《代谢组学》课程考试大纲
代谢组学
－在模式识别方法中，主成分分析法(principal component analysis，PCA) 最为常用、有效。
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研究步骤
第一，生物样品收集与制备。代谢组学的研究 对象很广，常用的有生物体液，包括尿液、血
液、唾液、组织提取液及活体组织等。
生物样品的收集与制备是代谢组学研究的第一
阶段，也是重要环节之一，样品的浓度、pH值
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第四，通过找到一种空间变换方式，把经标准
也会影响实验结果。
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第二，NMR制谱。NMR方法适合研究代谢产物中 的成分，表征和研究海量的代谢信息及其变化
规律，从而得到丰富的生理、病理、药理和毒
理等生物信息。
其中1HNMR对含氢化合物均有响应，能给出精
细的代谢物成分图谱即代谢物指纹图谱。
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不同器官组织具有不同的代谢轮廓，广谱全采集
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代谢组学的发展
• 最早起源于代谢轮廓分析（Metabolic profiling）。早 在二十世纪七十年代，Baylor药学院就已经提出并发表了 代谢轮廓分析的理论。 • 1975年，Thompson 和Markey利用气相色谱和质谱在代谢 轮廓分析的定量方面取得了较大进展；二十世纪七十年代 末期这种方法得到了广泛认同；；八十年代早期应用HPLC 和NMR来对代谢物进行分析。 • 1986年，Joumal of Chromatography A出版了一期关于 代谢轮廓分析的专辑。 • 随着基因组学的提出和迅速发展，Oliver于1997年提出了 代谢组学（metabolomics）的概念，之后很多植物化学家 开展了这方面的研究； • 1999年Jeremy K. Nicholson等人提出metabonomics的概 念。
动物营养与代谢病防治(2795)自学考试大纲大纲
动物营养与代谢病防治（2795）自学考试大纲一、本课程性质与设置的目的（一）本课程的性质和特点性质：动物营养与代谢病防治是动物科学和动物医学专业的专业课。
特点：动物营养与代谢病防治是畜牧生产实践中非常重要的环节。
本课程在动物营养学的基础上学习因营养供给和代谢而引起的疾病，使学生在今后的工作中能预防和治疗营养代谢病。
（二）本课程在专业中的地位、任务与作用本课程是动物科学和动物医学专业的专业课，需要在学习生理学、生物化学和动物营养学的基础上学习。
其任务是学习营养代谢病的病因、发病机制、症状以及预防和治疗方法。
对自学者要按照全日制普通高校相同课程的要求进行水平合格考试。
目的是检测课程应考者是否达到课程合格水平，是否掌握常见营养代谢病的病因、发病机制、症状以及预防和治疗方法。
（三）本课程的基本要求掌握常见营养代谢病的病因、发病机制、症状以及预防和治疗方法，利用掌握的知识预防和治疗营养代谢病。
（四）本课程与相关课程的联系本课程的主要基础课是生理学、动物生物化学和动物营养学，本课程和养猪学、养禽学、养牛学等课程相互联系。
（五）学习本课程应具备的基础知识以及难点和重点1.基础知识无机化学、有机化学、动物学和动物生物化学。
2.重点（1）营养代谢病的发病机理（2）营养代谢病的预防和治疗方法3.难点- 1 -营养代谢病的发病机制。
二、课程内容与考核目标第一章绪论（一）自学目的与要求1.一般了解营养代谢病的研究方向。
2.熟练掌握营养代谢病的概念、特点以及诊断和预防。
（二）本章课程内容第一节营养代谢病的概念第二节营养代谢病的特点第三节营养代谢病的病因第四节营养代谢病的诊断与预防第五节营养代谢病的研究方向第六节注意的几个问题（三）考核知识点营养代谢病的概念、特点和病因。
（四）考核要求1.识记营养代谢病的概念。
2.领会营养代谢病的特点和病因。
3.简单应用畜禽营养代谢病的诊断和预防。
第二章糖、脂肪和蛋白质代谢障碍病（一）自学目的与要求- 2 -1.一般了解马麻痹性肌红蛋白症、牛脂肪坏死症、奶牛肝脏代谢障碍病和衰竭症。
浙大考博分子生物学历年考试难题
什么是代谢组学，如何进行研究？代谢组学（Metabonomics/ Metabolomics ）：通过考察生物体系（细胞，组织或生物体）受刺激或扰动后（如将某个特定的基因变异或环境变化后），其代谢产物的变化或其随时间的变化，来研究生物体系的一门科学。
