基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)

《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》課程教學(xué)大綱學(xué)時：40學(xué)分：2.5理論學(xué)時：40試驗學(xué)時：0面對專業(yè)：生物科學(xué)、生物技術(shù)課程代碼：B7700005先開課程：生物化學(xué)、分子生物學(xué)課程性質(zhì)：必修/選修執(zhí)筆人：朱新產(chǎn)審定人：第一部分：理論教學(xué)部分一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》是隨著生物化學(xué)、分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、晶體學(xué)和計算機技術(shù)等的迅猛進展而誕生的，是融合了生物信息學(xué)、計算機幫助設(shè)計等多學(xué)科而進展起來的新興爭論領(lǐng)域。是當今生命科學(xué)爭論的熱點與前沿領(lǐng)域。由于基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)科的邊緣性，所以本課程在介紹基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)基本基本技術(shù)和原理的同時，兼顧學(xué)科進展動向，講授基因組與蛋白組學(xué)中的熱點和最新進展，旨在使同學(xué)了解現(xiàn)代基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)理論的新進展并為相關(guān)學(xué)科供應(yīng)學(xué)問和技術(shù)。二、課程的目的與教學(xué)要求通過本課程的學(xué)習(xí)，使同學(xué)把握基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的基本理論、基礎(chǔ)學(xué)問、主要第八章測序的策略（3學(xué)時）第一節(jié)鏈終止法；其次節(jié)化學(xué)降解測序；第三節(jié)鳥槍法；第四節(jié)克隆重疊群；第五節(jié)EST測序;第六節(jié)全基因組的測序；第七節(jié)新技術(shù)測序方法。本章重點：.全基因組的測序；.克隆重疊群。本章難點：新技術(shù)測序基本原理與技術(shù)。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試比較基因組測序原理與核心技術(shù)的異同點。第九章基因芯片技術(shù)（2學(xué)時）第一節(jié)基因芯片的主要類型；其次節(jié)基因芯片的基本原理；第三節(jié)芯片的基因表達分析；第四節(jié)芯片測序和遺傳圖譜；第五節(jié)基因芯片爭論進展與應(yīng)用。本章重點：.基因芯片的基本原理；.芯片的基因表達分析。本章難點：基因芯片技術(shù)的應(yīng)用。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：查閱有關(guān)資料，了解基因芯片的應(yīng)用進展。第十章生物信息學(xué)與基因組學(xué)（1學(xué)時）第一節(jié)基因組爭論中常用的網(wǎng)站及數(shù)據(jù)庫;其次節(jié)信息處理工具；第三節(jié)核酸與蛋白質(zhì)的序列分析；第四節(jié)基因分子相互作用的分析；第五節(jié)基因組數(shù)據(jù)的意義。本章重點：.基因組爭論中常用的網(wǎng)站及數(shù)據(jù)庫；.核酸與蛋白質(zhì)的序列分析。本章難點:基因組數(shù)據(jù)的詮釋。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：查閱有關(guān)資料，了解基因組生物信息學(xué)的應(yīng)用進展。其次篇蛋白質(zhì)組學(xué)第一章緒論（1學(xué)時）第一節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)概念的提出；其次節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)與基因組學(xué)的聯(lián)系與區(qū)分；第三節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)的爭論意義和內(nèi)容；第四節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)的爭論現(xiàn)狀和進展趨勢；第五節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用實例。本章重點:蛋白質(zhì)組爭論中的基本概念、相互關(guān)系，蛋白質(zhì)組學(xué)爭論的內(nèi)容和意義。本章難點：蛋白質(zhì)組學(xué)的特點和難點及蛋白質(zhì)組學(xué)進展趨勢。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：查閱有關(guān)資料，了解蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用進展。其次章蛋白質(zhì)組學(xué)的爭論方法（2學(xué)時）第一節(jié)大規(guī)模蛋白質(zhì)分別技術(shù)；其次節(jié)高通量蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)；第三節(jié)二維電泳檢測分析蛋白質(zhì)；第四節(jié)蛋白質(zhì)的Western印跡分析；第五節(jié)高壓液相色譜分別蛋白質(zhì)混合物；第六節(jié)蛋白質(zhì)標記系統(tǒng)；第七節(jié)噬菌體展現(xiàn)文庫的篩選。本章重點：.蛋白質(zhì)分別技術(shù)；.二維電泳檢測分析技術(shù)。本章難點：高通量蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試比較蛋白質(zhì)組學(xué)不同爭論方法的異同點。