基因組學（第4版）

成書過程

修訂情況

《基因組學（第4版）》根據基因組學的研究進展和教學需求，對教材內容進行了較大幅度地調整、補充與修改，具體情況如下：

新增第三代DNA實時測序的原理與方法、單細胞DNA測序等內容。
增加基因組編輯、泛基因組、轉錄場、長非編碼RNA等內容，將miRNA、siRNA和piRNA整合為基因組小RNA。
刪改染色質重建與表觀遺傳，修改為組蛋白修飾與表觀遺傳；刪除先入模型與動態模型，增改為組蛋白修飾和染色質重建。
增添原核生物和真核生物DNA複製體的組成及其功能內容，對DNA的鹼基突變修復機制和雙鏈斷裂修復機制內容進行修改與補充。

《基因組學（第4版）》由楊金水擔任主編。另外，楊金水承擔該教材書稿的文字輸入和資料整理工作，王瑩承擔該教材的文獻收集與引用核對、插圖繪製與書稿的文字勘誤工作。

出版工作

2019年9月12日，《基因組學（第4版）》由高等教育出版社出版發行。

策劃編輯	責任編輯	封面設計	插圖繪製	責任校對	責任印製
單冉東	李翠玲	李衛青	黃雲燕	刁麗麗	朱琦

內容簡介

該教材共三部分，第一部分介紹結構基因組，包括基因組、遺傳圖繪製、物理圖繪製、基因組測序與序列組裝、基因組序列注釋、基因組解剖；第二部分講述功能基因組，包括基因的轉錄調控、轉錄物組、蛋白質組、基因組表觀遺傳；第三部分介紹基因組進化，包括基因組的複製、基因組進化的分子基礎、基因組進化的模式、基因組與生物進化。此外，書末附有索引、參考文獻。

