Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biologia (N2)
Sylabus przedmiotu Bioinformatyka:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Biologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister | ||
| Obszary studiów | nauk przyrodniczych | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Bioinformatyka | ||
| Specjalność | Biologia molekularna i podstawy analityki | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Nauk o Zwierzętach Przeżuwających | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Daniel Zaborski <Daniel.Zaborski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wiedza z zakresu matematyki, biofizyki, biochemii |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie z wybranymi biologicznymi bazami danych, zasadami dopasowywania sekwencji, zagadnieniami genomiki strukturalnej i funkcjonalnej, filogenetyki oraz bioinformatyki strukturalnej |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności wyszukiwania informacji w biologicznych bazach danych oraz posługiwania się dostępnymi programami do analiz bioinformatycznych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Filogenetyka. Metody budowy i oceny drzew filogenetycznych | 2 |
| T-A-2 | Analiza danych mikromacierzowych | 2 |
| T-A-3 | Wybrane zagadnienia bioinformatyki strukturalnej | 1 |
| 5 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Przegląd wybranych biologicznych baz danych oraz programów bioinformatycznych | 2 |
| T-L-2 | Pobieranie danych z biologicznych baz danych | 2 |
| T-L-3 | Analiza sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych | 2 |
| T-L-4 | Analiza danych mikromacierzowych | 2 |
| T-L-5 | Tworzenie drzew filogenetycznych | 2 |
| 10 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wybrane biologiczne bazy danych. Formaty danych | 2 |
| T-W-2 | Dopasowywanie sekwencji i przeszukiwanie baz danych sekwencji | 2 |
| T-W-3 | Analiza sekwencji genomów, porównywanie genomów | 1 |
| 5 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Udział studenta w ćwiczeniach audytoryjnych | 5 |
| A-A-2 | Samodzielne studiowanie tematyki ćwiczeń audytoryjnych | 16 |
| A-A-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 8 |
| A-A-4 | Zaliczenie | 1 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 10 |
| A-L-2 | Przygotowanie do ćwiczeń | 20 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 29 |
| A-L-4 | Zaliczenie | 1 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział studenta w wykładach | 5 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie tematyki wykładów | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 8 |
| A-W-4 | Pisemne zaliczenie wykładów | 2 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne |
| M-2 | Prezentacje multimedialne przy użyciu komputera i projektora |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem komputera |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładów |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne audytoriów |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie praktyczne ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BL_2A_BLM-S-C3_W01 opisuje wybrane biologiczne bazy danych oraz podstawowe formaty zapisu danych, wyjaśnia zasady dopasowywania sekwencji, charakteryzuje rodzaje map genomowych oraz metody sekwencjonowania, składania, opisywania i porównywania genomów, wymienia najważniejsze programy komputerowe wspomagające ww. procesy | BL_2A_W05, BL_2A_W15, BL_2A_W12 | P2A_W01, P2A_W03, P2A_W04, P2A_W05, P2A_W06, P2A_W07 | C-1 | T-W-3, T-W-1, T-W-2 | M-2, M-1 | S-1 |
