》，乔纳森.佩夫斯纳编著，化学工业出版社，2006年，标准书号：978-7-50-258383-5

4、《DNA和蛋白质序列数据分析工具》（第三版），薛庆中等编著，科学出版社，2012年，标准书号：978-7-03-034509-7

5、《生物信息学——基因和蛋白质分析的实用指南》，Andreas D. Baxevanis编著，清华大学出版社，2000年，标准书号：978-7-30-203997-6

6、《Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis》，David W. Mount编著，科学出版社，2006年，标准书号：978-087969712-9

7、《新一代基因组测序》，M.贾尼特 编著，薛庆中等译，科学出版社，2012年，标准书号：978-7-03-033007-9

8、《R语言及Bioconductor在基因组分析中的应用》，孙啸等编著，科学出版社，2006年，标准书号：7-03-016665-5

9、《生物信息学》，樊龙江等编著，浙江大学出版社，2017年，标准书号：978-7-308-17147-2