第11章药物遗传学

生物信息学札记（第4版）樊龙江浙江大学作物科学研究所浙江大学生物信息学研究所浙江大学IBM生物计算实验室2017年9月本材料已由浙江大学出版社出版：《生物信息学》，樊龙江主编，2017部分内容可通过下列网址获得：/bioinplant/札记前言第一版这份材料是我学习和讲授《生物信息学》课程时的备课笔记，材料大多是根据当时收集的一些外文资料翻译编辑而成。

学生在学习过程中经常要求我给他们提供一些中文的讲义或材料，这促使我把我的这份笔记整理并放到网上，供大家参考。

要提醒使用者的是，这份材料仅是根据我对生物信息学的一些浮浅的认识整理而成，其中的错误和偏颇只能请读者自鉴了。

2001年6月第二版自1999年开始接触生物信息学以来，一晃已近六年，而本札记也近四岁了。

2001和2002年中国科学院理论物理所的郝柏林院士在浙江大学首次开设生物信息学研究生课程，我作为他的助教系统地学习了生物信息学；同时，借着我国水稻基因组测序计划的机遇，在他的带领下从2001年开始从事水稻基因组分析，从此自己便完全投入到这一崭新、引人入胜的领域中来。

不断有来信向我索要本札记的电子版文件，同时在不少网站上看到推荐该札记的内容。

生物信息学、基因组学等发展很快，现在再回头审看该札记，有些部分已惨不忍读，这促使我下决心更新它。

但因时间和学识问题，还是有不少部分自己不甚满意，就只有待日后再努力了。

欢迎告诉我札记中的BUG，我的信箱*************.cn或******************.cn。

2005年3月30日第三版近年来高通量测序技术产生的序列数据大量出现（如小RNA和大规模群体SNP数据），本次更新根据这一进展增加了两章内容，分别是第七章有关小RNA的分析和第八章遗传多态性及正向选择检测。

两章内容由我的博士生王煜为主编写，李泽峰和刘云参与了文献整理。

另外还更新了第四章有关水稻基因组分析一节。

2010年1月第四版2014年浙江大学开展本科生教材建设工作，我当时作为系主任要带头，就承诺编写我主讲的《生物信息学》教材。

遗传药理学---中南大学遗传药理研究所作者：周宏灏刘…文章来源：本站原创点击数：29046 更新时间：2008-12-26 14:36:37遗传药理学中南大学遗传药理研究所周宏灏刘洁（原载于刘耕陶主编：当代药理学，中国协和医科大学出版社，2008年5月）遗传药理学（pharmacogenetics）是研究人体先天性遗传变异引起的药物代谢酶、药物转运体和药物作用靶点功能异常，导致药物代谢和效应群体和个体差异的一门科学。

近些年来，遗传药理学已成为生命科学中发展迅速和备受关注的研究领域。

这是因为它从基因到基因的表达来解释药物治疗效应和不良反应的根本机理，因为它运用分子生物学的最新技术和方法来研究药物的作用，也因为它把从分子水平的学科到临床水平的学科，包括药理学、生理学、遗传学、基因组学、临床医学、流行病学、统计学、生物信息学、生物计算机学等多学科联合到一起来阐明药物的作用和作用机理。

药物反应个体差异是临床药物治疗中常见的普遍现象，因此，目前运用的传统药物治疗模式，即根据疾病的诊断实行“一病一药一剂量”治疗方案常常在部分病人中或是无效、或是发生严重不良反应甚至毒性反应。

