基因组学1
1.基因组学简介
母亲体内只有一小部分线粒体DNA分子会遗传给下一代
Mitochondrial threshold effect（线粒体阈值效应）
大多数情况下，遗传缺陷的表型表现只有当超过阈值水平时才会发生
Haplotype（单体型）
一组相互关联的单核苷酸多态性基因(SNP)位点，往往一起出现
Mitochondrial genome
37genes (No introns) 高突变率 Maternal inheritance 母系遗传——extranuclear inheritance
Mitochondrial genome Heteroplasmy（异质性）
一个个体/细胞可以同时存在多种类型的线粒体DNA
同病同治→同病异治
Right patients Right drugs Right dosage(剂量) Right time
药物研发过程
1.计算机辅助药物设计CADD（3-5年） 2.Ⅰ期临床：安全性、耐受性、药代动力学（1年） 3.Ⅱ期临床：安全性、疗效、剂量（安慰剂/已上市药物 for 对照）（单盲2年） 4.Ⅲ期临床：安全性、疗效的确证阶段（足够样本量的随机双盲对照试验）（双盲3年） 5.Ⅳ期及Ⅴ期为非必要
Haplogroup（单倍群）
一组相似的单体型，源自一个SNP突变的祖先 #Y染色体单倍群
最常被研究的单倍群是Y染色体单群和线粒体DNA单倍群
4P医学
Predictive medicine（预测医学） Preventative medicine（预防医学） Personalized medicine（个体化、精准医学） Participatory （公众参与性）
基因组学
基因表达调控的研究
蛋白质组学（proteomics） • 鉴定蛋白质的产生过程、结构、功能和 相互作用方式
2 基因组图谱的构建
基因组计划的主 要任务是获得全 基因组序列 但是，现在的测 序方法每次只能 测800～1000bp 小基因组物种常 用鸟枪射击法
（restriction fragment length polymorphism，RFLP）
如有两个 DNA 分子（一对染色体），一 个具有某一种酶的酶切位点，而另一个 没有这个位点，酶切后形成的DNA片段长 度就有差异，即多态性。
• 利用限制性内切酶消化基因组DNA，形成大小 不等、数量不同的分子片段， • 经电泳分离， • 通过Southern印迹将DNA片段转移至支持膜 (尼 龙膜或硝酸纤维素膜)上， • 然后用放射性同位素(32P)或非同位素 (如地高 辛，荧光素)标记的探针与支持膜上的DNA片 段进行杂交。 • 不同基因组DNA酶切位点的改变，会使得 RFLP谱带表现出不同程度的多态性.
中英联合实验室
双脱氧终止法测序反应体系包括：
DNA polymerase
Template:(单链DNA模板)
Primer:（带有3-OH末端的单链寡核苷酸引物)
Mg2+ dNTP(dATP,dGTP,dCTP和dTTP) ddNTP(ddATP,ddGTP,ddCTP和ddTTP)
DNA自动测序
形态标记
能够用肉眼识别和观察、明确显示遗传多样性 的外观性状。 形态性状：株高、颜色、白化症等 又称表型标记 简单直观 数量少 很多突变是致死的 受环境、生育期等因素的影响
基因组学名词解释
基因组学名词解释
基因组学是一门研究整个基因组的科学，即研究一个物种的所有基因、DNA序列以及基因之间的调控网络的学科。
基因组
学的主要研究内容包括基因组结构、基因组功能以及基因组的演化。
基因组结构是研究基因组的组成和组织结构。
一个基因组是指一个生物个体（如人、植物或动物）中所有的基因的组合。
基因组结构的研究主要包括基因的数量、长度、排列方式以及基因与DNA序列之间的关系。
在不同物种中，基因组的结构可
以有很大的差异，研究这些差异有助于更好地理解物种间的遗传变异。
基因组功能是研究基因组中基因的功能和表达方式。
基因是指存在于基因组中的一段DNA序列，它携带了特定的遗传信息，并参与了特定的生物过程。
基因组功能的研究涉及到对基因的识别、注释和功能预测。
