Faculté des arts et des sciences
Baccalauréat en bio-informatique
Structure du programme
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1er cycle 1-468-1-1
Liste des cours
Titre officiel | Baccalauréat en bio-informatique (B. Sc.) |
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Type | Baccalauréat ès sciences (B. Sc.) |
Numéro | 1-468-1-1 |
Version 01 (A19)
Le baccalauréat comporte 90 crédits.
Le programme comprend 42 crédits obligatoires, 42 crédits à option et 6 crédits au choix. Dans le segment 70 Formation spécialisée, les étudiants peuvent choisir jusqu'à un maximum de 15 crédits de cours.
Segment 01 Commun à tous les étudiants
Tous les crédits du segment sont obligatoires.
Bloc 01A Bio-informatique
Obligatoire - 16 crédits.Application d'outils bio-informatiques
Alignement multiple de séquences, assemblage de séquences aléatoires; prédiction de structures secondaires d'ARN et de protéines, recherche dans des bases de données, recherche de patrons et annotation de séquences génomiques, phylogénie.
Intégration biosciences et informatique
Introduction aux problèmes et méthodes de recherche en bio-informatique.
Intégration biosciences et informatique 2
Partie 1: Bases de données biologiques: conception et création; unification de la terminologie biologique. Partie 2 : Survol des modèles d'apprentissage machine utilisés en bio-informatique.
Stage en laboratoire de recherche
Stage de recherche dans un laboratoire dans les domaines de la biochimie ou de l'informatique portant sur l'application de l'informatique en biosciences. Inclut la rédaction d'un rapport de recherche et une présentation orale lors d'un mini ymposium.
Bloc 01B Fondement en informatique
Obligatoire - 12 crédits.Programmation 1
Éléments de base d'un langage de programmation : types, expressions, énoncés conditionnels et itératifs, procédures, fonctions, paramètres, récursivité, tableaux, enregistrements, pointeurs et fichiers.
Programmation 2
Concepts avancés : classes, objets, héritage, interfaces, réutilisation, événements. Introduction aux structures de données et algorithmes : listes, arbres binaires, fichiers, recherche et tri. Notions d'analyse numérique : précision.
Structures discrètes en informatique
Éléments de logique propositionnelle. Ensembles. Suites et fonctions. Algorithmes. Matrices booléennes. Raisonnement mathématique. Induction. Combinatoire. Relations de récurrence. Graphes, Arbres.
Structures de données
Types abstraits pour les structures de données, arbres, dictionnaires, files avec priorités, graphes, méthodes externes.
Bloc 01C Fondement en biologie moléculaire, biochimie, et génétique
Obligatoire - 14 crédits.Origine biochimique de la vie
Caractéristiques de la vie. Conditions physico-chimiques. Structure et propriétés des glucides, lipides, acides aminés, protéines, nucléotides, vitamines. Des molécules organiques aux premières cellules. Évolution.
Acides nucléiques et génétique 1
Métabolisme des nucléotides. Structure de l'ADN, de l'ARN, de la chromatine et des chromosomes. Réplication, dégradation, mutation, réparation et recombinaison de l'ADN. Code génétique. Mécanismes de l'hérédité. Maladies génétiques.
T.P. de biologie moléculaire
Techniques de manipulations des micro-organismes, purification de protéines et d'ADN, cinétique enzymatique, méthodes d'analyse de l'ADN recombinant. Remarques: Cours réservé aux étudiants de biochimie et médecine moléculaire et de bio-informatique
Évolution moléculaire
Concepts évolutifs dans l'analyse des données moléculaires. Génétique des populations. L'arbre du vivant et endosymbioses. Évolution structure/fonction des ARN, protéines et génomes. Évolution de l'homme. Neutralisme versus sélectionnisme.
Acides nucléiques et génétique 2
Techniques du génie génétique. Organisation des génomes. Transcription. Interactions protéines-acides nucléiques. Épissage et maturation des ARN. Introduction à la biosynthèse des protéines.
Segment 02 Formation complémentaire
Le segment comporte un minimum de 27 crédits de cours à option et 6 au choix
Bloc 02A Fondement en mathématiques
Option - Minimum 4 crédits, maximum 8 crédits.Calcul 1
Suites, séries. Fonctions de plusieurs variables, continuité, dérivées partielles, différentielles, plan tangent, dérivation en chaîne. Gradient, surfaces de niveau, extremums. Intégrales multiples, changement de variables, jacobien.
