什么是后基因组时代
基因组学(结构基因组学和功能基因组学)
问：基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点？答：人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代，即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。
在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。
以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。
基因组研究应该包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics)。
结构基因组学代表基因组分析的早期阶段，以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。
功能基因组学代表基因分析的新阶段，是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能，它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。
功能基因组学(functional genomics)又往往被称为后基因组学(postgenomics)，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。
研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。
基因的功能包括：生物学功能，如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰；细胞学功能，如参与细胞间和细胞内信号传递途径；发育上功能，如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交，差示筛选，cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等，但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。
新的技术应运而生，包括基因表达的系统分析，cDNA微阵列，DNA芯片等。
鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异，因此需要建立模式生物体。
功能基因组学中文名称：功能基因组学英文名称： Functional Genomics学科分类：遗传学注释：运用遗传技术，通过识别其在一个或多个生物模型中的作用来认识新发现基因的功能。
基因组学与后基因组时代
基因组学与后基因组时代基因组学（Genomics）是研究生物体的全部基因组结构与功能的科学领域。
近年来，基因组学在技术和知识的推动下，取得了突破性的进展。
随着高通量测序技术的发展和成本的下降，基因组学逐渐进入了后基因组时代，开创了生命科学研究的新纪元。
一、前基因组时代的开端基因组学诞生于20世纪90年代，当时的研究主要集中在DNA序列分析和基因功能的系统性研究上。
科学家们通过尝试性的方法破译DNA序列中的密码，成功地识别出了像人类基因组这样的复杂生物种类的基因组序列。
这些里程碑式的发现为我们解决许多重大问题铺平了道路，例如揭示人类的进化历程、疾病的发生机制等。
然而，在那个时代，我们对于完整的、全面的基因组研究还远未达到。
二、后基因组时代的来临进入21世纪以来，随着高通量测序技术的问世，基因组学研究的进展取得了巨大的突破。
高通量测序技术能够以前所未有的速度和精准度获取大规模的DNA序列信息，从而改变了我们对基因组的认知。
这种技术的出现，使得科学家们能够更全面、更高效地进行基因组学研究，同时也大大提高了基因组学的可行性和可扩展性。
1. 全基因组测序全基因组测序是高通量测序技术的一项重要应用。
它是指对一个生物体的完整基因组DNA进行测序，从而推动了对基因组的研究。
全基因组测序的发展，不仅加速了新物种的基因组测序工作，还为我们探索生物的进化机制、基因家族的起源等问题提供了更多的证据和材料。
2. 转录组学转录组学是后基因组时代的重要研究手段之一。
通过对不同组织、不同发育阶段或不同环境下的基因表达水平进行系统的研究，我们可以揭示基因在不同条件下的功能和调控机制。
转录组学的研究不仅能够帮助我们理解生命的表达规律，还有助于识别潜在的功能基因和调控元件。
三、基因组学在科学研究中的应用基因组学在科学研究中发挥了重要的作用，为众多领域的研究提供了巨大的支持和推动。
以下是一些基因组学在科学研究中的应用示例：1. 进化生物学基因组学的发展，为进化生物学研究提供了重要的工具和数据资源。
人类基因组计划与后基因组时代
人类基因组计划与后基因组时代3骆建新1 郑崛村133 马用信2 张思仲2(1第三军医大学成都军医学院生物化学与分子生物学教研室 成都 6100832四川大学华西医学中心附属第一医院医学遗传室 成都 610041)摘要 2003年4月14日生命科学诞生了一个新的重要里程碑,人类基因组计划完成,后基因组时代正式来临。
着重介绍了人类基因组计划的提出、目标与任务、实施与进展等方面的基本情况,讨论了后基因组时代的时间界定,分析展望了后基因组时代与人类基因组计划密切相关的生物信息学、功能基因组学、蛋白质组学、药物基因组学等几个重要研究领域。
