基因组学  061M5035H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:杨焕明,董伟,夏志
授课时间: 星期四, 第9、10、11节
授课地点: 礼堂
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9
授课时间: 星期二, 第9、10、11节
授课地点: 礼堂
授课周次: 3、4、5、6、7、8、9、10
课程编号: 061M5035H 课时: 40 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:杨焕明,董伟,夏志
英文名称: Genomics

教学目的、要求

“基因组学”是一门博大精深且富有活力的新兴学科。本课程主要是生命科学类本科生的必修课程,也是医学及其他相关专业研究生的选修课程。作为综合性基础入门课程,课程内容包括了基因组学概论、方法学、基因组的生物学、基因组的设计和合成以及基因组伦理学五个部分。
基因组学的发展过程就是 “人类基因组计划”的发展史。杨院士正是这一历史的参与者和中国方面的组织者,并在随后的十几年一直从事这一领域的学术研究、教学和科普创作,因此对基因组学的历史、现在和未来有着非常深刻的理解体会和独到的见解。基因组学课程的讲授,会以——“人类基因组计划”的学术源流、目标变迁、技术路线、模式生物等技术的相关讨论和改进,特别是中国的参与和贡献等——作为线索;循序渐进地在大科学组学理念的基础上引入基因组测序分析和序列数据信息挖掘等技术技能;以及在有了基因组序列后,人类、特别是其他动植物、微生物等生命、生物学研究的新的起点,即“基因组的生物学”。
本课程有两大重要内容:首先是基因组方法学,包括测序原理和测序仪、关键实验技术直至序列组装分析和数据挖掘;其次是基因组学的研究对象,包括人类在内的所有(已测序)物种的基因组生物学。
课程的教学模式也突出两个特色。首先是趣味性。在课程内容上会结合使用丰富的图形、表格和字框,在色彩对比的图表和手动板绘的示意图中,能够形成强烈的视觉效果和深刻的印象,使教授和学习的过程都形象、生动、活泼。而围绕学科发展的历史事件、人物和贡献都被故事性的引入课程,经典的科学发现瞬间才是启发科学思路的关键所在。
特色之二是时效性。课程中融入了大量的前沿动态和最新的研究进展。在基因组学快速发展,大数据大信息爆炸的时代,保证知识的时效性尤为重要。因此课程不仅凝结了基因组学发展的关键15年,同时还将最新、最快、最有价值的研究成果作最及时的呈现。
主讲人杨焕明院士几十年的科研经历和教学经验形成了其独有的教学特色。经过多年的课程建设,并采用《基因组学》教材相辅相成,使本课程拥有非常完善的教学体系,适用于具备遗传学基础知识的本科生和研究生。
“基因组学”将为学生打开一扇了解国内外基因组学的发展历史、技术平台、瞩目成就的美好蓝图。

预修课程

修完普通遗传学的研究生 
欢迎其他不需要学分的本科生、研究生、留学生及老师参加

教 材

《基因组学》(2016)

主要内容

第一部分 基因组学概论
第一篇 《基因组学》导读
第一节 基因组学的一般定义
第二节 基因组学的两个理念
第三节 基因组学的三个源流
第四节 测序技术的四个突破
第五节 基因组学发展的五大趋势
第六节 基因组学应用的六个方面
第七节 正在改变世界的七项技术
第八节 基因组伦理学的八个问题(HELPCESS)
第九节 中国对基因组学的九大贡献
第二篇  基因组学的发展史
第一节 HGP的起始和学术源流
第二节 HGP的目标和技术路线
第三节 HGP中的模式生物
第四节 HGP的完成与后续计划
第五节 HGP的意义和影响
第二部分 基因组学的方法学
第一篇  DNA测序	
第一章 测序仪
第一节 测序技术的四个突破
第二节 下一代测序仪及其基本原理
第二章 关键技术与方法
第一节 Southern测序
一、 测序策略
二、 基因组概貌评估
三、 测序的技术路线
四、 测序材料
五、 测序文库
第二节 Northern测序
第三节 Western 测序
第四节 Eastern 测序
第五节 其他重要技术
一、 GWAS
二、 基因组编辑技术
三、 芯片技术
第二篇  序列的组装和分析
第一章 序列的组装
第一节 测序数据的质控和预处理
第二节 序列的组装
一、 基于参考序列的组装
二、 de novo组装
三、 多策略结合组装
四、 组装的质控
第二章 基因组概貌分析
第一节 基因组大小
第二节 GC含量
第三节 重复序列
第四节 编码基因
第五节 假基因
第六节 非编码基因
第七节 基因组变异
第三章 基因组比较分析
第一节 演化基因组
第二节 META基因组
第三部分 基因组的生物学
第一篇  人类基因组
第一章 人类基因组概貌
第二章 人类基因组的生物学
第三章 临床基因组学
第一节 基于序列数据的检测技术
第二节 单基因病及基因定位
第三节 癌症基因组
第四节 人体内微生物组群与疾病
第五节 长寿与老年病
第六节 法医基因组
第二篇  动物基因组
第一章 脊椎动物门
第一节 哺乳纲
第二节 鸟纲
第三节 爬行纲
第四节 两栖纲-爪蟾
第五节 鱼纲
第二章 脊椎动物门-文昌鱼
第三章 无脊椎动物门
第一节 昆虫纲
第二节 蜘形纲
第三节 无脊椎动物
第三篇  植物基因组
第一章 模式生物
第二章 主粮类
第三章 蔬菜类
第四章 瓜果类
第五章 经济类
第六章 花卉类
第四篇  微生物基因组
第一章 真菌
第二章 细菌
第三章 病毒
第四章 环境微生物组群
第四部分 基因组的设计和合成
第一节 合成基因组学和合成生物学
第二节 合成生物学的发展史
第三节 合成生物学方法学
第四节 合成生物学的应用及展望
第五部分 基因组伦理学 
第一篇  生命伦理学是基因组学的题中应有之义
第二篇  基因组伦理学的八个方面


特别提示:上课地点为礼堂。

参考文献