Рабочая программа (стр. 3 )

4.3 Лабораторные работы

Лабораторные работы для студентов полного срока обучения

№ ЛР	№ раздела	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
1	2	3	4
1	1	Знакомство с услугами, предоставляемыми ExPASy Molecular Biology Server	2
2	2	Поиск последовательностей белков на сервере ExPASy Molecular Biology Server	2
3	3	Ознакомление с работой и основными функциями программы Swiss - Pdb Viewer	2
4	3	Ознакомление с программой InsightII.	2
5	4	Построение структуры низкомолекулярного соединения и её регуляризация.	2
6	5	Построение структуры белка методом моделирования по гомологиям.	2
7	5	Компьютерный анализ межвидовой конкуренции	2
8	6	Моделирование механического движения	2
Итого		16

Лабораторные работы для студентов сокращённого срока обучения

№ ЛР	№ раздела	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
1	2	3	4
1	1	Знакомство с услугами, предоставляемыми ExPASy Molecular Biology Server	1
2	2	Поиск последовательностей белков на сервере ExPASy Molecular Biology Server	1
3	3	Ознакомление с работой и основными функциями программы Swiss - Pdb Viewer	2
4	3	Ознакомление с программой InsightII.	2
5	4	Построение структуры низкомолекулярного соединения и её регуляризация.	2
6	5	Построение структуры белка методом моделирования по гомологиям.	2
7	5	Компьютерный анализ межвидовой конкуренции	2
8	6	Моделирование механического движения	2
Итого		14

4.4 Практические занятия (семинары)

Не предусмотрено

4.5 Курсовой проект (курсовая работа)

Не предусмотрено

4.6Самостоятельное изучение разделов дисциплины

№ раздела	Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение	Кол-во часов
1	2	3
1	«Новая» биоинформатика: сравнительная геномика, функциональная геномика, структурная геномика, протеомика	2
2	Оценка биологического разнообразия.	4
3	Матрицы аминокислотных замен	4
4	Методы сканирования баз данных последовательностей (FASTP, FASTA, BLAST)	4
5	Стратегия моделирования структуры белков: поиск гомологов с известной пространственной структурой; определение структурно-консервативных участков; построение структуры консервативных участков и соединяющих их петель; релаксация структуры	4
6	Молекулярная графика и моделирование.	2
Итого		20

5 Образовательные технологии

В процессе освоения дисциплины используются следующие образовательные технологии, способы и методы формирования компетенций: проблемная лекция, обучение в сотрудничестве, внутригрупповая дифференциация, метод малых групп, активизация творческой деятельности, подготовка письменных аналитических работ и рефератов.

Применение активных методов обучения: деловые игры – дискуссии, лабораторные работы с использованием мультимедийных средств обучения.

При организации самостоятельной работы используются следующие образовательные технологии: работа с электронным учебником «Открытая биология», создание компьютерных презентаций.

5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях

Семестр	Вид занятия (Л, ЛР)	Используемые интерактивные образовательные технологии	Количество часов
8	Л	Проблемная лекция: «Использование информационных технологий в биологии»	2
Л	Мультимедийная лекция «Молекулярная графика и моделирование»	2
ЛР	Виртуальная лабораторная работа: «Компьютерный анализ межвидовой конкуренции»	2
ЛР	Работа малыми группами, создание компьютерных презентаций, работа с электронным учебником «Открытая биология».	2
Итого:	8

6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

Итоговой формой контроля знаний, умений и навыков по дисциплине является зачет. Зачет проводится по балльно-рейтинговой системе оценки знаний.

Контрольные вопросы для проведения текущего контроля знаний по дисциплине

Раздел 1

-Предмет и задачи биоинформатики

-Методика проведения анализа последовательностей

-Области изучения «новой» биоинформатики

-Задачи медицинской информатики

-Область изучения хемоинформатики

Раздел 2

-Анализ генетических последовательностей

-Вычислительная эволюционная биология

- Оценка биологического разнообразия

- Основные биоинформационные программы.

-Биоинформатика и вычислительная биология.

-Структурная биоинформатика

Раздел 3

- Математические основы выравнивания последовательностей символов

- Программа Scoring functions,

-Матрицы аминокислотных замен

-Парное выравнивание и его оценка

-Множественное выравнивание, вычислительные ресурсы.