教材目錄

前輔文

第1章基因組

1.1 遺傳的分子基礎

1.1.1 DNA 的化學與生物學

1.1.2 RNA 的化學與生物學

1.1.3 蛋白質的結構與生物學

1.2 基因組序列複雜性

1.2.1 C 值與C 值悖理

1.2.2 序列複雜性

1.2.3 基因組的序列組成

1.3 基因與基因家族

1.3.1 編碼RNA 的基因

1.3.2 編碼蛋白質的基因

1.3.3 基因家族

1.3.4 異常結構基因

1.3.5 假基因

1.4 染色體

1.4.1 真核生物染色體

1.4.2 原核生物染色體

1.5 基因組

1.5.1 人類基因組

1.5.2 其他生物基因組

第2章遺傳圖繪製

2.1 遺傳圖與物理圖

2.2 遺傳作圖示記

2.2.1 基因標記

2.2.2 DNA 標記

2.3 遺傳作圖的方法

2.3.1 孟德爾遺傳學簡介

2.3.2 連鎖分析

2.3.3 不同模式生物的連鎖分析

2.4 遺傳圖繪製

2.4.1 人類遺傳圖

2.4.2 水稻遺傳圖

第3章物理圖繪製

3.1 限制性作圖

3.1.1 限制性作圖的基本方法

3.1.2 限制性作圖的局限

3.2 基於克隆的基因組作圖

3.2.1 大分子DNA 的克隆載體

3.2.2 重疊群組建

3.2.3 指紋作圖

3.3 原位染色體連鎖圖

3.3.1 同位素或螢光標記探針的原位雜交

3.3.2 染色體原位雜交

3.4 輻射雜種作圖

3.4.1 序列標籤位點

3.4.2 輻射雜種作圖的程式與方法

3.5 基因組整合圖

3.5.1 人類基因組整合圖

3.5.2 水稻基因組整合圖

3.5.3 玉米基因組最短重疊路徑整合圖

第4章基因組測序與序列組裝

4.1 DNA 測序的方法

4.1.1 第一代DNA 測序

4.1.2 第二代DNA 測序

4.1.3 第三代DNA 測序

4.2 基因組測序

4.2.1 基因組測序的策略

4.2.2 基因組測序的覆蓋面

4.2.3 序列間隙與物理間隙

4.2.4 插入片段的兩端測序

4.3 序列組裝

4.3.1 作圖法測序與序列組裝

4.3.2 鳥槍法測序與序列組裝

4.3.3 不同測序路線與序列組裝策略的比較

4.4 基因組測序的其他路線

4.4.1 重要區域的優先測序

4.4.2 EST 測序

4.4.3 共棲/ 共生生物基因組測序

4.4.4 單細胞DNA 測序

4.5 人類基因組測序與組裝

4.5.1 人類基因組的測序策略

4.5.2 人類基因組測序的倫理學問題

4.5.3 人類基因組測序計畫相關的重大事件

第5章基因組序列注釋

5.1 搜尋基因

5.1.1 根據基因結構特徵搜尋基因

5.1.2 同源基因查詢

5.1.3 實驗確認基因

5.1.4 基因的命名與分類

5.2 基因注釋

5.2.1 計算機預測基因功能

5.2.2 蛋白質結構域在功能預測中的意義

5.2.3 根據協同進化注釋基因功能

5.3 基因功能檢測

5.3.1 基因失活是基因功能分析的主要手段

5.3.2 基因的過量表達用於基因功能檢測

5.3.3 基因組編輯

5.4 高通量基因功能的研究方法

5.4.1 突變庫構建

5.4.2 RNA 干擾與基因功能檢測

5.4.3 蛋白質互作

5.5 功能基因組學

5.5.1 組學簡介

5.5.2 轉錄物組

5.5.3 蛋白質組

5.5.4 基因本體

5.5.5 DNA 元素百科全書

第6章基因組解剖

6.1 原核生物基因組解剖

6.1.1 原核生物基因組的物理結構

6.1.2 原核生物基因組的遺傳組成

6.1.3 泛基因組

6.2 真核生物基因組解剖

6.2.1 真核生物核基因組

6.2.2 真核生物細胞器基因組

6.3 轉座因子與分散重複序列

6.3.1 DNA 轉座子

6.3.2 逆轉錄因子與分散重複序列家族

6.3.3 真核生物分散重複序列的比較

6.4 串聯重複序列及其分布

6.5 人類基因組的結構與組成

6.5.1 人類基因組編碼基因

6.5.2 人類基因組非編碼基因

6.6 擬南芥基因組的結構與組成

6.6.1 蛋白質編碼基因

6.6.2 RNA 編碼基因

第7章基因的轉錄調控

7.1 原核生物基因的轉錄

7.1.1 轉錄起始調控

7.1.2 轉錄延伸與終止調控

7.2 真核生物基因的轉錄

7.2.1 RNA 聚合酶與轉錄因子

7.2.2 真核生物Pol Ⅰ基因的轉錄起始與終止

7.2.3 真核生物Pol Ⅱ基因的轉錄起始與終止

7.2.4 真核生物Pol Ⅲ基因的轉錄起始與終止

7.2.5 細胞器基因的轉錄

7.3 古菌基因的表達調控

7.4 轉錄調控

7.4.1 轉錄調控的順式元件與反式因子

7.4.2 轉錄因子與調控序列的互作

7.4.3 轉錄因子家族

7.4.4 轉錄場

第8章轉錄物組

8.1 細胞中的RNA 組分

8.1.1 mRNA

8.1.2 非編碼RNA

8.1.3 前體RNA 及其修飾

8.2 mRNA 的修飾與加工

8.2.1 mRNA 的5′ 加帽