| BL_2A_BLM-S-C3_W02 charakteryzuje podstawowe typy mikromacierzy, ich zastosowania oraz etapy analizy danych z mikromacierzy DNA, wymienia podstawowe programy stosowane w ww. analizach | BL_2A_W05, BL_2A_W12 | P2A_W01, P2A_W03, P2A_W05, P2A_W06, P2A_W07 | C-1 | T-A-2 | M-2, M-1 | S-2 |
| BL_2A_BLM-S-C3_W03 definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, charakteryzuje metody tworzenia oraz oceny drzew filogenetycznych, opisuje zasady wyboru sekwencji, definiuje pojęcie parsymonii, wymienia podstawowe programy stosowane w ww. analizach | BL_2A_W05, BL_2A_W12 | P2A_W01, P2A_W03, P2A_W05, P2A_W06, P2A_W07 | C-1 | T-A-1 | M-2, M-1 | S-2 |
| BL_2A_BLM-S-C3_W04 charakteryzuje strukturę białek, opisuje zasady przewidywania struktury drugorzędowej białek | BL_2A_W05, BL_2A_W12 | P2A_W01, P2A_W03, P2A_W05, P2A_W06, P2A_W07 | C-1 | T-A-3 | M-2, M-1 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BL_2A_BLM-S-C3_U01 potrafi wyszukać potrzebną informację w odpowiedniej biologicznej bazie danych, poprawnie interpretuje informacje zawartą w rekordach baz danych, sprawnie posługuje się podstawowymi programami do analizy sekwencji biologicznych | BL_2A_U07 | P2A_U03, P2A_U05 | C-2 | T-L-1 | M-3 | S-3 |
| BL_2A_BLM-S-C3_U02 potrafi pobierać dane z biologicznych baz danych, wyszukać sekwencje podobne w bazach danych oraz dokonać dopasowania wielu sekwencji, utworzyć drzewo filogenetyczne na podstawie odpowiednio dobranych sekwencji i je zinterpretować | BL_2A_U07 | P2A_U03, P2A_U05 | C-2 | T-L-2, T-L-3, T-L-5 | M-3 | S-3 |
| BL_2A_BLM-S-C3_U03 stosuje podstawowe polecenia języka programowania R, wykorzystuje pakiet Bioconductor do przeprowadzenia wstępnej obróbki danych z mikromacierzy oraz do oceny jakości wyników eksperymentu mikromacierzowego, identyfikuje geny o zróżnicowanej ekspresji, tworzy heatmapy i je interpretuje | BL_2A_U07 | P2A_U03, P2A_U05 | C-2 | T-L-4 | M-3 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BL_2A_BLM-S-C3_K01 wykorzystuje narzędzia bioinformatyczne w interpretowaniu zjawisk i procesów biologicznych, dając tym samym wyraz swojego przekonania o ich poznawalności | BL_2A_K01 | P2A_K04, P2A_K07 | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5 | M-2, M-3, M-1 | S-3 |
| BL_2A_BLM-S-C3_K02 jest świadom bogactwa informacji biologicznej dostępnej w internetowych bazach danych oraz wzrostu znaczenia narzędzi bioinformatycznych w przyszłości | BL_2A_K03 | P2A_K01, P2A_K05, P2A_K07 | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-W-1, T-W-2 | M-2, M-3, M-1 | S-1, S-3 |
| BL_2A_BLM-S-C3_K03 jest zdolny do efektywnej pracy indywidualnej w oparciu o dostarczone materiały dydaktyczne i źródła informacji dostępne w Internecie | BL_2A_K05 | P2A_K01, P2A_K02, P2A_K03, P2A_K08 | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5 | M-3 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BL_2A_BLM-S-C3_W01 opisuje wybrane biologiczne bazy danych oraz podstawowe formaty zapisu danych, wyjaśnia zasady dopasowywania sekwencji, charakteryzuje rodzaje map genomowych oraz metody sekwencjonowania, składania, opisywania i porównywania genomów, wymienia najważniejsze programy komputerowe wspomagające ww. procesy | 2,0 | nie potrafi wymienić żadnej biologicznej bazy danych, zdefiniować pojęcia dopasowania sekwencji, wymienić żadnego programu do przeszukiwania baz danych sekwencji, zdefiniować podstawowych pojęć z dziedziny genomiki |
| 3,0 | wymienia wybrane biologiczne bazy danych, definiuje pojęcie dopasowania sekwencji, wymienia podstawowe programy do przeszukiwania baz danych sekwencji, wymienia rodzaje map genomowych, metody sekwencjonowania genomów, etapy składania sekwencji genomowych oraz adnotacji genomów, wymienia zadania genomiki porównawczej | |