Algèbre linéaire
Systèmes d'équations linéaires, élimination de Gauss, inverse matricielle. Espace vectoriel, indépendance linéaire, transformations linéaires, changement de base. Produit scalaire. Déterminants. Diagonalisation. Exemples d'applications.
Bloc 02B Fondements en probabilités et statistique
Option - Minimum 3 crédits, maximum 4 crédits.Statistique pratique pour sciences de la vie
Paramètres; lois de distribution. Estimation, test. Comparaison de deux échantillons. Corrélation. Régression. ANOVA à 1 et 2 critères de classification, mesures répétées. Comparaisons multiples. ANCOVA. Test khi-carré. Pratique en langage R. Remarques: Cours réservé aux étudiants des baccalauréats en biochimie, microbiologie et neurosciences.
Probabilités et statistique
Probabilités, indépendance. Variables aléatoires. Espérance. Lois de probabilité. Vecteurs aléatoires. Loi des grands nombres, théorème limite central. Intervalles de confiance. Régression linéaire. Test du khi-deux. Remarques: Cours pour informaticiens.
Introduction à la statistique
Description des données. Production de données. Probabilités. Inférence. Intervalles de confiance et tests d'hypothèses. Données de dénombrement. Tableaux de contingence. Régression linéaire simple. Remarques: Utilisation d'un progiciel.
Bloc 02C Compléments en informatique
Option - Minimum 12 crédits, maximum 21 crédits.Design et développement Web
Introduction à l'internet et au Web. Langage de balisage et validation. Standards, accessibilité. Feuilles de styles pour texte et graphique. Design web. Optimisation des sites. Formulaires et interactivité. Introduction aux gestionnaires de contenu.
Introduction aux systèmes informatiques
Historique. Composantes d'un ordinateur. Codage des données et des instructions. Langages machine et de haut niveau. Concepts et utilisation d'un système d'exploitation. Introduction à l'Internet. Conséquences sociales de l'informatique.
Modèles de recherche opérationnelle
Programmation linéaire. Simplexe. Dualité. Programmation en nombres entiers. Problèmes de réseaux. Méthodes PERT/CPM. Plus court chemin. Programmation dynamique déterministe et probabiliste. Modèles stochastiques.
Concepts des langages de programmation
Historique. Concepts et implantation des entités de base. Mécanismes d'exécution : pile, tas, passage de paramètres. Langage de bas niveau (C). Programmation structurée, fonctionnelle et logique. Langages spécialisés.
Introduction à l'informatique théorique
Automates finis et expressions régulières. Grammaires hors-contexte et automates à piles. Calculabilité et décidabilité. Classes de complexité.
Introduction à l'algorithmique
Conception et analyse d'algorithmes. Notation asymptotique, résolution de récurrences. Algorithmes voraces, diviser-pour-régner, programmation dynamique, parcours de graphes, retour-arrière, algorithmes probabilistes.
Génie logiciel
Introduction au génie logiciel. Cycles de développement. Analyse, modélisation et spécification. Conception. Développement orienté objet. Mise au point. Outils et environnements de développement.
Introduction aux algorithmes numériques
Arithmétique en point flottant, analyse d'erreurs. Équations linéaires et non linéaires. Interpolation, moindres carrés. Différenciation et intégration numérique. Équations différentielles ordinaires.
Interfaces personne-machine
Concept et langages des interfaces. Programmation par événements. Modèle de l'usager. Design et programmation d'interfaces graphiques. Impact sur les multimédia, la collaboration et la communication.
Bases de données
Architecture. Modèles d'organisation. Définition, création, mise à jour et consultation. Exploitation.
Bio-informatique
Biologie moléculaire pour l'informaticien, biomolécules, transcription, traduction. Algorithmes de programmation dynamique, alignements de séquences, prédiction de structures d'ARN. Réseaux de régulation génétique. Phylogénie, génomique comparative.
Infographie
2D : tracé, remplissage. 3D : transformations, projections. Surfaces cachées. Illumination : modèles de réflexion. Textures : antialiassage. Modélisation : surfaces paramétriques. Animation : interpolation, cinématique, dynamique.
