{精益生产管理}精益生产管理推行实施
步骤
一、系统培训
内容：5S管理与目视化管理；精益生产理念及理论培训；价值流程分析；标准化作业；JIT及时生产；快速切换；失误预防与问题解决；看板管理与精益物流管理；TPM全面生产性维护；精益质量管理的理念及技术培训；工作设计基本原理综述、工作扩展的方法、工业工程的概念和原理、动作分析与消除动作浪费、标准作业定义、标准作业三要素；节拍时间、作业顺序、标准手持、标准作业对品质条件的要求、标准作业应用的三个工具、建立品质最高、工数最低有序安全的作业方法、先入先出与产品可追溯性、减少工数的生产布局、一人多机的作业方法；工作教导方法。
二、推行5S和目视化管理，消除浪费
导入准备阶段、导入宣讲阶段、导入试行阶段、实施阶段、活动日常化三、建立完善作业标准
●确定一个单位产品的完成时间
●确定标准作业顺序
●确定标准持有量
●标准作业票
●标准作业的制定
●关于作业要领书
●作业指导书和标准作业卡片
●作业的组合
●作业的效率
●推进标准作业
●作业组合的变迁
●将U型线连接起来
四、优质生产
●全面质量管理
●开展自主管理活动
●要求全员参与
●防差错系统
●有效推行5S管理
五、生产同步化
为了实现适时适量生产，首先需要致力于生产的同步化。即工序间、部门间不设置仓库，前一工序加工结束后，立即转到下一工序去，组装线与机械加工几乎平行进行，产品被一件一件、连续地生产出来。在铸造、锻造、冲压等必须成批生产的工序，则通过尽量缩短作业切换时间来缩小生产批量。
生产的同步化是通过“后工序领取”(也称为拉动式)的方式来实现的。即“后工序只在需要的时候到前工序领取所需的加工品：前工序只按照被领取走的数量和品种进行生产”。这样，生产工序的最后一道，即总装线(最终产品装配线)成为生产的出发点，生产计划只下达给总装线，以总组装为起点，在需要的时候，向前工序领取必要的加工品，而前工序提供该加工品后，为了补充生产被领取走的量，必然会向更前一道工序去领取所需的零部件。这样一层一层向前工序领取，直至原材料部门，把各个工序都连接起来，实现同步化生产。
六、均衡生产
●将数量与种类平均化
●容易组合的标准作业
●均衡化生产的做法
●使用通用设备
七、建立柔性生产机制
建立柔性生产机制，弹性地配置作业人数。当生产量发生变动，能够弹性地增减各生产线的作业人数，以及尽量用较少的人力完成较多的生产。这里的关键在于能否在生产量减少了的时候，轻易地从生产线上的作业人员中减出相应的人数来。这种“弹性地配置作业人数”的做法一反历来生产系统中的“定员制”，是一种全新的人员配置方法，即丰田汽车生产方式中的少人化原则。
八、看板管理
●看板的使用
●推行看板管理
为了达到降低成本、快速应对市场需求这两个基本目标，精益生产方式的基本手段可以概括如下：
1．体系的核心——准时化
要实现“彻底降低成本”这一基本目标，必须彻底杜绝过量生产、在制品过量和人员过剩等各种直接和间接浪费：如果生产系统具备足够的柔件，能够适应市场需求的不断变化，即“市场需要什么样的产品，就生产什么样的产品；能销售出去多少，就生产多少；什么时候需要，就什么时候生产”。当然就不需要，也不会有多余的库存产品了。如果在生产人员的能力方面保证具有足够的柔性，当然也就没有多余的闲置人员了。这种持续而流畅的生产，对市场需求数量与种类两个方面变化的迅速适应，是凭借着一个主要手段来实现的，这就是“准时化”。可以说，“准时化”这种手段是丰田生产方式的核心。
所谓“准时化”．就是在必要的时刻生产必要数量的必要产品或零部件。“准时”的本质就在于创造出能够灵活地适应市场需求变化的生产系统，这种生产系统能够从经济件和适应件两个方面来保证公司整体性利润的不断提高。此外，这种生产系统具有一种内在的动态自我完善机制，即在“准时化”的激发下，通过不断地缩小加工批量和减少在制品储备，使生产系统中的问题不断地暴露出来，使生产系统本身得到不断的完善，从而保证准时化生产的顺利进行。
2．看板管理
看板管理，简而言之，是对生产过程中各工序生产活动进行控制的信息系统。通常，看板是一张装在透明塑料袋内的卡片。经常被使用的看板主要有两种：领取看板和生产(指示)看板。领取看板标明厂后道工序应领取的物料的数量等信息，生产看板则显示者前道工序应生产的物品的数量等信息。准时化生产方式以逆向