Раздел 4

-Поиск гомологичных последовательностей ДНК/белков в базах данных

- Банки последовательностей биополимеров

- Методы сканирования баз данных последовательностей (FASTP, FASTA, BLAST).

Раздел 5

-Современные методы предсказания вторичной и третичной структуры белков на основе первичной структуры

-Метод моделирования по гомологиям.

-Базы данных пространственных структур биополимеров.

-Стратегия моделирования структуры белков: поиск гомологов с известной пространственной структурой

- Стратегия моделирования структуры белков определение структурно-консервативных участков;

- Стратегия моделирования структуры белков построение структуры консервативных участков и соединяющих их петель;

- Стратегия моделирования структуры белков релаксация структуры

Раздел 6

-Основные представления молекулярной механики и молекулярной динамики биополимеров

-Потенциальная энергия биополимеров, поиск локальных минимумов, методы моделирования динамики биополимеров

-Структурные и динамические характеристики внутримолекулярной динамики биополимеров

-Молекулярная графика и моделирование.

-Современные программные средства визуализации структур биополимеров, исследования их геометрических характеристик (на примере программы Swiss - Pdb Viewer).

Примерные тестовые задания для проведения промежуточного контроля знаний

1Анализом пространственных структур, определенных экспериментально, занимается:

-структурная биоинформатика,

-биоинформатика последовательностей,

-компьютерная геномика,

-аналитическая биоинформатика

2Банки данных содержат:

-чистую, проверенную информацию,

-общую собранную информацию,

-только экспериментальные данные,

-только теоретические сведения

3 К областям исследования «новой» биоинформатики не относится:

-сравнительная геномика,

-функциональная геномика,

-структурная геномика,

-генетика

4 Основу биоинформатики составляют:

-сравнения,

-аналоги,

-технические характеристики,

-параметры явлений

5 Основная задача биоинформатики – это:

-разработка вычислительных алгоритмов для анализа и систематизации данных о структуре и функциях биологических молекул,

-разработка программ для решения биологических задач

-разработка нормативных документов для процесса решения задач

-разработка алгоритмов для аналогичных решенным ранее задач

Вопросы к зачету по дисциплине «Биоинформатика»

1 Предмет и задачи биоинформатики

2 Парное выравнивание. Виды, авторы алгоритмов, цели, значение

3 Вторичные структуры белков, их характеристики и предсказание.

4 Локальное выравнивание. Цели, значение. Алгоритм локального выравнивания

5 Биоинформатика. Объекты, задачи, методы

6 Матрицы сравнения последовательностей

7 Основные алгоритмы построения филогенетических деревьев, их достоинства и недостатки

8 Биоинформатика и филогенез. Молекулярные часы

9 Ультраметрическое и неультраметрическое дерево.

10 Редакционное расстояние между двумя последовательностями. Сложность наивного алгоритма его определения

11 Множественное выравнивание. Цели, значение.

12 Третичная структура белка. Фолдинг

13 Предсказание третичной структуры белка.

14 Моделирование гомологов. Методы, сервисы

15 Динамическое программирование и выравнивание последовательностей

16 Классификация белков. Базы данных Pfam, SCOPE, CATH

17 Выравнивание и его статистическая достоверность

18 Докинг, жесткий докинг Гибкий докинг. Методы и применение

19 Экспериментальное определение структуры белка

20 Имитационные модели: моделирование по времени и по событиям

21 Статистические методы обработки биологической информации

22 Проблемы информационного обеспечения фундаментальных и прикладных биологических исследований

23 Базы и банки биологических данных

24 Геномика: компьютерное картрирование генов и геномов

25 Методы биоконтроля с позиций биоинформатики

26 Планирование и основные методы биологического эксперимента

27 Internet как средство профессионального общения и решения задач биологии

28 Теоретические модели больших систем (алгебраические, теоретико-множественные, графовые)

29 Проведение статистического анализа данных с помощью ПК

30 Моделирование реальных систем, процессов и явлений с помощью ПК

7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)

7.1 Основная литература

- Биология: в 2 кн. / , , . – М.: Высш. шк., 2003, ISBN

- Каменская, биология / ; под ред. . - Москва : Академия, 20c. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: с. 347-351. - Предм. указ.: с. 352-357. - ISBN -0.