Bloc 02D Compléments en sciences de la Nature
Option - Minimum 8 crédits, maximum 18 crédits.Fondements du métabolisme
Enzymologie, thermodynamique, voies métaboliques principales de l'anabolisme et du catabolisme, photosynthèse, interrelations métaboliques.
Travaux pratiques de biochimie 1
Introduction aux méthodes biochimiques au moyen de travaux pratiques impliquant l'isolement et la caractérisation du glycogène et de l'ADN. Étude spectrophotométrique de la chaîne respiratoire de la mitochondrie, analyse de cinétique enzymatique.
Macromolécules biologiques
Structure des macromolécules. Principes de purification et caractérisation. Interactions des macromolécules. Intégration des connaissances en chimie organique, thermodynamique et physico-chimie à l'étude des macromolécules.
Programmation appliquée à la génomique
Apprentissage des bases de la programmation en Python. Application à l'analyse des séquences génétiques: manipulation de séquences, recherche de motifs, automatisation de requêtes dans les banques de données, interfaçage avec d'autres programmes.
Éthique en biochimie
Connaissance des principaux raisonnements menant à des décisions en éthique. Exemples de problèmes éthiques liés à la biologie/biochimie. Analyse de débats actuels. Principes de bonne pratique en laboratoire et standards éthiques de la profession.
Génétique et génomique humaine
Application des concepts et des techniques de génétique moléculaire à l'étude du génome humain : cartographie des gènes, variabilité génétique, génétique des traits complexes. Introduction aux concepts de génomique et de génétique des populations.
Biologie cellulaire
Évolution de la cellule, composition chimique de la cellule, membrane plasmique, organelles cytoplasmiques, tri intracellulaire, cytosquelette, noyau et division cellulaire.
Structure et réactivité moléculaire 1
Structure, nomenclature et stéréochimie des molécules organiques simples. Réactivité des molécules organiques et parcours réactionnels. Introduction au dessin des mécanismes réactionnels de base.
Microbiologie générale
Introduction aux méthodes d'étude des bactéries, des levures et des virus. Morphologie, physiologie, génétique. Introduction à l'immunologie; antigènes, anticorps, applications. Remarques: Travaux pratiques en relation avec les sujets théoriques.
Bloc 02Y
Option - Maximum 6 crédits.Anglais 3 (niveau B1.1)
Communiquer dans des domaines d'intérêt personnel. Compréhension de discussions sur des sujets divers. Rédactions. Lecture d'un livre court et/ou de courts textes. Approfondissement de la connaissance des pays anglophones. Remarques: 1re partie du niveau B1. Approches pédagogiques mixtes axées sur la communication. Remarque : Ce cours ne peut pas être reconnu comme cours au choix dans les programmes suivants : 113510, 113520, 113540, 118510, 118520.
Lire en anglais 2 (niveau B2 sciences)
Saisir le sens de textes sur des sujets en sciences. Analyse de phénomènes lexicaux et de particularités grammaticales et stylistiques réservées au style scientifique. Lecture personnelle. Enrichissement du vocabulaire. Remarques: Approche analytique.
Écrire en anglais 1 (niveau B1)
Rédiger des textes courants. Enrichissement du vocabulaire et de la grammaire propre au style écrit. Apprentissage de stratégies de planification d'écriture. Remarques: Approche analytique.
Évolution et comportement humain
Définition évolutive de l'espèce humaine : son héritage phylogénétique et ses traits distinctifs. Origines et évolution de la vie en groupe, des systèmes de reproduction, des rapports sociaux et du psychisme humain. Biologie et comportement.
Évolution
Fondements de l'évolution, généalogie et coalescence, origine de la vie, vestiges du passé, bases du phénotype, forces évolutives, adaptation et acclimatation, spéciation et hybridation, évo-dévo, vision intégrative de l'évolution.
Physiologie végétale
Transpiration et échanges gazeux, transport des sèves brute et élaborée, photosynthèse, nutrition inorganique, transport des nutriments, croissance et développement, hormones, tropismes, physiologie des stress.
Principes de physiologie animale
Grandes fonctions de la vie animale. Introduction aux principes fondamentaux de la physiologie animale par l'étude de systèmes choisis chez les mammifères y compris l'homme.
