分子生物学教学大纲生物技术林

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：64，3.5 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，G.M.[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。