代谢组（metabolome）：基因组的下游产物，也是最终产物，是一些参与生物体新陈代谢、维持生物体正常生长功能和生长发育的小分子化合物的集合，主要是相对分子量小于1000的内源性小分子。
代谢组学的特点：1）关注内源化合物2）对生物体系的小分子化合物进行定量定性研究3）上述化合物的上调和下调指示了与疾病、毒性、基因修饰或环境因子的影响4）上述内源性化合物的知识可以被用于疾病的诊断和药物筛选。
研究方法运用核磁共振(NMR)、质谱(MS)、气质联用技术(GCMS)、高效液相色谱(HPLC)等技术对细胞提取物、组织提取物和生物体液，随时间变化的代谢物浓度进行检测，结合有效的模式识别方法进行定性、定量和分类，并将这些代谢信息与病理生理过程中的生物学事件关联起来，从而了解机体生命活动的代谢过程。
完整的代谢组学流程包括样品采集及预处理、数据采集和数据分析及解释。
1.样品采集及预处理2.数据采集NMR技术迄今为止，在代谢组学研究中最常见的分析工具是NMR。
能够实现对样品的非破坏性、非选择性分析，满足代谢组学中对尽可能多的化合物进行检测的目标。
质谱具有较高灵敏度和专属性，可以实现对多个化合物的同时快速分析与鉴定。
3.数据分析及解释代谢组学的分析目标是对生物体系中尽可能多的内源性代谢组分进行无偏差的定性定量测定，整个分析过程应尽量保留生物样品中代谢物的整体信息。
报告基因，报告基因与转录调节的关系.报告基因 (reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。
把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。
《代谢组学许国旺》课件
许国旺教授的生平简介
出生地与出生日期
工作经历
许国旺教授出生于中国浙江省，具体 的出生日期为XXXX年XX月XX日。
许国旺教授在XXXX年开始其教学生 涯，先后在XXXX大学和XXXX大学任 教。
教育背景
许国旺教授在XXXX年毕业于XXXX大 学，获得学士学位。之后，他前往 XXXX留学，获得博士学位。
代谢组学在生物医学领域的应用
代谢组学在疾病诊断中的应用
代谢组学在疾病诊断中具有重要作用， 通过对生物体代谢产物的检测和分析， 可以发现异常代谢标志物，为疾病的早 期诊断提供依据。
代谢组学技术可以检测血液、尿液等生物样 本中的代谢产物，通过比对正常与异常代谢 产物的差异，有助于发现潜在的疾病风险和 早期预警指标。
体外研究方法包括代谢组学高通量筛 选、代谢组学生物信息学分析、代谢 组学单细胞分析等。这些方法可以帮 助研究者从更宏观的角度了解生物体 的代谢变化，从而为药物研发、疾病 诊断和治疗提供有力支持。
代谢组学的研究技术
代谢组学的研究技术主要包括色谱法、质谱法、核磁 共振波谱法、毛细管电泳法等。这些技术可以帮助研 究者分离和鉴定生物体内的代谢产物，从而了解生物 体的代谢机制和调控规律。
代谢组学的研究内容
01
代谢产物的检测与 分析
研究生物体在不同生理或病理状 态下代谢产物的种类、含量及其 变化规律。
02
代谢调控机制
探讨基因、酶、激素等对代谢过 程的调控作用，以及代谢产物之 间的相互作用。
03
生物标记物的发现 与应用
寻找与疾病发生、发展相关的代 谢标记物，为疾病的早期诊断、 治疗和预后评估提供依据。
代谢组学研究的伦理和社会问题
随着代谢组学的广泛应用，涉及的伦理和社会问题也逐渐凸显，需 要加强相关法规和伦理规范的建设。
代谢工程复习纲要
代谢工程（Metabolic engineering）是生物工程的一个新的分支。
代谢工程把量化代谢流及其控制的工程分析方法和用以精确制订遗传修饰方案并付之实施的分子生物学综合技术结合起来，以上述“分析——综合”反复交替操作、螺旋式逼近目标的方式，在较广范围内改善细胞性能，以满足人类对生物的特定需求的生物工程。
（定义）代谢工程就是用DNA重组技术修饰特定的生化反应或引进新的生化反应，直接改善产物的形成和细胞的性能的学科。
这样定义代谢工程强调了代谢工程工作目标的确切性。
也就是说，先要找到要进行修饰或要引进的目标生化反应，一旦找准了目标，就用已建立的分子生物学技术去扩增、去抑制或删除、去传递相应的基因或酶，或者解除对相应的基因或酶调节，而广义的DNA重组只是常规地应用于不同步骤中，以便于达到这些目标。
（代谢工程工作目标的确切性及解释）⏹优势尽管在所有的菌种改良方案中都有某种定向的含义，但与随机诱变育种相比较，在代谢工程中工作计划的定向性更加集中,更加有针对性。
这定向性在酶的目标的选择，实验的设计，数据的分析上起着支配的作用。
⏹代谢工程的主要目标：是识别特定的遗传操作和环境条件的控制，以增强生物技术过程的产率及生产能力，或对细胞性质进行总体改性。
载流途径：在一定的生理条件下，生物细胞的代谢物质在代谢网络中流经的主要途径。
独立型网络由主要节点流出的代谢物不能完全合成终端产物。