引起药物反应个体差异的原因很多，有性别、年龄、伴随的疾病、体重等，而其中尤为重要的是遗传因素，而这恰恰被忽视。

随着新世纪的到来和生命科学的迅猛发展，人类对药物治疗的要求发生了重大变化。

人类基因组计划的实施和进展，促进了遗传药理学和药物基因组学（pharmacogenomics）的发展。

近20年来遗传药理学的研究证实了药物代谢酶、转运体和药物作用靶点的基因多态性是药物反应个体差异的原因，阐明了药物处置和效应差异的遗传本质。

药物基因组学是应用已获得的遗传信息预测药物治疗结果（治疗性和毒性作用），以促进药物的开发，并为以每个病人的基因结构为基础的合理药物治疗提供科学依据。

从而使药物治疗模式开始由过去的诊断导向治疗（diagnosis-directed drug therapy）向根据个体的遗传结构实行基因导向性治疗（gene-directed drug therapy）的新模式转换，美国华尔街日报敏锐地于1999年4月16日以“针对个人独特的遗传特征的个体化用药的新时代”（New era of personalized medicine: targeting drugs for each unique genetic profile）为题以头条报道了这一新的动态。

绪论1.生物化学（biochemistry）：从分子水平来研究生物体（包括人类、动物、植物和微生物内基本物质的化学组成、结构，以及在生命活动中这些物质所进行的化学变化（即代谢反应）的规律及其与生理功能关系的一门科学，是一门生物学与化学相结合的基础学科。

2.新陈代谢（metabolism）：生物体与外界环境进行有规律的物质交换，称为新陈代谢。

通过新陈代谢为生命活动提供所需的能量，更新体内基本物质的化学组成，这是生命现象的基本特征，是揭示生命现象本质的重要环节。

3.分子生物学（molecular biology）：分子生物学是现代生物学的带头学科，它主要研究遗传的分子基础（分子遗传学），生物大分子的结构与功能和生物大分子的人工设计与合成，以及生物膜的结构与功能等。

4.药学生物化学：是研究与药学科学相关的生物化学理论、原理与技术，及其在药物研究、药品生产、药物质量控制与药品临床中应用的基础学科。

第一章糖的化学1．糖基化工程：通过人为的操作（包括增加、删除或调整）蛋白质上的寡糖链，使之产生合适的糖型，从而达到有目的地改变糖蛋白的生物学功能。

2．单糖（monosaccharide）：凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。

单糖是糖类中最简单的一种,是组成糖类物质的基本结构单位。

3．多糖（polysaccharide）：由许多单糖分子缩合而成的长链结构，分子量都很大，在水中不能成真溶液，有的成胶体溶液，有的不溶于水,均无甜味,也无还原性。

4．寡糖（oligosaccharide）：是由单糖缩合而成的短链结构（一般含2~6个单糖分子）。

5．结合糖（glycoconjugate）：也称糖复合物或复合糖，是指糖和蛋白质、脂质等非糖物质结合的复合分子。

6．同聚多糖（homopolysaccharide）：也称为均一多糖,由一种单糖缩合而成，如淀粉、糖原、纤维素、戊糖胶、木糖胶、阿拉伯糖胶、几丁质等。

7．杂多糖（heteropolysaccharide）：也称为不均一多糖，由不同类型的单糖缩合而成,如肝素、透明质酸和许多来源于植物中的多糖如波叶大黄多糖、当归多糖、茶叶多糖等。

核外遗传一、名词解释：1.细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)：2.母性影响(maternal effect)：3.植物雄性不育：4.核不育型：5.质-核不育不育型：6.孢子体不育：7.配子体不育：8.自体受精：9.细胞质基因组10.前定作用11.质粒12.附加体：二、填空题：1、以条斑玉米ijij与正常绿色玉米(IjIj)杂交，产生的后代为条斑（Ijij），再与绿色玉米IjIj）回交，其后代的表现型和基因型有_______________________。

2、“三系”配套中的“三系”是指雄性不育的保持系、和不育系。

雄性的育性是基因共同作用的结果。

S（rf rf）是控制系基因型，N（RfRf）是控制系的基因型。

3、植物的雄性不育系自交表现为______________，不育系与保持系杂交，后代表现为_______________，不育系与恢复系杂交，后代表现为_______________。