第三章生物質(zhì)譜與蛋白質(zhì)的鑒定（3學(xué)時）第一節(jié)基質(zhì)幫助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜；其次節(jié)液相色譜一電噴霧一串聯(lián)質(zhì)譜；第三節(jié)肽質(zhì)量指紋譜鑒定蛋白質(zhì)技術(shù)；第四節(jié)串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)鑒定蛋白質(zhì)技術(shù)。本章重點：.基質(zhì)幫助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜技術(shù)原理；.肽質(zhì)量指紋譜鑒定蛋白質(zhì)技術(shù)原理。本章難點：色譜一質(zhì)譜串聯(lián)技術(shù)原理及應(yīng)用。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試述生物質(zhì)譜鑒定蛋白質(zhì)的原理及應(yīng)用。第四章酵母雙雜交技術(shù)爭論蛋白質(zhì)相互作用（3學(xué)時）第一節(jié)酵母雙雜交技術(shù)及其歷史；其次節(jié)蛋白質(zhì)間連鎖圖的建立；第三節(jié)酵母雙雜交技術(shù)方法；第四節(jié)蛋白質(zhì)相互作用爭論新技術(shù)。本章重點：.酵母雙雜交的基本原理與技術(shù)；.酵母雙雜交技術(shù)的應(yīng)用。本章難點：蛋白質(zhì)相互作用爭論新技術(shù)。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：闡述酵母雙雜交的基本技術(shù)及其應(yīng)用。第五章免疫共沉淀技術(shù)爭論蛋白質(zhì)相互作用（3學(xué)時）第一節(jié)免疫共沉淀技術(shù)概述；其次節(jié)檢測蛋白質(zhì)的存在；第三節(jié)制備總蛋白提取物;第四節(jié)相互作用特異性的對比試驗；第五節(jié)免疫共沉淀技術(shù)的其它分析。本章重點：.免疫共沉淀技術(shù)的基本原理；.免疫共沉淀技術(shù)檢測蛋白質(zhì)。本章難點：免疫共沉淀技術(shù)的進展與應(yīng)用。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：運用免疫共沉淀技術(shù)如何爭論蛋白質(zhì)相互作用。第六章定量蛋白質(zhì)組學(xué)爭論技術(shù)（2學(xué)時）第一節(jié)二維電泳凝膠的熒光染色；其次節(jié)蛋白質(zhì)樣品的熒光標記與分別；第三節(jié)穩(wěn)定同位素代謝標記技術(shù)；第四節(jié)同位素親和標簽技術(shù)；第五節(jié)圖像分析與數(shù)據(jù)定量。本章重點：.二維凝膠電泳技術(shù)；.同位素親和標簽技術(shù)。本章難點：電泳凝膠的圖像分析與數(shù)據(jù)定量。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：如何進行定量蛋白質(zhì)組學(xué)爭論？第七章磷酸化、糖基化蛋白質(zhì)的鑒定（1學(xué)時）第一節(jié)磷酸化蛋白質(zhì)的檢測；爭論方法和技術(shù)以及生物信息學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)在基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)上的應(yīng)用及典型爭論實例，熟識從事基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的重要方法和途徑。努力培育同學(xué)具有科學(xué)思維方式、啟發(fā)同學(xué)科學(xué)思維力量和勇于探究，擅長思索、分析問題的力量，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)熱忱，并通過學(xué)習(xí)提高自學(xué)力量、獨立思索力量以及科研實踐力量，為將來從事蛋白質(zhì)的爭論奠定堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容與課時安排第一篇基因組學(xué)第一章緒論（1學(xué)時）第一節(jié)基因組學(xué)的爭論對象與任務(wù)；其次節(jié)基因組學(xué)進展的歷程；第三節(jié)基因組學(xué)的分子基礎(chǔ)；第四節(jié)基因組學(xué)的應(yīng)用前景。本章重點：.基因組學(xué)的概念及主要任務(wù)；.基因組學(xué)的爭論對象。其次節(jié)蛋白質(zhì)磷酸化位點的分析;第三節(jié)蛋白質(zhì)磷酸化的定量分析；第四節(jié)生物質(zhì)譜技術(shù)鑒定糖蛋白；第五節(jié)糖蛋白與蛋白質(zhì)組學(xué)。本章重點：.磷酸化蛋白質(zhì)的檢測；.糖蛋白的鑒定。本章難點：生物質(zhì)譜技術(shù)鑒定磷酸化和糖基化蛋白質(zhì)。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試述磷酸化和糖基化蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)的原理及應(yīng)用。第八章蛋白質(zhì)組學(xué)爭論中的非凝膠技術(shù)（2學(xué)時）第一節(jié)多維色譜及其質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；其次節(jié)液相等電聚焦；第三節(jié)毛細管電泳技術(shù)；第四節(jié)毛細管電色譜技術(shù)。本章重點：.多維色譜及其質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)方法；.毛細管電色譜技術(shù)。本章難點：非凝膠技術(shù)爭論蛋白質(zhì)組學(xué)及應(yīng)用。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：多維色譜及其質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)爭論中的應(yīng)用和進展。