《分子生物學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、分子生物學(xué)教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼： 34E01315課程名稱： 分子生物學(xué)英文名稱： Molecular Biology課程類別： 專業(yè)必修課 學(xué) 時： 60學(xué)分： 3適用對象: 生物工程專業(yè)本科生考核方式： 筆試占總成績的70%，平時成績占總成績的30%先修課程： 生物化學(xué)，微生物學(xué)等二、課程簡介 分子生物學(xué)是研究核酸在細(xì)胞生命過程中的作用，包括核酸本身的復(fù)制、保存以及基因的表達(dá)與調(diào)控規(guī)律的科學(xué)。屬于生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程以DNA的結(jié)構(gòu)與功能，基因的表達(dá)及其調(diào)控為重點，使學(xué)生對之有較為系統(tǒng)的了解。三、課程性質(zhì)與教學(xué)目的本課程是生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。分子生物學(xué)作為生物學(xué)

2、科最新興、最具活力的科學(xué)，在推動我國科學(xué)事業(yè)的發(fā)展、推動生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起、推動國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展等方面均有著舉足輕重的影響。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握分子生物學(xué)的發(fā)展史及研究內(nèi)容；遺傳信息的載體染色體及DNA的結(jié)構(gòu)和功能；DNA是如何復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成的；原核生物和真核生物是如何進(jìn)行基因表達(dá)和調(diào)控的等內(nèi)容。要求學(xué)生對DNA及基因有較為全面的了解。四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章 緒 論教學(xué)目的、要求：1. 掌握分子生物學(xué)的基本概念與研究內(nèi)容； 2. 了解分子生物學(xué)發(fā)展簡史和分子生物學(xué)的研究內(nèi)容和發(fā)展趨勢；3. 掌握對分子生物學(xué)發(fā)展有密切關(guān)系的的關(guān)鍵事件； 4. 了解分子生物學(xué)

3、的一些分支學(xué)科；5. 掌握分子生物學(xué)、基因、基因工程等相關(guān)概念；教學(xué)內(nèi)容： （一）引言：創(chuàng)世說與進(jìn)化論、細(xì)胞學(xué)說、經(jīng)典生物化學(xué)和遺傳學(xué)、DNA發(fā)現(xiàn)。（二）分子生物學(xué)的發(fā)展簡史（三）分子生物學(xué)研究內(nèi)容：DNA重組技術(shù)、基因表達(dá)調(diào)控、結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)、基因組、功能基因組、生物信息學(xué)（四）分子生物學(xué)展望第二章 染色體與DNA教學(xué)目的、要求： 1. 熟練掌握染色體與DNA的基本概念；2. 熟悉DNA的一級結(jié)構(gòu)、高級結(jié)構(gòu)與DNA復(fù)制；3. 掌握原核生物和真核生物DNA的復(fù)制特點；4. 掌握DNA修復(fù)的方式；5. 了解DNA的轉(zhuǎn)座 教學(xué)內(nèi)容： （一）染色體與DNA的基本概念（二）DNA的結(jié)構(gòu)（三）DNA的復(fù)

4、制：半保留復(fù)制、半不連續(xù)復(fù)制（四）原核和真核生物DNA的復(fù)制特點（五）DNA修復(fù)：切除修復(fù)（六）DNA轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座子第三章 生物信息的傳遞（上）-從DNA到RNA教學(xué)目的： 1. 初步了解RNA的轉(zhuǎn)錄； 2. 熟練掌握啟動子與增強子的概念并了解轉(zhuǎn)錄過程；3. 熟悉原核生物和真核生物mRNA的特征；4. 了解內(nèi)含子的剪接、編輯與化學(xué)修飾。 教學(xué)內(nèi)容： （一） RNA的轉(zhuǎn)錄：核心酶、封閉復(fù)合物、開放復(fù)合物；（二）啟動子與轉(zhuǎn)錄起始：轉(zhuǎn)錄單元、Pribnow區(qū)、Hogness區(qū)、上升突變、下降突變、增強子、UPE/UAS；注：根據(jù)各課程的具體情況編寫，但必須寫明各章教學(xué)目的、要求、內(nèi)容提要。.3.（三）

5、原核生物與真核生物mRNA的特征比較；（四）終止與抗終止：依賴于因子的終止子與不依賴于因子的終止子、莖-環(huán)結(jié)構(gòu)；（五）內(nèi)含子的剪接、編輯與化學(xué)修飾：RNA的剪接、RNA編輯。第四章 生物信息的傳遞（下）-從mRNA到蛋白質(zhì)教學(xué)目的：1. 了解mRNA到蛋白質(zhì)的發(fā)生過程；2. 掌握tRNA的結(jié)構(gòu)、種類與功能； 3. 掌握蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)機制教學(xué)內(nèi)容： （一） 遺傳密碼；（二） tRNA：起始tRNA和延伸tRNA、同工tRNA、校正tRNA（三） 核糖體； （四）蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機制；（五）蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)機制。第五章 分子生物學(xué)研究方法DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)教學(xué)目的： 1. 了解重組DNA技術(shù)發(fā)