关键词 人类基因组计划 后基因组时代收稿日期:20032102293四川省杰出青年基金资助项目(03Z Q0262056)33通讯作者,电子信箱:juecunz @ 2003年4月14日,美国人类基因组研究项目首席科学家C ollins F 博士在华盛顿隆重宣布:人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划(human genome project ,HG P )的所有目标全部实现。
这标志“人类基因组计划”胜利完成和“后基因组时代”(post genome era ,PGE )正式来临,在举世庆祝“DNA 双螺旋结构”提出50周年之际,生命科学诞生了一个新的里程碑。
HG P 被誉为可与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”相媲美的伟大系统工程,是人类第一次系统、全面地解读和研究人类遗传物质DNA 的全球性合作计划。
人类基因组序列图的成功绘制是科学史上最伟大的成就之一,奠定了人类认识自我的重要基石,推动了生命与医学科学的革命性进展。
在后基因组时代,生命科学关注的范围越来越大,涉及的问题越来越复杂,采用的技术越来越高,取得的成就将越来越多,生命科学及其相关科学将大有作为。
1 人类基因组计划111 HGP 的提出HG P 的提出有两个重要背景。
其一,美国(1945年)在日本广岛和长崎投掷的两颗原子弹导致大量幸存者遭受大剂量核辐射,造成受害者DNA 结构严重破坏,基因大量突变。
基因组学与后基因组时代
基因组学与后基因组时代随着科学技术的不断发展，基因组学作为一门研究基因组的学科逐渐崭露头角。
而如今，人类进入了后基因组时代，这意味着我们对基因组的认知和研究已经从单纯的基因序列分析发展为更加复杂和全面的研究领域。
本文将从基因组学的定义、技术发展、应用前景等方面进行探讨。
一、基因组学的定义和历史基因组学是一门研究生物体基因组的学科，其研究对象包括染色体、基因序列以及基因的功能和相互关系等。
基因组学的出现源于人类对生物基因组的兴趣和需求，人们通过对基因组的研究，加深了对生物学和遗传学的认识。
二、基因组学技术的发展随着科学技术的进步，基因组学技术也得到了飞速的发展。
其中最重要的突破之一就是基因测序技术的发展，例如传统的Sanger测序技术和最新的高通量测序技术，使我们能够更加快速和精确地获取基因组的信息。
此外，还有基因芯片技术、CRISPR基因编辑技术等也极大地推动了基因组学的发展。
三、基因组学的研究进展在基因组学的研究领域，人们通过分析基因组序列，挖掘其中的基因、调控区域以及非编码RNA等，进而揭示了基因的结构和功能。
同时，基因组学还涉及到分析基因表达、基因调控网络、遗传变异以及进化等方面的研究。
这些研究对于人类健康、疾病治疗以及生物技术领域都具有重要意义。
四、后基因组时代的挑战与机遇随着基因组学的快速发展，人们已经进入了后基因组时代。
后基因组时代的特点是研究重心从基因组的获取和分析逐渐转向基因组的功能解析和应用研究。
这意味着我们需要在基因组的基础上进行更加深入和全面的研究，探索基因组的生物学意义和潜在价值。
同时，后基因组时代也带来了许多新的挑战，例如数据分析的复杂性、伦理道德的考量以及信息安全的保障等。
五、基因组学的应用前景基因组学的研究已经广泛应用于医学、农业、生物技术等领域。
在医学领域，基因组学的发展已经为个性化医疗和疾病预防提供了有力的支持。
在农业领域，基因组学技术的应用可以帮助改良农作物的品质和抗性。
后基因组时代的医学发展
后基因组时代的医学发展随着科学技术的不断进步和人类对基因的深入了解，我们正式步入了后基因组时代。
在这个时代，医学发展也呈现出了新的态势和前景。
基因疗法、个体化医疗和大数据技术等成为了医学领域的热点，为疾病的治疗和预防带来了前所未有的机会和挑战。
一、基因疗法：量变到质变的转变基因疗法是后基因组时代医学发展的最重要的突破之一。
通过对患者的基因进行修复或调控，可以实现对疾病的精准治疗。
基因编辑技术的快速发展，使得对基因的干预和修复变得更加容易和准确。
例如，通过基因剪切技术来治疗罕见遗传病，通过基因克隆技术来制备个体化的药物等等。
基因疗法的不断突破有望为无数患者带来新的希望和生机。
二、个体化医疗：从“一刀切”到“针对性”个体化医疗是后基因组时代医学发展的另一个亮点。
在传统医疗中，医生常常采用“一刀切”的方式对待患者，而在后基因组时代，医学界开始重视每个个体的差异以及疾病的复杂性。
通过基因测序和大数据分析等手段，可以更好地了解患者的基因组信息、疾病风险以及治疗效果预测，从而实现个体化的医疗方案制定。
这种个体化医疗的方式，将会提高治疗的效果和患者的生活质量。
三、大数据技术：信息化驱动医疗的发展在后基因组时代，医学发展离不开大数据技术的支持。
大数据技术的应用在医疗领域带来了许多重要的机遇和挑战。
通过对大规模数据的分析和挖掘，可以发现疾病的规律和趋势，提高临床决策的精确性和准确性。
同时，大数据技术还可以帮助医生进行疾病预测和风险评估，为患者提供更好的治疗方案和预防措施。
大数据技术的广泛应用将会在医学领域带来革命性的变化。
四、伦理道德挑战：年代的变迁与思考伴随着后基因组时代的到来，伦理和道德问题也开始凸显出来。
在基因编辑和个体化医疗等领域，需要对伦理和道德进行深入的思考和规范。
例如，基因编辑的道德边界如何划定，个体化医疗是否给患者带来更多的隐私泄露风险等等。