通过研究基因的功能，可以更好地理解生物的遗传调控网络，进而揭示生物的生命活动过程。
基因组的演化是研究基因组在演化过程中的变化和适应性演化。
基因组的演化可以分为宏观演化和微观演化两个层次。
宏观演化主要研究不同物种之间的基因组差异和进化关系，例如不同物种的基因组大小和结构差异，以及基因家族的起源和扩张。
微观演化则研究基因组中基因的进化，包括基因复制、重排、突变和选择等方面的演化过程。
基因组的演化研究可以帮助我们理解物种的起源和进化的机制。
随着高通量测序技术的发展和基因组数据的快速积累，基因组学正在迅速发展，并在生物医学、农业、环境保护等领域得到广泛应用。
基因组学的发展对于人类的健康和生物多样性的保护都具有重要意义，也为我们揭示了生命的奥秘和生命演化的规律。
遗传学知识：基因组学
遗传学知识：基因组学随着科技的不断发展与进步，人们对于生命的了解也越来越深入。
基因组学作为一个新兴学科，是研究生物体基因组的科学，已经受到了越来越多人的关注。
本文将从基因组的概念、基因组的组成和结构、基因组的功能和意义以及基因组在生命科学研究中的应用四个方面来阐述基因组学知识。
一、基因组的概念基因组是指生物个体细胞内全部遗传物质的总和，包括DNA和RNA。
它是生命的基础和物质基础，是维持生物体内部稳态的关键因素。
基因组的大小和结构因生物种类而异，小至数百万碱基对的细菌，大至数十亿碱基对的人类，共同构成了生物界广泛的多样性。
二、基因组的组成和结构基因组由DNA分子组成，其中DNA是遗传信息的基本单位。
DNA分子由四种碱基分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）组成的序列排列，而每个碱基对应的是一段含有三个碱基（即一段密码子）的DNA编码。
在这种编码体系内，从一个位点开始的三个碱基被称为一条肽链的氨基酸编码。
一个基因包含有一个或多个编码密码子的决定蛋白质序列的DNA 片段。
基因组中的这些基因以特定的顺序排列，组成基因组的遗传信息。
此外，基因组还包括很多非编码RNA（如rRNA、tRNA等）、DNA 区域（如非编码区域、卫星DNA等）和功能未明的DNA。
基因组的结构包括染色体、基因组褶皱和染色质。
染色体是基因组的物理载体，是通过染色体的缩合和解缩合，调控基因表达和遗传物质复制的过程。
基因组褶皱是指在非细胞分裂期间，基因组处于三维空间中未定向和持续的动态图像状态。
染色质是指除了染色体以外的剩余区域，包括翻译和非翻译RNA，遗传调节元件和起调控作用的蛋白质。
三、基因组的功能和意义基因组具有多种功能，其中最重要的是编码基因表达和遗传信息的继承和传递，它从上层次上决定了一个生物个体的表型。
基因组还参与细胞分裂，细胞凋亡和细胞分化等过程。
同时，基因组还通过其DNA序列为抗菌药物和疫苗研究提供重要的基础数据。
基因组学概论
基因组学概论一、基因组学定义及研究内容基因组学（genomics）是研究生物基因组和如何利用基因的一门学问，是对所有基因进行基因作图（包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱）、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门学科。
基因组学与传统遗传学或其他学科的差别在于基因组学主要是从整体水平分析基因组如何发挥作用，注重基因在整个基因组中所扮演的角色与功能，而非孤立地考虑基因的结构与表达。
基因组学是针对生物基因组所蕴藏的全部生物性状的遗传信息的解读与研究，因而基因组学涉及有关基因组DNA 的序列组成，全基因组的基因数目、功能和分类，基因组水平的表达调控及不同物种之间的进化关系的大范畴、高通量的收集和分析。
基因组学的概念是由美国科学家Thomas Roderick 于1986 年首次提出的，当时是指对于基因组的作图、测序及分析，随着基因组计划的深入开展，其研究内容也扩展至基因功能的研究。
基因组学是随着人类基因组计划提出的，随着人类基因组图谱及其分析结果的报道，以及多种细菌和酵母微生物，多种昆虫、动物以及水稻、拟南芥植物等模式生物基因全序列的完成，基因组学的研究已经从结构基因组学开始过渡到功能基因组学。