4、细胞核基因存在于_________________，细胞质基因存在于________________。

5、核基因所决定的性状，正反交的遗传表现______，胞质基因所决定的性状，正反交的遗传表现往往____________。

6、各种细胞器基因组主要包括有__________基因组和_________基因组。

7、属母性影响的性状受基因控制，后代表现型是由决定的，在代表现出孟德尔比例。

8、属持久母性影响的锥实螺Ｆ１代的外壳旋向表型与的基因型一致，Ｆ２代无论正反交均为旋，Ｆ３代左右旋比例为。

9、细胞质基因控制的遗传性状与细胞核基因控制的遗传性状常表现明显不同的遗传特点，这主要表现在：⑴（），⑵（），⑶（）。

10、椎实螺的外壳旋转方向是属于（）的遗传现象。

11、红色面包霉缓慢生长突变的遗传是受（）决定的12、草履虫放毒型的稳定遗传必须有（）和（）同时存在，而草履虫素则是由（）产生的。

13、草履虫放毒型试验表明，核基因K决定（），而草履虫素则是由（）产生的。

第二章基因1.反向重复序列：两个顺序相同的互补拷贝在同一DNA链上呈反向排列构成。

2.基因：是编码RNA或一条多肽链所必需的全部核酸序列（通常指DNA序列）。

包括编码序列、两侧的侧翼序列及插入序列。

3.割裂基因(断裂基因）：基因的编码序列在DNA上不是连续的，而是被不编码的序列隔开。

4.多基因家族（multigene famly）由一个祖先基因经过重复和变异所形成的一组基因。

5.假基因（pseudogene）在多基因家族中，某些成员在进化过程中获得一个或多个突变而丧失了产生蛋白产物的能力，这类基因称为假基因。

如：ψζ、ψα、ψβ6.突变(mutation)：包括基因突变和染色体畸变7.基因突变(gene mutation)：是指DNA分子中的核苷酸顺序发生改变，使遗传密码编码产生相应的改变，导致组成蛋白质的氨基酸发生变化，以致引起表型的改变。

8.自发突变或自然突变(spontaneous mutation)：在没有人工特设的诱变条件下，由外界环境的自然作用或生物体内的生理和生化变化而发生的突变。

突变频率很低。

9.诱发突变(induced mutation)：人工运用物理、化学或生物的方法所诱导的突变。

突变频率大大提高。

10.生殖细胞突变(germinal mutation)和体细胞突变(somatic mutation)突变体（mutant）：携带突变Gene的细胞或个体。

野生型（Wild type）：未突变Gene的细胞或个体。

11.突变的分子基础碱基替换(base substitution) 移码突变(frameshift mutation) 动态突变(dynamic mutation)12.碱基替换(base substitution)一种碱基被另一种碱基替换，又叫点突变(pointmutation)。

有两种形式：转换(transition)：DNA分子中一个嘌呤被另一个嘌呤替代或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。

医学遗传学复习思考题第1章1．名词：遗传病：由于遗传物质改变而引起的疾病家族性疾病：指表现出家族聚集现象的疾病先天性疾病：临床上将婴儿出生时就表现出来的疾病。

2．遗传病有哪些主要特征？分为哪5类？特征：基本特征:遗传物质改变其他特征:垂直传递、先天性和终生性、家族聚集性、遗传病在亲代和子代中按一定比例出现分类：单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病、体细胞遗传病、线粒体遗传病3、分离律，自由组合律应用。

第2章1.名词：（第七章）核型：一个体细胞的全部染色体所构成的图像称核型核型分析：将待测细胞的全部染色体按照Denver（丹佛）体制经配对、排列，进行识别和判定的分析过程，成为核型分析Denver体制：指1960年人类染色体研究者在美国丹佛市聚会制定的人类有丝分裂染色体标准命名系统，Denver体制主要依据染色体大小和着丝粒位置等形态特点，将人类体细胞的46条染色体分为23对，7组，其中22对为男女所共有，称常染色体，以长度递减和着丝粒位置依次编号为1~22号，另外一对与性别有关，随性别而异，称性染色体。