医学界和社会各界需要共同努力，建立严格的伦理法规和监管机制，确保后基因组时代的医学发展符合伦理和道德的要求。
中南林业科技大学普通生物学历年考研真题
2018年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题中南林业科技大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：普通生物学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）2018年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题中南林业科技大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：普通生物学考试时间：月日（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效!）—一、名词解释题（每个3分，共30分）1动粒，2干细胞，3同源染色体，4免疫防御，5光周期现象6凯氏带7内呼吸，8食物链，9初级生产量；10植食现象二、填空题（每空1分，共30分）1.参与分泌蛋白合成和加工的细胞器主要有（）和（）。
2.在人类基因组计划中起重要作用的酵母人工染色体是基于DNA的（），（）和（）三个基本元素设计的。
3.已知色盲和血友病分别由位于X染色体上的隐性基因b和h控制。
甲、乙两女人婚后（丈夫都正常），甲女人的子女中，女儿均正常，两个儿子中的一个是色盲患者，另一个是血友病患者。
乙女人的女儿均正常，两个儿子一个完全正常，另一个既患色盲又患血友病。
甲、乙两女人的基因型分别是（），（）。
4.基因工程中作为载体的基本条件是（），（）和（）。
5.肌肉单收缩的全过程有三个时期：（），（）和（）。
6.一般植物的种子包括（），（）和（）。
7.人体如果缺少维生素（）易患恶性贫血，缺少维生素（）易患坏血病。
8.人类红细胞上的凝集素是由（）和（）形成的。
9.植物界包括4种主要类型，它们是（），（），（）和被子植物。
10.影响或调节种群数量的因子大致可区分为（）和（）两大类。
11.生物多样性一般包括三个水平的多样性，即（）、（）和（）。
12.生态系统的两大基本运行功能是（）和（）。
三、简答题（每题9分，共45分）1.细胞凋亡的特点有哪些？哪些基因可能与细胞凋亡有关？2.什么是基因工程，举例说明其操作程序3.树皮环剥后，为什么树常会死亡？有的树干中空，为什么树仍能继续存活？4.试述排泄系统在稳态中的作用5.简述动物的不同防御行为或防御对策。
基因组学与后基因组时代
基因组学与后基因组时代随着人类对基因的研究不断深入，基因组学逐渐成为生命科学领域的重要分支。
基因组学研究的核心是对基因组的组成、结构、功能以及相互作用的理解。
这项技术的发展，不仅让我们更深入的了解人类是如何运作的，也为生物医学领域带来了前所未有的进展。
但是，随着技术的不断发展，”后基因组时代“也在不断向我们逼近。
基因组学是基因研究的综合体，在生物医学领域扮演着至关重要的角色。
基因组学研究的核心理念是将基因组上的个体基因、非编码RNA以及其他特殊序列等信息整合起来，并对其进行分析及全面的解读。
随着技术的不断发展，我们已经能够开展更加深入和精细的研究，这也带来了更广泛的应用前途。
过去的基因研究，往往注重研究自然选择和突变等对基因组的影响。
虽然这些研究为人类的基因组研究奠定了基础，但不能解释人类基因组的完整结构和功能特点。
而随着时间的推移，我们已经开始对基因组更加全面和细致的研究和探讨。
目前，基因组学的研究现在已经被扩展到了生态学、环境学、农业学、药物学以及其他许多方面。
新型测序技术、生物计算和人工智能等工具，不断提高着我们对基因组的理解和感知能力。
这使我们有了更多的数据，也让我们得以开发出更全面和创新的解决方案。
例如，机器学习算法可以大幅提高基因组学研究人员对大规模数据的分析能力，从而加速了基因组学所需的计算时间。
生物计算则有望让我们个性化地了解疾病、提高药物研发效率，同时还能潜在应用于植物改良、生物材料等善后。
但同时，我们也开始意识到，基因组学研究也有局限性，这些局限性反映在一些无法得到突破的问题上。
例如，对于基因序列数据的体积问题，目前的测序技术不可能将所有信息全部全面确定下来，或许只是"基因组学"在各个领域中发展的一小部分。
这种基因组学的制约，使我们必须寻找新的解决方案来补充现有技术的局限性。
而逐渐浮现的是“后基因组时代”概念。
所谓“后基因组时代”，是相对于基因组学而言的，象征着我们在研究哪些不能归结于基因组背后所托管的因素——几乎所有的生物过程都是由多种因素一起表现出来的。
后基因组研究名词解释
后基因组研究名词解释后基因组研究名词解释一、引言在今天的科技快速发展和创新变革的时代背景下，生命科学的研究也在不断取得突破性进展。
随着人类基因组计划的完成，人们已经进入了一个全新的时代——后基因组时代。
后基因组研究作为一项综合性的研究领域，对于揭示生物系统的复杂组织和功能起着重要的作用。
二、定义和背景后基因组（post-genomic）这个术语最早是由生物学家Ronald Davis在1998年提出来的，他用这个词来描述基因组学领域在人类基因组计划完成之后扩展的范围。
后基因组研究是一种整合多领域知识的研究方式，它借助于基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学以及系统生物学等技术和方法，从宏观和微观两个层面对生物体的整个生命周期进行综合性研究。