目前，基因组学研究的内容和主要目的有：（1）建立以互联网为平台的数据库；（2）组建基因组的物理图谱和遗传图谱；（3）确定基因及基因组的序列；（4）分析基因组的结构特点；（5）鉴定基因组中的所有基因，并且根据蛋白质序列来确定其功能或大致功能；（6）建立基因表达数据库；（7）建立基因与表现型之间的关系；（8）确定DNA序列的复杂性；（9）为比较不同生物的基因组提供资料，使一种生物的遗传数据可用来分析其他生物的基因和基因组。
二、基因组学发展历程基因组学形成比较完整的学科是近二十年的事，但它的孕育、产生和发展却经历了比较长的时间，大体可以划分为下列五个阶段：1.前遗传学时代（1900年以前）这时期主要的事件是1859 年Darwin 提出了物种进化的自然选择学说——达尔文进化论和1865年Mendel提出了分离定律与自由组合定律。
基因组学学科类别
基因组学学科类别
基因组学是一门跨学科的研究领域，涉及生物学、遗传学、计算机科学、统计学等多个学科。
从生物学的角度来看，基因组学主要研究生物体基因组的结构、功能、演化以及与环境相互作用等方面。
通过对基因组的研究，可以深入了解生物体内基因的表达、调控、遗传变异等生物学过程，揭示生物体的生长、发育、代谢、免疫等生理和病理机制。
从遗传学的角度来看，基因组学研究基因组内的基因遗传和变异规律，以及这些基因在生物体遗传中的作用。
通过基因组学的研究，可以深入了解基因与性状之间的关系，揭示遗传疾病的发生机制，为疾病的预防、诊断和治疗提供科学依据。
从计算机科学的角度来看，基因组学需要运用计算机技术进行基因组数据的分析和处理。
例如，基因组学需要运用生物信息学技术进行基因组序列的比对、注释、分析等，还需要运用数据挖掘和机器学习等技术进行基因组数据的挖掘和预测。
从统计学的角度来看，基因组学需要运用统计学方法对基因组数据进行分析和建模。
例如，基因组学需要运用统计学方法对基因组数据进行差异分析、关联分析、聚类分析等，还需要运用建模方法对基因组数据进行预测和模拟。
综上所述，基因组学是一门跨学科的研究领域，涉及生物学、遗传学、计算机科学、统计学等多个学科。
这些学科相互交叉、相互渗透，共同推动了基因组学的发展和应用。
基因组学
我国水稻基因组计划 • 我国超级杂交稻（籼稻）基因组计划2001年7月启动， 2002年4月5日《Science》。
☆材料：籼稻“9311”。
☆完成单位：华大基因研究中心、中科院遗传与发育生物 学研究所等12个单位。 ☆水平：水稻基因组的总基因数约为46022～55615个，工 作框架图序列已覆盖水稻整个基因组92％以上的基因。
大肠杆菌基因组是双链环状DNA ， 全长4.6 ×106bp，含有4230个基因， 编码蛋白的序列占基因组的87.7%， 非编码的重复序列占0.7%，剩下 的11.6%可能起调控作用。
二、细菌和病毒基因组特点
4. 功能相关的几个基因排列在一起形成操纵子
如，乳糖操纵子结构
5. 存在重叠基因 如，ΦΧ174基因组为5386bp，
▲ 1986年3月，杜伯克在美国《科学》杂志上发 表了一篇题为《癌症研究的转折点：测序人类 基因组》的文章，这篇短文后来被称为人类基 因组计划的“标书”。
（一）人类基因组计划
• 1990年，美国国会批准美国的“人类基因组计划”在10月1日 正式启动。其总体规 划是准备在15年内（1990－2005）至少 投入30亿美元，分析人类的基因组30亿个碱基对。 • 1996，完成标记密度为0.6cM的人类基因组遗传图谱，100kb 的物理图谱 • 2000，完成草图
四、基因组学的发展
（一）人类基因组计划
与曼哈顿原子 计划、阿波罗登月计划并称的人类科学 史上的重大工程。于1990年首先在美国启 动，后有德、 日、英、法、中等国的科学家先后正式加入。
（一）人类基因组计划
▲美国从70年代起启动了 “肿瘤计划”，但是， 不惜血本的投入换来的是令人失望的结果。人 们渐渐认识到，包括癌症在内的各种人类疾病 都与基因直接或间接相关。测出基因的碱基序 列，Fra bibliotek是基因研究的基础。
基因组学基本知识
