第一章.什么是基因組？基因組是一種生物所擁有的整套遺傳物質(zhì)，它包含該生物的全部遺傳信息。.基因組學(xué)研究?jī)?nèi)容、分支、特點(diǎn)基因組學(xué)研究?jī)?nèi)容：疾病基因組學(xué)研究、藥物基因組學(xué)、環(huán)境基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、模式生物和病原生物基因組學(xué)、基因開(kāi)發(fā)研究基因組學(xué)分支：結(jié)構(gòu)基因組學(xué)，基因組學(xué)比較基因組學(xué)，功能基因組學(xué)比較基因組學(xué)，功能基因組學(xué)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)I基因連鎖分析

分子細(xì)胞學(xué)

物理作圖

EST測(cè)序全基因組測(cè)序

全基因組的結(jié)構(gòu)功能基因組學(xué)4基因的表達(dá)

正向遺傳學(xué)

反向遺傳學(xué)

生物信息學(xué)

比較基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)

等等基因組研究的特點(diǎn)：基因組學(xué)是一門(mén)關(guān)于基因組圖、測(cè)序和基因組分析的學(xué)科。與傳統(tǒng)的遺傳學(xué)比較，基因組學(xué)具有全局性、高效性、綜合性和先進(jìn)性的特點(diǎn)。全局性(Overall,genome-wide):以整個(gè)基因組為研究對(duì)象，而非具體到單個(gè)特定的基因。高效性(High-throughput)：研究方法是平行的、高通量的，一次試驗(yàn)可產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。綜合性：需要多學(xué)科的合作，包括生物學(xué)、化學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等。先進(jìn)性:將現(xiàn)有各種最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到極至，同時(shí)也推動(dòng)了各種技術(shù)的高速發(fā)展。人類基因組計(jì)劃諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Dulbecco："人類DNA序列是人類的真諦，這個(gè)世界發(fā)生的一切，均與DNA序列息息相關(guān)”(1986)；90年啟動(dòng)的國(guó)際性研究計(jì)劃；利用大規(guī)模測(cè)序技術(shù)，完成全部人類數(shù)萬(wàn)個(gè)基因，30億對(duì)堿基的序列分析人類基因組進(jìn)化的意義人類基因組計(jì)劃對(duì)生命科學(xué)的研究和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，它為人類社會(huì)帶來(lái)的巨大影響是不可估量的。首先，獲得人類全部基因序列將有助于人類認(rèn)識(shí)許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的致病機(jī)理，為分子診斷、基因治療等新方法提供理論依據(jù)。第二，破譯生命密碼的人類基因組計(jì)劃有助于人們對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控有更深入的了解。最后，人類基因組圖譜對(duì)揭示人類發(fā)展、進(jìn)化的歷史具有重要意義。第二章.遺傳作圖、物理作圖概念、意義遺傳作圖（geneticmapping）：采用遺傳學(xué)分析方法將基因或其他DNA分子標(biāo)記標(biāo)定在染色體相對(duì)位置上構(gòu)建連鎖圖。物理作圖（physicalmapping）:采用分子生物學(xué)技術(shù)直接將DNA分子標(biāo)記、基因或克隆標(biāo)定在基因組的實(shí)際位置所構(gòu)建的位置圖。.