依赖型网络如果网络或亚网络中的每一节点都依照化学计量规则将代谢物转化为终端产物的组成部分。
⏹代谢工程可在细胞与分子水平上认识和改造细胞过程，其不仅在解释细胞生理特性上具有重要的科学意义，而且其潜在的应用跨越了生物技术的全部领域，主要包括：(1)异源蛋白的生产；(2)扩大底物利用范围；(3)生产原来不存在的新物质；(4)对环境有害物质的降解；(5)提高菌体对环境的适应能力；(6)阻断或降低副产物的生成；(7)代谢产品生产速率和生产能力的提高；(8)植物代谢工程；(9)动物代谢工程；(10)人体和组织代谢工程----人类疾病诊断和基因治疗。
《代谢组学介绍》课件
代谢组学的研究内容
代谢产物的检测与
鉴定
通过高通量检测技术，对生物体 内的代谢产物进行定性和定量分 析，了解代谢产物的种类和含量 。
代谢产物的变化规
律
研究生物体在生理、病理或环境 因素刺激下，代谢产物的变化规 律及其与生物功能的关系。
代谢调控机制
探讨代谢产物的合成、分解、转 化等过程，揭示代谢调控的机制 和规律。
跨学科融合
代谢组学与生物信息学、人工智能等领域的交叉融合，将有助于从海量数据中挖掘出更 具有预测性和指ห้องสมุดไป่ตู้意义的生物标志物。
应用领域拓展
代谢组学在药物研发、毒理学、营养学等领域的应用将不断拓展，为相关领域的研究提 供新的思路和方法。
未来代谢组学的研究方向
提高检测灵敏度和特异性
进一步改进和完善代谢组学技术，提高检测灵敏度和特异性，是未 来研究的重要方向之一。
代谢组学研究的新方法与新技术
代谢组学研究的新方法
随着技术的不断发展，代谢组学研究的方法也在不断更新。近年来，新的研究方法如基于质谱的代谢组学、核磁 共振代谢组学和代谢组学数据分析方法等得到了广泛应用。这些新方法提高了代谢组学研究的灵敏度、特异性和 可重复性，为代谢组学研究提供了更可靠的工具。
代谢组学研究的新技术
代谢组学在个体化医疗和精准医学方 面具有广阔的应用前景。通过对个体 代谢产物的差异进行分析，可以为个 体化医疗和精准医学提供更准确的诊 断和治疗方案。
代谢组学与其他领域的交叉研究
营养学与代谢组学
营养学与代谢组学的交叉研究对于了解营养物质在生物体内的代谢过程和作用机制具有重要意义。通 过代谢组学的研究，可以深入了解不同营养物质对生物体代谢的影响，为营养学提供更科学的基础。
代谢组学医学课件
通过代谢组学的研究，可以发现癌症的早期预警标志物、疗效评估指标 以及潜在的治疗靶点，为癌症的诊断和治疗提供新的思路和方法。
糖尿病代谢组学研究
糖尿病代谢组学研究主要关注糖代谢、脂肪代谢、蛋 白质代谢、维生素和矿物质代谢等方面的变化，以及 这些变化与糖尿病并发症的关系。
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代谢组学实验设计原则
01
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样本代表性
选择的生物样本应具有代表性 ，能够反映整体群体的代谢特
征。
实验可重复性
实验设计应确保可重复性，以 便验证结果的可靠性和稳定性
。
控制无关变量
应控制实验中的无关变量，以 减小其对实验结果的影响。
对照设置
合理设置对照组，以便更好地 比较不同组之间的代谢差异。
质谱技术（MS）
通过测量代谢产物的质量，来确定其成分和结构，具有高灵敏度和高 分辨率的特点。
气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）
结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力，适用于复杂生物样本 中代谢产物的分析。
高效液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）
适用于分析热不稳定、极性或大分子量代谢产物，具有高分离效能和 鉴定能力。
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探索代谢组学与其他组学的整合分析方法
代谢组学研究需要与其他组学研 究相结合，以更全面地了解生物
系统的复杂性和动态性。
探索代谢组学与基因组学、转录 组学、蛋白质组学等其他组学的 整合分析方法，建立多组学数据
分析平台。
生物信息学教学大纲
《生物信息学概论》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：生物信息学概论英文名称：Introduction to Bioinformatics二、课程代码及性质课程代码：0704583性质：学科大类基础课，必修三、学时与学分总学时：16（理论学时：16学时）学分：1四、先修课程先修课程：无.五、授课对象本课程面向生物信息学专业（含国家生命科学与技术人才培养基地班）学生开设.六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）1．介绍本专业的教学、科研与人才培养等情况，帮助学生尽快熟悉专业内容，逐渐适应大学的学习和生活；2. 介绍生物信息学研究各个方向的最新进展，使学生对专业研究有一个较为全面的了解；3. 介绍生物信息学方面的一些基本研究手段以及所需的知识储备，激发学生的学习兴趣。