“拉”的方式控制着整个生产过程。即从生产终点的总装配线开始．依次由后道工序从前道工序“在必要的时刻领取必要数量的必要零部件”，而前道工序则“在必要的时刻生产必要数量的必要零部件”，以补充被后道工序领取走的零部件。这样，看板就在生产过程中的各工序之间周转着，从而将与取料和生产的时间、数量、品种等有关的信息从生产过程的下游传递到了下游，并将相对独立的工序个体联结为一个有机的整体。
实施看板管理是有条件的，如生产的均衡化、作业的标准化、设备布置合理化等。如果这些先决条件不具备．看板管理就不能发挥应有的作用，从而难以实现准时生产。
3．均衡生产
用看板管理控制生产过程，生产的均衡化是最重要的前提条件。换言之，均衡生产是看板管理和准时化生产方式的重要基础。
如前所述，后工序在必要时刻从前工序领取必要数量的必要零部件。在这样的生产规则之下，如果后工序取料时，在时间上、数量上和种类上经常毫无规律地变动，就会使得前工序无所适从，从而不得不准备足够的库存、设备和人力，以应付取料数量变动的峰值，显然这会造成人力、物力和设备能力的闲置和浪费。此外，在许多工序相互衔接的生产过程中，各后工序取料数量的变动程度将随着向前工序推进的程度而相应地增加。
为了避免这样的变动发生，我们必须努力使最终装配线上的生产变动最小化，即实现均衡化生产。应该说明的是，丰田的均衡生产要求的是生产数量的均衡和产品种类的均衡，即总装配线向各前工序领取零部件时，要均匀地领取各种零部件，实行混流生产。要防止在某一段时间内集中领取同一种零部件，以免造成前
方工序的闲忙不均，以及由此引发的生产混乱。
为此，丰田公司的总装线均以最小批量装配和输送制成品，以期实现“单件”生产和输送的最高理想。其结果，总装线也会以最小批量从前工序领取必要的零部件。简言之，生产的均衡化使得零部件被领取时的数量变化达到最小程度，即各后工序每天如一地以大致相同的时间间隔领取数量相近的零部件。这样，各工序得以一定速度和一定数量进行生产，这是实施看板管理的首要条件。事实上，在最终装配线没有实现均衡化生产的情况下，看板管理也就没有存在的价值了。
除此之外，丰田公司把均衡化生产作为使生产适应市场需求变化的重要手段。通过均衡化生产，任何生产线都不大批量地制造单一种类的产品。相反，各生产线必须每天同时生产多种类型的产品，以期满足市场的需要。这种多品种、小批量的混流生产方式具有很强的柔性，能迅速适应市场需求的变化。
这种以多品种、小批量混流生产为特性的均衡生产还具有另一个重要的优点：各工序无须改变其生产批量，仅需用看板逐渐地调整取料的频率或生产的频率，就能顺利地适应市场需求的变化。
为了实现以“多品种、小批量”为特征的均衡化生产．就必须缩短生产前置期，以利于迅速而且适时地生产各类产品。于是，为了缩短生产前置期，则必须缩短设备的装换调整时间，以便将生产批量降低到最小。
4．设备的快速装换调整
实现以“多品种、小批量”为特征的均衡化生产最关键和最困难的一点就是设备的快速装换调整问题。
以冲压工序为例，装换冲床的模具并对其进行精度调整，往往需要花费数个小时的时间。为了降低装换调整的成本，人们往往连续使用一套模具，尽可能地
大批量生产同一种制品。这种降低成本的方法是常见的。然而，丰田公司的均衡化生产要求总装配线及各道工序采用“多品种、小批量”的方式，频繁地从前道工序领取各种零部件或制品，这就使得“连续地、大批量地生产单一零部件或制品”的方式行不通了。这就要求冲压工序进行快速而且频繁的装换调整操作，也就是说，要迅速而且频繁地更换冲床模具，以便能够在单位时间内冲压种类繁多的零件制品，满足后道工序频繁地领取各种零件制品的要求。这样，从制造过程的经济性考虑，冲床及各种生产设备的快速装换与调整就成为了关键。
5．设备的合理布置
设备的快速装换调整为满足后工序频繁领取零部件制品的生产要求和“多品种、小批量”的均衡化生产提供了重要的基础。但是，这种频繁领取制品的方式必然增加运输作业量和运输成本，特别是如果运输不便，将会影响准时化生产的顺利进行。可见，生产工序的合理设计和生产设备的合理布置是实现小批量频繁运输和单件生产单件传送的另一个重要基础。
传统的生产车间设备布置方式是采用“机群式”布置方式，即把功能相同的机器设备集中布置在一起。如车床群、铣床群、磨床群、钻床群等。这种设备布置方式的最大缺陷是，零件制品的流经路线长、流动速度慢、在制品量多、用人多，而且不便于小批量运输。丰田公司改变了这种传统的设备布置方式，采用了“Ｕ”型单元式布置方式，即按零件的加工工艺要求，把功能不同的机器设备集中布置在一起组成一个一个小的加工单元。这种设备布置方式可以简化物流路线，加快物流速度，减少工序之间不必要的在制品储量，减少运输成本。
显然，合理布置设备，特别是Ｕ型单元联结而成的“组合Ｕ型生产线”，可以大大简化运输作业，使得单位时间内零件制品运输次数增加，但运输费用并不
增加或增加很少，为小批量频繁运输和单件生产单件传送提供了基础。
6．多能工
多能工是指那些能够操作多种机床的生产作业工人。多能工是与设备的单元式布置紧密联系的。在Ｕ型生产单元内，由于多种机床紧凑地组合在一起，这就要求并且便于生产作业工人能够进行多种机床的操作，同时负责多道工序的作业。如一个工人要会同时操作车床、铣床和磨床等。
在由多道工序组成的生产单元内(或生产线上)，一个多能工按照标准作业组合表，依次操作几种不同的机床．以完成多种不同工序的作业，并在标准周期时间之内，巡回Ｕ型生产单元一周，最终返回生产起点。而各工序的在制品必须在生产作业工人完成该工序的加工后，方可进入下道工序。这样，每当一个工件进入生产单元时，同时就会有一件成品离开该生产单元。像这样的生产方式就是单件生产单件传送方式，它具有以下优点：排除了工序间不必要的在制品，加快了物流速度，有利于生产单元内作业人员之间的相互协作等。特别是，多能工和组合Ｕ型生产线可以将各工序节省的零星工时集中起来，以便整数削减多余的生产人员，从而有利于提高劳动生产率。
7．标准化作业
标淮化作业是实现均衡化生产和单件生产单件传送的又一重要前提。丰田公司的标推化作业主要是指每一位多能工所操作的多种不同机床的作业程序。它是指在标准周期时间内，把每一位多能工所承担的一系列的多种作业标准化。丰田公司的标难化作业主要包括3个内容：周期时间、标淮作业顺序、标准在制品存活量，它们均用“标准作业组合表”来表示。
周期时间是指各生产单元内(或生产线上)，生产一个单位的制成品所需要的
时间。周期时间可内下列公式计算出来：
周期时间＝每日的工作时间/每日的必要产量
根据周期时间，生产现场的管理人员就能够确定在各生产单元内生产一个单位制品或完成产量指标所需要的作业人数，并合理配备全车间及全工厂的作业人员。
标准作业顺序是用来指示多能工在同时操作多台不同机床时所应遵循的作业顺序，即作业人员拿取材料、上机加工、加工结束后取下，再传给另一台机床的顺序，这种顺序在作业员所操作的各种机床上连续地循环着。因为所有的作业人员都必须在周期时间内完成自己所承担的全部作业，所以在同一个生产单元内或生产线上能够达成生产的平衡。
标淮在制品存活量是指在每一个生产单元内，在制品储备的最低数量，它应包括仍在机器上加工的半成品。如果没有这些数量的在制品，那么生产单元内的一连串机器将无法同步作业。但是，我们应设法尽量减少在制品存量，使之维持在最低水平。
根据标准化作业的要求(通常用标准作业组合表表示)，所有作业人员都必须在周期时间之内完成单位制品所需要的全部加工作业，并以此为基础，对作业人员进行训练和对工序进行改善。
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企业诊断分子诊断第一章至第章
第一章绪论
分子生物学的定义：分子生物学（molecular biology）是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述核酸与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机制的一门学科。广义分子生物学：包括对核酸、蛋白质等生物大分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。狭义分子生物学：偏重于核酸的分子生物学。主要研究基因或DNA结构与功能、遗传信息的表达及其调控机制等，也涉及到这些过程中相关蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学研究的内容：按照狭义分子生物学的定义，可将现代分子生物学的研究内容概括为：1.基因与基因组的结构与功能。2.遗传信息的传递。3.基因表达调控机制。4.基因工程。5.结构分子生物。
现代分子生物学的发展：DNA重组技术：工具酶的发现、DNA的体外连接、载体的构建。核酸分析技术：核酸杂交技术、DNA序列分析技术、PCR技术。基因组研究：人类基因组计划、模式生物基因组。基因表达调控：操纵子调控机制、真核基因调控方式、小分子RNA的研究。细胞信号转导研究：G蛋白偶联信号转导、各种受体分子的研究。技术应用成果：癌基因的发现、转基因技术、基因诊断和治疗、生物药物生产。
分子生物学发展趋势：功能基因组学←蛋白质组学→生物信息学。
医学分子生物学定义：定义：主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系。研究内容：主要研究人体发育、分化和衰老、细胞增殖调控、三大功能调控系统（神经、内分泌和免疫）的分子生物学基础；基因结构异常或调控异常与疾病发生、发展的关系；基因诊断、治疗和预防；生物制药。在基础医学中的应用：在分子水平上对人的生理功能和病理机制进行研究；出现新的边缘学科——分子生理学、分子药理学、分子病理学、分子遗传学、分子免疫学、分子病原学、分子肿瘤学、分子遗传学、分子神经科学等；各学科在分子水平上进行整合的趋势；形成“反向遗传学”研究途径。在疾病诊断中的应用：以核酸、蛋白质为分析材料；应用分子生物学技术分析基因结构、表达变化及功能改变；检测疾病基因的存在及状态；对遗传性疾病、传染性疾病、肿瘤及其他分子疾病进行诊断。在临床治疗中的应用：正常基因导入细胞替代或补充缺陷基因；疾病基因的封闭、敲除；非目标基因产物的协同作用。
分子诊断的理论基础：病原生物与感染性疾病：①病原生物基因在人体内的复制②病原生物基因与人体染色体整合，致宿主基因结构异常。基因变异与分子疾病：基因变异：单基因疾病、多基因疾病、线粒体遗传病、恶性肿瘤。基因多态性分析：疾病诊断和遗传咨询、器官移植配型和个体识别、多基因病的诊断、基因定位和疾病相关性分析。基因表达异常：mRNA表达量异常、mRNA转录及加工缺陷。
第二章核酸的结构和功能
核酸：是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。
核酸的分类及分布：脱氧核糖核酸：90%以上分布于细胞核，其余分布于线粒体、叶绿体、质粒等。携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。核糖核酸：分布于胞核、胞液。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。
第一节核苷酸的组成及结构
一、核酸的化学组成
元素组成：C、H、O、N、P（9－10%）分子组成：碱基(base)：嘌呤碱、嘧啶碱；戊糖(ribose)：核糖、脱氧核糖；磷酸(phosphate)。
核苷酸水解产物：核苷酸包括磷酸和核苷，核苷包括碱基和戊糖。
二、核苷酸的结构
1. 核苷的形成：碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR
核苷：戊糖与含氮碱基脱水缩合而生成。假尿嘧啶（Ψ）核苷的糖苷键不是C-N键，而是C-C键。
2. 核苷酸的结构与命名：核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP。体内重要的游离核苷酸及其衍生物：
多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP；环化核苷酸：cAMP，cGMP；含核苷酸的生物活性物质：NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP。
3. 核苷酸的连接：核苷酸之间以3’,5’-磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。
三、核酸的一级结构
定义：核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。核酸
具有方向性，一端称为5’-端，另一端称为3’-端。
第二节DNA的空间结构与功能
一、DNA的二级结构——双螺旋结构
㈠DNA双螺旋结构的研究背景：碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] ≡ [C]；
碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理；DNA纤维的X-线衍射图谱分析。
㈡DNA双螺旋结构模型要点：DNA分子是反向平行的互补双链结构；骨架：-脱氧核糖-磷酸- 碱基：“挂”在主链骨架上。DNA分子为右手螺旋结构。螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟。相邻碱基平面
距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。维系键：疏水作用力，氢键。碱基堆积力：碱基平面
之间的疏水作用力。氢键：垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对。碱基互补配对：A = T;
G ≡ C；碱基互补配对是半保留复制的基础。
㈢DNA双螺旋结构的多样性
二、DNA超螺旋结构及在染色质中的组装
㈠DNA的超螺旋结构：超螺旋结构：DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋：盘绕方向与DNA
双螺旋方同相同。负超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。意义：DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑
学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。
㈡原核生物DNA的高级结构
㈢DNA在真核生物细胞核内的组装：真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体。核
小体的组成：DNA：约200bp 组蛋白：H1、H2A，H2B、H3、H4。真核生物中的核小体结构：DNA 双螺旋形
成超螺旋结构，再与核内的蛋白质结合，形成核小体的结构。DNA 缠绕八聚体 1.75圈，然后与H1连接，
形成串珠状结构。意义：有规律压缩体积，减少占用的空间。
三、DNA的功能
DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质
基础，也是个体生命活动的信息基础。基因从结构上定义，是指DNA分子中的特定区段，其中的核苷酸排
列顺序决定了基因的功能。基因：DNA分子中具有特定生物学功能的片段。基因组：一个生物体的全部DNA
序列。因组的大小与生物的复杂性有关，如病毒SV40的基因组大小为5.1×103bp，大肠杆菌为5.7×106bp，
人为3×109bp。
第三节 RNA的结构与功能
RNA通常以单链形式存在，但也可形成局部的双螺旋结构。RNA分子的种类较多，分子大小变化较大，
功能多样化。
RNA的种类、分布：细胞质RNA：mRNA、tRNA、rRNA、胞浆小RNA；细胞核RNA：hnRNA、核酶RNA、SnRNA；线粒体RNA：mt mRNA、mt tRNA、mt rRNA。
一、信使RNA
mRNA结构特点：1. 大多数真核mRNA的5′末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸
的C′2甲基化，形成帽子结构：m7GpppN-。2. 大多数真核mRNA的3′末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，
称为多聚A尾。帽子结构和多聚A尾的功能：mRNA核内向胞质的转位、mRNA的稳定性维系、翻译起始的调控。
编码区：mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这
种核苷酸三联体称为遗传密码。功能：为蛋白质的合成提供模板。
mRNA的功能：为蛋白质的合成提供模板。把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传
解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。
Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(melting temperature, Tm)。Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关， G+C的含量越高，则Tm越高。
三、DNA的复性
DNA复性(renaturation)的定义：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低
四、分子杂交与探针技术
两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，在适宜的条件（温度及离子强度）下，经退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可以是DNA-DNA杂交，DNA-RNA杂交，RNA-RNA杂交。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。探针技术：利用核酸的分子杂交，可以确定或寻找不同物种中具有同源顺序的DNA或RNA 片段。在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。核酸分子杂交的应用：研究DNA分子中某一种基因的位置；定两种核酸分子间的序列相似性；检测某些专一序列在待检样品中存在与否；是基因芯片技术的基础。
第五节核酸酶
核酸酶是指所有可以水解核酸的酶。依据底物不同分类：DNA酶(DNase)：专一降解DNA。RNA酶(RNase)：专一降解RNA。依据切割部位不同：核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：5′→3′或3′→5′核酸外切酶。
核酸酶的功能：生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解。参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程；负责清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸；在消化液中降解食物中的核酸以利吸收；体外重组DNA技术中的重要工具酶。催化性RNA ：作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。催化性DNA ：人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。
第三章基因组和基因组学
基因定义：基因是决定一定功能产物的DNA序列（片断），是遗传的结构和功能单位。功能产物：RNA 和蛋白质。染色体组：每个生殖细胞中的全部染色体称为一个染色体组。人体体细胞内含两个染色体组。基因组：每个染色体组的DNA构成一个基因组。广义的基因组包括细胞核染色体基因组和细胞质中的线粒体基因组。是一个细胞或一种生物体的整套遗传物质。基因组学：是指对所有基因进行基因组作图，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析。
第一节原核生物基因组
原核生物的生命活动： 1）可进行基因复制；2）复杂的代谢活动：（获取自身所需的能量、合成自身生长所需的原料）；3）适应环境的变化（调节自身的酶系统组成及功能、调节细胞内某种蛋白质的数量）一、原核生物基因组一般特征
1）DNA较小，一般为106~107碱基对、2）基因数目较少，大约为3500个基因、3)通常为一条环状双链DNA（dsDNA）、4)只有一个DNA复制起始点、5)GC含量差异很大，25%~75%之间，可用于推测细菌的种类
（一）原核生物的类核结构：1）基因组DNA位于细胞中央的核区，无核膜；2）形成类核结构，中央为RNA和支架蛋白，外围是双链闭环的超螺旋DNA。
（二）原核生物的操纵子结构：是指数个功能上相关联的结构基因串联在一起，连同上游的调控区（包括调节基因、启动子、操纵基因）以及下游的转录终止信号，共同组成的一个基因表达单位。
（三）原核生物的结构基因：1）结构基因是连续的，无内含子成分；2）多顺反子结构；3）多数为单拷贝基因，编码rRNA、tRNA的基因为多拷贝；4）结构基因的编码顺序一般不重叠。
＊基因重叠是指基因组DNA中某些顺序被两个及以上基因所共用
（四）具有编码同功酶的基因：表达功能相同的产物的一类基因，但基因结构不完全相同。
二、质粒
指细菌细胞染色体以外，能独立复制并稳定遗传的共价闭合环状DNA分子
（一）质粒的结构及理化性质：1）环状双链超螺旋DNA分子；2）分子量4 ×106~1 ×108D；3）可发生构象变化，出现超螺旋、半开环、线状三种构象；4）具有较强的抗切割和抗变性的能力。
（二）质粒的命名与分类：命名：用p代表质粒，后面用两个大写字母代表作者或实验室名称及编号。如pUC118分类：可根据复制机制、功能、转移方式、大小以及对宿主的依赖程度不同进行分类。复制机制：严紧型质粒、松弛型质粒；质粒功能：F质粒（性质粒）、R质粒（抗药性质粒）、Col质粒（大肠杆菌素生长因子）；转移方式：结合型质粒、可移动型质粒、自传递型质粒；质粒的宿主范围：窄宿主谱型质粒、广宿主谱型质粒。
（三）质粒的生物学特性：1可移动性；2）自我复制的能力；3）携带筛选标记（抗药性基因、营养缺陷型基因、抗重金属基因、抗紫外线／X射线抗性基因）；4）不相容性。
三、可移动的DNA序列
定义：又称转座因子或转座元件。是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间自行移动并具有转位特性的独立DNA序列。是基因重组的一种方式。分类：可分为三类：插入序列、转座子、可转座的噬菌体（一）插入序列：具有转座能力的简单遗传因子，长度一般小于2kb。IS因子只含有与转座有关的基因与序列。共同特征是在其末端都具有一段反向的重复序列（IR）。
（二）转座子：每个转座子都带有3个基因：一个是编码对氨苄青霉素抗性的β–内酰胺酶(β-lactamase)基因，其它二个是编码与转座作用有关的基因（TnpA和TnpR）。
（三）可转座的噬菌体：是一类温和型噬菌体，如Mu噬菌体。
（四）转座子的遗传效应：引起突变、引入新的基因、基因重排
第三节真核生物基因组
一、真核基因组一般特征
1）细胞核基因组含有两份同源基因组（二倍体）；2）核外基因组可有多个拷贝、3）基因组庞大，但非编码序列占90%以上；4）转录产物为单顺反子；5）细胞核基因组存在重复序列；6）基因是不连续的断裂基因；7）线性双链DNA分子，眼型复制模式、8）分细胞核基因组和细胞核外基因组。
（一）单顺反子结构：单顺反子：一个结构基因经过转录生成一个单顺反子mRNA分子，翻译成1条多肽链。
（二）断裂基因：真核细胞的结构基因内部大多由不连续的几个编码序列所组成，之间插入非编码的间隔序列；真核生物基因之间存在非编码区，称为间隔区DNA（spacer DNA），是结构基因彼此分开。内含子与外显子：1.内含子：是结构基因的非编码序列，与编码序列间隔排列。2.外显子:是结构基因的编码序列。基因转录后，剪去内含子，拼接外显子成为成熟的mRNA
（三）重复序列
高度重复序列：1）在真核生物基因组中普遍存在，约占10%~60%，占人类基因组约20%；2）重复频率达106以上；3）重复片段10～300bp ；4）复性速率高；5）可为反向重复序列或顺向重复序列。反向重复序列：指两个顺序相同的拷贝在DNA链上呈反向排列，其间可间插间隔顺序或无间隔顺序（又称回文结构），与基因表达调控有关。串联重复序列：1）指固定的重复单位头尾相连形成重复顺序片段；2）重复单位多为2~7bp 组成；3）与主体DNA的碱基组成不同，用CsCl2密度梯度离心，可在主带的两侧出现小带，称为卫星DNA。卫星DNA ：1）大卫星DNA：根据浮力密度不同可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和α、β卫星DNA；2）小卫星DNA：位于端粒及端粒附近，显示丰富的限制性片段长度多态性；3）微卫星DNA：重复单位2~5bp，重复10~60
次，重复总长度＜150bp，存在于内含子、间隔DNA以及编码区中。目前已成为DNA分析的遗传标记。高度重复序列的主要功能功能：1）参与复制水平的调节：反向重复序列常位于DNA复制起始点附近，是蛋白质和酶的结合点。2）参与基因表达调控：反向重复序列可形成发夹结构，转录到hnRNA分子中可稳定RNA分子免遭降解。3）参与转位作用：转位因子的末端包含反向重复序列。4）可作为DNA指纹反映个体特征。5）与染色体构象、着丝粒形成有关。中度重复序列：1）重复序列重复数十~数万次；2）复性速度介于高度重复序列与低度重复序列之间；3）一般具有种属特异性，可作为DNA标记。4）大多不编码蛋白质，但中度重复序列有一部分是结构基因，如HLA、rRNA 、tRNA、组蛋白、免疫球蛋白等结构基因。低度重复序列 1）低度重复序列中在单倍体基因组中只出现一次或数次；2)占基因组50%~80%；3）复性速度慢；4）贮存大量遗传信息。
（五）端粒：端粒是位于染色体3′末端的一段富含G的DNA重复序列，端粒和端粒结合蛋白组成核蛋白复合物，广泛存在于真核生物细胞中，具有特殊的功能。
（六）DNA多态性：i限制性片段长度多态性：分为两类：一类是由于限制性内切酶位点上发生了单个碱基突变，导致酶切位点的丢失或获得；一类是由于基因内部发生缺失、插入、串联重复序列拷贝数变化，导致酶切位点的相对位置发生改变。ii短串联重复序列：1）分布广泛，每隔15～20kb就有一个STR 位点，占基因组的10%；2）具高度多态性，是非常重要的遗传标记；3）主要用途：制作人类基因遗传图谱的；目的基因筛选；个体识别和亲子鉴定；基因诊断。STR与疾病的关系：STR主要以三个核苷酸为重复单位，重复次数超过正常个体的上限，即可出现一些遗传性疾病。1）脆性X综合征：5′非翻译区CCG拷贝数过度增加>100次。（正常人中的CGG重复次数<60次）；2）Friedreich共济失调症：内含子CAA拷贝数过度增加；3）霍亭顿舞蹈病：编码区CAG拷贝数过度增加所；4）强直性肌营养不良：3′非翻译区CTG 拷贝数过度增加；5）肿瘤病人中STR不稳定。iii单核苷酸多态性（SNP）：指单个碱基的变异引起的DNA 序列多态性，即在特定的核苷酸位置上存在两种不同的碱基，其中最少的一种在群体中的频率不小于1%，常出现C转变为T。主要用途：①疾病的连锁分析与基因的定位（以STR用作遗传标记）；②指导用药和药物设计；③用于进化和种群多样性的研究。
第四节人类基因组计划
人类基因组的特点：大小：单倍体基因组约为3.2×109bp。结构基因数量：仅占基因组DNA序列的1.5%。约3.5万个基因。存在大量的非编码序列：高度重复序列、内含子、间隔区DNA。富含CpG顺序，称为CpG岛。常位于转录调控区，其甲基化后可致基因表达沉默。具DNA多态性：RFLP、STR、SNP。
第五章 DAN复制与修复
第一节 DNA的半保留复制
一、复制的规律
半保留复制；复制起始点/复制终止点/复制子/复制叉；复制方向：单向复制、双向复制；半不连续复制；复制模式：眼型复制、θ型复制、σ型复制、D型复制。
1）大肠杆菌复制起点：成串排列的重复序列；2）复制起始点用ori表示；3）复制子/复制叉；4）DNA 复制方向：双向和单向复制；5）真核细胞DNA复制的特点：多个起点复制、真核生物的DNA聚合酶、端粒复制；6）半不连续复制：以3‘→5’方向的亲代DNA链作模板的子代链在复制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5‘→3’，这一条链被称为前导链。而以5‘→3’方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时其链的聚合方向与复制叉移动的方向相反，这条链是不连续合成的，称为随后链。7）冈崎片段：由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，随后链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由随后链先形成的一些短DNA片段称为冈崎片段。冈崎片段的大小，在原核生物中约为1000～2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。
二、原核生物DNA复制有关的酶类
（1）DNA聚合酶；（2）拓扑异构酶:兼具内切酶和连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。 (3） DNA解链酶；（4）单链结合蛋白(SSB)：结合在解开的DNA单链上，