| 3,5 | wymienia wybrane biologiczne bazy danych oraz formaty zapisu danych, definiuje pojęcie dopasowania sekwencji, wymienia podstawowe programy do przeszukiwania baz danych sekwencji, wymienia rodzaje map genomowych, metody sekwencjonowania genomów, etapy składania sekwencji genomowych oraz adnotacji genomów, wymienia zadania genomiki porównawczej | |
| 4,0 | krótko charakteryzuje wybrane biologiczne bazy danych, wymienia formaty zapisu danych, wyjaśnia zasady dopasowania par sekwencji oraz działania programów BLAST i FASTA, krótko opisuje rodzaje map genomowych, metody sekwencjonowania genomów, etapy składania sekwencji genomowych oraz adnotacji genomów, charakteryzuje zadania genomiki porównawczej | |
| 4,5 | charakteryzuje wybrane biologiczne bazy danych oraz formaty zapisu danych, wyjaśnia zasady dopasowania par sekwencji oraz działania programów BLAST i FASTA, opisuje rodzaje map genomowych, metody sekwencjonowania genomów, etapy składania sekwencji genomowych oraz adnotacji genomów, charakteryzuje zadania genomiki porównawczej | |
| 5,0 | charakteryzuje wybrane biologiczne bazy danych oraz formaty zapisu danych, wyjaśnia zasady dopasowania par sekwencji oraz działania programów BLAST i FASTA, opisuje rodzaje map genomowych, metody sekwencjonowania genomów, etapy składania sekwencji genomowych oraz adnotacji genomów, charakteryzuje zadania genomiki porównawczej, wymienia najważniejsze programy komputerowe wspomagające ww. procesy | |
| BL_2A_BLM-S-C3_W02 charakteryzuje podstawowe typy mikromacierzy, ich zastosowania oraz etapy analizy danych z mikromacierzy DNA, wymienia podstawowe programy stosowane w ww. analizach | 2,0 | nie potrafi wyjaśnić co to jest, ani do czego służy mikromacierz |
| 3,0 | wymienia podstawowe rodzaje mikromacierzy, etapy analizy danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych | |
| 3,5 | wymienia podstawowe rodzaje mikromacierzy i ich zastosowania, wymienia etapy analizy danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych | |
| 4,0 | krótko opisuje podstawowe rodzaje mikromacierzy i ich zastosowania, krótko charakteryzuje etapy analizy danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych | |
| 4,5 | opisuje podstawowe rodzaje mikromacierzy i ich zastosowania, charakteryzuje etapy analizy danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych | |
| 5,0 | opisuje rodzaje mikromacierzy i ich zastosowania, charakteryzuje etapy analizy danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych, wymienia podstawowe programy do analizy danych z mikromacierzy | |
| BL_2A_BLM-S-C3_W03 definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, charakteryzuje metody tworzenia oraz oceny drzew filogenetycznych, opisuje zasady wyboru sekwencji, definiuje pojęcie parsymonii, wymienia podstawowe programy stosowane w ww. analizach | 2,0 | nie potrafi zdefiniować pojęcia filogenetyki molekularnej, ani drzewa filogenetycznego |
| 3,0 | definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, wymienia elementy struktury drzewa filogenetycznego | |
| 3,5 | definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, wymienia elementy struktury drzewa filogenetycznego oraz zasady doboru sekwencji do konstrukcji drzewa | |
| 4,0 | definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, opisuje budowę drzewa filogenetycznego, wymienia zasady doboru sekwencji do konstrukcji drzewa | |