Écologie et environnement
Organisation générale de la biosphère, dynamique de l'environnement physique, histoire de la biosphère, populations et communautés, les grands types d'écosystèmes, l'homme dans la biosphère.
Floristique du Québec
Récolte des plantes, bases de données dans les études de biodiversité. Concepts généraux de floristique. Floristique du Québec. Conservation des plantes et loi des espèces en danger. Diagnose des principales familles.
Microbiologie de l'environnement
Fonctionnement des écosystèmes microbiens; organisation à l'échelle des organismes, populations et communautés; adaptations microbiennes par des processus évolutifs et physiologiques; introduction à la métagénomique. Travaux pratiques en labo et sur le terrain.
Principes d'évolution
Théorie de la sélection naturelle. Différenciation des populations. Modèles de spéciation. Processus micro et macroévolutionnaires. Évolution moléculaire. Paléontologie. Analyse phylogénétique. Apprentissage par problèmes. Remarques: Cours contingenté à 40 étudiants.
Structure et réactivité moléculaire 2
Structure, nomenclature et stéréochimie des molécules organiques. Explication de la réactivité des molécules organiques à l’aide de la théorie orbitalaire. Compréhension avancée des mécanismes réactionnels.
Physicochimie générale 1
Physicochimie pour biochimistes. Thermodynamique. Équilibres chimiques. Transport ionique. Cinétique chimique. Mécanique statistique des biomolécules.
Éléments de cristallographie
Production, propriétés et diffraction des rayons X. Analogie optique. Groupes de symétrie ponctuels et spatiaux. Interprétation des diagrammes de diffraction. Stratégies de résolution de structure.
Introduction à la démographie
Introduction aux phénomènes majeurs modifiant les populations humaines, dans leur structure et dans leur mouvement : fécondité, nuptialité, mortalité, migration. Histoire des populations et croissance démographique. Perspectives de populations.
SIG1 - Cartographie
Les données cartographiques, les données spatiales numériques, les méthodes d'acquisition de données cartographiques, les projections cartographiques, échelle et contenu d'une carte, la sémiologie graphique, les cartes topographiques et thématiques. Remarques: Laboratoires avec logiciels de cartographie par ordinateur.
SIG2 - Analyse spatiale
SIG et fonctions. Acquisition, stockage, analyse et visualisation des données spatiales. Analyse multicritères, interpolation, représentation et utilisation dans divers secteurs. Remarques : Travaux pratiques en laboratoire.
Histoire des mathématiques
Les mathématiques dans l'Antiquité. Les mathématiques en Chine, en Inde et chez les Arabes. Les mathématiques en Europe de 500 à 1600. La géométrie analytique. Le calcul infinitésimal. Le développement de l'analyse. Les mathématiques du XXe siècle.
Philosophie des sciences
La science comme entreprise rationnelle : spécificité de l'explication scientifique. Notions d'hypothèse, de loi, de théorie. Le développement de la science : modèles continuistes et discontinuistes.
Philosophie de la connaissance
Introduction à des problématiques fondamentales de la philosophie de la connaissance: la nature de la connaissance, les sources de la connaissance, les types de connaissance, les limites de la connaissance, etc.
Évolution, pensée et valeurs
Introduction à certains thèmes de la philosophie de la biologie. Contribution de la théorie de l'évolution à la compréhension du comportement humain, des structures sociales, de l'éthique et des questions environnementales.
Éthique et politique de l'environnement
Principaux débats contemporains en éthique et en philosophie politique de l'environnement : libération animale, valeur et respect de la nature, écocentrisme, citoyenneté et écologie.
Introduction à la physique numérique
Éléments de programmation scientifique. Intégration numérique. Systèmes déterministes simples. Phénomènes stochastiques : modèle de Ising, marches aléatoires, agrégation, etc. Complexité : avalanches, fractales, chaos, etc.
Astrobiologie
L'origine et l'évolution de la vie dans l'Univers. Création de l'Univers. Formation des planètes. Origine de la vie sur terre. Vie ailleurs dans l'Univers. Conquête de l'espace. Remarque : Ce cours ne peut pas être reconnu comme cours au choix dans les programmes suivants : 119210, 120010, 120020, 120040, 120510.