三、主要内容1. 后基因组研究的主要特点后基因组时代的到来，使得生命科学研究呈现出多学科、大数据、高通量和系统化的特点。
后基因组研究通常涉及到基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、表观遗传学等多个学科的交叉融合，从而实现对生物体的多个层面和多个维度的全面研究。
大数据的应用使得科学家们能够更加全面、准确地解读和挖掘生物信息，高通量技术的出现也使实验条件得到了极大改善，使得后基因组研究的精度和效率得以提高。
2. 后基因组研究的应用领域后基因组研究在生命科学领域的应用非常广泛。
在医学领域中，后基因组研究可以通过基因组信息、转录组信息和蛋白质组信息的综合分析，帮助科学家们深入理解疾病的发病机制、确定治疗方法和制定个性化医疗方案。
在农业领域，后基因组研究可以用于改良农作物的品质和增强植物的抗逆性等。
后基因组研究还可以应用于生物能源的开发利用、环境保护、食品安全等多个领域。
3. 后基因组研究的挑战和前景虽然后基因组研究取得了重要进展，但其中仍然存在一些挑战。
由于生物体是一个复杂的、高度动态的系统，其调控机制和网络仍存许多未知之数，这给后基因组研究带来了困难。
后基因组研究需要大规模的数据分析和处理，这对于计算能力和技术手段提出了更高的要求。
人类基因组计划与后基因组时代研究
人类基因组计划与后基因组时代研究人类基因组计划是指20世纪末从1990年开始实施的一个协调全球性的计划，取得了极为重要的科学成果。
该计划的目的是鉴定、测序并分析人类基因组的所有基因，以及解决在生物科学、医学和人类的生命科学领域面临的难题。
通过人类基因组计划，可以加深对人类生物学和机能的基础了解，还可以探索和治疗各种常见疾病和罕见疾病，深入研究复杂疾病，例如肿瘤、心血管疾病、类风湿关节炎、白血病、帕金森病等，并提供新的基因诊断和治疗方法。
人类基因组计划意义深远，是生物科学研究的一座丰硕之山，也是未来医学创新和发展的重要基石。
人类基因组计划结束之后，开启了后基因组时代研究。
后基因组时代研究是基于基因组的科学，各个学科和领域中都开展着相关的研究。
在这个新的时代中，重点是通过比较整个生物南山中不同的基因组，来了解品种差异和物种之间的关系，以及这些差异会影响哪些生物学特征。
这种比较方法是全面的，包括基因表达差异、蛋白质组学、后转录修饰、代谢组学等方面。
研究结果有助于发现更深入的生理学和遗传学知识，特别是生物进化中的分支点和友好关系，这些知识可以为保各种生物种类提供更有效的途径和提高风险评估。
后基因组时代研究主要围绕着以下几个方向：1. 结构与动态重组基因组在不同的细胞阶段或生理状况下，会出现结构和位置上的差异，如基因重组可能导致染色体变异、基因扩增和缩减等。
因此，后基因组时代的研究主要是探究染色质的结构与动态重组的变化机制和功能。
2. 功能修饰基因组修饰是指一类在DNA序列上进行的化学修饰，它具有广泛的作用，可调节基因本身的表达，并影响基因组的稳定性等，这些变化可以代替基因序列的改变产生多样化的运用。
现代技术可以从全基因组角度来描述和比较这些修饰和调控方式。
3. 代谢组学代谢组学通过分析生物体中的生物分子变化，研究人类和动物关于膳食结构和环境压力的适应能力以及基础代谢通路的变化机制。
通过代谢组学，可以更全面地了解生物代谢通路的变化，推断出到底对这些物种的发生所起的作用。
生物信息学
生物信息学邱萌琳11216108一、定义与简介生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解释等各方面的学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计算机科学相结合形成的一门新学科。
它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。
二、经历阶段前基因组时代（20世纪90年代前）这一阶段主要是各种序列比较算法的建立、生物数据库的建立、检索工具的开发以及DNA和蛋白质序列分析等。
基因组时代（20世纪90年代后至2001年）这一阶段主要是大规模的基因组测序，基因识别和发现，网络数据库系统地建立和交互界面工具的开发等。
后基因组时代（2001至今）随着人类基因组测序工作的完成，各种模式生物基因组测序的完成，生物科学的发展已经进入了后基因组时代，基因组学研究的重心由基因组的结构向基因的功能转移。
这种转移的一个重要标志是产生了功能基因组学，而基因组学的前期工作相应地被称为结构基因组学。
三、生物信息学发展简介生物信息学是建立在分子生物学的基础上的，因此，要了解生物信息学，就必须先对分子生物学的发展有一个简单的了解。
研究生物细胞的生物大分子的结构与功能很早就已经开始，1866年孟德尔从实验上提出了假设：遗传因子是以生物成分存在，1871年Miescher 从死的白细胞核中分离出脱氧核糖核酸（DNA），在Avery和McCarty于1944年证明了DNA是生命器官的遗传物质以前，人们仍然认为染色体蛋白质携带基因，而DNA是一个次要的角色。
1944年Chargaff发现了著名的Chargaff规律，即DNA中鸟嘌呤的量与胞嘧定的量总是相等，腺嘌呤与胸腺嘧啶的量相等。
与此同时，Wilkins与Franklin用X射线衍射技术测定了DNA纤维的结构。
1953年James Watson 和FrancisCrick在Nature杂志上推测出DNA的三维结构（双螺旋）。
基因组学与后基因组时代研究热点
