分子生物学教学大纲生物技术林
分子生物学教学大纲生
物技术林
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课程教学大纲
课程名称（中文）：分子生物学课程名称（英文）：Molecular Biology
课程编码：0102122
开课学期：5（生物技术和生物科学专业）、6（动物科学专业）
学时数、学分数：64，适用专业：生物技术、生物科学和动物科学
先修课程:植（动）物学、微生物学、遗传学和生物化学、植（动）物生理学、细胞生物学
后续课程：发酵工程、细胞工程原理、基因工程原理与应用、发育生物学、生物统计与试验设计、生物技术综合实习、生物技术大实验、基因组学、生物信息学
一、教学目的与任务
分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。近年来，分子生物学成为现代生物学领域里最具活力和发展最为迅速的科学，也是当代生物学研究的三大主题之一。因此是生物类本科生必修的专业基础课程。该课程将重点介绍DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的基本结构和功能，分子生物学的基本研究方法、基因的表达与调控，转基因植物等方面的内容，并结合在分子生物学领域的最新研究成果，讲述分子生物学的发展对生命科学领域的影响。通过本课程的学习，使学生了解和掌握分子生物学的基本理论和实验操作，使他们从分子水平上认识生命的本质。
本课程把发展学生“独立学习、独立思考、独立判断和独立工作”的能力放在首位，努力调动学生的兴趣和积极性，使学生在牢固掌握基础知识和基本概念的同时，得到科学研究、科学思维和科学方法的良好训练，为其他专业基础课和专业课的学习打下坚实的基础，为毕业后参与科学研究或知识传播积累财富。
通过分子生物学课程的学习，达到如下目标： 1、掌握分子生物学的基础知识和基本理论。 2、掌握分子生物学的基本研究手段和实验方法。 3、了解分子生物学的最新研究进展和动态。 4、能够灵活运用分子生物学的基本理论知识和实验方法，综合其他学科的相关知识，对整个生命科学有一个更新的认识，并能应用于实践。
本课程总学时64，其中理论课48学时，实验课16学时。
二、教学内容与基本要求
通过本课程的学习，要求学生掌握分子生物学的基本理论，熟悉分子生物学的研究
方法、原理与仪器设备，同时要求学生利用图书馆现有的期刊杂志，了解本学科的发展和研究动态。
第一章绪论
主要介绍分子生物学定义、研究内容和发展简史及未来发展方向等（了解）。
第二章染色体与DNA核酸（DNA和RNA）
第一节染色体概述；真核细胞染色体的组成；染色体特征；真核生物基因组的结构特点；原核生物基因组的特点 (了解)
第二节 DNA的分子结构 DNA的一级结构；DNA的二级结构；DNA的三级结构 (掌握)
第三节 DNA的复制 DNA的半保留复制机理；复制的起点、方向和速度；复制的几种主要方式 (掌握)
第四节原核生物和真核生物DNA的复制特点原核生物DNA的复制特点；真核生物DNA的复制特点；DNA复制的调控 (掌握)
第五节 DNA的修复回复修复；切除修复；重组修复；SOS修复（理解）
第六节 DNA的转座生物学意义；转座机制；转座作用的遗传学效应（了解）
第三章生物信息的传递（上）
第一节 RNA的转录转录的基本过程；转录机器的主要成分（掌握）
第二节启动子与转录起始启动子区的基本结构；启动子区的识别；酶与启动子区的结合；－10区和－35区的最佳距离；增强子及其功能；真核生物启动子对转录的影响（掌握）
第三节原核生物和真核生物mRNA的特征比较原核生物mRNA的特征；真核生物mRNA的特征（掌握）
第四节终止和抗终止不依赖于ρ因子的终止；依赖于ρ因子的终止；抗终止（理解）
第五节内含子的剪接、编辑及化学修饰（掌握）
第四章生物信息的传递（下）
第一节遗传密码——三联子三联子密码及其破译；遗传密码的性质（掌握）
第二节 tRNA tRNA的L型三级结构；tRNA的功能；tRNA的种类；氨酰-tRNA合成酶（了解）
第三节核糖体核糖体是蛋白质合成的部位；核糖体的组成和结构；核糖体的功能（掌握）
第四节蛋白质合成的生物学机制氨基酸的活化；肽链合成的起始；肽链的延伸；肽链合成的终止与释放；真核生物蛋白质的生物合成；肽链合成后的加工和折叠；蛋白质构象的形成（理解）
第五节蛋白质运转机制翻译-运转同步机制；翻译后运转机制（了解）
第五章分子生物学研究法
第一节重组DNA技术发展史（了解）
第二节常见DNA操作技术细菌转化（掌握）；聚合酶链式反应（PCR）技术（掌握）；cDNA噬菌体文库（了解）；SNP技术及应用（了解）；基因敲除技术（了解）第三节基因克隆技术简介 RACE技术；应用cDNA差示分析法克隆基因；基因的大规模克隆技术；酵母单杂交法；酵母双杂交系统；基因的图位克隆法（掌握）第四节基因表达研究技术基因表达系列分析技术；RNA选择性剪接机制；原位杂交技术；定点突变技术；RNAi技术（了解）
第五节基因芯片及数据分析（了解）
第六节蛋白质组学及其研究技术双向电泳技术；质谱技术；蛋白质免疫印迹技术；EMSA；噬菌体展示技术；免疫共沉淀技术；蛋白质磷酸化分析（了解）
第六章基因的表达与调控（上）