Politiques scientifiques
La science et la technologie, comme phénomènes politiques. Le rôle de l'État dans le développement des connaissances et l'innovation. Les instruments de politiques dans les pays industrialisés. Cours équivalent(s) : POL2230.
Les bases du système nerveux
Description de la structure et de la physiologie du système nerveux central et périphérique.
Base neuronale des fonctions cérébrales
Études des mécanismes neuronaux responsables des fonctions spécialisées du système nerveux. Approche neurophysiologique du fonctionnement des circuits neuronaux impliqués dans l'analyse, le traitement et la modification de l'information nerveuse.
Psychologie physiologique
Introduction. Techniques en psychophysiologie. Anatomie. Micro-anatomie et électrophysiologie. Les systèmes sensoriels et moteurs. La motivation et les émotions. Le sommeil et l'éveil. L'apprentissage et la mémoire.
Gestion et fonctions de l'organisation
Rôles et principales activités des gestionnaires. Fondements de l'organisation. Gestion stratégique. Diverses fonctions organisationnelles.
Technosciences, culture et société
Analyse des transformations culturelles et sociales liées au développement des technologies de l'information et des biotechnologies ; Internet, génie génétique, clonage, etc.
Bloc 02Z
Choix - 6 crédits.Segment 70 Formation spécialisée
Tous les crédits du segment sont à option.
Bloc 70A Génétique
Option - Maximum 12 crédits.Génétique des organismes modèles
Introduction aux organismes modèles et à leur importance en recherche biomédicale. Étude des caractéristiques physiologiques et métaboliques de la levure, du ver nématode, de la mouche drosophile, du poisson-zèbre, et de la souris.
Génétique évolutive
Génétique avancée des eucaryotes. Développement, processus métaboliques, reproduction; cytogénétique, cartographie génétique, processus non-mendéliens (transmission épigénétique, éléments transposables, génomes chloroplastique et mitochondrial).
Génétique des populations
Principes et lois régissant la génétique des populations. Caractéristiques, processus et conditions qui influencent et déterminent la variabilité, la différenciation et la structure génétique des populations naturelles.
Pharmacogénétique
Caractéristiques du génome humain, stratégie des études pharmacogénétiques, aspects éthiques, analyse des données, patrons de résistance / toxicité aux médicaments, applications thérapeutiques.
Bloc 70B Médecine moléculaire
Option - Maximum 15 crédits.Métabolisme moléculaire
Biochimie de l'interférence avec les voies métaboliques, études des cas de médicaments, organisation et modulation du métabolisme, application des approches de la métabolomique.
Enzymologie
Cinétique enzymatique. Mécanisme d'action des enzymes. Anticorps comme agents catalyseurs. ARN catalytiques. Remarque : pour les étudiants du programme de bio-informatique, il est suggéré de suivre aussi préalablement le cours BCM1502.
Pratique de la communication en sciences
Lecture et analyse critique d'un article scientifique. Rédaction d'un article et présentation orale de données expérimentales.
Biochimie clinique
Ce cours décrit l'utilisation du laboratoire pour le diagnostic et le suivi de diverses pathologies selon les organes ou selon diverses fonctions métaboliques. Valeur diagnostique des analyses, pharmacologie, toxicologie, diagnostic moléculaire.
Biochimie de la cellule
Signalisation cellulaire : récepteurs et canaux, transduction du signal. Adhésion moléculaire. Cytosquelette. Ciblage : sécrétion, ségrégation, importation dans les mitochondries et les chloroplastes.
Régulation de l'expression génique
Régulation de l'expression génique lors de processus physiologiques et lors du développement. Oncogènes et antioncogènes. Mécanismes transcriptionnels et posttranscriptionnels.
Bases moléculaires des maladies humaines
Mécanismes moléculaires et cellulaires de maladies humaines: lésions du système nerveux, les maladies infectieuses, les maladies génétiques, les cancers et métastases. D'autres maladies pourraient se greffer à cette liste.
Principes de pharmacologie
Introduction aux principes de pharmacodynamie, de pharmacologie moléculaire, de toxicologie, de métabolisme, de pharmacocinétique, de thérapeutique et de recherche expérimentale en pharmacologie.
Bloc 70C Langages et conception de logiciel
Option - Maximum 15 crédits.Langages de programmation et compilation
Méthodes de compilation et interprétation des langages de programmation. Génération de code, optimisation, transformations de programme. Gestion de la mémoire. Implantation des langages spécialisés.