克隆连续序列法：DNA切割成长度为0.1-1Mb的 大片段→克隆到YAC或BAC载体上→分别测定单 个克隆序列→再装配连接成连续的DNA分子。
定向鸟枪射击法：以基因组图谱中标记为依据→ 测序装配和构建不同DNA片段的序列。
（四）基因鉴定
根据序列分析搜寻基因 查找开放阅读框（open reading frame, ORF）
功能基因组学就是对基因组序列进行诠释。
功能基因组学的衍生学科 转录组学、蛋白质组学、代谢组学 比较基因组学
糖组学、药物基因组学、疾病基因组学、环境基因组 学、营养基因组学、表基因组学
转录组学 比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病
状态，以及体外培养的细胞中等基因表达模式的 差异, 通过如RT-PCR、EST、SAGE、DNA芯片 等分析方法，描绘特定细胞或组织在特定状态下 的基因表达的种类和丰度的信息，编制成基因表 达的数据。
研究各活性蛋白之间的相互作用，蛋白质与DNA、RNA 之间的相互作用等，揭示蛋白质表面相互作用特征的能力， 构建全细胞的蛋白网络。
代谢组学
代谢组指的是“一个细胞、组织或器官中，所有代谢组分 的集合，尤其指小分子物质”
代谢组学是 “在新陈代谢的动态进程中，系统研究代谢 产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢本质”的科学。
被3整除 ❖ 每一条链都有3种可能的阅读框，2条连共计有6
种可能的阅读框. ❖ 计算机可以很快给出结果。
同源查询的依据
有亲缘关系的物种，基因组可能存在某 种程度的相似性： ❖ 存在某些完全相同的序列； ❖ ORF的排列相似，如等长的外显子； ❖ ORF指令的氨基酸序列相似； ❖ 模拟的多肽链的高级结构相似，等。
几个代表物种的基因组大小
物种 T4噬菌体 大肠杆菌 酵母 拟南芥 果蝇 桃 水稻 小白鼠 人类 玉米 普通小麦
基因组学的概念和原理
基因组学的概念和原理
基因组学（Genomics）是研究生物体基因组的学科，包括基因的结构、功能、进化、调控和表观遗传学等方面的内容。
基因组学旨在通过对基因组的信息分析，揭示基因组与生物体表型之间的关系，为提高生命科学和生物技术领域的研究水平提供新的理论依据和技术支持。
基因组学的概念：
基因组学是一门研究生物体遗传信息的学科，包括结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学等分支。
结构基因组学关注基因组的物理图谱、基因组测序和基因定位等方面的研究；功能基因组学致力于基因组表达调控、基因功能、蛋白质相互作用等方面的研究；比较基因组学则通过比对不同物种的基因组信息，探讨基因组的进化、基因功能和生物多样性等科学问题。
基因组学的原理：
基因组学的研究方法是基于基因组信息分析的。
通过对基因组DNA序列的分析，可以获得大量的遗传信息，如基因序列、基因表达调控元件、蛋白质相互作用网络等。
通过对这些信息的整合与分析，研究人员可以揭示基因组的功能和结构，以及基因组与生物体性状之间的关系。
此外，利用基因组编辑技术（如CRISPR/Cas9），研究人员可以在基因组水平对基因进行编辑和修饰，以研究基因功能或治疗遗传疾病。
基因组学的发展：
随着基因组测序技术的飞速发展，大量的基因组数据不断产生。
这些基因组数据为我们理解生物体的遗传基础、生命活动规律和生物进化理论提供了新的启示。
同时，基因组编辑技术的出现，也为生命科学和生物技术领域带来了革命性的变革。
在未来，基因组学将继续在生命科学、医学、农业等领域发挥重要作用。
基因组学.ppt1
James Watson
Francis Collins
• 1992年6月，Craig Venter离开国家卫生研 究院，建立了基因研究所（The Institute for GenomeResearch, TIGR），此后， TIGR从流感嗜血菌开始测了大量的细菌基 因组，流感嗜血菌也是第一个被测序的非 寄生物种
