课程详细信息

课程代码 :
BI6005
课程名称 :
结构生物信息学
课程英文名称 :
Structural Bioinformatics
课程简称:
类型 :
一级学科
开课学期:
春季
学科/院系:
生物学
课程学分:
2
是否跨学期 :
总学时:
32
实验课学时 :
讨论学时 :
周学时 :
课程性质 :
专业课
课程层次 :
博士课程
课程分类 :
全日制课程
课程类型 :
(0710)生物学
考试方式:
上课方式:
课程教材语种类型:
授课语言类型:
成绩等级 :
通过不通过
是否绩点统计 :
开课状态 :
开课
任课老师:
课程简介 :
结构生物信息学是一门以数学模型、物理原理及计算方法为技术手段,结合分子生物学的实验方法研究生物大分子结构信息的获取和分析以及研究生物大分子的功能等相关的课程。其最终目的是理解生物大分子如何通过多样性的结构发挥有机体的独特功能的过程与机理。课程重点在介绍生物大分子的结构特点、结构获得的方法、基于结构的功能研究等的方法及原理。强调学生的动手能力,把最新的研究成果引入课堂教学案例,使得每个学生在完成本课程后可以把课程所学与自己的研究课题结合起来解决科研中遇到的生物大分子的结构功能相关的问题。此课程是针对生命科学相关专业的研究生专业课程,也可以作为生命科学类理工科专业本科高年级的通选课程。 在知识结构方面,帮助学生获得必要的生物大分子结构数据获取和分析的基本方法和知识,掌握结构分析的核心算法和基本的数学模型,其数学、统计学和分子生物学理论基础,了解最新的结构与功能研究的方法和系统,以及它们在生物、医药、能源以及其它工农业各方面的应用。 在能力培养方面,能够运用所学的理论和应用软件,通过数据采集,数据分析,选择合适的数学模型,建立结构的分析模型,对实验数据进行从结构到功能的分析,给出具有合理生物意义的分子机理。通过模型,算法和应用三条主线,培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力,为今后在科学研究和工程技术应用领域的继续学习和工作打下坚实的基础。在素质锻炼方面,引导学生了解生物大分子结构数据获取及研究方法等,使得学生广开思路,勤于思考;了解蛋白质和核酸的基本结构、方法和系统以及相应的研究方法发生发展的历史,培养学生的思维方式及研究方法。
课程英文简介:
Structure Bioinformatics is a course about mathematical modeling, computational methods and systems for biological structure obtaining and analysis. The ultimate goal is to understand the process and mechanism of the flow of biological information from DNA to RNA to protein. This course will focus on the theory and methods for sequence analysis. We will use frontier research cases as teaching examples in the classroom. Therefore, this course emphasizes the capability of programming and problem solving so that students will feel confident to solve genomics and proteomics related problems after they finish this course. This course targets on all related majors in life sciences in graduate level. It can also serve as a general elective course for senior undergraduates in life sciences. The content of this course include fundamental methods and knowledge about genomics and proteomics sequence acquiring and analysis. Students are required to master the core algorithms and mathematical models for sequence analysis, and the underlying mathematical, statistical theory and their biological interpolations. Latest knowledge about progress of genomic and proteomic sequence analysis and their applications will be exposed to students. During this course, students are required to apply the theories and software learned from the course to solve a real problem by data acquiring, sequence analysis, model selecting, model training and use the model to analyze the data from a sequence to its functions. Students will get promoted in their capability of problem analysis and problem solving for their future career by the training in three different aspects provided by this course: modeling, algorithms, and their applications.
教学大纲:
1. 课程介绍 Chapter 1 Introduction to Structure Bioinformatics i. 结构生物信息学数据库介绍。 Structure Bioinformatics database introduction 2. 生物大分子结构特点 Modeling and algorithm theory i. DNA结构 ii. RNA结构 iii. 蛋白质的结构模式 iv. 实验课:介绍Linux,Perl编程语言 3. 生物大分子结构预测 i. RNA结构预测 ii. 蛋白质的二级结构预测 iii. 蛋白质的三级结构预测 iv. 实验课大作业:预测并评价蛋白质的结构预测(同源模建) 4. 生物大分子的计算生物学研究方法 i. 分子动力学模拟 ii. 量子化学计算 iii. 蒙特卡洛模拟 iv. 模拟退火 5. 应用模块 i. 蛋白质折叠研究 ii. 生物大分子间的相互作用研究 iii. 基于结构的药物设计 iv. 生物酶的活性预测 v. 实验课大作业:抗HIV药物设计 6. Structure Bioinformatics frontier seminar 1. 学生文献报告 Student presentations 2. 自由讨论/特邀报告 Free discussions/special invited talks
教学进度:
考试大纲: