第三章基因与基因组分解
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第三章人类基因组学基因组指一个生命体的全套遗传物质。
从基因组整体层次上研究各生物种群基因组的结构和功能及相互关系的科学即基因组学。
基因组学的研究内容包括三个基本方面,即结构基因组学,功能基因组学和比较基因组学。
人类基因组计划(HGP)是20世纪90年代初开始,由世界多个国家参与合作的研究人类基因组的重大科研项目。
其基本目标是测定人类基因组的全部DNA序列,从而为阐明人类全部基因的结构和功能,解码生命奥秘奠定基础。
人类基因组计划的成果体现在人类基因组遗传图,物理图和序列图的完成,而基因图的完成还有待大量的工作。
后基因组计划(PGP)是在HGP的人类结构基因组学成果基础上的进一步探索计划,将主要探讨基因组的功能,即功能基因组学研究。
由此派生了蛋白质组学,疾病基因组学,药物基因组学,环境基因组学等分支研究领域,同时也促进了比较基因组学的展开。
后基因组计划研究的进展,促进了生命科学的变革,可以预见会对医学、药学和相关产业产生重大影响。
HGP的成就加速了基因定位研究的进展,也提高了基因克隆研究的效率。
基因的定位与克隆是完成人类的基因图,进而解码每一个基因的结构和功能的基本研究手段。
一、基本纲要1.掌握基因组,基因组学,结构基因组学,功能基因组学,比较基因组学,基因组医学,后基因组医学的概念。
2.熟悉人类基因组计划(HGP)的历史,HGP的基本目标;了解遗传图,物理图,序列图,基因图的概念和构建各种图的方法原理。
3.了解RF1P,STR和SNP三代DNA遗传标记的特点。
4.熟悉后基因组计划(PGP)的各个研究领域即功能基因组学、蛋白质组学、疾病基因组学、药物基因组学,比较基因组学、生物信息学等的概念和意义。
5.了解基因定位的各种方法的原理。
6.了解基因克隆的三种研究策略。
7.了解全基因组扫描的策略和方法。
8.熟悉基因组医学与遗传病研究的关系。
9.熟悉基因组医学与个体化治疗的关系。
二、习题(一)选择题(A型选择题)1.人类基因组计划仍未完成的基因组图为OA.遗传图B.物理图C.序列图D.连锁图E.基因图2.下列不属于基因组学分支学科的是oA.基因组文库B.环境基因组学C.疾病基因组学D.药物基因组学E.比较基因组学3.HGP的任务是oA.构建遗传图B.物理图C.确定DNA序列D.定位基因E.以上都是4.HGP是美国科学家在年率先提出的。
第三章基因与基因组第一节基因概念的历史演变第二节DNA与基因第三节真核生物的割裂基因第四节基因大小第五节重叠基因第六节真核生物的基因组第七节真核生物DNA序列组织第八节细胞器基因组第九节基因鉴定第十节人类基因组计划第三章基因与基因组1 基因(gene)的概念基因是遗传的功能单位,DNA分子中不同排列顺序的DNA片段构成特定的功能单位;含有合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列。
广义地说,基因是有功能的DNA片段。
第一节基因概念的历史演变2 基因概念的历史演变:(1)Mendel提出基因的存在(2)Morgan证实基因在染色体上(3)“一个基因一个酶”修正为“一个基因一个多肽链”“基因”一词的创立: 1909年,丹麦遗传学家约翰逊“基因”(gene)。
Gregor MendelThomas Hunt Morgan3 基因概念的理论基础3.1 一个基因一个酶1941年G W Beadle 和E L Tatum研究证实红色链孢霉各种突变体的异常代谢是一种酶的缺陷,产生这种酶缺陷的原因是单个基因的突变。
3.2 一个基因一条多肽链本世纪50年代,Yanofsky有些蛋白质不只由一种肽链组成,如血红蛋白和胰岛素,不同肽链由不同基因编码,因而又提出了“一个基因一条多肽链”的假设。
3.3 基因的化学本质是DNA(有时是RNA)1944年,O T Avery 证实了DNA是遗传物质。
有些病毒只含有RNA。
1953年沃森和克里克建立DNA分子的双螺旋结构模型。
3.4 基因顺反子(Cistron)的概念1955年,美国本兹尔(Benzer)提出顺反子的概念:是指编码一个蛋白质的全部组成所需信息的最短片段,即一个基因。
基因仅是一个功能单位,基因内部的碱基对才是重组单位和突变单位。
一对同源染色体上两突变(a和b)在同一染色体上时,称为顺式构型,在两个染色体上时,为反式构型;顺反互补测验(cis-trans test):比较顺式和反式构型个体的表型来判断两个突变是否发生在一个基因(顺反子)内的测验。
第一章绪论1.分子生物学要研究的主要内容是()()()参考答案是:基因工程;基因表达调控研究;结构分子生物学第二章DNA结构一、填空题(6分)1.天然存在的DNA分子形式为右手()型螺旋参考答案是:B2.Cot曲线方程为:()参考答案是:C/C0=1/(1+K2C0t)3.DNA复性必须满足两个条件:()()参考答案是:盐浓度必须高;温度必须适当高4.DNA 携带有两类不同的遗传信息,即()信息和()信息。
参考答案是:基因编码;基因选择性表达二、判断题(12分)1.拓扑异构酶I解旋需要ATP酶。
参考答案是:不正确2.假基因通常与它们相似的基因位于相同的染色体上。
参考答案是:不正确3.水蜥的基因组比人的基因组大。
参考答案是:正确4.一段长度100bp的DNA,具有4100种可能的序列组合形式。
参考答案是:正确5.单个核苷酸通过磷酸二酯键连接到DNA骨架上。
参考答案是:正确6.在高盐和低温条件下由DNA单链杂交形成的双螺旋表现出几乎完全的互补性,这一过程可看作是一个复性(退火)反应。
参考答案是:不正确7.生物的遗传密码只存在于细胞核中参考答案是:不正确8.Top I解旋需要ATP参考答案是:不正确9.琼脂糖凝胶电泳—EBr电泳法分离纯化超螺旋DNA原理是根据EBr可以较多地插入到超螺旋DNA 中,因而迁移速度较快参考答案是:不正确10.高等真核生物的大部分DNA是不编码蛋白质的参考答案是:正确11.Cot1/2与基因组复杂性有关参考答案是:正确12.Cot1/2与基因组大小有关参考答案是:正确三、单选题(4分)1.DNA变性是由于(D)A 磷酸二酯键断裂;B 多核苷酸解离;C 碱基的甲基化修饰;D 互补碱基之间氢键断裂;E 糖苷键断裂;2.1953年,Watson 和Crick提出(A)A 多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋;B DNA的复制是半保留的,常常形成亲本-子代双螺旋杂合链;C 三个连续的核苷酸代表一个遗传密码;D 遗传物质通常是DNA而非RNA。