分子系统学

分子系统学

Molecular Systematics

课程代码：901060105

学时数：36 学分数：2

执笔人：刘彦群讨论参加人：秦利，石生林，夏润玺等

审核人：杨瑞生

一、教学目的

分子系统学是近40年发展起来的应用生物化学及分子生物学技术解决进化生物学问题的一门综合性很强的交叉学科，是检测、描述并解释生物在分子水平的多样性及其演化规律的学科，在生命科学研究领域具有重要作用。

通过本课程的学习，掌握分子系统学的原理和方法，基本掌握如何利用分子系统学方法解决种群结构、分类学、系统发育和分子进化的问题，为生物科学研究奠定科学的研究方法。

本课程是蚕学专业选修课和公共选修课。

二、教学内容、教学目标及学时分配

第一章概论（3学时）

本章介绍分子系统学的概念、发展状况、基本原理、研究方法、研究内容、分子系统学的优缺点、动物主要类群的分子系统学研究概况、分子系统学研究中存在的主要问题和展望。

第二章分子系统学基础（6学时）

本章主要介绍分子系统学的遗传和进化基础，重点掌握生物的分子组成、起源和系统学价值。

1. DNA及其基因组的组成、结构和进化

2. RNA的组成、结构和进化

3.蛋白质的组成、结构和进化

4.小分子化合物及其生化进化

5.分子进化

6.表型进化的分子基础

第三章分子系统学的研究程序（5学时）

通过本章学习，掌握分子系统学研究的一般程序和方法，重点掌握分子系统学研究的原则。

1.确定研究类群和目标

2.预试

3.取样策略

4.样品的收集、处理和保存

5.结果记录、数据分析

6.系统学解释

第四章核酸的分子系统学方法（8学时）

本章主要介绍核酸分子系统学方法与应用范围，包括DNA—DNA杂交法、RAPD、AFLP、RFLP、SSR、核酸序列分析方法，重点掌握各种方法的优缺点和适合范围。

1. RAPD标记技术的原理与应用

2. AFLP标记技术的原理与应用

3. SSR标记的原理与应用

4.序列分析方法与应用：核基因、线粒体基因、叶绿体基因；功能基因、基因间隔区。

第五章蛋白质的分子系统学方法（4学时）

本章主要介绍蛋白质分子系统学方法与应用范围，包括血清学方法、电泳方法、蛋白质序列分析、蛋白质立体结构分析。

1.血清学方法

2.电泳方法：等位酶、血液蛋白。

3.蛋白质序列分析

4.蛋白质立体结构分析

第六章小分子系统学方法（2学时）

本章主要介绍小分子系统学方法，包括化学指纹法、氨基酸分析、碳氢化合物分析、信号化合物分析，重点掌握小分子系统学的优缺点。

1.化学指纹法

2.氨基酸分析

3.碳氢化合物分析

4.信号化合物分析

第七章分子系统学数据的分析方法（4学时）

本章介绍分子数据的系统发育分析方法，包括距离矩阵方法、性状数据分析方法、最优树的选择、系统发育分析的可靠性、数据集之间的联合与分离，掌握目前常用的几种数据分析方法的优缺点。

1. 距离矩阵方法

2.性状数据分析方法

3.最优树的选择

4.系统发育分析的可靠性：Bootstrap分析。

5. 数据集之间的联合与分离：基因树、物种树。

第八章常用系统学分析软件简介（4学时）

本章介绍几种系统学分析常用的软件，包括CLUSTALX、NTSYS-pc、MEGA、PopGen32、AMOV A、TREECONW。

三、课程教学的基本要求

本课程的教学环节包括：课堂讲授、经典论文阅读、软件演示，数据模拟分析。通过本课程各教学环节的教学，重点增长学生的知识面，开阔视野，掌握分子系统学的原理和方法，基本掌握如何利用分子系统学方法解决种群结构、分类学、系统发育和分子进化的问题，为生物科学研究奠定科学的研究方法。

（一）课堂讲授

主要教学方法：

以“少而精”为原则精选教学内容，以多媒体教学技术为主，结合论文点评，将科学性、新颖性和趣味性融为一体，激发学生在课堂上的兴趣，调动学生学习的主观能动性。

（二）课程论文

课程论文是本课程的重要教学环节，在基本知识学习的基础上，通过学生纂写课程论文培养学生查阅文献资料的能力和分析问题解决问题的能力，考察学生对本课程的学习情况。

（三）考试环节

学生成绩评定：平时成绩50%+课程论文50%。其中平时成绩包括上课次数、学习态度；期末成绩为课程论文成绩。

四、参考教材

[1] 《分子系统学——原理、方法及应用》，黄原著，中国农业出版社，1998

[2] Data Analysis in Molecular Biology and Evolution. Xuhua Xia. Kluwer Academic Publishers,2000

[3] Molecular Biology and Evolution,期刊.

[4] Molecular Phylogentics Evolution,期刊.

[5] 《生物多样性》（Biodiversity and Conservation）,期刊

五、本课程的先修课程

本课程的理论基础来源于系统学、分类学、遗传学、比较生物化学、分子生物学和进化论，所以，要求先修的课程包括遗传学、分类学、生物化学、分子生物学。

六、教学大纲修订说明

本课程为新增课程，目的的让学生了解这门生命科学领域中新兴的交叉学科，掌握分子系统学的原理和方法，基本掌握如何利用分子系统学方法解决种群结构、分类学、系统发育和分子进化的问题，为生物科学研究奠定科学的研究方法。