Khoa công nghệ thông tin cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam
tải về 203.92 Kb.
|
 
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN TIN SINH HỌC - BIOINFORMATICS
Email: giangnv@mta.edu.vn, nguyenhoaianh@yahoo.com, duonghadai@yahoo.com
Môn học giới thiệu các kiến thức cơ bản về sinh học, các công cụ thu thập dữ liệu sinh học, các cơ sở dữ liệu sinh học hiện có và vai trò của chúng trong y sinh học, cách sử khai thác các cơ sở dữ liệu sinh học, các mô hình toán học cơ bản và một số thuật toán được sử dụng trong tin sinh học. Các ứng dụng trong sinh học được đề cập gồm: trích xuất thông tin cấu trúc DNA (restriction mapping), xác định trình tự DNA (DNA sequencing), tìm kiếm các nốt điều chỉnh trong chuỗi DNA (motif finding), sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng (sequence alignment), xác định vùng gene trong DNA (gene prediction), bố trí lại gene (genome rearrangements). Các thuật toán được đề cập gồm: tìm kiếm vét cạn, các thuật toán tham ăn, quy hoạch động, kỹ thuật chia để trị, các thuật toán đồ thị, kỹ thuật khớp mẫu, các mô hình Markov ẩn.
7.1. Lịch trình chung: (Ghi tổng số giờ cho mỗi cột)
7.2. Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể Bài giảng 1: Giới thiệu về sinh học phân tử Chương 1 Giới thiệu về sinh học phân tử Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 1 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản nhất về sinh học phân tử và di truyền học, ứng dụng của CNTT trong sinh học, các thành tựu của tin sinh học và lý do học môn học. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Tế bào và cấu trúc sự sống. + Vật liệu di truyền của sự sống. + Genes và vai trò của Genes. + DNA. + RNA. + Proteins. + Cách phân tích DNA. + Tại sao học Tin sinh học? - Yêu cầu SV chuẩn bị: + Đọc lại sách Sinh học ở bậc trung học. + Sinh viên tự học lại các nội dung được giảng dạy trên lớp.
Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 2 - Mục đích, yêu cầu: + Giúp sinh viên nắm được các công cụ thu thập dữ liệu sinh học phân tử: nguyên lý thu thập, cơ chế hoạt động, đinh dạng dữ liệu đầu ra. + Các cơ sở dữ liệu về sinh học hiện có, các CSDL sẽ được sử dụng trong môn học. + Các vấn đề cơ bản của tin sinh học, các thành tựu của tin sinh học trong thời gian gần đây. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: Thu thập và sử dụng dữ liệu sinh học phân tử: +Các công cụ thu thập dữ liệu sinh học phân tử: sequencers, X-ray crystallography,... + Cơ sở dữ liệu sinh học hiện có: Genebank, NCBI (National Center for Biotechnology Information), EBI (European Bioinformatics Institute). + Truy cập cơ sở dữ liệu Gene, Protein Tổng quan về tin sinh học: + Ví dụ về ứng dụng của tin sinh học trong việc khống chế, kiểm soát đại dịch SARS năm 2003. + Khái niệm và các vấn đề cơ bản của tin sinh học. + Ứng dụng của tin sinh học: Dự án bản đồ Gene người(Human genome project), Gene chức năng và tương lai của biotechnology và biomedicine,…. + Sơ lược về các bài toán cơ bản trong tin sinh học. - Yêu cầu SV chuẩn bị: - Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy. Bài giảng 3: Trích xuất thông tin cấu trúc DNA và tìm kiếm các nút điều chỉnh trong chuỗi DNA bằng tìm kiếm vét cạn Chương 4 Trích xuất thông tin cấu trúc DNA và tìm kiếm các nút điều chỉnh trong chuỗi DNA Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 3 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được mục đích của quá trình trích xuất thông tin cấu trúc DNA, cách thực hiên, giải thuật tìm kiếm các nút điều chỉnh trong chuỗi DNA. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Trích xuất thông tin cấu trúc DNA. + Các thuật toán không khả thi. + Các thuật toán khả thi. - Yêu cầu SV chuẩn bị: + Xem lại kiến thức về tìm kiếm vét cạn được học từ môn học Kỹ thuật lập trình và Phân tích thiết kế giải thuật. + Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy
Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 4 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được mục đích của quá trình trích xuất thông tin cấu trúc DNA, cách thực hiên, giải thuật tìm kiếm các nút điều chỉnh trong chuỗi DNA. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Các nốt điều chỉnh trong chuỗi DNA. + Bài toán tìm kiếm các nốt điều chỉnh trong chuỗi DNA. + Cây tìm kiếm. + Tìm kiếm các nốt điều chỉnh. - Yêu cầu SV chuẩn bị: - Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy. Bài giảng 5: Bố trí lại gene bằng các thuật toán tham ăn. Chương 5 Bố trí lại Gene và các phương pháp bố trí lại Gene Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 5 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được vai trò của việc bố trí lại gene, các giải thuật bố trí lại gene. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: +Bố trí lại gene. + Sắp xếp bằng cách đảo ngược. +Các phương pháp xấp xỉ. - Yêu cầu SV chuẩn bị: - Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 6: Bố trí lại gene bằng các thuật toán tham ăn. Chương 5 Bố trí lại Gene và các phương pháp bố trí lại Gene (tiếp) Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 6 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được vai trò của việc bố trí lại gene, các giải thuật bố trí lại gene. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: +Phương pháp “tham ăn”. - Yêu cầu SV chuẩn bị: - Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 7: Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng Chương 6 Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 7 - Mục đích, yêu cầu: Nắm được vai trò của việc tìm vùng tương đồng trong xác định chức năng Gene; Các giải thuật xác định vùng tương đồng. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Sự cần thiết của so sánh chuỗi DNA. + Bài toán đổi tiền và bài toán người du lịch. + Chuỗi con chung dài nhất. + Global sequence alignment. - Yêu cầu SV chuẩn bị: - Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 8: Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng (tiếp) Chương 6 Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 8 - Mục đích, yêu cầu: Nắm được vai trò của việc tìm vùng tương đồng trong xác định chức năng Gene; Các giải thuật xác định vùng tương đồng. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t; - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Scoring alignments. + Local sequence alignment + Multiple alignment. + Phương pháp chia để trị trong sequence alignment - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 9: Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng dựa trên mô hình Markov ẩn Chương 7 Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng dựa trên mô hình Markov ẩn Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 9 - Mục đích, yêu cầu: Tìm hiểu về mô hình Markov ẩn và ứng dụng của chúng trong tin sinh học; các vấn đề cơ bản trong mô hình Markov ẩn như decoding algorithm, ước lượng tham số của mô hình, xác định vùng tương đồng của chuỗi Gene dựa trên mô hình Markov ẩn. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + CG-Islands và bài toán «Fair bet casino». + Bài toán "fair bet casino» và các mô hình Markov ẩn. + Thuật toán giải. - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 10: Mô hình Markov ẩn (HMM) Chương 7 Sắp xếp các chuỗi để xác định các vùng tương đồng dựa trên mô hình Markov ẩn Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 10 - Mục đích, yêu cầu: Tìm hiểu về mô hình Markov ẩn và ứng dụng của chúng trong tin sinh học; các vấn đề cơ bản trong mô hình Markov ẩn như decoding algorithm, ước lượng tham số của mô hình, xác định vùng tương đồng của chuỗi Gene dựa trên mô hình Markov ẩn. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Ước lượng các tham số của HMM + Alignment dựa trên HMM - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 11: Xác định vùng gene (dự đoán Gene) trong DNA. Chương 8 Xác định vùng gene trong DNA (Dự đoán Gene) Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 11 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được ý nghĩa của xác định vùng Gene trong DNA (hay còn được biết đến với tên dự đoán Gene); Các giải thuật cơ bản trong xác định vùng Gene trong DNA. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Bài toán xác định vùng gene trong DNA. + Các phương pháp thống kê. +Các phương pháp dựa trên sự tương đồng. + Sliced alignment - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 12: Lắp ráp đoạn DNA bằng các phương pháp đồ thị Chương 9 Lắp ráp đoạn DNA Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 12
Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 13 - Mục đích, yêu cầu: Nắm được các tổ chức dữ liệu (sinh học) thành các cấu trúc dữ liệu hiệu quả nhằm để giải một bài toán khớp mẫu; các kỹ thuật sử dụng bảng băm; khớp mẫu chính xác; cây từ khóa; kỹ thuật khớp mẫu xấp sỉ. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + So sánh chuỗi, cây hậu tố. + Kỹ thuật khớp mẫu xấp sỉ. + BLAST – So sánh một chuỗi và một cơ sở dữ liệu. - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 14: Phân cụm Chương 11 Phân cụm Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 14 - Mục đích, yêu cầu: Giúp sinh viên nắm được vai trò của phân cụm tron xử lý dữ liệu sinh học; các phương pháp phân cụm cơ bản như Hierarchical Clustering, K-means clustering. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Phân tích chuỗi Gene + Hierarchical Clustering + K-means Clustering - Yêu cầu SV chuẩn bị: Sinh viên tự học các nội dung đã được giảng dạy và làm bài tập do giáo viên giao. Bài giảng 15: Một số vấn đề thời sự trong Tin sinh học- Tiết thứ: 1-4 Tuần thứ: 15 - Mục đích, yêu cầu: Tóm tắt lại toàn bộ các nội dung của môn học; Giới thiệu các thành tựu gần đây của tin sinh học; các vấn đề mở trong tin sinh học; Ứng dụng của tin sinh học tại Việt Nam. - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết, thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: 4t - Địa điểm: Giảng đường do P2 phân công. - Nội dung chính: + Personal medicine + Bioinformatics in Vietnam - Yêu cầu SV chuẩn bị: Đọc lại các nội dung của môn học đã được giảng dạy trên lớp.
Yêu cầu và cách thức đánh giá: sự hiện diện trên lớp, mức độ tích cực tham gia các hoạt động trên lớp, các quy định về thời gian, chất lượng và thời hạn nộp các bài tập, bài kiểm tra giữa và cuối kỳ. 9. Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập học phần Phân chia các mục tiêu cho từng hình thức kiểm tra - đánh giá 9.1. Điểm chuyên cần: 10% Mục đích: Nhằm hỗ trợ thúc đẩy việc học tập đầy đủ của sinh viên, rèn luyện cho sinh viên ý thức học tập tốt. Các kỹ thuật đánh giá: Điểm danh các buổi lên lớp 9.2. Điểm thường xuyên: 20% Mục đích: Nhằm hỗ trợ thúc đẩy việc học tập thường xuyên của sinh viên, đồng thời qua đó có được những thông tin phản hồi giúp giảng viên, sinh viên điều chỉnh cách dạy, cách học, thay đổi phương pháp dạy, học cho phù hợp. Các kỹ thuật đánh giá: Đọc phần tài liệu đã hướng dẫn theo từng phần; Bài tập theo từng nội dung môn học; Kiểm tra giữa kỳ
Каталог: files -> FileMonHoc FileMonHoc -> NGÂn hàng câu hỏi lập trình cơ BẢn nhóm câu hỏI 2 ĐIỂM FileMonHoc -> CHƯƠng 2 giới thiệu về LÝ thuyết số FileMonHoc -> CÁc hệ MẬt khoá CÔng khai kháC FileMonHoc -> BỘ MÔn duyệt chủ nhiệm Bộ môn FileMonHoc -> Chủ nhiệm Bộ môn Ngô Thành Long ĐỀ CƯƠng chi tiết bài giảNG FileMonHoc -> Chủ nhiệm Bộ môn Phan Nguyên Hải ĐỀ CƯƠng chi tiết bài giảNG FileMonHoc -> Khoa: CÔng nghệ thông tin cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam FileMonHoc -> MẬt mã khóA ĐỐi xứng lý thuyết cơ bản của Shannon FileMonHoc -> Khoa công nghệ thông tin bài giảng LẬp trình cơ BẢn biên soạn FileMonHoc -> Khoa cntt cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam tải về 203.92 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||