| 4,5 | definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, opisuje budowę drzewa filogenetycznego, wymienia zasady doboru sekwencji do konstrukcji drzewa, metody tworzenia i oceny drzew filogenetycznych | |
| 5,0 | definiuje pojęcie filogenetyki molekularnej, opisuje budowę drzewa filogenetycznego, metody tworzenia i oceny drzew filogenetycznych, zasady doboru sekwencji do konstrukcji drzewa, definiuje pojęcie parsymonii, wymienia podstawowe programy tworzenia drzew filogenetycznych | |
| BL_2A_BLM-S-C3_W04 charakteryzuje strukturę białek, opisuje zasady przewidywania struktury drugorzędowej białek | 2,0 | nie jest w stanie określić podstawowych elementów struktury białek ani wymienić poziomów jej hierarchii |
| 3,0 | opisuje budowę i właściwości aminokwasów, proces tworzenia się peptydu, wymienia poziomy hierarchii struktury białek | |
| 3,5 | opisuje budowę i właściwości aminokwasów, proces tworzenia się peptydu, wyjaśnia czym są kąty torsyjne, opisuje strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową białek | |
| 4,0 | opisuje budowę i właściwości aminokwasów, proces tworzenia się peptydu, wyjaśnia czym są kąty torsyjne, opisuje strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową białek, wymienia metody przewidywania struktury drugorzędowej białek | |
| 4,5 | opisuje budowę i właściwości aminokwasów, proces tworzenia się peptydu, wyjaśnia czym są kąty torsyjne, opisuje strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową białek, krótko charakteryzuje metody przewidywania struktury drugorzędowej białek | |
| 5,0 | opisuje budowę i właściwości aminokwasów, proces tworzenia się peptydu, wyjaśnia czym są kąty torsyjne, opisuje strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową białek, charakteryzuje metody przewidywania struktury drugorzędowej białek, wymienia programy wspomagające to przewidywanie |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BL_2A_BLM-S-C3_U01 potrafi wyszukać potrzebną informację w odpowiedniej biologicznej bazie danych, poprawnie interpretuje informacje zawartą w rekordach baz danych, sprawnie posługuje się podstawowymi programami do analizy sekwencji biologicznych | 2,0 | nie potrafi odnaleźć w Internecie żadnej biologicznej bazy danych, ani programu do analizy sekwencji biologicznych, nie jest w stanie określić struktury rekordu w formacie GenBank |
| 3,0 | potrafi zlokalizować w Internecie wybrane biologiczne bazy danych oraz programy do analizy sekwencji biologicznych, interpretuje informację zawartą w rekordzie GenBank | |
| 3,5 | korzysta z podstawowych narzędzi dostępnych przy przeszukiwaniu wybranych biologicznych baz danych, interpretuje informację zawartą w rekordzie GenBank, korzysta z podstawowych opcji programów do analizy sekwencji biologicznych | |
| 4,0 | korzysta z podstawowych narzędzi dostępnych przy przeszukiwaniu wybranych biologicznych baz danych, wybiera odpowiednią biologiczną bazę danych przy wyszukiwaniu informacji, interpretuje informacje zawarte w rekordach wybranych baz danych, korzysta z podstawowych opcji programów do analizy sekwencji biologicznych, dobiera odpowiedni program do zagadnienia | |
| 4,5 | korzysta z podstawowych narzędzi dostępnych przy przeszukiwaniu wybranych biologicznych baz danych, wybiera odpowiednią biologiczną bazę danych przy wyszukiwaniu informacji, interpretuje informacje zawarte w rekordach wybranych baz danych, korzysta z bardziej zaawansowanych opcji programów do analizy sekwencji biologicznych, dobiera odpowiedni program do zagadnienia | |