遺傳標(biāo)記、分子標(biāo)記的類型、特點(diǎn)遺傳標(biāo)記是指能夠明確識(shí)別的、在生物群體中存在等位差異（稱為遺傳多態(tài)性）的生物學(xué)特征。由于遺傳分析是以變異為基礎(chǔ)的，因此，沒(méi)有遺傳多態(tài)性的特征是不能做為遺傳標(biāo)記的。根據(jù)遺傳多態(tài)性表現(xiàn)的水平，遺傳標(biāo)記主要有以下幾種類型：形態(tài)標(biāo)記：在形態(tài)性狀水平上表現(xiàn)出來(lái)的遺傳多態(tài)性，通過(guò)直接肉眼觀察或簡(jiǎn)單的檢測(cè)即可識(shí)別，如花色的有無(wú)、植株的高矮、種子的形狀等。生化標(biāo)記：在生化性狀或蛋白質(zhì)水平上表現(xiàn)出來(lái)的遺傳多態(tài)性，必須通過(guò)生化分析加以識(shí)別。同工酶是最常用的生化標(biāo)記。分子標(biāo)記：DNA序列水平上表現(xiàn)出來(lái)的遺傳多態(tài)性，必須借助分子生物學(xué)手段加以識(shí)別。這些等位差異可以小到一個(gè)核苷酸，大到一個(gè)片段，都是突變的結(jié)果。所有能夠檢測(cè)到的DNA序列水平上的遺傳多態(tài)性（等位差異）都能做為分子標(biāo)記。最常用的分子標(biāo)記有以下幾種：RFLP（限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性）、SSLP（簡(jiǎn)單序列長(zhǎng)度多態(tài)性）、SNP（單核苷酸多態(tài)性）分子標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)量豐富、無(wú)表型效應(yīng)、共顯性.遺傳作圖的基本程序（對(duì)準(zhǔn)確率的影響）選擇雜交親本、建立遺傳作圖群體、篩選多態(tài)標(biāo)記、檢測(cè)群體中每個(gè)個(gè)體的標(biāo)記型、分析標(biāo)記數(shù)據(jù)，建立連鎖群、確定連鎖群所屬的染色體什么是多態(tài)性，多態(tài)性在遺傳學(xué)研究中有何意義（？）多態(tài)性（polymorphism）是指在一個(gè)生物群體中，同時(shí)和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異型或基因型或等位基因，亦稱遺傳多態(tài)性（geneticpolymorphism）或基因多態(tài)性?；虻亩鄳B(tài)性直接導(dǎo)致了生物繁殖過(guò)程中轉(zhuǎn)錄和翻譯的選擇多樣性，使得遺傳密碼傳遞既保持一定的準(zhǔn)確性，又有一定的寬容度，這種繁殖的適度柔性對(duì)生物界的穩(wěn)定和多樣化非常重要。以DNA作為分子標(biāo)記的遺傳圖繪制與經(jīng)典的遺傳連鎖圖繪制有何區(qū)別？經(jīng)典的遺傳連鎖圖利用遺傳重組率作為基因間的距離而得到的圖譜，這個(gè)圖譜是估算與統(tǒng)計(jì)來(lái)的，并不表示實(shí)際的物理遺傳圖，而用DNA標(biāo)記測(cè)序出來(lái)的遺傳圖就是真真實(shí)實(shí)的基因位置圖，精確而且直觀，繪制時(shí)計(jì)算量小，步驟少，但是對(duì)條件的硬性要求比較高。什么是SSR標(biāo)記？SSR標(biāo)記有哪些優(yōu)點(diǎn)，如何尋找SSR標(biāo)記？SSR簡(jiǎn)單序列重復(fù)標(biāo)記（Simplesequencerepeat,簡(jiǎn)稱SSR標(biāo)記），也叫微衛(wèi)星序列重復(fù)，是由一類由幾個(gè)核苷酸（1-5個(gè)）為重復(fù)單位組成的長(zhǎng)達(dá)幾十個(gè)核苷酸的串聯(lián)重復(fù)序列，長(zhǎng)度較短，廣泛分布在染色體上。優(yōu)點(diǎn)：（1）標(biāo)記數(shù)量豐富，具有較多的等位變異，廣泛分布于各條染色體上；（2） 是共顯性標(biāo)記，呈孟德?tīng)栠z傳；（3） 技術(shù)重復(fù)性好，易于操作，結(jié)果可靠。

