基因組學(xué)大綱

1、基因組學(xué)教學(xué)大綱時間:2011-9-1 17:14:00 點擊數(shù)： 必 609適用專業(yè)：各專業(yè)研究生學(xué)時36學(xué)分2預(yù)修課程生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)制訂日期2008.6I、編寫說明（一）本課程的性質(zhì)、地位和作用基因組學(xué)（genomics）是生物醫(yī)學(xué)所有專業(yè)研究生的一門專業(yè)必修課程，是對基 因組學(xué)的基本概念、基本原理、基礎(chǔ)知識和對基因組學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究所必須掌握 的技術(shù)方法進(jìn)行較為系統(tǒng)全面介紹的一門科學(xué)。本課程也是為適應(yīng)我校研究生課 程體制改革而新開設(shè)的課程。其目的是系統(tǒng)地向?qū)W生講授基因組學(xué)研究的基本內(nèi) 容及相關(guān)進(jìn)展。通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的重 要研究領(lǐng)

2、域、熱點問題與發(fā)展趨勢，以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展。從而開闊研究 生的視野，為研究生選題、研究打下堅實的基礎(chǔ)。（二）本大綱制定的依據(jù)本教學(xué)大綱是根據(jù)生物醫(yī)學(xué)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)所需要的基本理論和基本技能的 要求，根據(jù)本課程的教學(xué)性質(zhì)、條件和教學(xué)實踐而制定。（三）大綱內(nèi)容選編原則與要求基因組學(xué)教學(xué)大綱內(nèi)容的選編原則與要求是要盡可能反映現(xiàn)代基因組學(xué)研究 進(jìn)展，使學(xué)生對基因組學(xué)主要研究內(nèi)容和研究技術(shù)及其發(fā)展動態(tài)有一個比較全面 的認(rèn)識和了解。（四）教學(xué)時數(shù)分配表講課序號章節(jié)名稱課堂講授任課教師講課序號章節(jié)名稱課堂講授任課教師一基因組學(xué)概論3宋方洲教授二基因組的作圖3彭惠民教授三基因組多態(tài)性3彭惠民教授四疾病

3、基因組學(xué)3彭惠民教授五基因組的進(jìn)化與分子系統(tǒng)學(xué)3宋方洲教授六DNA重組技術(shù)及其發(fā)展3周蘭教授七分子雜交技術(shù)及其應(yīng)用3宋方洲教授八PCR技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3張雪梅副教授九轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3湯華教授十生物芯片的應(yīng)用與發(fā)展3馬永平副教授十一新基因功能研究的策略與方法3卜友泉博士十二RNAi技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展3宋方洲教授合計36（五）考核方法與要求平時成績：綜述報告80%出勤：20%綜合考核成績：1+2（六）教材與主要參考書基因組學(xué)（第二版）楊金水.高等教育出版社，2007.7（教材）Genomes（2nd） T.A.Brown WILEY-LISS 2002基因VIII本杰明.盧因編著.余龍等

4、主譯.科學(xué)出版社，2005.2 基因的分子生物學(xué)（5）J.D.沃森等編著 楊煥明等譯 科學(xué)出版社2005.9醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)（第三版）藥立波主編 人民衛(wèi)生出版社2008.6生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗宋方洲主編科學(xué)出版社2008.6II教學(xué)內(nèi)容綱要第一講 基因組學(xué)概論一、目的要求掌握基因組學(xué)及其相關(guān)組學(xué)的名詞概念。熟悉人類基因組計劃的內(nèi)容及其意義。了解基因組學(xué)的發(fā)展歷史及其進(jìn)展趨勢。二、內(nèi)容提要1.1組學(xué)的概念1.2基因組學(xué)及其相關(guān)組學(xué)的概念1.3生命科學(xué)發(fā)展的歷史階段1.4人類基因組計劃及其意義1.5后基因組學(xué)的主要研究內(nèi)容及其發(fā)展趨勢第二講基因組作圖一、目的要求掌握基因組遺傳圖和基因組物理圖的概