Xx代表女性，而xy代表男性。

2．莱昂假说（1）雌性哺乳动物间期体细胞核内仅有一条染色体有活性，其他的X染色体高度螺旋化而呈异固缩状态的x染色质，在遗传上失去活性。

（2失活发生在胚胎发育的早期（人胚第16天）；在此之前体细胞中所有的x染色体都具有活性。

（3）两条X染色体中哪一条失活是随机的，但是是恒定的。

3．染色质的基本结构染色质的基本结构单位为核小体；主要化学成分DNA 和组蛋白；分为常染色质、异染色质。

第3章1．名词：基因：基因组中携带遗传信息的最基本的物理和功能单位。

基因组：一个体细胞所含的所有遗传物质的总和，包括核基因组和线粒体基因组。

基因家族：指位于不同染色体上的同源基因。

2．断裂基因的结构特点，断裂基因如何进行转录真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因，一个断裂基因能够含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称为外显子。

第一章试题名词解释细胞学说:细胞是一切生命有机体结构与功能的基本单位。

二、选择题三、填空题四、是非题五、简答题1. 原核细胞和真核细胞的主要区别是什么?六、问答题第二章试题名词解释端粒，telomere，末端特化的染色较深的部位，是染色体的天然末端，对染色体的稳定起着非常重要的作用着丝粒, centromere是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时，染色体分离的一种“装置”。

也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置，在染色体的形态上表现为一个缢痕组成型异染色质（constitutive heterochromation）在任何情况下均表现异固缩特征。

一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近。

也可出现在其它区域。

同源异形染色体，G-分带，G-banding，染色质（chromatin）:在尚未分裂的细胞核中，显微镜下可见的可被碱性染料染色较深的、纤细的网状物。

异固缩（heteropycnosis）在细胞周期中，某些染色体的某些部分在固缩程度和染色性质上与其他染色体或染色体其他部分不同步的现象。

常染色质（Euchromatin）固缩化过程与细胞周期一致的染色质异染色质（Heterochromatin），具有异固缩特性的染色质结构或组成型异染色质（constitutive heterochromatin）在任何情况下均表现异固缩特征。

一般位于着丝粒、核仁组织形成区和端粒附近。

也可出现在其它区域功能或兼性异染色质（facultative heterochromatin）异染色质花的常染色质具有常染色质的组成，但在特定的组织细胞中表现异染色质的固缩性和染色特性，一般在某一特定的发育时期出现。

染色体（chromosome）是遗传物质(DNA)与蛋白质按一定方式结合成核小体，由核小体相连成丝状染色质(Chromatin)再经多重螺旋化形成的具有特定形态结构的一种细胞器。

