生物信息学

生物信息学是一门发展潜力巨大的交叉学科。本课程适用于生命科学、农学、医学、信息科学等相关专业本科、硕士、博士各阶段的同学,以及生物医学领域的科研工作者。课程涵盖生物信息学领域的几乎所有内容,…

国家精品生物
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山东大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 20
  • 初级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

生物信息学是一门发展潜力巨大的交叉学科。它体现了生物学、计算机科学、数学、物理学等学科间的渗透与融合,通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析,达到揭示数据所蕴含的生物学意义从而解读生命活动规律的目的。生物信息学不仅是一门科学学科,更是一种重要的研究开发平台与工具。本课程的主要内容包括生物信息学的概述、生物数据库的查询及搜索、核酸/蛋白质序列的比较分析、分子进化及系统发生、蛋白质结构的预测及分析、基因组学与蛋白质组学、序列算法、统计基础、数据挖掘、编程基础与网页制作。课程打破传统概念型教学方式以实际操作来讲解各种工具软件的使用,通过大量实例的讲解,使理论和实践紧密结合。本课程适用于生命科学、农学、医学、信息科学等相关专业本科生、硕士生、博士生各阶段的同学,以及生物医学领域的科研工作者。【本课程为“2018年国家精品在线开放课程“】

课程大纲

01
绪论
课时
1.1 课程介绍
1.2 探索生物信息学神秘岛
1.3 生物信息学是神马
1.4 这门课学神马
02

第二章:生物数据库(第一部分)
课时
2.1 为什么需要生物数据库
2.2 生物数据库的分类
2.3 文献数据库:PubMed
2.4 一级核酸数据库:GeneBank
2.5 一级核酸数据库:基因组数据库
2.6 二级核酸数据库
03

第二章:生物数据库(第二部分)
课时
2.7 一级蛋白质序列数据库:UniProtKB
2.8 一级蛋白质结构数据库:PDB
2.9 二级蛋白质数据库:Pfam,CATH,SCOP2
2.10 专用数据库:KEGG,OMIM
04

第三章:序列比较(第一部分)
课时
3.1 认识序列
3.2 序列相似性
3.3 替换记分矩阵
3.4 序列两两比较:打点法
3.5 序列两两比较:序列比对法
3.6 一致度和相似度
05

第三章:序列比较(第二部分)
课时
3.7 在线双序列比对工具
3.8 BLAST搜索
06

第三章:序列比较(第三部分)
课时
3.9 多序列比对介绍
3.10 在线多序列比对工具
3.11 多序列比对的编辑和发布
3.12 寻找保守区域
07

第四章:分子进化与系统发生
课时
4.1 进化的故事
4.2 基本概念
4.3 系统发生树
4.4 系统发生树的构建
4.5 MEGA7构建NJ树
4.6 课后甜品
08

第五章:蛋白质结构预测与分析(第一部分)
课时
5.1 蛋白质的结构
5.2 蛋白质的二级结构
5.3 蛋白质的三级结构
5.4 三级结构可视化软件VMD
09

第五章:蛋白质结构预测与分析(第二部分)
课时
5.5 计算方法预测三级结构
5.6 三级结构的比对
5.7 蛋白质分子表面性质
10

第五章:蛋白质结构预测与分析(第三部分)
课时
5.8 获取蛋白质四级结构
5.9 蛋白质-蛋白质分子对接
5.10 蛋白质-小分子分子对接
5.11 虚拟筛选与反向对接
5.12 分子动力学模拟
11

第六章:高通量测序技术及应用
课时
6.1 基因组学与测序技术
6.2 高通量测序技术在精准医学中的应用
6.3 生物信息学面临的挑战
6.4 从头测序
6.5 重测序
6.6 转录组测序
6.7 表观基因组学
6.8 猛犸象基因组测序计划
6.9 古基因组学面临的挑战
6.10 古基因组学研究中的生物信息技术
12

第七章:统计基础与序列算法
课时
7.1 贝叶斯公式及其生物学应用
7.2 二元预测的灵敏度和特异度
7.3 基本序列算法
13

第八章:数据挖掘
课时
8.1 什么是数据挖掘
8.2 数据库系统
8.3 机器学习
8.4 WEKA
14

第九章:编程基础与网页制作(第一部分)
课时
9.1 Linux操作系统
9.2 Linux基本命令
9.3 Perl语言基础入门
9.4 Perl语言基础高级
15

第九章:编程基础与网页制作(第二部分)
课时
9.5 前端开发和HTML介绍
9.6 HTML常用标签
9.7 设计简单的网页
9.8 HTML与CGI简单交互
16
期末考试
课时
期末考试

预备知识

生物学、生物化学、分子生物学、计算机基础

参考资料

参考教材:陈铭主编,生物信息学(第三版),科学出版社,2018年6月。

常见问题

Q: 我是学生物的,计算机基础较弱,能学这门课吗?
A: 会用计算机就能!
Q: 我是学计算机的,生物基础较弱,能学这门课吗?
A: 知道蛋白质、DNA就能!
Q: 我是研究生,学这门课有用吗?
A: 太有用了!

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