5、念。掌握基因組作圖的原理。了解基因組作圖技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。了解基因組作圖技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的新進(jìn)展。二、內(nèi)容提要2.1基因組遺傳圖遺傳圖的概念、遺傳作圖標(biāo)記、基因標(biāo)記、DNA標(biāo)記、遺傳作圖的方法、連鎖分 析、不同模式生物的連鎖分析、人類遺傳圖繪制2.2基因組物理圖限制性作圖、限制性作圖的基本方法，限制性作圖的局限、基于克隆的基因組作 圖、大分子DNA的克隆載體、重疊群組建、指紋作圖、染色體細(xì)胞圖、同位素或 熒光標(biāo)記探針的原位雜交原位雜交、輻射雜種作圖、序列標(biāo)簽位點、輻射雜種作 圖的程序與方法、人類基因組整合圖第三講基因組多態(tài)性一、目的要求握基因組多態(tài)性的概念。握小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA多態(tài)

6、性及單核苷酸多態(tài)性的遺傳機理。了解表達(dá)序列標(biāo)簽和序列標(biāo)簽位點的原理。了解基因組表觀遺傳的機理。了解基因組多態(tài)性在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用及進(jìn)展。二內(nèi)容提要3.1小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA多態(tài)性人類基因組高變區(qū)（HVR），HVR的特點，DNA指紋的特點，DNA指紋分析 所采用的方法，微衛(wèi)星DNA概念和特點，微衛(wèi)星DNA與小衛(wèi)星DNA的區(qū)別3.2單核苷酸多態(tài)性（SNP）單核苷酸多態(tài)性與小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA的區(qū)別，單核苷酸多態(tài)性的檢測 方法3.3表達(dá)序列標(biāo)簽和序列標(biāo)簽位點表達(dá)序列標(biāo)簽和序列標(biāo)簽位點概念和特點3.4基因組表觀遺傳DNA甲基化，表觀遺傳的概念，表觀遺傳的現(xiàn)象，表觀遺傳的機制，位置效應(yīng) 與表

7、觀遺傳第四講疾病基因組學(xué) 一、目的要求了解單基因和復(fù)雜疾病相關(guān)基因研究策略和方法。掌握復(fù)雜病相關(guān)基因研究的步驟。了解連鎖分析、關(guān)聯(lián)分析、候選基因分析的原理。了解腫瘤基因研究的現(xiàn)狀。二、內(nèi)容提要4.1單基因病基因研究策略和方法基因定位，基因克隆4.2復(fù)雜疾病相關(guān)基因研究策略和方法連鎖分析：參數(shù)連鎖分析法、非參數(shù)連鎖分析法、受累同胞對法關(guān)聯(lián)分析：連鎖不平衡、關(guān)聯(lián)分析的優(yōu)勢候選基因分析：候選基因的確定方法4.3EST技術(shù)的應(yīng)用4.4人類表型組計劃4.5腫瘤基因研究腫瘤基因的克隆演化，癌基因、抑癌基因的概念和主要機制腫瘤轉(zhuǎn)移基因、腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因的概念和主要機制，基因再測序第五講基因組的進(jìn)化與分子系統(tǒng)

8、學(xué)一、目的要求掌握基因組的進(jìn)化與分子系統(tǒng)學(xué)的相關(guān)名詞概念。掌握遺傳系統(tǒng)起源的學(xué)說，生命三界的理論。掌握新基因產(chǎn)生的途徑，了解內(nèi)含子起源的假說。了解比較基因組學(xué)的研究內(nèi)容和方法。了解生命新特征的產(chǎn)生。二、內(nèi)容提要：5.1遺傳系統(tǒng)的起源RNA世界，基因組的起源，生命三界5.2新基因的產(chǎn)生基因與基因組加倍，外顯子洗牌與蛋白質(zhì)創(chuàng)新，DNA水平轉(zhuǎn)移，基因冗余5.3非編碼順序的擴張轉(zhuǎn)座因子與基因組進(jìn)化，內(nèi)含子的起源5.4比較基因組學(xué)同線性，基因島和基因協(xié)同進(jìn)化，直系同源集簇5.5分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)表征學(xué)(phenetics)和分支系統(tǒng)學(xué)(cladistics)，分子系統(tǒng)發(fā)生學(xué)，DNA系統(tǒng)發(fā)生樹5.6分子系統(tǒng)發(fā)

