基因组学(090264).doc

基因组学课程（090264）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称:基因组学课程代码：090264学分与学时：1学分，22学时课程性质：专业选修授课对象：生物技术及应用专业二、课程教学目标与任务本课程主要讲述生物基因组的基本结构和组成、基因组内基因的表达和调控、遗传图谱与物理图谱、基因组测序、基因组序列解读、染色质的结构与基因表达调控、基因组活性的调控、基因组的复制、基因组进化的分子基础、基因组进化的模式、分子系统发生学等内容，并讲述人类基因组计划的全过程以及由此引发的道德伦理和法律问题，系统向学生讲授基因组学研究的基本内容及相关进展。三、学时安排课程内容与学时分配表章 节内 容学 时第一章 基因组及基因组解剖4第二章 遗传图及物理图绘制3第三章 基因组测序与序列组装、测试4第四章 基因的转录及转录后调控3第五章 基因组的表观遗传3第六章 基因组的复制2第七章 基因组与生物进化3四、课程教学内容与基本要求第一章、基因组及基因组解剖教学目的：复习回顾遗传的分子基础，进一步认知基因与基因组的相关概念。加深对真、原核生物基因及基因组结构的异同点的认识。基本要求：掌握遗传的分子基础及基因组相关概念；理解、掌握真原核生物物理及遗传结构的特点；了解基因组计划的内容及任务。重点与难点：重点：基因与基因组；难点：真、原核基因组解剖；教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 基因组一、遗传的分子基础二、基因组序列复杂性三、基因与基因家族四、染色体五、基因组第二节 基因组解剖一、原核生物基因组解剖二、真核生物基因组解剖三、转座因子与分散重复序列四、串联重复序列及其分布五、人类基因组的结构与组成六、拟南芥基因组编码基因第二章、遗传图及物理图绘制教学目的：把握两类作图方法的机理与一般过程，探究人类基因组图谱的特点与应用。基本要求：掌握遗传图、物理图的作图原理；了解常见作图方法的步骤及特点，理解图谱绘制的用途。重点与难点：重点：DNA标记；连锁分析；FISH-荧光标记原位杂交；难点：顺序标签位点作图。教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 遗传图绘制一、遗传图与物理图二、遗传作图标记三、遗传作图的方法四、遗传图绘制 第二节 物理图绘制一、限制性作图二、基于克隆的基因组作图三、染色体细胞图四、辐射杂种作图五、基因组整合图第三章、基因组测序与序列组装、测试教学目的：深刻理解DNA及基因组测序的原理和方法，领会基因组解读的一般过程。基本要求：理解并掌握DNA与基因组测序的原理、方法；掌握同源基因查询法及高通量基因功能研究的原理与方法；了解人类基因组测序的伦理学问题。重点与难点：重点：基因组测序与序列组装；难点：高通量基因功能研究方法。教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 DNA测序的方法一、链终止法二、化学降解法三、自动化测序四、非常规测序第二节 基因组测序及序列组装一、基因组测序的策略二、基因组测序的覆盖面三、序列间隙与物理间隙四、插入片段的两端测序 五、作图法测序与序列组装六、鸟枪法测序与序列组装七、不同测序路线与序列组装策略的比较第四节 基因组序列注释一、搜寻基因二、基因功能预测三、基因功能检测四、高通量基因功能的研究方法五、功能基因组学 第五节 人类基因组测序与组装一、人类基因组的测序策略二、人类基因组测序的伦理学问题三、人类基因组测序计划相关的第四章、基因的转录及转录后调控教学目的：结合中心法则掌握基因转录及转录后表达调控的方式。基本要求：掌握基因转录、转录后加工及翻译的过程。理解并掌握转录调控的一般模式；领会、掌握蛋白合成及加工的一般过程。重点与难点：重点：基因的转录调控；mRNA的加工与修饰；难点：蛋白翻译后加工及修饰教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 基因的转录调控 一、原核生物基因的转录二、真核生物基因的转录三、古细菌基因的表达调控四、基因的转录调控第二节 RNA的修饰与加工一、细胞中的RNA组分二、mRNA的修饰与加工三、非编码RNA的加工与修饰四、细胞中mRNA的定位与降解第三节 蛋白质的合成与加工一、蛋白质的合成二、蛋白质翻译调控三、蛋白质翻译后加工四、蛋白质降解第五章、基因组的表观遗传教学目的：深刻理解影响表观遗传的因素，建立染色体重建的概念。基本要求：理解并掌握表观遗传的概念及机制；掌握位置效应的作用；领会掌握DNA甲基化对表观遗传的影响；了解染色质重建。重点难点：重点：表观遗传；难点：座位控制区；动态模型。教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 什么是表观遗传一、表观遗传定义二、表观遗传现象三、表观遗传机制第二节 位置效应与表观遗传一、座位控制区二、绝缘子三、副突变第三节 DNA甲基化与表观遗传一、DNA甲基化二、甲基化与基因调控三、DNA甲基化与转座子沉默四、基因组印记五、甲基化组第四节 染色质重建与表观遗传一、核小体与基因表达二、先入模型三、动态模型四、非编码RNA与染色质结构第六章、基因组的复制教学目的：从细胞层面理解复制的概念；建立复制调控的概念。基本要求：理解DNA复制的问题；掌握真、原核生物复制特点；了解基因组复制调控及细胞器基因复制的特点。重点难点：重点：DNA复制的拓朴学；端粒复制；难点:细胞S期的控制。教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节 DNA复制的问题一、DNA复制的拓扑学二、DNA的半保守复制三、DNA拓扑酶及其功能第二节 原核生物基因组的复制一、原核生物DNA复制起始点二、复制的起始三、复制的延伸四、复制的终止五、古细菌基因组的复制第三节 真核生物核基因组的复制一、酵母DNA复制起始点二、高等真核生物DNA复制起始点三、真核生物DNA复制叉上的事件四、端粒复制第四节 细胞器基因组的复制一、线粒体基因组的复制二、叶绿体基因组的复制第五节 基因组复制的调控一、基因组复制与细胞的分裂二、细胞S期的控制第七章、基因组与生物进化教学目的：深刻理解进化的分子基础及进化模式；了解生物进化分子系统。基本要求：理解并掌握基因进化的三个主要来源；了解基因进化的一般模式；认识并领会分子系统发生学的主要内容及在进化中的应用。重点难点：重点：突变、重组与转座；比较基因组学；难点：DNA系统发生树。教学方法：讲授，课堂讨论。主要内容：第一节、基因组进化的分子基础一、DNA突变二、重组三、转座第二节、基因组进化的模式一、遗传系统的起源二、新基因的产生三、非编码顺序的扩张四、比较基因组学第三节、分子系统发生学 一、 分子系统发生学的起源 二、DNA系统发生树的重建 三、 分子系统发生学与生物进化 五、课程教学方式与考核方式1.教学方式：以课堂讲授为主，辅以课后作业、小论文2.考核方式：闭卷考试，论文写作六、参考教材及教学参考资料参考教材：杨金水,基