Technologie de l'Internet
Introduction aux applications web et organisation des sites web. XML, schémas XML et transformations XSLT. Programmation client (JavaScript) et serveur (CGI, PHP, Ajax). Moteurs de recherche. Design web. Introduction au web sémantique.
Analyse et conception des logiciels
Ingénierie des besoins. Méthodes de spécification formelle. Principes, méthodes et notations de conception. Description et styles d'architectures logicielles. Composantes logicielles, patrons de conception et cadres d'application.
Qualité du logiciel et métriques
Définition et promotion de la qualité. Assurance qualité. Plan de qualité. Amélioration et contrôle de qualité (tests, revue, inspections). Normes et cadres de qualité. Théorie de la mesure. Métriques de produit et de processus. Métriques de qualité.
Bloc 70D Informatique théorique et optimisation
Option - Maximum 15 crédits.Optimisation linéaire
Modèles linéaires. Méthode du simplexe. Dualité. Postoptimisation. Analyse de sensibilité. Problèmes à structures particulières. Modèles en nombres entiers. Méthodes de coupes. Séparation et évaluation progressive.
Informatique théorique
Modèles du calcul. Calculabilité et décidabilité. Complexité. Hiérarchies. Complétudes. Sujets choisis.
Optimisation non linéaire
Programmation non linéaire. Conditions d'optimalité avec et sans contraintes. Méthodes de directions de descente, de Newton et quasi-Newton. Méthodes de recherche linéaire et de régions de confiance. Méthode de points intérieurs.
Graphes et réseaux
Introduction à la théorie des graphes et à ses applications en informatique. Arborescences, connexité, coloriages, stabilité. Algorithmes sur les graphes. Applications.
Bloc 70E Statistique et apprentissage machine
Option - Maximum 15 crédits.Traitement du signal
Systèmes linéaires. Échantillonnage et reconstruction. Convolution. Notation polaire. Transformées-Z et de Fourier. Analyse spectrale. Filtrage numérique (FIR et IIR). Applications dans les domaines de l'audio, de l'image et de la vidéo.
Intelligence artificielle : introduction
Résolution heuristique de problèmes. Représentation des connaissances. Techniques d'inférence et de planification. Étude d'un langage approprié. Traitement de langue naturelle. Apprentissage. Systèmes experts.
Fondements de l'apprentissage machine
Éléments de base des algorithmes d'apprentissage statistique et symbolique. Exemples d'applications en forage de données, reconnaissance des formes, régression non linéaire, et données temporelles. Remarques: Des connaissances d'analyse numérique sont recommandées, par exemple le IFT 2425.
Modèles stochastiques
Processus stochastiques. Chaînes de Markov. Horizons finis et infinis. Actualisation. Files d'attente. Processus de décision markoviens. Résolution d'équations de récurrence. Modèles d'inventaire. Fiabilité.
Introduction à la science des données
Mise en contexte et applications des probabilités, statistiques, optimisation et outils informatiques pour la science des données; nettoyage et visualisation de données; enjeux statistiques de l'apprentissage automatique sur données structurées.
Probabilités
Espace de probabilité. Analyse combinatoire. Probabilité conditionnelle. Indépendance. Variable aléatoire. Fonction de répartition et fonction génératrice. Espérance mathématique. Loi faible des grands nombres. Théorème limite central.
Processus stochastiques
Chaînes de Markov. Processus de Galton-Watson. Processus de Poisson. Processus de mort et de naissance. Étude naïve du mouvement brownien. Applications diverses.
Échantillonnage
Sondages élémentaires, empiriques, stratifiés, systématiques, avec probabilités inégales, à deux degrés. Méthodes de Monte-Carlo : création d'échantillons artificiels, simulation et analyse d'exemples.
Concepts et méthodes en statistique
Estimation ponctuelle et par intervalle. Tests d'hypothèses. Méthodes graphiques. Test du khi-deux. Théorie de la décision et inférence bayésienne. Comparaisons de deux échantillons. Lié aux examens CAS et agrément ICA.
Biostatistique
Études de cohortes, études transversales, longitudinales, prospectives. Détermination des tailles d'échantillon dans les devis. Fiabilité des mesures.