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XuetangX

生物大数据分析

South China Agricultural University via XuetangX

Overview

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生物大数据分析是一门融合生物学、计算机科学与统计学的交叉研究技术,主要依托各类高效计算算法与数据分析工具,对海量、复杂、多维度的生物组学数据进行系统化处理与深度解析。其研究对象覆盖现代生命科学核心数据类型,不仅包含基因组序列数据、蛋白质组表达数据与转录组测序信息,还涵盖代谢组、表观组及临床生理指标等多源生物数据,数据体量庞大、维度丰富、更新速度快,是传统实验分析手段难以独立处理的研究资源。

完整的生物大数据分析工作流程形成了标准化的闭环体系,依次包含原始生物数据采集、数据清洗与标准化预处理、生物统计学建模分析、数据规律挖掘以及研究结果可视化呈现五大核心环节。其中,数据预处理是保障分析精度的关键步骤,可有效剔除噪声数据、补齐缺失数据、统一数据格式,规避原始实验数据中的误差干扰;后续的统计建模与算法分析,则能够从繁杂的海量数据中精准筛选有效信息,挖掘隐藏的生物学规律与内在关联。

相较于传统生物学实验依赖人工观测、小样本分析的研究模式,大数据分析技术凭借强大的数据运算与整合能力,能够深度阐释细胞增殖、个体发育、代谢调控、免疫应答等各类生命活动的分子作用机制。在实际应用场景中,该技术可精准识别疾病相关的基因突变与表达异常位点,为肿瘤、遗传性疾病、慢性疾病的早期筛查与精准诊断提供科学依据,同时极大缩短药物靶点筛选、药物活性验证、新药研发与优化的周期,有效降低药物研发的时间与经济成本。

总体而言,生物大数据分析彻底突破了传统生物学研究的样本量与技术局限,显著提升了生命科学研究的高效性、精准性与系统性,推动生物学研究从传统的实验观察型逐步转向数据驱动型,是现代生命科学、精准医学与生物医药研发领域中不可或缺的核心技术工具。




Syllabus

  • R语言概述
    • 认识R语言
    • 认识R的编译环境
    • 使用R包
    • 了解R包内置数据
  • 数据对象与数据读写
    • 数据类型
    • 数据结构
    • 数据文件的读写
  • R语言与数据探索
    • 新增数据属性列
    • 清洗数据
    • 选取变量及数据
    • 整合数据
    • 字符串处理
  • 函数与控制流
    • 函数处理数据
    • 条件分支语句
    • 循环
    • 自定义函数
  • 生物数据库
    • 常见数据库
    • 数据下载
    • 数据预处理
    • 简单数据分析
  • 数据挖掘技术及其应用
    • 数据挖掘概述
    • 数据挖掘算法一分类与预测
    • 数据挖掘算法一聚类
    • 数据挖掘算法一关联
  • 初级绘图
    • 绘制基础图形
    • 修改图形参数
    • 绘制组合图形
    • 保存图形
  • 高级绘图
    • 使用lattice包绘图
    • 使用ggplot包绘图
    • 认识交互式绘图工具
  • 生物大数据分析案例—— WGCNA筛选疾病特征基因
    • GEO数据下载
    • GEO数据注释
    • 差异分析
    • GO和KEGG富集分析
    • GSEA富集分析
    • LASSO回归
    • 绘制ROC曲线
  • 生物大数据分析案例——水果的酸甜密码
    • apply函数家族介绍
    • apply函数操作与实战演示
    • apply函数与关键基因识别
  • 实验与实践
    • R语言基本操作
    • 数据清洗与探索
    • 数据可视化实战
    • 生物数据库实战
    • 数据挖掘实战
    • 综合案例实战
  • 生物大数据分析 期末考试

    Taught by

    dengjin

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