第三章.物理作圖主要方法限制性作圖、基于克隆的基因組作圖、熒光雜交法、STS作圖法.限制性作圖的基本原理基因組DNA經(jīng)限制酶切，可產(chǎn)生大量長(zhǎng)短不一的片段。通過(guò)電泳可以將這些片段分離開(kāi)。片段長(zhǎng)的遷移速度慢，短的遷移速度快。.載體的概念及主要類型克隆載體是一種DNA分子，能夠攜帶外源DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞，并在其中復(fù)制，產(chǎn)生許多拷貝的自身和外源DNA。克隆載體具有以下性質(zhì)：復(fù)制起點(diǎn)、克隆位點(diǎn)、選擇標(biāo)記主要類型：Plasmid（質(zhì)粒）；Phage（噬菌體）；Cosmids（粘粒）；BacterialArtificialChromosomes（BAC；細(xì)菌人工染色體）；YeastArtificialChromosomes（YAC酵母人工染色體）。建庫(kù)整個(gè)過(guò)程從植物的蛆織中分離慈國(guó)DMA分子主要用途：大片段插入文庫(kù)的構(gòu)建，為開(kāi)展基因組的分化組成，基因的表達(dá)與調(diào)控，染色體區(qū)段的分子物理作圖等領(lǐng)域的研究和基因的克隆提供技術(shù)平臺(tái)。.大片段插入文庫(kù)的構(gòu)建程序、主要用途建庫(kù)整個(gè)過(guò)程從植物的蛆織中分離慈國(guó)DMA分子主要用途：大片段插入文庫(kù)的構(gòu)建，為開(kāi)展基因組的分化組成，基因的表達(dá)與調(diào)控，染色體區(qū)段的分子物理作圖等領(lǐng)域的研究和基因的克隆提供技術(shù)平臺(tái)。基兩蛆DNA分子部，分醇切套件的摸盍