• Human genome project • Goal: characterize all human genetic material by • determining the complete sequence of the DNA in the • human genome. • HGP is accomplished by the joint effort between • U.S. Human Genome Project (HGP), composed of the • DOE (Department of Energy )and NIH (National • Institutes of Health), and Celera Genomics
• 1986年3月，1975年诺贝尔奖得主、Salk Institute的癌症研究员杜贝可（Renato Dulbecco）在“Science”期刊上发表文章，题 为“癌症研究的转折点：定出人类基因组序列”。 这片文章引起了美国社论。 • 杜贝可提出了两种基因搜寻路线，即以测序为核 心的“DNA”序列探测和以作图为中心的“基因 图位”克隆。
• 基因组学（Genomics）：研究基因组及其基因的 科学。 • 最初是Thomas Roderick于1986年提出，其主 • 要内容是指基因组作图（Mapping）和测序 • （Sequencing）。 • 21世纪从生物体整体上研究生命现象 • 研究整个物种基因组碱基的组成、基因的结构、 • 基因在染色体上的分布，基因的时空表达和调控 • 网络。
1-基因组学-基因组计划缘起
这一共识对推动和加快人类基因组研究的进程无 疑是November 2002
at <$0.09 per finished base November 2002
100,000 mapped human SNPs 3.7 million mapped human SNPs February 2003
Full-length human cDNAs
国 与此同时，美国科学院生命科学学部基础生物委员会指 定15名科学家组成“全国研究委员会”，提交了一份
政
“人类基因组的作图与测序”调研报告。认为在开展 人类基因组测序的同时，平行开展其它模式生物如大
府 肠杆菌，酵母，线虫，果蝇和小鼠的基因组测序。 美国国会和商业委员会委托所属技术评估办公室对人类
介
基因组计划进行调查。后者提供了一份报告 “Mapping Our Genes, The Genome Projects: How
Genetic Map
Physical Map DNA Sequence
Capacity and Cost of Finished Sequence Human Sequence Variation Gene Identification human cDNAs Model Organisms
2- to 5-cM
1994
technologies
oligonucleotide
synthesis DNA microarrays
基因组学
生物信息学与HGP相关方面
• （1）高度自动化的实验数据的获得、加 工和整理 • （2）序列片段的拼接 • （3）基因区域的预测 • （4）基因功能预测 • （5）分子进化的研究
生物信息学的发展现状
• 生物信息学的发展将会对生命科学带来革命性的变革。对基 础学科、医药、卫生、食品、农业等产业产生巨大的影响， 甚至引发新的产业革命。 • 各国政府和工业界对此极为重视，投入了大量资金并成立了 各种生物信息中心。 • 美国的国家生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Informatics，NCBI）、 • 欧洲生物信息学研究所 (European Bioinformatic Institute，EBI)、 • 日本信息生物学中心（Center for Information Biology，CIB） 等。 • NCBI、EBI和CIB相互合作，共同维护着GenBank、EMBL、 DDBJ三大基因序列数据库。它们每天通过计算机网络互相交 换数据，使得三个数据库能同时获得最新数据。 • 每年召开两个年会讨论合作事宜。