染色粒（chromomere）部分染色质在细胞分裂前期，尤其是粗线期聚集而成的大大小小的颗粒，呈念珠状，直线排列在染色体上。

医学遗传学知到章节测试答案智慧树2023年最新湖北科技学院第一章测试1.遗传病最主要的特点是（）。

参考答案:遗传物质改变2.遗传病中种类最多的是（）。

参考答案:单基因遗传病3.表现为母系遗传的遗传病是（）。

参考答案:线粒体遗传病4.研究遗传病的诊断、预防、治疗、遗传咨询等内容的遗传学分支学科属于（）。

参考答案:临床遗传学5.苯丙酮尿症的发生（）。

参考答案:基本上由遗传因素决定发病6.遗传病传递的不是疾病本身，而是疾病的遗传基础。

（）参考答案:对7.按照遗传病的概念，有的遗传病是不能从上一代传给下一代的。

（）参考答案:错8.遗传病的发病有单由遗传因素决定的，又有由遗传因素与环境因素共决定的，只要从亲代获得了致病基因就一定会发病。

（）参考答案:错9.属于多基因遗传病的疾病包括（）。

参考答案:冠心病;支气管哮喘;糖尿病;精神分裂症10.属于单基因遗传病的疾病是（）。

参考答案:成骨不全;血友病第二章测试1.真核细胞断裂基因的编码序列是（）。

参考答案:外显子2.染色质的一级结构单位是（）。

参考答案:核小体3.微卫星DNA一般出现在下列（）序列中。

参考答案:非编码DNA4.在人类基因组计划中我国承担了（）染色体的序列分析工作。

参考答案:3号短臂5.hnRNA的修饰、加工过程包括：（）。

参考答案:戴帽（5′端加m7GpppN）;切除内含子，拼接外显子;加尾（3′端加PolyA）6.断裂基因的结构包括（）。

参考答案:内含子;外显子;增强子;启动子;终止子7.属于串联重复DNA序列的有（）。

参考答案:小卫星DNA;微卫星DNA;卫星DNA 、8.基因是决定RNA和蛋白质的DNA序列。

（）参考答案:对9.结构基因的结构包括编码序列和调控序列。

（）参考答案:对10.基因的主要功能是通过转录和翻译决定生物体的性状。

（）参考答案:对第三章测试1.紫外线诱发基因突变的主要形式是（）。

参考答案:形成嘧啶二聚体2.化学诱变剂诱发基因突变的类型主要是（）。

临床分子生物学检验技术（潍坊医学院）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.分子生物学检验技术检测的标本包括人体各种组织、细胞、体液、分泌物等多种样本。

参考答案:对2.1958年，克里克提出了著名的分子生物学中心法则。

参考答案:对3.DNA“STR”分型技术已经在全世界法医鉴定中普及应用。

参考答案:对4.个体化医学的内涵包括：基于个体化基因精准检测的疾病风险评估、个体化医学诊断和个体化医学治疗。

参考答案:对5.分子生物学检验技术所涉及到的原理和方法多种多样，常见的有参考答案:分子杂交技术;生物芯片技术;基因测序技术;聚合酶链式反应6.分子生物学检验技术检测的靶标主要包括参考答案:蛋白质;DNA;RNA7.临床分子生物学检验技术广泛应用于参考答案:遗传性疾病的诊断和预防;亲子鉴定;肿瘤的临床诊断和治疗监测;感染性疾病的诊断和监测8.“临床分子生物学检验技术”是以分子生物学的原理和技术为基础，通过检测生物样本中DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的量变或质变，从而为疾病的预防、诊断、治疗、预后提供生物信息和诊疗依据的应用学科。