基因组学与后基因组时代研究热点基因组学是研究生物体全基因组的学科，是现代生物学的重要分支之一、它的研究对象是从DNA水平上解析生物体的遗传信息，并研究基因在不同生物体中的功能和表达。
基因组学的发展使得我们可以更好地理解生物体的遗传性状、基因变异与临床疾病之间的关系等。
然而，基因组学研究已经进入了一个全新的阶段，即后基因组时代。
后基因组时代是指以序列为中心的基因组学研究进一步发展和演变的阶段。
在这个时代中，基因组学研究不再仅局限于基因组的序列分析，还涉及到了更深入的理解和研究，包括基因组的三维结构、基因组的真实功能和相互作用等方面。
以下是后基因组时代的研究热点。
1.三维基因组结构：近年来，研究人员已经开始着手研究基因组中DNA的三维折叠结构。
这些折叠结构对基因的表达起着重要的调控作用，并且与许多疾病的发生也有关联。
通过技术手段的不断发展，我们能够更好地理解和揭示基因组中DNA的三维空间结构，从而对基因调控和疾病的机制有更深入的理解。
2.全基因组的表达调控：基因组中的大部分区域并不会编码蛋白质，但是它们可以调控基因的表达。
这些非编码区域一直是基因组学研究的热点之一、在后基因组时代，研究人员开始着手研究这些非编码区域的作用机制，包括转录调控和转录后调控等。
通过研究这些调控机制，我们能够更好地了解基因的表达调控网络，并对疾病的发生机制有更深入的认识。
3.基因组的演化与群体遗传学：通过研究不同物种之间基因组的比较和演化，我们能够更好地了解不同物种之间的遗传关系。
同时，通过研究人群中基因组的变异和遗传多样性，我们能够更深入地了解人类的进化历史、人群之间的遗传差异以及疾病的遗传基础等。
因此，基因组的演化与群体遗传学成为后基因组时代的研究热点之一4.人类疾病和基因组：通过研究人类基因组与疾病之间的关系，我们能够更深入地了解疾病的遗传基础和发病机制。
在后基因组时代，研究人员可以通过测序技术来对疾病相关的基因进行全面的研究，从而发现与疾病相关的新基因，揭示疾病发生的机制，并为临床诊断和治疗提供更准确的信息。
后基因组时代的生命科学研究
后基因组时代的生命科学研究随着科技的不断进步，生命科学领域也在快速发展。
近年来，后基因组时代的到来，给生命科学研究带来了一场革命。
人们对生命科学的研究方法和理念也在随之发生改变。
本文将围绕“后基因组时代的生命科学研究”这一主题展开阐述。
一、后基因组时代的定义后基因组时代指的是，通过高通量测序技术、质谱技术等先进技术手段，获得的生物大分子的完整信息。
与传统的基因组学研究不同，后基因组时代涵盖了生物体内的全部生物大分子信息，包括DNA、RNA、蛋白质、代谢产物等。
这种全景式的数据分析，已经成为当前生命科学领域中最具前瞻性的研究方向之一。
二、后基因组时代的生命科学研究方向1. 细胞组学细胞组学是后基因组时代的重要研究方向之一。
传统的基因组学主要关注基因的分布和调控，而细胞组学则是从整个细胞的角度去分析生物系统的组成和调控。
研究者们利用多种高通量技术手段，构建了包括DNA甲基化、染色体结构、细胞信号转导等在内的细胞组学数据库，并通过数据分析技术去探究细胞的复杂生物学行为。
2. 生命活动组学生命活动组学研究则是针对整个生命周期内的细胞、组织、器官和整个生物个体，考察和描述其在不同时间点和条件下的生命活动表现。
这种“时间序列”式的研究，通过对不同个体之间、不同时间点之间、不同组织之间的对比分析，来展现真实的复杂生物系统。
3. 代谢组学代谢组学则是从代谢层面上去描述、分析和解释细胞组成和生命活动的研究方向。
研究者们利用代谢产物来描述和深入理解生物体内的各种生物化学反应。
例如，代谢组学研究可以帮助科学家理解肿瘤细胞和正常细胞之间有何不同，为肿瘤的治疗和预防带来更有效的治疗方法。
4. 蛋白组学蛋白质是生物体最具功能性和表现力的分子之一。
蛋白组学则是研究蛋白质组成和调控的研究方向。
研究者们用各种手段，从细胞水平研究到整个组织、器官和生物个体水平，去描述和分析蛋白质在不同组织和生命阶段中的变化和调节。
这对于理解生物的复杂调控机制将有重要的意义。
后基因组时代
17.05.2020
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3.药物基因组学研究与个体化治疗
在临床上对同样一种疾病使用同一种药物， 不同的个体对药物的敏感性和毒性反应 有很大的区别，这种区别主要由基因决 定的,特别是药物靶点基因、药物代谢基 因等的单核苷酸多态性，影响了药物作 用的强弱和药物代谢的不同。
目前虽然完成了绝大部分基因的序列分析， 但约60%的人类基因的功能未知。目前 认为人类有3.2万个基因，其中1.5万已知 功能，1.7万未知功能。
17.05.2020
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• 人类功能基因组学研究涉及众多的新技 术，包括生物信息学技术、生物芯片技 术、转基因和基因敲除技术、酵母双杂 交技术、基因表达谱系分析、蛋白质组 学技术、高通量细胞筛选技术等。
• 人类功能基因组学必须多学科协作
• 生物信息学是人类功能基因组学研究的 必要工具
17.05.2020
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遗传学家 生理学家
计算机科学家
生物化学家
人类功能基因组
细胞生物学家
结构生物学家
17.05.2020
临床和病理学家