全世界参与的讨论
• • • • • HGP的研究内容是在讨论中逐步完善。 最初为“测序分析计划”。 “制图计划”特别是遗传图的构建， “cDNA计划”就是蛋白质的“转录图”。 “基因鉴定”计划：基因的功能与作用，基 因与疾病的关系。 • “模式生物”计划选择了酵母、线虫、果 蝇、小鼠、作为研究人类的四大“模式生 物”，其科学意义十分重要。拟南芥作为 植物基因组的模式生物。
人类基因组计划的研究内容
• 美国的人类基因组计划总体规划是： • 拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分 析。 • 1993年作了修订，其主要内容包括： • 人类基因组的基因图构建与序列分析； • 人类基因的鉴定； • 基因组研究技术的建立； • 人类基因组研究的模式生物； • 信息系统的建立。 • 人类基因组研究的社会、法律与伦理问题， • 交叉学科的技术训练， • 技术的转让， • 研究计划的外延等共9方面的内容。
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第一章基因组学1、学习基因组学所面临的挑战和意义?全面鉴定人类基因组所编码的结构和功能成分；发展对人类基因组的可遗传变异的详细理解；发展基于基因组学的方法来预测疾病的敏感性和药物反应，疾病的早期检验，以及疾病的分子分类；应用新的基因和代谢通路的知识开发有效的、新的疾病治疗方法发展；理解物种间的进化变异及其机制；关键农作物基因的克隆和功能验证；基于基因组的工具来提高农作物产量，解决世界粮食危机及全球温饱问题。
2、DNA作为遗传物质的优点？信息量大，集成度高；碱基互补配对，保证精确复制；核糖2’碳位脱氧，在水溶液中稳定性好；以T取代U，没有C脱氨变U的危险。
3、证明DNA双螺旋的证据？各种生物物理证据；X射线衍射图谱；碱基比例；模型构建。
4、DNA、RNA的两个重要化学差异有哪些？碱基组成；链数。
5、原核、真核生物基因组的不同点？原核生物：基因组为环状双链DNA分子；只有一个复制起始点；具有操纵子结构：指数个功能上相关的基因串联在一起,连同上游的调控区和下游的转录终止信号构成基因的表达单位：一般无重叠基因；基因是连续的,无内含子；编码区在基因组中的比例；基因组中重复序列很少；具有编码同工酶的基因(isogene)：同工酶是指具有相同催化功能而化学结构不同的酶,它受一个或几个基因座等位基因；分子中有多功能识别区域复制、转录起始区复制、转录终止区真核生物：体细胞: 两套基因组（二倍体细胞）性细胞: 一套基因组（单倍体细胞）；基因组结构复杂,数目庞大, 多个复制起始点；mRNA为单顺反子：真核基因转录产物为单顺反子，即一种基因编码一种多肽链或RNA链，每个基因转录有各自的调节元件；含大量重复序列；非编码序列占90%以上；基因间有间隔区(spacer DNA),基因为断裂基因(split gene) 即内含子,外显子；功能相关的基因串联在一起形成基因家族7、真核生物染色体三大要素及功能？着丝粒：控制细胞分裂时染色体的取向和移动；端粒：防止染色体末端粘连，保证DNA长度稳定；复制原点：起始DNA复制。
8、染色体末端的端粒为什么很重要？维持染色体结构的完整性，防止染色体被核酸酶降解及染色体间相互融和；防止染色体结构基因在复制时丢失，解决了末端复制的难题。
9、人类基因组中存在哪些类型的重复DNA?串联重复基因：6、简述DNA组成基因的两个重要实验？第二章基因组的复制1、在Meselson-Stahl的实验前，我们不知道DNA复制是“弥散型”“半保留型”或“全保留型”，描述经几种不同方式复制，子代分子DNA中DNA的区别？2、什么是半不连续复制模型？前导链（leading strand）：以5’-3’方向连续合成的DNA 链滞后链（lagging strand）：总体上沿着3’到5’方向延伸，但以小片段形式(5¢-3¢)不连续合成，最后共价连接起来3、为什么需要RNA引物来引发DNA复制呢？（1）RNA引物可以提供3’-OH末端作合成新DNA链起点。
（2）提高了DNA复制的准确性。