9、生學(xué)與生物進(jìn)化生命的起源，人類和其它靈長類的起源與進(jìn)化5.7生命新特征的產(chǎn)生組合轉(zhuǎn)換模型，轉(zhuǎn)錄調(diào)控的進(jìn)化，關(guān)鍵特征，種系發(fā)生樹的重建第六講DNA重組技術(shù)及其發(fā)展一、目的要求掌握DNA重組技術(shù)的概念。掌握DNA重組技術(shù)的方法。熟悉DNA重組技術(shù)的應(yīng)用。了解DNA重組技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。二、內(nèi)容提要 6.1 DNA重組技術(shù)的概述DNA重組技術(shù)概念及其與相關(guān)概念（基因克隆、基因工程、生物工程、生物技術(shù) 等）之間的關(guān)系，DNA重組的工具酶（概念、種類和常用的工具酶），載體（概 念、基本特征和常用的載體），宿主菌及感受態(tài)細(xì)菌（概念、基本條件和常用的 宿主菌）6.2原理（基本步驟）及其相關(guān)技術(shù)/方法目的基因的

10、分離和制備，目的基因和載體的酶切，目的基因和載體的連接，重組 DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞，含重組DNA的陽性菌落的篩選，重組DNA的表達(dá)（如果需要 的是基因產(chǎn)物）6.3小結(jié)6.4應(yīng)用在生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)和制藥工業(yè)上的應(yīng)用，其他工業(yè)上的 應(yīng)用，農(nóng)業(yè)/林業(yè)/牧業(yè)等方面的應(yīng)用6.5發(fā)展如，超越PCR的新的DNA重組技術(shù)第七講分子雜交技術(shù)及其應(yīng)用（包括Southern blotting、Northernblotting Western blotting FISH）一、目的要求掌握分子雜交技術(shù)的概念。掌握分子雜交技術(shù)的原理。掌握分子雜交技術(shù)的方法。了解分子雜交技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。二、內(nèi)容提要7.

11、1核酸分子雜交的概念7.2核酸分子雜交的種類7.3核酸分子雜交的用途7.4核酸分子雜交的原理7.5核酸分子雜交的過程7.6影響分子雜交的因素7.7核酸分子雜交的基本方法7.8探針的種類與標(biāo)記7.9核酸分子雜交的應(yīng)用與發(fā)展7.10 FISH的原理與應(yīng)用第八講PCR技術(shù)（包括RT-PCR、定量PCR等）的應(yīng)用與發(fā)展一、目的要求掌握PCR的概念及影響PCR反應(yīng)的因素，熟悉PCR衍生技術(shù)的概念 及意義，熟悉PCR產(chǎn)物的檢測方法。了解分子熒光的有關(guān)概念，掌握熒光定量PCR的概念及定量原理。熟悉定量PCR檢測的臨床價值。了解其它體外基因擴增的方法，了解其發(fā)展前景及優(yōu)缺點。二、內(nèi)容提要 8.1 PCR概念P

12、CR是利用DNA聚合酶（如Taq DNA聚合酶）等在體外條件下，催化一對引物（指與待擴增DNA片斷兩翼互補的寡核苷酸，本質(zhì)是單鏈DNA片斷）間的特異DNA片斷合成的基因體外擴增技術(shù)PCR反應(yīng)原理：變性一退火一延伸PCR反應(yīng)體系及影響因素：模板、引物（設(shè)計原則）、聚合酶、dNTP、buffer、 溫度、循環(huán)數(shù)PCR產(chǎn)物的檢測和分析：電泳、酶切、雜交、熒光檢測等PCR衍生技術(shù)：RT-PCR、反向PCR、多重PCR、巢式PCR8.6熒光定量PCR熒光定量PCR的原理，常用熒光定量PCR類型，熒光定量PCR檢測儀器8.7 PCR檢測技術(shù)的臨床應(yīng)用PCR在病原微生物的檢測中的應(yīng)用，PCR在遺傳病中的應(yīng)用

