分子生物学教学大纲--老版()

分子生物学

Molecular Biology

课程编号：0622013B

学分：3.5

学时：61（其中：讲课学时： 48实验学时：13上机学时：

先修课程：生物化学、遗传学、微生物学

适用专业：生物科学（本科）

教材：《基础分子生物学教程》（第二版）赵亚华编著科学出版社 2004

一、课程的性质与任务

课程的性质：分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科。本课程是生物科学专业主干课。分子水平的生物学研究，正在越来越多地影响各个传统生物科学领域。

课程的任务：通过学习本课程，要求学生能进一步加深对生命本质的认识，引导他们进入生物科学发展的前沿，并理解有关基础理论的实践意义和应用前景，使学生的学科知识由广度向纵深延伸。为今后从事研究或教学工作打好基础。要求学生掌握基因概念在分子水平上的发展与演变、基因的分子结构和特点、基因的复制、基因表达（在转录、翻译水平）的基本原理、基因表达调控的基本模式、分子生物学技术等。另外，将介绍人类基因组计划、基因芯片、分子杂交等分子生物学前沿知识。

二、课程的基本内容及要求

第一章绪论

1．课程教学内容

（1）十九世纪和二十世纪生命科学的回顾

（2）分子生物学的概念

（3）二十一世纪分子生物学展望

2．课程重点、难点

分子生物学的概念、研究内容和发展历史

3．课程教学要求

（1）理解分子生物学研究的内容；

（2）掌握分子生物学领域一些具有里程碑意义的事件。

第二章核酸的结构和功能

1．课程教学内容

（1）细胞内的遗传物质

（2）核酸的化学组成和共价结构

（3）DNA的二级结构

（4）DNA分子的高级结构

（5）真核生物的染色体及其组装

（6）RNA的结构和功能

（7）核酸的变性、复性和分析杂交

2．课程重点、难点

DNA分子的高级结构、RNA的结构与功能。

1. 掌握DNA的组成和双螺旋结构和DNA的主要特性；2．掌握RNA结构和主要功能

3. 熟悉染色体的基本结构，了解染色体的包装。

第三章基因与基因组的结构与功能

1．课程教学内容

（1）基因的概念

（2）基因的命名

（3）基因组

(4) 病毒及其基因组

(5) 细菌基因组

(6) 真核生物基因组

2．课程重点、难点

基因组的概念、不同基因组的特点。

3．课程教学要求

（1）掌握基因和基因组的概念和C值及其矛盾；（2）掌握真核细胞和原核细胞基因的异同。

第四章 DNA的复制

(1) DNA复制的概述

(2) DNA复制的调控

2．课程重点、难点

DNA复制的特点、不同DNA的复制方式、真核生物染色体末端DNA的复制3．课程教学要求

（1）掌握细菌DNA的复制过程，了解真核生物DNA的复制过程；

（2）熟悉DNA复制的调控方式和机制。

第五章DNA损伤修复和基因突变

1. 课程教学内容：

（1）概述；

（2）DNA的修复；

（3）基因突变。

2. 课程的重点、难点：

DNA损伤的原因；DNA修复的方式和特点；基因突变的类型和特点。3. 课程教学要求：

（1）掌握和理解DNA损伤的概念，熟悉DNA损伤的原因；

（2）掌握DNA修复的方式和修复的特点；

（3）熟悉基因突变的形式和种类。

第六章DNA的重组和转座

1．课程教学内容

(1) 同源重组

(2) 位点特异性重组

(3) 转座重组

(4) 逆转座子

2．课程重点、难点

几种重组的机理。

3．课程教学要求

（1）理解重组产生的遗传效应；（2）掌握不同重组产生的机理。

第七章RNA的转录和转录后的加工1．课程教学内容

(1) RNA的转录概述（复习遗传学）

(2) 原核生物RNA转录后加工

(3) 真核生物转录后加工

(4) RNA的编辑

(5) RNA的反转录

2．课程重点、难点

各种RNA聚合酶的启动子结构、转录的过程、转录的后的加工、RNA编辑。3．课程教学要求

（1）掌握细菌和真核生物RNA聚合酶特点和功能、启动子的结构特点和分类；（2）掌握和理解细菌和真核生物转录起始，了解转录的调控；

（3）掌握和理解RNA的加工方式和各种RNA的加工机制；

（4）了解RNA的修饰和RNA的反转录。

第八章蛋白质的生物合成—翻译

1．课程教学内容

(1) 遗传密码

(2) 蛋白质的合成

(3) 蛋白质合成的调节

(4) 蛋白质合成后的运输

(5) 蛋白质的折叠

2．课程重点、难点

蛋白质合成的生物学过程、蛋白质合成后的运输、蛋白质的折叠。

3．课程教学要求

（1）掌握和理解细菌和真核生物蛋白质的和成起始及两者之间的异同；

（2）了解蛋白质的运输和修饰的机制和特点，分子伴侣的作用。

第九章分子生物学技术简介

1．课程教学内容

(1)核酸技术1—基本操作

(2)核酸技术2—克隆技术

(3)核酸技术3—测序

(4)基因表达和表达分析基因定点诱变

(5)蛋白质与核酸的相互作用

(6)其他（热点）技术

2．课程重点、难点

基因克隆技术、杂交技术、测序技术、蛋白质与核酸的相互作用检测技术

3．课程教学要求

