基因组学概论课程教学大纲.doc

基因组学概论课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：220372课程名称：基因组学概论英文名称：Introduction on Genomics课程类别：公共选修课 学 时：27学分：1.5适用对象:生物、农学、园艺、植物保护等生物类相关专业及非生物类专业。考核方式：考试，考试成绩占总成绩的70%，平时成绩（学习交流和课堂教学成绩等）占总成绩的30%先修课程：植物学、植物分类学、遗传学、植物生理生化学、分子生物学。对于非生物类专业学生无此要求。二、课程简介基因组学概论是生物学科的基础课程，主要讲授基因组学的相关生物学基础、基因组学的基本原理与方法、理论与应用，介绍基因组学的发展动态.三、课程性质与教学目的本课程为全院性公共选修课，对于非生物类专业学生是一门科普性质的课程。要求学生一般掌握基因组学的基本原理与方法、理论与应用，了解基因组学的发展动态.四、教学内容及要求 绪 论（一）教学内容1 基因组学的研究对象与任务。2 基因组学发展的历程。3 基因组学的分子基础。4基因组学的应用前景。（二）基本概念和知识点 基因组学的概念及主要任务。 基因组学的研究对象。（三）问题与应用（能力要求）基因组学的应用及发展趋势。基因组学与生物的遗传改良、人类健康及生物进化。（四）课后练习 查阅有关资料，了解基因组学的应用发展。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。 第一章 基因组学基础（一）教学内容1、细胞组织与结构功能；细胞分裂。2、DNA的分子生物学。3、基因组顺序。4、基因组学的应用前景。5、染色体；染色体的带型；基因组。6、细胞分裂。（二）基本概念和知识点1、细胞分裂类型及过程。2、人类染色体的带型分析。3、原核生物和真核生物基因组。（三）问题与应用（能力要求）1、细胞的结构与功能。2、原核生物和真核生物基因组的差异。（四）课后练习查阅有关资料，了解细胞的结构与功能。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第二章 分子标记（一）教学内容1、遗传标记的类型与特征；DNA标记的优势。2、RFLP (Restriction fragment length polymorphism)，限制性片段长度多态性；RFLP基本操作步骤。3、PCR (polymerase chain reaction)即多聚酶链式反应；DNA复制的原理；PCR技术；影响PCR的因素；引物设计的原则；PCR产物的检测和多态性分析。4、RAPD (Random amplified polymorphic DNA)随机扩增多态DNA，RAPD与一般PCR的主要差异；RAPD的检测5、AFLP(Amplified fragment length polymorphism)扩增性片段长度多态性；限制性片段的产生；限制性片段扩增；选择性扩增产物的检测。6、SSLP (simple sequence length polymorphism) 即简单序列长度多态性；微卫星DNA；微卫星标记的发展。7、几种分子标记特点的比较。（二）基本概念和知识点1、遗传标记的概念及类型与特征。2、PCR技术。3、几种分子标记特点。（三）问题与应用（能力要求）1、DNA标记的优势与应用。2、几种分子标记的应用。（四）课后练习查阅有关资料，了解分子标记的应用发展。（五）教学方法与手段讲授，实验演示，课堂讨论。第三章 遗传作图（一）教学内容1、传统遗传图 ；连锁分析； 2、图谱构建； 作图群体；作图群体的基本要求；各类作图群体的特点。3、分子标记分析；亲本分析；作图群体的分析；4、遗传图谱的构建；连锁作图的基本原理；Mapmaker软件的利用；图谱分析。5、亲本分析； 亲本间的亲缘距离与多态性程度的关系；亲本间多态性的分析；作图群体的分析。 6、作图群体的分子标记分析、数据库的建立。（二）基本概念和知识点1、传统遗传图；连锁分析；各类作图群体的特点。2、连锁作图的基本原理。3、亲本间的亲缘距离与多态性程度的关系。4、数据库的建立。（三）问题与应用（能力要求）1、Mapmaker软件的利用；图谱分析。2、亲本间多态性的分析。3、作图群体的分子标记分析。（四）课后练习查阅有关资料，了解遗传作图的应用发展。（五）教学方法与手段讲授，Mapmaker软件的实验演示，课堂讨论。第四章 基因定位（一）教学内容1、基因的鉴定；基因的概念；主效基因和微效基因、遗传分析、等位性测定。 2、主基因定位；基因定位的原理；表型分析；分子标记的分析；遗传作图。 3、QTL定位 单标记方差分析法 QTL定位的新策略 QTL分析的发展方向：把复杂性状变为简单性状；把多基因分解为单基因（单一孟德尔因子）；把数量性状变成质量性状。4、分子标记辅助选择 分子标记辅助选择(Marker-assisted selection，MAS)概念、基本的原理和条件； 标记与基因的关系、MAS在育种上利用；以PCR为基础的MAS 基因定位与MAS一体化； 基因聚合； 单性状多个基因的聚合、多个性状基因的聚合。