七、教学重点与难点：课程重点：生物信息学领域各个研究方向的最新进展课程难点：生物信息学与高通量组学、传统实验生物学之间的关系八、教学方法与手段：教学方法：课堂讲授结合幻灯片演示教学手段：口头语言、文字和书籍、印刷教材和多媒体网络技术九、教学内容与学时安排（一）生物信息学专业简介（教师课堂教学学时（4小时）+ 学生课后学习学时（8小时））教学内容：介绍本专业的发展现状，以及最新的研究成果课后文献阅读：Wei, L. and Yu, J. (2008) Bioinformatics in china: a personal perspective, PLoS computational biology, 4, e1000020.课后作业和讨论：根据文献讨论我国生物信息学未来可能的发展方向。
（二）高通量测序技术（教师课堂教学学时（4小时）+ 学生课后学习学时（8小时））教学内容：介绍高通量组学技术，尤其是测序技术在生物信息学研究中的应用。
课后文献阅读：Metzker, M.L. (2010) Sequencing technologies - the next generation, Nat Rev Genet, 11, 31-46.课后作业和讨论：讨论生物信息学与高通量组学和传统实验生物学之间的关系。
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《代谢组学》课程考试大纲
适用专业：化学生物学，本科学制年限：四年
总学时： 32（讲课）学分： 2.0
制定者：何德审核人：
一、课程的性质与考试目的
1、课程性质：代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。
其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。
先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。
2、考试目的：考核学生系统掌握本课程教学的基本理论、基本知识和基本技能，以及联系实际、运用所学的理论分析问题和解决问题的能力，确保学生达到本专业应掌握的基本代谢组学知识要求。
二、考试的内容与要求
第一章绪论
考试内容：代谢组学的概念，范畴；代谢组学研究的内容、对象、任务和方法。
考试要求：掌握代谢组学的基本概念和任务。
第二章代谢与代谢组学
考试内容：1、代谢2、代谢的组学研究3、代谢组与转录组学和蛋白组学的联系与区别4、代谢组学与系统生物学
考试要求：掌握代谢的组学研究；辨析代谢组与转录组学和蛋白组学以及系统生物学的相对关系
第三章代谢组学的技术平台
考试内容：代谢组学研究中所用到的技术方法以及原理：气相色谱、质谱、液质联用（LC-MS）法、傅立叶变换质谱、红外光谱、毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）、核磁共振
考试要求：掌握毛细管电泳-质谱联用（CE-MS）、核磁共振技术。
第四章代谢组学的研究方法和步骤
考试内容：代谢组学的研究方法和步骤：样品制备，数据采集和标志物识别，数据分析，代谢途径分析
考试要求：了解和掌握代谢组学的研究方法和步骤
第五章代谢组学分析
考试内容：发现代谢组学和靶向代谢组学
考试要求：掌握代谢组学分析的两种主要方法：发现代谢组学和靶向代谢组学。
第六章代谢组学的应用
考试内容：代谢组学在微生物领域的应用，在药物研发和疾病研究中的应用，代谢组学在植物研究中的应用，代谢组学与中医药现代化
考试要求：了解和掌握代谢组学在医学、微生物学、植物学研究各领域的应用情况。
第七章代谢组学的信息资源
考试内容：代谢组学有关的数据库和工具。
考试要求：熟悉代谢组学有关的数据库和工具。
三、命题相关要求
1、认知度：识记，约10%；理解，约30%；掌握，约40%；应用，约20%。
2、题型结构：名词解释，约20%；填空题，约20%；问答及计算题，约40%；论述题题，约20%。
3、难易度：易，约20%；较易，约50%；中等难度，约20%；难，约10%。
4、题量：试题数量共4大题，小题量约18题左右。
四、考试方式与用时
1、考试方式：考试（笔试、闭卷）
2、考试用时：120分钟
五、成绩构成
平时实验成绩40%，期末考试成绩60%。
六、考试参考书目
自编教材。