4、细菌DNA复制起始复合体包括哪些酶？DnaA（起始点结合蛋白)DnaB（解旋酶）SSB （单链结合蛋白）DnaC（装载解旋酶和引发酶）HU（识别并刺激OriC 形成开链）Gyrase（促旋酶）---拓扑异构酶Ⅱ5、DNA聚合Pol I and III功能上有哪些相同点和不同点？Pol I and Pol III相同的功能特点：[1] 以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为底物催化合成DNA[2] 需要模板(3′ 5′)和引物的存在[3] 不能从头合成新的DNA链（必须有3 ’ -OH末端）[4] 催化dNTP加到生长中的DNA链的3’-OH末端[5] 催化DNA合成的方向是5 ’ →3’[6] 有 3 ′ 5 ′核酸外切酶活性（校对功能）（5）Pol I and Pol III不同的功能特点：[1] 5 ’ →3’核酸外切酶活性不同。
[2] Pol I 可进行缺刻平移、去除引物。
[3] 二者聚合酶活性不同，Pol III是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。
[4] Pol I 主要功能是进行DNA 损伤修复。
6、DnaA蛋白结合在大肠杆菌复制起点的什么位置？怎么结合？9-核苷酸基序 DnaA 结合位点DnaA 蛋白与oriC 结合模型7、描述一下真核前导链合成中的作用的三个关键酶？DNA聚合酶；DNA连接酶；解旋酶。
8、比较原核，真核生物DNA复制的差异？1、复制速度慢：～50nt／秒，为原核生物的1／102、多个复制起始点，可同时进行复制（并非所有复制子都同时复制）3、一个细胞周期只复制一次；而原核生物可不停复制，复制可以成熟前起始4、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。
真核长约100-200nt，原核长约1000-2000nt。
9、保证DNA复制真实性的机制有哪些？（1）DNA的半保留复制（2）遵守严格的碱基配对规律（3）DNA聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能（4）RNA引物的作用（5）复制出错时有即时的校对功能 (3’ 5’外切酶功能）（6）DNA损伤的修复机制10、真核生物中，为什么在连续几轮DNA复制后线性染色体的末端会变短？DNA多聚酶不能将线性染色体的DNA完全复制.也就是说在线性染色体的DNA复制时,DNA多聚酶留下染色体末端一段DNA(一段端粒)不被复制.这样真核细胞染色体末端的端粒就会随着细胞分裂而缩短,这个缩短的端粒再传给子细胞后,随着细胞的再一次分裂进一步缩短.细胞每次分裂,染色体末端端粒逐渐缩短,直至细胞衰老。
11、线性DNA复制有什么难题？真核生物如何解决这一难题？染色体的末端变短；真核生物通过端粒酶，可以延长端粒伸长，从而达到一种动态平衡。
第三章DNA的突变和修复1、简述DNA发生突变的原因有哪几种？DNA分子的自发性突变；物理因素引起的DNA突变；化学因素引起的DNA突变2、DNA分子的自发性突变有哪几种？DNA复制中的错误 DNA的自发性化学变化3、简述电离辐射引起的DNA突变类型及其作用机制？①碱基变化主要是由OH-自由基引起，包括DNA链上的碱基氧化修饰、过氧化物的形成、碱基环的破坏和脱落等。
一般嘧啶比嘌呤更敏感。
②脱氧核糖变化脱氧核糖上的每个碳原子和羟基上的氢都能与OH-反应，导致脱氧核糖分解，最后会引起DNA链断裂。
③DNA链断裂这是电离辐射引起的严重损伤事件，断链数随照射剂量而增加。
射线的直接和间接作用都可能使脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开而致DNA链断裂。
DNA双链中一条链断裂称单链断裂，DNA双链在同一处或相近处断裂称为双链断裂。
虽然单断发生频率为双断的10-20倍，但还比较容易修复；对单倍体细胞（如细菌）一次双断就是致死事件。
④交联包括DNA链交联和DNA-蛋白质交联。
