一、课程名称：生物统计与生物信息学实验
二、课程代码：BE31005
三、学时和学分：32学时（总学时16） 1学分
四、适用专业：生物工程专业
五、先修课程：生物化学、分子生物学、生物统计学、生物信息学
六、使用教材：自编实验讲义-《生物统计与生物信息学实验指导》
七、参考书目：
《常用生物统计学与生物信息学软件实用教程》张祥胜 主编.科学出版社: 2018年；
《生物信息学实验教程》吕巍 等主编.高等教育出版社: 2016年；
《生物统计学与试验设计》徐辰武 等主编.:高等教育出版社::2015年。
八、课程描述（200-300字左右）：
本课程是高等院校本科生物工程专业的必修实验课程，以生物学研究的一般规律为主线，以常见的生物统计学与生物信息学软件为主，深入浅出地介绍生物学研究中常用的软件，对生物实验中可能遇到的生物信息学和统计学问题进行探讨。本课程的设计以项目开展前的各种已有文献、数据的查找和搜索，实验前的预测以及实验后的常见数据分析为主，共设计八个实验模块，包括NCBI(美国国家生物技术信息中心)使用、序列比对和搜索、进化分析、基因预测、蛋白质分析、基因表达和通路分析、以及实验后的数据分析如图形呈现、假设检验、方差分析、回归分析以及线性拟合。每个实验中又包括了当前较为流行和应用广泛的相关软件。
本实验课程以介绍方法为主，避免繁琐、抽象的数学形式，侧重讲解现有生物统计学和信息学工具的使用。通过该实验课程的学习，培养学生具有基本的生物统计学和生物信息学的分析技能，并且能够运用所掌握的方法和技术初步解决科研和实际工作中资料检索、数据分析中常见问题。
教学内容
序号 |
实验项目 |
实验内容 |
学时 |
实验 类型 |
备注 |
1 |
NCBI的简介以及一些常用网站 |
了解NCBI（美国国家生物技术信息中心）网站；掌握Entrez检索工具；掌握Pubmed检索的各种方式；掌握Gene检索；了解一些常用网站，如EMBL。 |
4 |
综合性 |
|
2 |
序列的比对、相似性搜索以及PCR引物的设计和和质粒图谱的绘制 |
了解序列的fastr和GenBank格式；掌握NCBI-BLAST的使用，理解NCBI中BLAST序列比对报告;能够利用Primer-Blast设计PCR引物；了解EMBL中FASTA搜索；；掌握分子生物学中质粒图谱的绘制以及各种基本元件的生物学意义 |
4 |
综合性 |
|
3 |
进化树的构建 |
了解分子进化的基本理论；掌握利用MEGA软件构建基因的进化树；了解NCBI-COBALT构建进化树。 |
4 |
综合性 |
|
4 |
基因的预测和蛋白质数据分析 |
了解内含子特点以及可变剪切；掌握Softberry和NCBI中各种在线预测工具；掌握CpG岛、启动子、终止子、蛋白质结构域等的在线预测；掌握蛋白质结构从一级结构到四级结构的分析与预测。 |
4 |
综合性 |
|
5 |
基因的表达分析和信号通路分析 |
了解高通量数据的MIAME规则；了解NCBI-GEO中的数据类型；掌握GEO Dataset/Profiles搜索方式和结果呈现；掌握KEGG中信号通路搜索和结果呈现。 |
4 |
综合性 |
|
6 |
实验数据的统计图形绘制 |
了解实验室数据常见的集中性和离散性测度量；掌握常见的条形图、直方图、饼图以及盒形图的绘制。 |
4 |
综合性 |
|
7 |
假设检验 |
了解假设检验的基本思想和小概率事件；掌握利用Excel/SPS软件进行Z-检验、T-检验和卡方检验 |
4 |
综合性 |
|
8 |
方差分析、回归分析和线性拟合 |
了解方差分析和回归分析的基本思想；掌握利用Excel/SPSS软件进行方差分析；回归分析和线性拟合。 |
4 |
综合性 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
九、教学目标：
知识贡献：
本课程设计了八个实验模块，让学生了解生物统计学和生物信息学的基本研究方法，常用的软件，掌握有关信息资源及其检索的基本方法以及生物数据的处理，以便学生在本科阶段初步掌握生物统计学与生物信息学相关的软件操作
能力贡献：
通过实验项目模块，让学生掌握验开展实验前的对已有资料和数据进行搜索、分析、预测以及实验后进行数据处理的科研技能，有助于学生综合应用知识分析具体问题和寻找解决方法的能力，并且提高创新性思维能力。
素质贡献：
培养学生利用生物网络和软件资源来分析生物学问题，提高学生的科研能力，并培养学生树立独立设计实验的思考观念和进行科研的基本素质，为今后科学研究奠定良好的基础。
十、教学方法：
本课程为独立实验课程。教学方式采用多媒体教学，以学生独立上机操作为主。
十一、 考核及成绩评定方式：
考核：每次的上机实验操作和实验报告均记入成绩考核。
成绩评定：成绩由两部分组成：平时考勤与实验情况（50%）；上机操作实验报告（50%）