第九章蛋白質(zhì)芯片技術(shù)（2學(xué)時）第一節(jié)蛋白質(zhì)芯片的基本原理;其次節(jié)蛋白質(zhì)芯片檢測技術(shù)；第三節(jié)Liquichip液相蛋白芯片系統(tǒng)；第四節(jié)蛋白質(zhì)芯片爭論進展與應(yīng)用。本章重點：.蛋白質(zhì)芯片的基本原理；.蛋白質(zhì)芯片檢測分析技術(shù)。本章難點：蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的進展與應(yīng)用。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：闡述蛋白質(zhì)芯片技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)爭論中的進展與應(yīng)用。第十章蛋白質(zhì)組爭論中的生物信息學(xué)（1學(xué)時）第一節(jié)蛋白質(zhì)組爭論中的圖像分析與蛋白譜數(shù)據(jù)庫的建立;其次節(jié)二維電泳蛋白譜數(shù)據(jù)庫；第三節(jié)蛋白質(zhì)組爭論中常用的網(wǎng)站及數(shù)據(jù)庫；第四節(jié)蛋白質(zhì)分子相互作用的分析。本章重點：.二維電泳蛋白譜數(shù)據(jù)庫；.常用的網(wǎng)站及數(shù)據(jù)庫。本章難點：蛋白質(zhì)分子相互作用的分析。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：闡述蛋白質(zhì)組爭論中的圖像分析與蛋白譜數(shù)據(jù)庫的建立與應(yīng)用。四、考核方式和要求考核方式：平常成果（包括有無曠課，遲到；課堂提問回答問題狀況；平常作業(yè)及階段測驗、組織爭論等）與期末考試（成果占本門課程總成果的70%）相結(jié)合，總評得出最終成果。要求：平常上課考勤，課堂提問；試卷體現(xiàn)課程教學(xué)大綱的重點，涉及肯定的難點，力求同學(xué)對該課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容有一個全面系統(tǒng)的理解和熟識。同學(xué)充分發(fā)掘自身潛力，活躍思維，敢于置疑，勇于解疑，把握相關(guān)的原理和應(yīng)用，充分體現(xiàn)綜合運用力量。其次部分：建議使用的教材和參考書目一、建議使用教材《植物基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》，（美）克拉克主編，科學(xué)出版社，2022.北京.二、參考書目《基因組學(xué)與基因表達，蛋白質(zhì)組學(xué)，蛋白質(zhì)重組與蛋白質(zhì)工程》，（美）克拉克主編,科學(xué)出版社，2022.北京.《基因組學(xué)》，T.A.布朗，科學(xué)出版社，2003,北京.《蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》，夏其昌,曾噴，科學(xué)出版社，2004.北京.HandbookofGenomeResearchZhristophW.Sensen.2005WILEY-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA,Weinheim.TheHandbookofPlantGenomeMapping.KhalidMeksem,GinterKahl.2005WILEY-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA,Weinheim.本章難點:.基因組學(xué)的應(yīng)用及進展趨勢；.基因組學(xué)與生物的遺傳改良、人類健康及生物進化。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：查閱有關(guān)資料，了解基因組學(xué)的應(yīng)用進展。其次章人類基因組方案（1學(xué)時）第一節(jié)人類基因組方案的誕生；其次節(jié)人類基因組爭論的競賽；第三節(jié)人類基因組測序存在的缺口；第四節(jié)人類基因組中的非編碼成分；第五節(jié)人類基因組的概觀；第六節(jié)人類基因組多樣性方案。本章重點:.人類基因組的爭論；.人類基因組多樣性。本章難點：人類基因組序列的詮釋。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：人類基因組方案有什么重要意義?第三章查找基因（2學(xué)時）第一節(jié)從基因組序列鑒定基因；其次節(jié)全長cDNA的產(chǎn)生；第三節(jié)全長cDNA測序；第四節(jié)基因組注釋；第五節(jié)采用誘變確定基因。本章重點：.從基因組序列鑒定基因；.基因組注釋。本章難點：從基因組序列查找和鑒定基因。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：如何從基因組序列查找和鑒定基因？第四章結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（3學(xué)時）第一節(jié)遺傳作圖；其次節(jié)物理作圖；第三節(jié)轉(zhuǎn)錄本圖；第四節(jié)基因組測序與序列組裝;第五節(jié)基因組序列詮釋。本章重點：.基因組測序與序列組裝；.轉(zhuǎn)錄本圖。本章難點：基因組序列的詮釋。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試述基因組測序與序列組裝的基本原理。第五章功能基因組學(xué)（3學(xué)時）第一節(jié)轉(zhuǎn)錄組學(xué)；其次節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)；第三節(jié)表型組學(xué)；第四節(jié)外遺傳現(xiàn)象及其分子機制。本章重點：.轉(zhuǎn)錄組學(xué)；.蛋白質(zhì)組學(xué)。本章難點：功能基因組的詮釋。建議教學(xué)方法：課堂講授和爭論思索題：試述功能基因組學(xué)的意義及核心技術(shù)。第六章比較基因組學(xué)（2學(xué)時）第一節(jié)基因共線性；其次節(jié)直系同源物；第三節(jié)異系同源；第四節(jié)