熹因蛆DMA余子『的部分酶切實(shí)徐CHEF法分離KS3。。kb左方大片段的DNA分子基因蛆3N史比球脂黯膠上念離、統(tǒng)化100-300KbDN貞分子插入片我與截依的迷接基因蛆DNA文原的慵戒STS構(gòu)圖基本原理（了解）FISHSTS（序列標(biāo)記位點(diǎn)），是指序列已知且在整個(gè)基因組中以單一拷貝的形式存在的200-300bp的短序列區(qū)域，在待研究的染色體上有唯一的定位。STS是目前最有效的作圖技術(shù)，也是能對(duì)大基因組作出最詳盡圖譜的技術(shù)。FISH法作圖：用人工合成的、經(jīng)熒光物質(zhì)標(biāo)記的核苷酸片段作為探針，來(lái)與染色體特定部位雜交，所獲得的圖像。思考題：如何進(jìn)行定位克隆基因的定位克隆策略大體上可以分成四個(gè)步驟。通過(guò)家系連鎖分析資料或染色體微小缺失等數(shù)據(jù)，確定基因在染色體上的位置；通過(guò)染色體步移、染色體區(qū)帶顯微切割等技術(shù)，獲得基因所在區(qū)段的DNA片段疊連群（contig），繪制出更精細(xì)的染色體圖譜；確定含有候選基因的染色體片段；從這些片段中進(jìn)一步篩選目的基因，并作突變檢測(cè)驗(yàn)證和功能分析。第四章Sanger測(cè)序的基本原理鏈終止法(Sanger法)：?jiǎn)捂淒NA分子的序列由與之互補(bǔ)的多核苷酸鏈的酶促合成來(lái)判定，互補(bǔ)鏈在某一特定的核苷酸位置終止。鏈終止法(Sanger法)測(cè)序原理：在PCR時(shí)加入標(biāo)記的復(fù)制終止劑，比如ddA,ddT,ddC,ddG(相應(yīng)于4種堿基)ddX的兩個(gè)作用：可以當(dāng)作正常堿基參與復(fù)制；一旦鏈入DNA中，其后就不能再繼續(xù)連接電泳誰(shuí)終止，堿基就是誰(shuí)Sanger法是根據(jù)核苷酸在某一固定的點(diǎn)開(kāi)始，隨機(jī)在某一個(gè)特定的堿基處終止，并且在每個(gè)堿基后面進(jìn)行熒光標(biāo)記，產(chǎn)生以A、T、C、G結(jié)束的四組不同長(zhǎng)度的一系列核苷酸，然后在尿素變性的PAGE膠上電泳進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得可見(jiàn)的DNA堿基序列。全基因組測(cè)序的方法、各個(gè)測(cè)序的優(yōu)缺點(diǎn)基于物理圖譜的測(cè)序方法(即所謂clone-by-clone)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)沒(méi)有間隙(gap)，可以對(duì)不確定的部分重復(fù)測(cè)序可以把同一套BAC散布給世界上其它實(shí)驗(yàn)室可以用限制性內(nèi)切酶來(lái)檢測(cè)序列缺點(diǎn)：(1)建立物理圖譜本身非常耗費(fèi)人力物力(2)對(duì)工作人員的經(jīng)驗(yàn)性有一定的要求基于鳥(niǎo)槍法基因組隨機(jī)測(cè)序的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)不需要構(gòu)建物理圖譜DNA片段重組的概率比較小快速、高效，適合基因組比較小的物種缺點(diǎn)：(1)容易在染色體上產(chǎn)生間隙(2)對(duì)大基因組而言，工作量太大，在序列組裝時(shí)容易出錯(cuò)。(2)對(duì)圖位克隆意義比較小物理圖法與鳥(niǎo)槍法相結(jié)合起來(lái)的一種方法序列間隙、物理間隙產(chǎn)生的原因、填補(bǔ)的方法序列間隙：測(cè)序時(shí)遺漏的序列。物理間隙：構(gòu)建基因組文庫(kù)時(shí)被丟失的DNA序列。第五章基因組結(jié)構(gòu).原核生物、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特征原核生物基因組的組織結(jié)構(gòu)特征：基因簇、基因冗余、基因重疊真核生物基因組的組織結(jié)構(gòu)特征：間斷基因、基因家族與基因簇、串聯(lián)重復(fù)基因、重復(fù)序列重疊基因：指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。主要有4種情況：(1)重疊操縱子：前后兩個(gè)操縱子部分重疊；同相位重疊基因：兩基因閱讀框重疊異相位重疊基因：兩基因序列重疊，但閱讀框不同；反向重疊基因：兩基因序列重疊，但位于不同鏈上分析植物線粒體、葉綠體的主要結(jié)構(gòu)特征和起源線粒體：線粒體基因組特征之一：種間、甚至種內(nèi)存在較大的差異，且與生物的復(fù)雜程度無(wú)關(guān);線粒體DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之二：哺乳動(dòng)物的線粒體基因組由環(huán)狀的DNA分子構(gòu)成。對(duì)植物的線粒體基因組研究發(fā)現(xiàn)，植物的線粒體基因組情況較為復(fù)雜。多為線性。