参考答案:对9.表观遗传学是指DNA序列在不发生改变的情况下，可以影响表型变化，并通过体细胞遗传的现象。

参考答案:对10.通过多种分子生物学技术建立起来的人类白细胞抗原基因分型技术，可以提高器官移植、受体之间的相容性匹配和移植物存活率。

参考答案:对第二章测试1.真核生物mRNA在成熟过程中切去的是参考答案:内含子2.构成核小体的组蛋白不包括参考答案:H53.与核DNA相比，mtDNA具有以下特点参考答案:母性遗传4.Alu家族属于参考答案:短散在核元件5.大肠杆菌类核结构的组成是参考答案:RNA+支架蛋白+双链DNA6.下述序列中，在双链状态下，属于完全回文结构的序列是参考答案:AGTCGACT7.下列哪种质粒带有抗性基因参考答案:R质粒8.病毒的遗传物质是参考答案:DNA或RNA9.下列哪一项不是蛋白质组的研究技术参考答案:RFLP10.下列关于双向凝胶电泳优点的说法，不正确的是参考答案:能够筛选出所有的蛋白第三章测试1.BLAST可以进行参考答案:序列比对分析2.仅仅进行核酸一核酸查询，一般使用的BLAST方式是参考答案:BLASTn3.在进行多序列对比的多序列联配比对时，常用的程序是参考答案:ClustalW4.HGP绘制的四项图谱包括参考答案:遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱5.欧洲分子生物学网EMBnet的主要数据库检索工具是参考答案:SRS6.生物信息学的任务有哪些参考答案:数据库的建立、相关分析软件的开发和应用;蛋白质的序列、结构、功能、定位、分类;基因组及基因表达数据的分析和处理;新药研制;生物分子数据的获取、处理、贮存、传递、分析和解释7.PDB能够100%准确预测蛋白质空间立体结构参考答案:错8.蛋白质的基本性质分析包括参考答案:疏水性分析;分子量;氨基酸组成;跨膜区分析9.核酸序列的基本分析包括参考答案:分子量;限制性酶切分析;测序分析;碱基组成10.常见生物信息数据库的检索工具有参考答案:SRS;BDGET/LinkDB;Entrez第四章测试1.下列不属于分离纯化质粒 DNA 的方法参考答案:甲酰胺解聚法2.质粒DNA提取中，沉淀DNA的是参考答案:无水乙醇3.以下哪种方法不能抑制或灭活RNase活性参考答案:加入EDTA金属离子螯合剂4.波长260nm的紫外线下，A值等于1时的光密度大约相当于多少的双链DNA参考答案:50µg/ml5.下列关于紫外分光光度法用于核酸的纯度鉴定的说法正确的是参考答案:TE 缓冲液中，纯 DNA 的A260／A280比值为1.8，纯 RNA 的 A260／A280比值为 2.06.有关核酸的鉴定描述错误的是参考答案:纯 DNA 样品的 A260／A280为 2.07.以下属于DNA的保存的方法是参考答案:溶于 TE 缓冲液中在-70℃储存8.以下哪种方法不是DNA的适宜保存法参考答案:常温保存9.下列关于双向凝胶电泳技术的说法，正确的是参考答案:是蛋白质组学研究最重要的技术;包括等电聚焦电泳和SDS-PAGE;与质谱技术紧密结合使用10.用碱裂解法分离质粒DNA时，染色体DNA之所以可以被除去，是因为（）。

第一章测试1.医学遗传学研究的对象是______。

A:基因病B:遗传病C:先天性代谢病D:染色体病E:分子病答案:B2.遗传病是指______。

A:“三致”物质引起的疾病B:遗传物质改变引起的疾病C:酶缺乏引起的疾病D:基因缺失引起的疾病E:染色体畸变引起的疾病答案:B3.多数恶性肿瘤的发生机制都是在______的基础上发生的A:大量吸烟B:微生物感染C:遗传物质改变D:化学物质中毒E:放射线照射答案:C4.唇裂的发生______。

A:遗传因素和环境因素对发病都有作用B:发病完全取决于环境因素C:大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病D:完全由遗传因素决定发病E:基本上由遗传因素决定发病答案:A5.苯丙酮尿症的发生______。

A:发病完全取决于环境因素B:大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病C:完全由遗传因素决定发病D:遗传因素和环境因素对发病都有作用E:基本上由遗传因素决定发病答案:B6.遗传病是代代都遗传的疾病。

A:对B:错答案:B7.遗传病是先天性疾病。

A:对B:错答案:B8.遗传病是家族性疾病。

A:错B:对答案:A9.遗传病是遗传物质改变所导致的疾病。

A:对B:错答案:A10.所有疾病的发生都与基因直接或间接相关。

A:错B:对答案:B第二章测试1.侧翼顺序不包括。

A:增强子B:终止子C:启动子D:多聚腺苷酸化附加信号E:密码子答案:E2.真核生物的结构基因是______,由编码的外显子和非编码的内含子组成，二者相间排列。

不同基因所含内含子数目和大小也不同。

A:编码序列B:断裂基因C:复等位基因D:多基因E:单一基因答案:B3.当发生下列哪种突变时，不会引起表型的改变。

A:同义突变B:无义突变C:动态突变D:移码突变E:错义突变答案:A4.动态突变的发生机理是。

A:基因重复B:基因缺失C:基因复制D:基因突变E:三核苷酸重复序列的扩增答案:E5.碱基被替换后，产生的密码子编码氨基酸，而旧密码子不编码任何氨基酸，这一突变属于______。