同一条DNA链上或两条DNA链上的硷基间可以共价键结合，DNA与蛋白质之间也会以共价键相连，组蛋白、染色质中的非组蛋白、调控蛋白、与复制和转录有关的酶都会与DNA共价键连接。
这些交联是细胞受电离辐射后在显微镜下看到的染色体畸变的分子基础，会影响细胞的功能和DNA复制。
4、简述突变或者诱变对生物可能产生的几种后果？①致死性②丧失或获得某些功能③改变基因型（genotype）而不改变表现型（phenotype）④发生了有利于物种生存的结果，使生物进化。
5、突变对基因组有何影响？-同义改变：新密码子与未突变密码子编码同样的氨基酸-非同义改变：突变改变密码子编码不同的氨基酸-无义突变：将编码同样的氨基酸密码子转变为终止子-通读：将终止子密码子转换成一个编码氨基酸密码子6、突变对多细胞生物有何影响？-功能的丧失通常是减弱或消除蛋白质活性的突变所造成的结果-功能的获得这种突变较少。
这种突变赋予了蛋白质异常的活性，很多功能性获得突变发生在调节序列而不是编码序列。
7、突变对微生物有何影响？- 营养缺陷型- 条件致死型 -抑制物抗性型 -调节型突变体的启动子和其他调节序列存在缺陷。
8、什么是DNA修复？DNA修复（DNA repairing）是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能；但有时并非能完全消除DNA的突变，只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。
也许这未能完全修复而存留下来的损伤会在适合的条件下显示出来（如细胞的癌变等），但如果细胞不具备这修复功能，就无法对付经常在发生的DNA突变事件，就不能生存。
9、DNA修复的方式有哪几种？1. 直接修复（direct repair）包括光修复2. 切除修复（excision repair)3. 错配修复（mismatch repair）4. 非同源末端连接（nonhomologous end-joining)：双链断裂5. 重组修复（recombinational repair）6. SOS修复10、大肠杆菌中长片段错配修复需几种蛋白和酶？大肠杆菌中长片段错配修复需MutH, MutL, MutS 蛋白及DNA解旋酶II，MutS 识别错配位点，MutH 通过结合未甲基化5‘-GATC-3’分辨两链，MutH切割DNA，解旋酶解离单链11、什么是SOS修复？SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-prone repair），使细胞有较高的突变率。
当DNA两条链的损伤邻近时，损伤不能被切除修复或重组修复，这时在核酸内切酶、外切酶的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶──SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。
但这种修复带给细胞很高的突变率。
第四章基因组的表达1、简述什么是遗传学上的中心法则？DNA→RNA→蛋白质复制转录翻译逆转录 RNA复制2、简述组成性表达和适应性表达的不同点？组成性表达：又称组成性基因表达(constitutive gene expression)是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。
其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。
这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。
适应性表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
包括：①诱导诱导—随环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(inducible gene)；②阻遏阻遏--相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressible gene)。