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5. 基 于 基 因 组 的 新 型 药 物 （Genome-based drug）
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国际新药开发的三个浪潮
• 基因组学
药物靶标发现、反义治疗、基因治疗
• 蛋白质组学
药物靶标评价、药物筛选、抗体治疗、重组蛋 白质治疗
• 分子设计
蛋白质结构确定、蛋白质工程、以结构为基础 的小分子药物设计
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6.基因治疗
将人类基因导入人体，纠正缺陷基因或辅 助机体抵抗疾病。具有良好开发前景， 但近期离产业化尚有距离。
后基因组时代的生物信息
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几种常用的聚类方法
※ 分层聚类(hierarchical clustering，HCL) ※ K-均值聚类（K-mean clustering，KMC） ※ SOM聚类（self-organizing map clustering，SOM）
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分裂或凝聚
分层聚类
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算法运行到某一阶段，类别划分结果达到聚类标准时即可停止 12 分裂或凝聚;
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基因网络研究的前提假定和基本原理
什么是基因调控网络？
细胞、DNA、蛋白质、基因、基因网络
为什么要研究基因调控网络？
从分子水平认识细胞组织的功能。
我完全不懂生物学；我为什么要讲这个？ 了解基因调控网络，对我们有什么启发？
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基因网络研究的前提假定和基本原理
基因和蛋白质
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基因网络研究的前提假定和基本原理
※ SMD （ / ）
除了以上 3 个综合性的基因表达数据仓库外，还有一些专门的基因表 达数据库，例如
※ YMD (Yale Microarray Database ， / microarray/)
挖掘遗传性疾病的病因以及预防预测 进行个性化医疗 通过位点确定疾病基因
一般术语
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连锁不平衡（ LD）
在某一群体中，不同座 位上某两个等位基因出现 在同一条单元型上的频率 与预期的随机频率之间存 在明显差异的现象。
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微卫星标记
2-4个核苷酸重复 GAACGTACTCACACACACACACATTTGAC TTCGATGATAGATAGATAGATAGATACGT
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前基因组时代的“钓鱼”和后基因 组时代的“捞鱼”
基因组学与后基因组时代
2003年4月14日，人类基因组序列图亦称“完成图” （99.99%），提前绘制成功。
编辑ppt
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三、人类基因组计划的科学意义
（1）确定人类基因组中约3万个编码基因的序列及其在基因 组中的物理位置，研究基因的产物及其功能。
（2）了解转录和剪接调控元件的结构与位置，从整个基因 组结构的宏观水平上理解基因转录与转录后调节。
－1564）发表了划时代的著作《人体的构 造》，开创了人体解剖学，使人们从宏观 上了解了自己。
• “人类基因组计划”建立的人类基因组图，
被誉为“人体的第二张解剖图”，它将从 微观上或者说从根本上使人类了解自己。
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第一节 人类基因组计划
一、人类基因组计划的启动（Human Genome Project）
图( 90%)。
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二000年六月二十六日克林顿宣布 人类基因组草图绘制完成
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美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林 斯在介绍情况。
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人类基因组草图基本31.65亿bp组成 • 含2~2.5万基因 • 与蛋白质合成有关
的基因占2%
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（8）研究染色体和个体之间的多态性。这些知 识可被广泛用于基因诊断、个体识别、亲子鉴 定、组织配型、发育进化等许多医疗、司法和 人类学的研究。此外，这些遗传信息还有助于 研究人类历史进程、人类在地球上的分布与迁 移以及人类与其他物种之间的比较。