7.2 Дополнительная литература

- Игнасимуту, С. Основы биоинформатики / С. Игнасимуту ; пер. с англ. . - М. : РХД, 20с. - (Биоинформатика и молекулярная биология). - Предм. указ.: с. 311-3Прил.: с. 260-282. - Библиогр.: с. 283-286. - ISBN -620-7.

- Компьютеры и суперкомпьютеры в биологии [Комплект] / под ред. , . - М. ; Ижевск : Ин-т компьютерных исследований, 20с + 1 электрон. диск (CD-ROM). - (Компьютинг в математике, физике, биологии / гл. ред. ). - Библиогр. в конце глав. - ISBN -5.

- Руденко, Т. В. Общая биология [Электронный ресурс] : мультимедиа-курс / ; М-во общ. и проф. образования, Зап.-Сиб. междунар. образоват. центр Томского гос. ун-та, Гос. образоват. учреждение «Центр элитарного обучения». - Электрон. дан. - Томск : [Б. и.], 19электрон. опт. диск (CD-ROM). - Загл. с этикетки диска. - Систем. требования: Windows 95; процессор Pentium 100; ОЗУ 16М; CD-ROM 8х; SVGA

- Биология с основами экологии: учебник / под ред.  . - Москва : Академия, 20с. - (Высшее профессиональное образование). - Прил.: с. 387-389. - Библиогр.: с. 390-395. - ISBN 3103-3.

- Биологический энциклопедический словарь [Электронный ресурс] : [9000 с. текста, свыше 1000 ил.]. - Электрон. дан. - М. : Директмедиа Паблишинг, 20электрон. опт. диск (CD-ROM). - (Классика энциклопедий). - Минимальные систем. требования: Windows 95/98 /ME/ NT /XP/ 2000, IMB PC 486 и выше, 16 MB RAM, CD-ROM, SVGA

7.3 Периодические издания

- Биология : реферативный журнал: свод. том: в 12 ч. - М. : ВИНиТИ,

- Журнал общей биологии : журнал. - М. : АРСМИ,

7.4 Интернет-ресурсы

- Учебники. Режим доступа: http://books4study.biz/c16

- Википедия, электронное пособие. Режим доступа: http://dronisimo. *****/homepage1/ob. htm

- http://www. ***** – молекулярная биология и биотехнология;

- http://www. molbiol. ***** – практическая молекулярная биология;

- http://** – молекулярная биология и биотехнология;

- http://www. – наука, новости науки и техники для студентов;

7.5 Методические указания к лабораторным занятиям

Малахова указания к проведению лабораторных занятий по дисциплине «Общая биология» - БГТИ (филиал) ОГУ, 2011

7.6 Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий

- Электронный учебник «Открытая биология», версия 2.5, 2003.

- Тестирующая оболочка «Тестер»

8 Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для проведения лабораторных занятий предназначена специализированная лаборатория биологии, оборудованная необходимым количеством микроскопов МБИ–6, бинокулярных луп. Имеются наборы гистологических препаратов, атласы, таблицы, схемы. Лабораторные работы могут быть проведены в компьютерном классе с использованием электронного учебника «Открытая биология», для этого имеется программное обеспечение в виде компьютерных дисков.

ЛИСТ

согласования рабочей программы

Направление подготовки: 020400.62 Биология______________________________________

код и наименование

Дисциплина: _________________Биоинформатика_________________________________

Форма обучения: ______________________очная___________________________________________________

(очная, очно-заочная, заочная)

Учебный год ____________

РЕКОМЕНДОВАНА заседанием кафедры ______биологии___________________________

наименование кафедры

протокол № ________от "___" __________ 20__г.

Ответственный исполнитель, заведующий кафедрой

_______биологии ______________________________ _______________________

наименование кафедры подпись расшифровка подписи дата

Исполнители:

_________доцент_____________ ___________ ______________________________

должность подпись расшифровка подписи дата

____________________________ ___________ ___________________________ _________

должность подпись расшифровка подписи дата

СОГЛАСОВАНО: Заведующий кафедрой _____________________________________________________________ наименование кафедры личная подпись расшифровка подписи дата Заведующий кафедрой ______________________________________________________________ наименование кафедры личная подпись расшифровка подписи дата Председатель методической комиссии по направлению подготовки __________________________________________________________________________________ шифр наименование личная подпись расшифровка подписи дата Заведующий библиотекой __________________________________________________________________________________ личная подпись расшифровка подписи дата

Специалист НМО _________________________________________________________

личная подпись расшифровка подписи дата