掌握基因克隆技术、杂交技术、测序技术、蛋白质与核酸的相互作用检测等各种技术的原理。第十章原核生物基因表达的调控

(1) 原核生物基因表达调控的概述

(2) 乳糖操纵子

(3) 色氨酸操纵子的负调控

(4) 阿拉伯糖的操纵子

(5) 正调控系统和负调控系统

2．课程重点、难点

原核生物基因表达调控的一般机制、乳糖操纵子、色氨酸操纵子的负调控。

3．课程教学要求

（1）掌握原核生物表达调控的特点、方式和意义及相关概念；

（2）掌握和理解乳糖操纵子和色氨酸操纵子的结构和作用机理；

（3）了解其它调控方式。

第十一章真核生物的基因表达调控

1．课程教学内容

(1) 真核基因表达调控的特点

(2) 真核基因表达调控的不同层次

(3) 染色体水平的调控

(4) DNA水平的调控

(5) 真核基因转录水平的调节调控

2．课程重点、难点

真核生物基因表调控的特点、组蛋白乙酰化和DNA甲基化对基因表达的影响及机理、真核基因转录水平调控的机理。

3．课程教学要求

（1）掌握真核生物基因表达调控的特点和方式；

（2）掌握真核生物的多层次对基因的表达调控的机理和特点，理解真核生物与运河生物的基因调控的异同；

（3）了解真核生物的其他表达调控方式。

附实验大纲：

使学生掌握遗传学的基本实验方法和技能技巧，并在科学态度、独立工作能力方面获得初步的训练。

实验一动植物基因组DNA的提取

内容：鸡血基因组DNA提取和检测

要求和目的：1、对遗传物质DNA有一个基本的感性认识。

2、掌握动植物基因组DNA提取和检测的原理和基本方法。

3、为后续工作如PCR扩增DNA片段、基因组文库构建、分子标记技术、基因克隆、分子杂交等提供高

质量的基因组DNA模板。

实验二目的基因的PCR扩增

内容：PCR扩增和产物检测实验

要求和目的：1、学习PCR体外扩增DNA的原理和引物设计原则。

2、了解扩增过程中各因素对扩增结果的影响。

3、掌握扩增产物的检测和分析。

实验三基因片段的回收、连接

内容：目的基因片段回收、鉴定和连接

要求和目的：1、掌握目的基因片段回收、鉴定和连接方法；

2、为基因克隆、分子杂交等准备高质量的基因片段。

实验四感受态细胞的制备及转化效率的测定 4 学时

内容：CaCl2法制备细菌感受态和重组质粒的转化

要求和目的：1、掌握CaCl2法制备细菌感受态和重组质粒的转化原理和基本过程；

2、熟悉菌落培养鉴定方法。

实验五质粒DNA的提取

内容：碱法小量制备质粒及鉴定

要求和目的：1、掌握碱性裂解法抽提质粒的原理和基本过程；

2、熟悉质粒的琼脂糖电泳鉴定的原理和方法。

实验六重组子的鉴定

内容：重组子的PCR和双酶切鉴定

要求和目的：1、重温PCR的基本原理和方法

2、掌握双酶切法鉴定重组质粒的原理和操作方法。

实验七目的基因在大肠杆菌中的表达（选开）

内容：目的基因在大肠杆菌中的诱导表达和鉴定

要求和目的：1、掌握在大肠杆菌的各种表达体系和诱导表达的原理及基本过程；

2、掌握重组蛋白的聚丙烯酰胺电泳的原理和方法。

实验八 Southern 杂交（选开）

内容：DNA的分子杂交

要求和内容：1、学习DNA分子杂交的基本原理和操作方法。

2、了解基因组DNA与探针变性、复性和杂交的分子动力学过程。

3、了解各种因素对杂交速率和杂交分子稳定性的影响。

实验九动物组织中总RNA的提取（选开）

内容：动物细胞中总RNA的提取

要求和目的：1、学习并掌握细胞中提取RNA的原理和方法及其注意点；

2、比较与DNA的提取的异同。

实验十 Northern Blot（选开）

内容：RNA分子的杂交

要求和目的：1、学习RNA分子杂交的基本原理和操作方法；

2、比较与DNA杂交的异同。

教学原则和教学方法：讲授时间每次以十五至二十分钟为宜，着重从实验角度简述原理，要求学生课前预习，对于操作步骤与每一器具的运用结合示范动作交待清楚，保证有足够时间给学生亲手实践。作业包括完整、如实地记录实验内容、步骤、结果以及结果计算和分析。

实验课教学法，包括讲授、演示、实践、研讨、练习等。

成绩考核方法：平时成绩：占总成绩40%；

考试：书面考试成绩30%；

操作考试成绩30%

教材和主要参考书：教材：《分子生物学实验》自编

三、课程学时分配

四、大纲说明

1．本课程主要采用多媒体和传统教学相结合的教学手段；

2．本课程的考核方式为闭卷考试；

3．本课程使用的教材是科学出版社出版赵亚华编著的《基础分子生物学教程》（第二版）2004，该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

4．本课程的实验部分非独立设课。

5. 大纲可根据先行课程和后续课程的内容等实际情况作适当调整。

6. 实验课可根据实际在上述6个实验中选择4个开设。

五、参考书目

1、《基因Ⅷ》 Genes (version 8) 本杰明卢因编著余龙江松敏赵寿元主译科学出版社 2005

2、《基础分子生物学》叶柏林郜金荣编著科学出版社2004

3、《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅编著高等教育出版社 2002