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四、HGP的主要任务
四张图： 物理图、 转录图、遗传图 、序列图
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（6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制， 包括遗传性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引 发的分子病理学改变及其进程，为这些疾病的诊断、预防和治 疗提供理论依据。
人类后基因组时代
分析、蛋白质相互作用预测等领域。
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三代测序技术原理及优势
PacBio SMRT测序
采用零模波导孔技术，实现单分子实时测序，具有长读长和直接检测碱基修饰的优势。
Oxford Nanopore MinION测序
利用纳米孔测序技术，通过检测DNA分子通过纳米孔时的电流变化来读取序列信息，具有便携、 实时、长读长的优势。
三代测序技术优势
长读长可跨越复杂区域和重复序列，直接检测碱基修饰可揭示表观遗传学信息，实时测序可实现 动态监测和现场应用。
根据患者表观遗传特征，制定 个性化治疗方案，提高治疗效 果。
疾病预防
通过表观遗传学手段，预测疾 病风险，制定预防措施。
05 精准医学与个体化治疗策 略
精准医学概念及其在临床实践中意义
精准医学定义
精准医学是一种基于个体基因、环境 和生活方式等信息的医疗模式，旨在 为每个患者提供个性化、高效的诊疗 方案。
注重基因功能的研究，强调多组学、系统生物学 的研究方法，关注基因与环境、表型的相互作用。
3
技术发展对后基因组时代的影响
高通量测序、质谱、蛋白质组学等技术的发展， 为后基因组时代的研究提供了有力支持。
研究意义与前景展望
01
后基因组时代对生物医学研究的意义
揭示了人类生命的奥秘，为疾病的预防、诊断和治疗提供了新的思路和
囊性纤维化治疗
囊性纤维化是一种由CFTR基因突变引起的遗传性疾病。通过CRISPR-Cas9技术 ，可以修复患者细胞内的CFTR基因突变，恢复其正常功能，从而治疗囊性纤维 化。
后基因组时代的个性化医疗
后基因组时代的个性化医疗在新千年，美国《财富》杂志对未来10年的人类医疗进行了展望，欣喜地描述了一个美好蓝图: 如果病人到医院就诊，经过医生的系列化验和分子诊断，确定为某种疾病，然后，借助于基于患者基因进行的药物敏感性遗传分析结果, 选择治疗药物, 达到最好的治疗效果和最低的毒副作用。
这个蓝图当时看上去很遥远，但是目前，在某些疾病的治疗领域它已经走入临床，变成现实。
2003年瑞士罗氏(Roche Holding AG)在美国市场推出的全球首批Amplichip CYP450“基因芯片”(genechip)，通过检测CYP2D6和CYP2C19两种基因的细微差异，决定人体对一般处方药包括治疗忧郁症、心血管疾病、高血压及机能亢进等症药的代谢情况，指导临床药物使用剂量和频率。
2005年，美国FDA批准尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（UGT1A1）基因分型用于临床诊断，帮助预测肠癌病人对化疗药物CPT-11(伊利替康)毒副反应的程度，以减少发生迟发性致死性腹泻的几率。
在我国，用于检测乙肝病毒YMDD 突变株的诊断试剂也获得了临床批件，广泛用于乙肝病人治疗药物的筛选。
个性化医疗并不是全新的概念，两千余年前我国《黄帝内经》就曾经用阴阳五行的理论对人类的体质作过分类，而所谓的体质强调的就是个体在生理、病理，乃至疾病诊疗、防治中的特异性，并用之作为施药的基础。
随着现代医学的发展，人们对疾病治病机理的认识也不断深入，特别是人类基因组测序计划（Human Genome Project, HGP）的完成，以及后基因组时代对基因功能的研究成果，极大地帮助我们了解遗传因素在人类健康和疾病中的角色，并迅速将新发现用于疾病的预防、诊断和治疗。
美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）在其为HGP的最初远景规划中清楚地表明，人类基因组序列将改善人的健康状况，而它后来的五年计划也再一次明确了这一观点。
后基因组时代的生物技术与应用
后基因组时代的生物技术与应用随着科学技术的不断进步，生物技术正迈向后基因组时代。
后基因组时代的生物技术具有更广阔的应用前景和更深刻的意义。
本文将对后基因组时代的生物技术及其应用进行探讨。
一、后基因组时代的生物技术综述在后基因组时代，生物技术已经不再局限于对基因组的研究和改造，而是扩展到基因组之后的领域。
后基因组时代的生物技术主要包括以下方面。
1. 代谢组学代谢组学是研究生物体内代谢产物的组成与变化规律的一门学科。
利用先进的分析技术，研究人员可以从组织、细胞甚至单个大分子水平揭示代谢过程中的各种变化。
代谢组学在疾病诊断、药物研发等领域具有重要的应用价值。
2. 蛋白质组学蛋白质组学研究的是生物体内蛋白质的组成、结构和功能等方面的问题。
随着蛋白质分析技术的不断发展，研究人员可以更加全面地了解细胞和生物体内蛋白质的功能与相互作用关系。
蛋白质组学在疾病诊断、新药开发等方面也有着重要的应用前景。
3. 代谢工程代谢工程是通过基因工程手段改造生物代谢通路，使生物体具有特定的代谢功能。