13、，PCR在腫瘤 中的應(yīng)用，其它方面的應(yīng)用8.8 PCR技術(shù)的發(fā)展連接酶鏈反應(yīng)、轉(zhuǎn)錄依賴的擴增系統(tǒng)、鏈替代擴增、分枝DNA信號放大系 統(tǒng)、雜交捕獲系統(tǒng)、核酸環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)第九講轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展一、目的要求掌握轉(zhuǎn)基因、基因敲除技術(shù)的概念。熟悉轉(zhuǎn)基因和基因敲除原理、方法。了解轉(zhuǎn)基因和基因敲除的應(yīng)用與發(fā)展。二、內(nèi)容提要9.1概論轉(zhuǎn)基因和基因敲除的概念及意義。9.2轉(zhuǎn)基因和基因敲除的原理。轉(zhuǎn)基因的原理，基因敲除的原理。9.3轉(zhuǎn)基因和基因敲除的制作方法。轉(zhuǎn)基因動物的制作方法，基因敲除動物的制作方法。9.4轉(zhuǎn)基因和基因敲除的驗證。轉(zhuǎn)基因動物的驗證，基因敲除動物的驗證。9.5轉(zhuǎn)基因和基因敲除動物

14、的飼養(yǎng)。9.6轉(zhuǎn)基因和基因敲除動物在科研工作中的應(yīng)用9.7轉(zhuǎn)基因和基因敲除技術(shù)的發(fā)展動態(tài)第十講生物芯片的應(yīng)用與發(fā)展一、目的要求掌握生物芯片的基本原理、種類及其應(yīng)用。掌握DNA芯片的基本原理、種類及其應(yīng)用。了解生物芯片的發(fā)展近況。二、內(nèi)容提要10.1生物芯片（主要介紹其種類、基本原理和在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用）10.2基因芯片的基本原理（重點講授）10.3基本原理。10.4操作流程。DNA芯片的種類10.6表達(dá)譜芯片。10.7診斷芯片。10.8檢測芯片10.9數(shù)據(jù)分析11.10 lab-on-chip （主要介紹其基本原理和在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景）第十一講新基因功能研究的策略與方法一、目的要求：了解人類功

15、能基因組研究的國內(nèi)外概況。理解并掌握新基因功能研究的基本策略。掌握在分子、細(xì)胞與個體水平上對新基因功能進(jìn)行研究的各種方法及其原理。二、內(nèi)容提要11.1人類功能基因組研究概況人類功能基因研究概況，疾病基因組研究概況，各國研究概況11.2新基因功能研究的策略與方法新基因的生物信息學(xué)分析，編碼產(chǎn)物預(yù)測分析，序列同源性分析，蛋白質(zhì)功能域分析，其它11.3新基因的體內(nèi)表達(dá)規(guī)律分析mRNA水平的表達(dá)譜分析，蛋白質(zhì)水平的表達(dá)分析11.4功能獲得策略基因過表達(dá)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)，功能失活策略，基于核酸的基因沉默技術(shù)(反義寡核苷酸技術(shù)，核酶(Ribozyme)技術(shù)，RNA干擾，基因敲除11.5基因編碼產(chǎn)物相互作用蛋白的尋找與鑒定免疫共沉淀技術(shù)，酵母雙雜交系統(tǒng)11.6、結(jié)語與展望第十二講RNAi技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展一、目的要求掌握RNAi的概念。掌握RNAi的原理。掌握RNAi的基本操作技術(shù)。熟悉RNAi技術(shù)的應(yīng)用。了解RN