8.2.2 mRNA 的3′ 端多聚腺苷酸化

8.2.3 前體mRNA 的剪接加工

8.2.4 mRNA 的定位與降解

8.3 基因組小RNA

8.3.1 miRNA

8.3.2 siRNA

8.3.3 piRNA

8.4 長非編碼RNA

8.4.1 長非編碼RNA 的普遍性

8.4.2 長非編碼RNA 的特徵

8.4.3 長非編碼RNA 的功能

8.4.4 非編碼RNA 的生物學意義

第9章蛋白質組

9.1 蛋白質的合成

9.1.1 tRNA 與氨醯化

9.1.2 密碼子與反密碼子的互作

9.1.3 蛋白質合成中核糖體的作用

9.2 蛋白質翻譯調控

9.2.1 翻譯的起始

9.2.2 翻譯起始的整體調控

9.2.3 翻譯的專一性調控

9.3 蛋白質翻譯後加工

9.3.1 蛋白質的剪接加工

9.3.2 蛋白質摺疊

9.3.3 化學修飾

9.4 蛋白質降解

9.4.1 蛋白質降解標記——泛素化

9.4.2 蛋白酶體

9.4.3 蛋白質降解是調控細胞活性的重要環節

第10章基因組表觀遺傳

10.1 什麼是表觀遺傳

10.1.1 表觀遺傳定義

10.1.2 表觀遺傳現象

10.1.3 表觀遺傳機制

10.2 位置效應與表觀遺傳

10.2.1 座位控制區

10.2.2 絕緣子

10.2.3 副突變

10.2.4 單等位基因表達

10.3 DNA 甲基化與表觀遺傳

10.3.1 DNA 甲基化

10.3.2 DNA 甲基化與基因調控

10.3.3 DNA 甲基化與轉座子沉默

10.3.4 基因組印記

10.4 組蛋白修飾與表觀遺傳

10.4.1 核小體與基因表達

10.4.2 組蛋白修飾

10.4.3 染色質重建

10.5 表觀遺傳通路

10.5.1 表觀遺傳誘導

10.5.2 表觀遺傳起始

10.5.3 表觀遺傳密碼

10.5.4 表觀遺傳維持

第11章基因組的複製

11.1 DNA 複製的問題

11.1.1 DNA 複製的拓撲學

11.1.2 DNA 的半保守複製

11.1.3 DNA 拓撲酶及其功能

11.1.4 DNA 複製的特點

11.2 原核生物基因組的複製

11.2.1 複製起始點

11.2.2 複製的起始

11.2.3 複製的延伸

11.2.4 複製的終止

11.2.5 古菌基因組的複製

11.3 真核生物核基因組的複製

11.3.1 酵母DNA 複製起始點

11.3.2 高等真核生物DNA 複製起始點

11.3.3 真核生物DNA 複製叉上的事件

11.3.4 端粒複製

11.4 細胞器基因組的複製

11.4.1 線粒體基因組的複製

11.4.2 葉綠體基因組的複製

11.5 基因組複製的調控

11.5.1 基因組複製與細胞的分裂

11.5.2 細胞S 期的控制

第12章基因組進化的分子基礎

12.1 突變

12.1.1 突變的機制

12.1.2 突變的效應

12.1.3 超突變與程式性突變

12.1.4 DNA 修復

12.1.5 DNA 單鏈的非對稱性進化

12.2 重組

12.2.1 同源重組

12.2.2 位點專一性重組

12.2.3 雙鏈斷裂重組模型

12.2.4 染色體重排

12.3 轉座

12.3.1 DNA 轉座

12.3.2 逆轉錄轉座

第13章基因組進化的模式

13.1 遺傳系統的起源

13.1.1 RNA 世界

13.1.2 基因組的起源

13.1.3 生命三域

13.2 新基因的產生

13.2.1 基因與基因組加倍

13.2.2 外顯子洗牌與蛋白質創新

13.2.3 水平基因轉移

13.2.4 重複基因的命運

13.3 非編碼序列的擴張

13.3.1 真核生物基因組非編碼序列的組成

13.3.2 轉座子與基因組進化

13.3.3 內含子的起源

13.4 比較基因組學

13.4.1 基因組同線性

13.4.2 基因島和基因協同進化

13.4.3 遠緣物種中基因與調控序列的保守性

第14章基因組與生物進化

14.1 分子系統發生學

14.1.1 表征學和分支系統學

14.1.2 分子系統發生學

14.1.3 DNA 系統發生樹

14.2 分子系統發生學與生物進化

14.2.1 生命的起源

14.2.2 人類的起源

14.2.3 現代人的起源

14.3 基因組與生物多樣性

14.3.1 生物多樣性的遺傳基礎

14.3.2 生物多樣性的分子機制

14.3.3 基因調控的進化與生物多樣性

參考文獻

索引

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

課程資源

《基因組學（第4版）》的數字課程與紙質教材一體化設計，數字課程資源包括教學視頻、教學課件、自測題等內容。

作品名稱	“基因組學（第4版）”數字課程
出版社	高等教育出版社、高等教育電子音像出版社
出版時間	2019年8月
作者	楊金水
策劃編輯	單冉東
責任編輯	李翠玲

作者簡介

楊金水，復旦大學生命科學學院、遺傳工程國家重點實驗室教授。