| 5,0 | korzysta z zaawansowanych narzędzi dostępnych przy przeszukiwaniu wybranych biologicznych baz danych, wybiera odpowiednią biologiczną bazę danych przy wyszukiwaniu informacji, interpretuje informacje zawarte w rekordach wybranych baz danych, korzysta z bardziej zaawansowanych opcji programów do analizy sekwencji biologicznych, dobiera odpowiedni program do zagadnienia | |
| BL_2A_BLM-S-C3_U02 potrafi pobierać dane z biologicznych baz danych, wyszukać sekwencje podobne w bazach danych oraz dokonać dopasowania wielu sekwencji, utworzyć drzewo filogenetyczne na podstawie odpowiednio dobranych sekwencji i je zinterpretować | 2,0 | nie potrafi stosować podstawowych opcji programu BLAST, nie potrafi utworzyć żadnego drzewa filogenetycznego |
| 3,0 | korzysta z podstawowych opcji programów BLAST przy przeszukiwaniu baz danych, potrafi utworzyć drzewo filogenetyczne | |
| 3,5 | korzysta z podstawowych opcji programów BLAST i Clustal przy przeszukiwaniu baz danych i dopasowywaniu wielu sekwencji, potrafi utworzyć drzewo filogenetyczne | |
| 4,0 | korzysta z podstawowych opcji programów BLAST i Clustal przy przeszukiwaniu baz danych i dopasowywaniu wielu sekwencji, stosuje podstawowe narzędzia do tworzenia drzew filogenetycznych i je interpretuje | |
| 4,5 | dobiera odpowiednie parametry programów BLAST i Clustal przy przeszukiwaniu baz danych i dopasowywaniu wielu sekwencji, stosuje podstawowe narzędzia do tworzenia drzew filogenetycznych i je interpretuje | |
| 5,0 | dobiera odpowiednie parametry programów BLAST i Clustal przy przeszukiwaniu baz danych i dopasowywaniu wielu sekwencji, stosuje podstawowe narzędzia do tworzenia drzew filogenetycznych na bazie odpowiednio dobranych sekwencji i je interpretuje | |
| BL_2A_BLM-S-C3_U03 stosuje podstawowe polecenia języka programowania R, wykorzystuje pakiet Bioconductor do przeprowadzenia wstępnej obróbki danych z mikromacierzy oraz do oceny jakości wyników eksperymentu mikromacierzowego, identyfikuje geny o zróżnicowanej ekspresji, tworzy heatmapy i je interpretuje | 2,0 | nie potrafi stosować podstawowych poleceń języka R |
| 3,0 | stosuje podstawowe polecenia języka R, potrafi importować/eksportować dane, tworzyć skrypty | |
| 3,5 | stosuje polecenia języka R, potrafi importować/eksportować dane, tworzyć skrypty, przeprowadza wstępną obróbkę danych z mikromacierzy oligonukleotydowych | |
| 4,0 | stosuje polecenia języka R, potrafi importować/eksportować dane, tworzyć skrypty, przeprowadza wstępną obróbkę danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych | |
| 4,5 | stosuje polecenia języka R, potrafi importować/eksportować dane, tworzyć skrypty, przeprowadza wstępną obróbkę danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych, dokonuje podstawowej oceny jakości eksperymentu mikromacierzowego | |
| 5,0 | stosuje polecenia języka R, potrafi importować/eksportować dane, tworzyć skrypty, przeprowadza wstępną obróbkę danych z mikromacierzy oligonukleotydowych i drukowanych, dokonuje podstawowej oceny jakości eksperymentu mikromacierzowego, identyfikuje geny o zróżnicowanej ekspresji stosując odpowiednie metody statystyczne, przeprowadza analizę skupień genów i/lub prób metodą hierarchiczną, tworzy heatmapy i je interpretuje |
Literatura podstawowa
- Xiong J., Podstawy bioinformatyki, WUW, Warszawa, 2009
- Higgs P. G., Attwood T. K., Bioinformatyka i ewolucja molekularna, PWN, Warszawa, 2008
- Baxervanis A. D., Ouellette B. F. F. (red.), Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek, PWN, Warszawa, 2005
Literatura dodatkowa
- Hall B. G., Łatwe drzewa filogenetyczne. Poradnik użytkownika, WUW, Warszawa, 2008
- Westhead D. R., Parish J. H., Twyman R. M., Bioinformatics. Instant Notes, Taylor & Francis, London & New York, 2002