第一节原核基因表达调控总论有关概念；基因调控的水平；基因表达调控信号；原核基因调控机制的类型与特点；正调控系统；负调控系统；通过特殊代谢调节基因的活性；弱化子对基因活性的影响弱化子对基因活性的影响；降解物对基因活性的调节；细胞的应急反应（掌握）
第二节乳糖操纵子与负控诱导系统操纵子；大肠杆菌乳糖操纵子；lac操纵子的本底表达；大肠杆菌对乳糖的反应；阻遏物lacI基因产物及其功能；CAP的正性调控（理解）
第三节色氨酸操纵子与负控阻遏系统色氨酸操纵子的结构；弱化子与前导肽（理解）
第四节其它操纵子半乳糖操纵子；阿拉伯糖操纵子；阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答；二组分调控系统和信号转导（理解）
第五节固氮基因调控根瘤的产生；固氮酶；与固氮酶有关的基因及其调控（理解）
第六节转录后调控翻译起始的调控；稀有密码子对翻译的影响；重叠基因对翻译的影响；poly(A)对翻译的影响；翻译的阻遏（掌握）
第七章基因的表达与调控（下）
第一节真核生物的基因结构与转录活性基因家族；真核基因的断裂；真核生物DNA 水平上的基因表达调控；DNA甲基化与基因活性的调控（掌握）
第二节真核基因的转录启动子；转录模板；RNA聚合酶II；RNA聚合酶II基础转录所需的蛋白质因子；增强子及其对转录的影响（掌握）
第三节反式作用因子反式作用因子中的DNA识别或结合域；转录活化结构域（了解）
第四节真核基因转录调控的主要模式蛋白质磷酸化、信号转导及基因表达；激素及其影响；热激蛋白诱导的基因表达（掌握）
第五节其它水平上的基因调控 RNA的加工成熟；翻译水平的调控（了解）
第六节癌症与癌基因活化反转录病毒致癌基因；细胞转化基因（了解）
第八章基因诊断和治疗
第一节基因诊断的基本概况（理解）
第二节基因诊断的一般原理和基本方法（掌握）
第三节基因治疗史话（了解）
第四节基因治疗的现状（了解）
第五节基因治疗的方法（了解）
第六节基因治疗的安全性（了解）
第七节基因治疗的靶细胞研究（了解）
第八节遗传病的基因治疗研究（了解）
第九章转基因植物
第一节转基因植物概述定义；原理（掌握）
第二节转基因植物的技术方法载体转化技术；直接转化技术；种质转化技术（了解）
第三节转基因植物的应用现状植物抗虫基因工程；抗病基因工程；植物抗逆基因工程；植物品质改良的基因工程；植物叶绿体基因工程；植物生物反应器（了解）第四节转基因植物的生物安全（了解）
专题现代分子生物学研究进展
三、课程的重点和难点
第二章染色体与DNA核酸（DNA和RNA）
第二节 DNA的分子结构（重点）
第三节 DNA的复制（重点）
第四节原核生物和真核生物DNA的复制特点（重点）
第五节 DNA的修复回复修复；切除修复；重组修复；SOS修复（难点）
第六节 DNA的转座生物学意义；转座机制；转座作用的遗传学效应（难点）
第三章生物信息的传递（上）
第一节 RNA的转录（重点）
第二节启动子与转录起始（重点）
第三节原核生物和真核生物mRNA的特征比较（重点）第四节终止和抗终止（难点）
第五节内含子的剪接、编辑及化学修饰（重点和难点）
第四章生物信息的传递（下）
第一节遗传密码——三联子（重点）
第三节核糖体（重点）
第四节蛋白质合成的生物学机制（重点和难点）
第五章分子生物学研究法
第二节常见DNA操作技术（重点）
第三节基因克隆技术简介（重点）
第四节基因表达研究技术（难点）
第五节基因芯片及数据分析（难点）
第六节蛋白质组学及其研究技术（难点）
第六章基因的表达与调控（上）
第一节原核基因表达调控总论（重点）
第二节乳糖操纵子与负控诱导系统（重点和难点）
第三节色氨酸操纵子与负控阻遏系统（难点）
第六节转录后调控（重点和难点）
第七章基因的表达与调控（下）第一节真核生物的基因结构与转录活性（重点和难点）第二节真核基因的转录（重点）
第四节真核基因转录调控的主要模式（重点）
第八章基因诊断和治疗第二节基因诊断的一般原理和基本方法（重点）
第九章转基因植物第一节转基因植物概述（重点）
第二节转基因植物的技术方法（难点）
第三节转基因植物的应用现状（难点）
第四节转基因植物的生物安全（难点）
专题现代分子生物学研究进展（难点）四、实践教学环节
分子生物学实验计划安排4次实验。通过实验操作，使学生掌握有关知识和技能。培养学生分析问题，解决问题的能力。
分子生物学实验项目设置与要求
注： 1、实验要求：学生在实验前必须仔细预习实验讲义，了解实验目的和要求、基本原理和关键操作步骤及注意事项。在实验中应认真仔细地进行各项操作，如实地随时加以记录，并对观察到的各种实验现象的原因、意义进行分析与思考。在实验后整理实验记录，认真书写，及时提交实验报告。
2、实验考核：对平时在实验中的态度和表现，实验操作能力，实验报告的写作等进行考核。实验成绩计入总成绩中。
五、课程考核及成绩评定
课程考核：本课程教学采用闭卷考试，期终进行。
成绩评定：平时成绩（10％）＋实验成绩（20％）＋考试成绩（70％）
六、教材与教学参考书
教材：
，《分子生物学》（影印版），科学出版社,2000
朱玉贤，《现代分子生物学》，高教出版社，2002
教学参考书：
Malacinski，.[美]，Freifelder，D.[美] 《分子生物学精要》（影印版），科学出版社，2002
沈羽琲，《真核基因表达调控》，高教出版社，1996
齐义鹏，《基因及其操作原理》，武汉大学出版社，1998
贺淹才，《简明基因工程原理》，科学出版社，1998
课程教学进度与学时分配表