6、展史上的重大事件； 2. 掌握基因操作的主要技術(shù)原理；3. 熟練掌握分子克隆技術(shù)；教學(xué)內(nèi)容： （一） 重組DNA技術(shù)發(fā)展史上的重大事件；（二）DNA操作技術(shù)：凝膠電泳、分子雜交、細(xì)菌轉(zhuǎn)化、核苷酸測序、基因擴增、PCR技術(shù)、順式調(diào)控元件與反式作用因子、凝膠阻滯試驗、Dnase I足跡試驗；（三）基因克隆的主要載體系統(tǒng)：質(zhì)粒DNA分離、噬菌體載體、Cosmid載體、蘭白斑篩選、；（四）基因的分子與鑒定：差式雜交和扣除雜交技術(shù)、DD-RT-PCR、(RDA法、酵母雙雜交體系、圖位克隆法、染色體步移； 第六章 分子生物學(xué)研究方法基因功能研究技術(shù)教學(xué)目的： 1. 了解基因功能研究相關(guān)的經(jīng)典技術(shù)； 2.

7、掌握酵母單、雙雜交系統(tǒng)的原理及應(yīng)用、基因芯片的原理及應(yīng)用、基因敲除技術(shù)的原理及應(yīng)用、RNA干涉機制。教學(xué)內(nèi)容： （一） 基因表達(dá)研究技術(shù)；（二）基因敲除技術(shù)；（三）蛋白質(zhì)及RNA相互作用技術(shù)；（四）基因芯片及數(shù)據(jù)分析；（五）利用酵母鑒定靶基因功能；（六）蛋白質(zhì)免疫印跡等其他分子生物學(xué)技術(shù)第七章 原核基因表達(dá)調(diào)控教學(xué)目的： 1. 熟練掌握乳糖操縱子的調(diào)控模式；2. 了解色氨酸操縱子和其他操縱子的調(diào)控機制的調(diào)控模式；3. 理解原核生物種的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。教學(xué)內(nèi)容： （一）原核生物基因表達(dá)調(diào)控總論：原核生物基因表達(dá)調(diào)控的類型與特點、弱化子、細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)；（二）乳糖操縱子與負(fù)控制系統(tǒng)：lac操縱子、啟動

8、區(qū)和操縱區(qū)、本底水平表達(dá)、cAMP與代謝物激活蛋白、-半乳糖苷酶、透過酶及乙?；D(zhuǎn)移酶；（三）色氨酸操縱子和其他操縱子的調(diào)控機制的調(diào)控模式：弱化子、半乳糖操縱子、阿拉伯糖操縱子、組氨酸操縱子、多啟動子調(diào)控的操縱子；（四）原核生物種的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控：魔斑核苷酸水平。第八章 真核基因表達(dá)調(diào)控教學(xué)目的： 1. 掌握真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄； 2. 熟練掌握真核生物的基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機制； 3. 掌握其他水平上的基因調(diào)控。教學(xué)內(nèi)容： （一）真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性：基因家族、斷裂基因、DNA甲基化； （二）真核基因轉(zhuǎn)錄：順式調(diào)控元件與反式作用因子、啟動子、增強子；（三）反式作用因子：螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋

9、、鋅指、同源域、亮氨酸拉鏈、堿性螺旋-環(huán)-螺旋、轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域、酸性-螺旋、谷氨酰胺豐富區(qū)、脯氨酸豐富區(qū)、CAAT盒激活因子、TATA區(qū)結(jié)合蛋白、GC區(qū)結(jié)合因子、八堿基對元件激活蛋白、；（四） 真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式：熱激應(yīng)答元件、糖皮質(zhì)應(yīng)答元件、金屬應(yīng)答元件；（五） 其他水平上的基因調(diào)控。第十一章 基因組與比較基因組學(xué)教學(xué)目的： 1. 了解人類基因組計劃； 2. 掌握人類基因組計劃中關(guān)鍵技術(shù)；3. 掌握生物信息學(xué)的相關(guān)知識。 教學(xué)內(nèi)容： （一） 人類基因組計劃：遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖、全序列圖、RFLP、STR、SNP、EST、STS、Contig； （二）DNA鳥槍法測序分析技術(shù)：YA

10、C、BAC、MAC、gap； （三） 比較基因組學(xué)及功能基因組學(xué)研究：結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、gene knock-out、gene knock-in各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配分子生物學(xué)教材采用朱玉賢寫的現(xiàn)代分子生物學(xué)第4版本教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內(nèi)容講授實驗討論小計理論課采用多媒體教學(xué)一緒論1.50.527二染色體與DNA821015三生物信息的傳遞（上）從DNA到RNA71818四生物信息的傳遞（下）從mRNA到蛋白質(zhì)71818五分子生物學(xué)研究法（上）DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)4415六分子生物學(xué)研究法（下）基因功能研究技術(shù)4413七原核基因表達(dá)調(diào)控82108八真核基因表達(dá)調(diào)控821014十一基因組與比較基因組學(xué)4411合計51.58.560119注: 作業(yè)為每章課后習(xí)題，采用課堂討論及課后作業(yè)的形式完成六、推薦教材和教學(xué)參考資源其他說明推薦教材：現(xiàn)代分子生物學(xué)（第4版），朱玉賢主著，2013，高等教育出版社參考資料：分子生物學(xué)（第5版），美 Rob