（二）基本概念和知识点1、基因的概念 主效基因和微效基因、遗传分析 、等位性测定。2、QTL定位； 单标记方差分析法；分子标记辅助选择；基因聚合。3、分子标记辅助选择基本的原理。4、基因定位的原理。（三）问题与应用（能力要求）1、QTL定位的新策略 QTL分析的发展方向。2、基因定位的分子标记分析与遗传作图。（四）课后练习查阅有关资料，了解基因定位的应用发展。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第五章 物理作图（一）教学内容1、物理作图与遗传作图的主要差异。2、大片段DNA的分离；PFGE的基本原理、垂直交变电场电泳。3、作图文库；YAC (Yeast artificial chromosome)，BAC (Bacterial artificial chromosome)；TAC Transformation-competent artificial chromosome) 4、作图方法 原位杂交法（ in situ hybridization ） 限制性作图法（ restriction mapping ） 分子标记锚定法（ DNA marker anchoring） 克隆指纹法（ clone fingerprinting ）（二）基本概念和知识点1、物理作图；原位杂交法；限制性作图法；分子标记锚定法克隆指纹法。2、大片段DNA的分离 PFGE的基本原理。（三）问题与应用（能力要求）1、主要作图方法的应用。（四）课后练习查阅有关资料，了解物理作图方法的应用发展。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第六章 DNA测序（一）教学内容1、DNA测序的两种方法： 化学降解法（chemical degradation method）、链终止法（the chain termination method）；DNA 序列分析的自动化2、DNA顺序的组装：鸟枪法（ shotgun ）； 克隆重叠群法（clone contig）； 引导鸟枪法（ directed shotgun ）（二）基本概念和知识点1、DNA测序的两种方法 化学降解法；链终止法。2、DNA顺序的组装方法 鸟枪法；克隆重叠群法；引导鸟枪法。（三）问题与应用（能力要求）1、DNA 序列分析的自动化。（四）课后练习查阅有关资料，了解DNA 序列分析的自动化。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第七章 基因解读（一）教学内容1、开放阅读框。2、原核生物的基因解读。 3、 真核生物的基因解读。4、 真核生物的核基因解读。 5、拟南芥的基因解读。 （二）基本概念和知识点1、开放阅读框。2、启动子；终止子；外显子；内含子。3、密码子偏爱；外显子-内含子边界；上游控制序列。4、同源查询。（三）问题与应用（能力要求）最小基因组推测。（四）课后练习了解常见生物的基因解读概况。（五）教学方法与手段讲授，示例讲解，课堂讨论。第八章 基因克隆（一）教学内容1、 cDNA 克隆。 克隆载体， cDNA 分子的合成，cDNA文库的建立。 2、基于mRNA 水平的克隆。 差别杂交，DDRT-PCR DDRT-PCR、DDRT-PCR；mRNA差异显示PCR；抑制性扣除杂交（Suppression Subtractive Hybridization, SSH）技术。3、基于遗传图的基因克隆。 基因组遗传图，基因组物理图，互补测试，指示基因鉴别。（二）基本概念和知识点1、cDNA文库。2、DDRT-PCR DDRT-PCR、DDRT-PCR。3、差别杂交的技术基础；mRNA差异显示PCR。4、抑制性扣除杂交（Suppression Subtractive Hybridization, SSH）技术。（三）问题与应用（能力要求）1、cDNA文库的构建。2、差别杂交的技术基础。（四）课后练习了解基因克隆的发展概况。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。第九章 基因组功能（一）教学内容1、概况。2、转录序列标签, or ESTs From cDNA to ESTs。3、RNA干涉；T-DNA 插入；Ac/Ds 系统。4、 DNA芯片。（二）基本概念和知识点1、SAGE技术的主要理论依据。2、转座子突变库及其构建。3、RNA干涉现象。4、DNA芯片。（三）问题与应用生物芯片进行DNA测序。（四）课后练习展望生物芯片的发展。（五）教学方法与手段讲授，课堂讨论。 五、各教学环节学时分配教学环节教学时数课程内容讲课习题课讨论课实验其他教学环节小计绪论22 第一章 基因组学基础22第二章 分子标记33第三章 遗传作图33第四章 基因定位33第五章 物理作图33第六章 DNA测序33第七章 基因解读