后基因组时代的代谢工程可以更加针对性地进行，不仅可以通过改造基因组上的单个基因，还可以通过改造代谢路径上的多个关键基因来实现对生物合成过程的精确调控。
二、后基因组时代的生物技术应用后基因组时代的生物技术应用涵盖了许多领域，以下是其中几个具有代表性的应用领域。
1. 医学领域在医学领域，后基因组时代的生物技术可以帮助人们更准确地诊断疾病、评估疾病风险以及制定个性化的治疗方案。
通过代谢组学和蛋白质组学的研究，可以发现与疾病相关的生物标志物，并根据这些标志物制定相应的治疗策略。
同时，代谢工程的技术可以应用于药物合成和基因治疗等方面，为医学研究和治疗提供新的手段和思路。
2. 农业领域在农业领域，后基因组时代的生物技术可以帮助提高农作物的产量和品质，减少对化学农药和化肥的依赖。
通过蛋白质组学和代谢组学的研究，可以发现控制农作物生长和抗病性的关键基因，从而培育出具有更好农艺性状的新品种。
人类基因组计划与后基因组时代
人类基因组计划与后基因组时代人类基因组计划是一项旨在确定人类基因组序列的国际性计划，该计划于2003年完成。
基因组计划的成功标志着我们进入了基因组时代，也就是通过对基因组进行研究来解决生命科学中的许多问题。
然而，随着基因组学技术的不断进展，我们正在逐渐进入一个新的时代 - 后基因组时代。
在基因组时代，我们主要关注基因组的编码DNA区域，即使这些区域只占人类基因组总大小的1-2％。
这些编码区域决定了生命中的许多基本特征和性状。
然而，在后基因组时代，我们正在研究一些基因组以外的因素，如表观遗传学和蛋白质组学等。
这些因素对基因表达和生命过程的调节具有重要的影响。
尽管基因组时代的成功，我们必须承认，基因组对于人类行为和健康的影响如初阶段那样具有限制性。
虽然几乎每个人都有一个类似的基因组标准参考序列，但每个人的基因组都有一些独特的性质。
例如，在同一基因的两个人之间的变异可以在细胞类型和时间点之间的差异中导致不同的物理表型。
后基因组时代将有望解决这些限制性因素，因为它将提供各种表观遗传和细胞学方法的更广泛应用。
后基因组时代还将带来许多令人兴奋的新技术。
例如，单细胞测序技术将允许我们了解每个细胞的基因组序列，从而获得对细胞类型和网络的更深入的理解。
另一个例子是环境基因组学，它会研究人类与环境之间的相互作用，从而促进我们对健康和疾病的理解。
后基因组时代也将改变我们对基因编辑的理解。
传统的基因编辑技术（如CRISPR / Cas9）仅限于单个基因的编辑。
在后基因组时代，我们将有可能同时编辑整个基因组，通过更深入地了解基因组的复杂性和功能来做到这一点。
总之，人类基因组计划的成功标志着我们进入了一个新的时代- 基因组时代。
在这个时代，我们主要关注基因组的编码区域并解决了生命科学中的许多问题。
然而，随着技术的不断进展，我们正在进入后基因组时代，它将提供更广泛的表观遗传和细胞学方法的应用以及单细胞测序技术和环境基因组学等技术的发展。
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整个人类基因组计划地完成过程就像一个由粗到细的画图过程，先画好框架，再画草图，再对草图进行加工，越画越细致。2000年6月26日，参与“国际人类基因组计划”的美、英、日、法、德、中6个国家16个研究中心联合宣布人类基因组“工作框架图”画好了。人类基因组“工作框架图”是覆盖人的大部分基因组、准确率超过90%的DNA序列图。从这一时刻开始，人类真正认识了自己，从此人类历史进入了一个崭新的时代――后基因组时代。
人类基因组计划的由来
谈到人类基因计划不得不提到另一个已经失败了的计划――肿瘤十年计划。
这计划是由美国年轻的总统肯尼迪在1961年提出的。但是，在不惜血本地投入了一百多亿美元，由诺贝尔奖获得者、肿瘤病理学家雷纳托·杜尔贝科带领数百位科学家经过多年研究以后，科学家们发现包括癌症在内的各种人类疾病都与基因直接或间接相关，而当时的科学手段无法对这一结果进行更深一步的研究。就这样，耗资巨大的肿瘤计划失败了。
虽然肿瘤计划失败了，但是让人们认识到基因研究是攻克多种疾病的基础，而测出基因的碱基序列又是基因研究的基础。当时，世界各国有许多的实验室在对自己感兴趣的基因做研究。
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：人类基因组》的文章。杜伯克说，科学家们面临两种选择：要么“零敲碎打”地从人类基因组中分离和研究出几个肿瘤基因，要么对人类基因组进行全测
这一篇敌方后来被称为全人类基因组计划的“标书”，引起了美国政府及世界科学界的极大重视。由于这一计划要耗用大量的纳税人的钱，所以经历了长达四年的反复论证的过程。这期间，美国政府还向国民作了许多解释工作，以求获得大众的支持。这项全民普及教育工作居然做到了让纽约的出租车都能够就该计划侃侃而谈。
1990年10月1日，经美国国会批准，美国HGP式启动，总体计划在15年内投入至少30亿美元进行人类全基因组的分析。
人类基因组计划的主要内容
所谓人类基因组是指人体所有基因的新品种，DNA是人类基因的物质基础，而DNA又是由4种碱基构成的，这四种碱基被称作A、T、C、G。整个人类基因组当中有多少个这样的碱基呢？总共有30亿个。
如果我们把这四种碱基比喻成四个字母。那么DNA就是有着四个字母构成的单词。一系列的DNA单词组成一个故事，这就是我们通常所说的“基因”。数千个基因故事组成一个章节――一对染色体，23对对染色体组成了完整的人类基因组。人类基因组计划就是要按顺序读出这30亿个碱基“字母”。