高等植物線粒體基因組基因結(jié)構(gòu)特征之三：遺傳信息的密度較低（重復(fù)序列、內(nèi)含子、基因間隔區(qū)比例較高）線粒體基因組基因結(jié)構(gòu)特征之四：線粒體是獨(dú)立的復(fù)制單元；線粒體基因組特征五：存在與核基因組和葉綠體基因組之間進(jìn)行遺傳信息交換的現(xiàn)象。高等植物線粒體基因組特征六：線粒體基因組的遺傳密碼與核基因組不同葉綠體：與線粒體不同，葉綠體基因組在不同物種間非常一致，是目前已知最保守的基因組。葉綠體基因組是多拷貝的，具有比較保守的環(huán)狀結(jié)構(gòu)葉綠體DNA（cpDNA）是雙鏈環(huán)狀，缺乏組蛋白和超螺旋。起源：線粒體和葉綠體分別起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的細(xì)菌和藍(lán)藻C值悖論C值悖理：進(jìn)化程度低的生物C值反而更高；親緣關(guān)系相近的物種間C值差異很大。C值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了遺傳信息量的需要；結(jié)論：C值并不反映遺傳復(fù)雜性的高低。C值悖理暗示基因組中存在大量的無(wú)用序列。內(nèi)含子的插入和缺失可造成基因的進(jìn)化名詞解釋：基因家族：指來(lái)源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的一組基因?；虼兀褐富蚣易逯械母鞒蓡T緊密成簇排列成大串的重復(fù)單位。典型的即操縱子間斷基因：一個(gè)基因的編碼序列在DNA上不連續(xù)，被一些插入序列（一般無(wú)編碼功能）所隔開(kāi)。其中編碼序列稱為外顯子，插入序列稱為內(nèi)含子。DNA轉(zhuǎn)錄為RNA后，內(nèi)含子序列必須切除。外顯子通常都較短；內(nèi)含子的長(zhǎng)度可以從很短到非常長(zhǎng)。假基因：具有與功能基因相似的序列，但由于突變失去了原有的功能的基因。串聯(lián)重復(fù)基因（基因冗余）：一條染色體上出現(xiàn)一個(gè)基因的很多復(fù)份。一組功能相關(guān)的基因串聯(lián)排列，構(gòu)成一個(gè)重復(fù)單位，并在基因組中以多拷貝存在。真核生物染色體的三大要素著絲粒：（1）控制細(xì)胞分裂時(shí)染色體的取向和移動(dòng)。（2）端粒：防止染色體末端粘連，保證DNA長(zhǎng)度穩(wěn)定。（3）復(fù)制原點(diǎn)：起始DNA復(fù)制。第六章序列的解讀1.預(yù)測(cè)基因依據(jù)的原理通過(guò)同源性比較預(yù)測(cè)基因功能通過(guò)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域功能預(yù)測(cè)根據(jù)協(xié)同進(jìn)化注釋基因功能？第七章研究功能基因組的方法功能基因組學(xué)的研究方法：高通量建立大規(guī)模隨機(jī)插入突變體庫(kù)及基因機(jī)械篩選分析基因表達(dá)譜，從轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組三方面分析。反向遺傳學(xué)方法從基因到功能功能基因組學(xué)是反向遺傳學(xué)。反向遺傳學(xué)的研究方法：(針對(duì)特定基因)消除或抑制基因的表達(dá)：基因敲除、反義RNA、RNA干擾、提高或改變基因的表達(dá)：使目標(biāo)基因過(guò)量表達(dá)、使目標(biāo)基因異位表達(dá).正向遺傳學(xué)方法：傳統(tǒng)的遺傳學(xué)從功能到基因圖位克隆法：根據(jù)目標(biāo)基因在染色體上定位的結(jié)果，對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行克隆，最后了解其核苷酸序列。轉(zhuǎn)座子(或T-DNA)標(biāo)簽法：利用轉(zhuǎn)座子(或T-DNA)插入引起的突變，克隆控制突變性狀的基因。cDNA測(cè)序EST第八章同義突變：由于生物的遺傳密碼子存在兼并現(xiàn)象，在某一堿基改變后，在原來(lái)的某種aa的位置譯成同一種aa無(wú)義突變：是指由于某個(gè)堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子，從而使肽鏈合成提前終止。錯(cuò)義突變：是編碼某種氨基酸的密碼子經(jīng)堿基替換以后，變成編碼另一種氨基酸的密碼子，從而使多肽鏈的氨基酸種類和序列發(fā)生改變。.突變、重組對(duì)生物體進(jìn)化上的影響突變和重組是生物進(jìn)化的重要因素，基因突變是生物變異的根本來(lái)源，提供了生物進(jìn)化的原材料?；蛑亟M是生物變異的來(lái)源之一，是形成生物多樣性的重要原因。第九章比較基因組學(xué)直系同源、旁系同源直系同源(orthologs):同源基因是由于共同的祖先基因進(jìn)化而產(chǎn)生的，現(xiàn)在分屬不同物種。旁系同源(paralogs):同源基因是由于基因復(fù)制產(chǎn)生的，這兩個(gè)同源基因是屬于同一物種的。.微觀