《分子生物学 》教学大纲

《分子生物学》教学大纲课程名称及代码：分子生物学（07021208）课程学分与学时：3 分/ 48 学时（课堂讲授 32 学时，实验实践 16学时，自主学习 0 学时）先修课程：无机及分析化、有机化学、植物生物学、动物生物学、细胞生物学、生物化学等适用专业：生物技术一、课程性质、目的和任务分子生物学是从分子水平来研究生命现象的科学，是现代生命科学的“共同语言”，其核心内容是通过生物的物质基础—一核酸、蛋白质、酶等生物大分子的结构，功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命现象的分子基础，从而探索生命的奥秘。

本课程侧重于核酸的分子生物学，从基因展开，围绕DNA复制，转录，表达和调控等方面给予论述。

通过本课程的学习，可以使学生系统而深入地掌握核酸分子生物学的基本概念和基本理论，帮助学生扩大知识面，拓宽专业口径，为学生以后应用分子生物学的手段研究新药以及在分子水平上研究药物代谢规律，阐明药物作用的机理奠定基础。

二、教学内容及学时分配1．总学时：48学时。

2．教学内容第一章绪论（2学时）第一节概述一、分子生物学的基本含义二、分子生物学的主要研究内容三、课程的性质、地位和作用第二节分子生物学发展简史一、分子生物学的建立和发展二、分子生物学与其他学科的关系三、分子生物学的现状与展望第二章 DNA的结构、复制和修复（4学时)第一节染色体一、染色体概述二、原核生物的染色体三、真核生物染色体的组成第二节 DNA的组成和结构一、DNA的组成二、DNA的一级结构三、DNA的二级结构四、DNA的高级结构第三节 DNA的复制一、DNA的半保留复制机理二、DNA复制的起点、方向和速度三、DNA复制的几种主要方式第四节 DNA的复制过程一、复制的起始二、复制的延伸三、复制的终止四、单链环状噬菌体DNA复制第五节原核生物和真核生物DNA的复制特点一、原核生物DNA的复制特点二、真核生物DNA的复制特点三、DNA复制的调控第六节 DNA的损伤与修复一、DNA的损伤来源二、DNA的修复第三章遗传与变异(2学时）第一节遗传、变异、环境一、生物的遗传和变异二、遗传的变异和不遗传的变异三、遗传和环境第二节原核生物的遗传规律一、噬菌体的繁殖和遗传二、细菌的繁殖和遗传第三节真核生物的遗传规律一、真核生物的繁殖二、真核生物的遗传规律第四节基因、基因组与基因突变一、基因的类型和特性二、基因组三、基因突变第五节染色体变异和DNA重组一、染色体结构和数目变异二、DNA的重组三、DNA的转座第四章遗传信息的转录——从DNA到RNA（4学时）第一节 RNA转录概述一、RNA转录的特点二、转录的基本过程三、RNA聚合酶第二节启动子与转录的起始一、启动子的基本结构二、转录的起始三、增强子及其功能第三节转录的终止一、不依赖于ρ因子的终止二、依赖于ρ因子的终止三、抗终止第四节转录后加工一、mRNA的加工二、tRNA的加工三、rRNA的加工四、核酶的作用特点及方式五、RNA的剪接、编辑和再编码第五章遗传信息的翻译——从mRNA到蛋白质（4学时）第一节参与蛋白质生物合成的物质一、mRNA和遗传密码二、tRNA与氨基酸的转运三、核糖体的结构和功能第二节蛋白质生物合成的过程一、氨基酸的活化二、翻译的起始三、肽链的延伸四、翻译的终止第三节翻译后的加工一、 N端f-Met或Met的切除二、二硫键的形成和羟化作用三、化学修饰四、剪切第四节蛋白质的运输一、信号肽引导蛋白质到达靶部位二、翻译完成后被运输的蛋白质三、内质网内合成的蛋白质四、翻译的同时也被运输的蛋白质第六章原核生物基因表达调控（4学时）第一节概述一、原核生物基因表达调控的特点二、降解物对基因活性的调节三、弱化子对基因活性的影响四、细菌的应急反应第二节原核生物基因表达的调控一、转录水平的调控二、翻译水平的调控第七章真核生物基因表达调控（4学时）第一节概述一、真核生物基因表达调控的特点二、真核生物基因结构与转录活性第二节真核生物基因表达DNA水平的调控一、基因丢失二、基因扩增三、基因重排第三节真核生物基因表达转录水平的调控一、真核生物基因转录与染色质结构变化的关系二、顺式作用元件三、反式作用因子第四节真核生物基因表达其他水平上的调控一、转录后水平的调控二、翻译水平的调控三、翻译后水平的调控第八章分子生物学实验技术（8学时）第一节 DNA操作技术一、核酸样品的提取、纯化二、核酸的凝胶电泳三、核酸的分子杂交四、PCR五、外源DNA导入宿主菌第二节基因工程技术一、基因工程概述二、目的基因的获取三、基因工程的载体四、目的基因与载体的酶切和连接五、重组体导入受体细胞六、重组子的筛选和鉴定七、外源基因的表达第三节基因工程的应用一、转基因作物二、基因治疗三、基因工程药物与疫苗四、基因工程展望三、教学方法与手段学生选用教材《分子生物学》是反映当前分子生物学研究领域最新进展的书籍之一，知识新，容量大，很多知识点都只是一带而过，对于没有分子生物学基础知识的学生而言，学习和理解起来难度较大，而且该课程的课时少，书本上的内容不可能完全学完。

因此，我对教材作了如下处理：要求学生只掌握分子生物学的基础知识，而对那些研究前沿的内容只作了解。

同时，分子生物学是一门实验性学科，学生又没有分子生物学实验方面的经验，我系实验室条件相对简单，分子生物学实验药品花费较大。

因此，根据我系实验室的具体情况，实验课的开设重在基础实验，并力争形成系统性实验，让学生基本掌握分子生物学实验技术和实验技能。

因为实验内容安排为一个连续、完整而相互关联的实验，故全部安排在后半期。

在教学过程中，拟采取下列方法来尽可能实现教学目标：1)多媒体教学2)课堂提问3)多种形式的平时测试（40％）主要包括签到,课堂回答问题和平时作业三种形式。

平时作业至少4次4)期末考试（60％）集中闭卷考试5)课外辅导定时和不定时辅导6)开通《分子生物学》网络教学平台授课课件在网上公布, 可帮助学生预习生词、了解教师讲解线索和重点内容，培养学生的学习兴趣；课上也大大减少了学生记笔记时间, 有利于学生专心听讲和思考；课后则有利于学生“温故而知新”。

7）建议学校图书馆和系资料室采购一定种类和数量的参考书。

《 Molecular Biology》 (2nd Edition), P.C.Turner[英] et al. 科学出版社 2003 《Gene Ⅷ》 Benjamin Lewin，Published by Pearson Prentice Hall,2004《Gene Ⅷ》 Benjamin Lewin（中文版），科学出版社，2005《分子生物学精要速览系列》（2000，科学出版社）的影印版和中文版；四、课程考核方式1.过程考核：课堂表现、出勤情况、平时作业成绩，占40%。

平时作业至少4次。

2.期末考核：闭卷考试，试题分为A\B两套，占60%。

五、其它（一）作业及自主学习要求1、作业方式：书面作业：4次，全批全改；实验报告：3次，全批全改。

2、教学辅导：全班集中辅导4次，随时进行个别辅导答疑。

（二）课程资源1、建议教材《 Molecular Biology》 (2nd Edition), P.C.Turner[英] et al. 科学出版社 2003 《现代分子生物学》（第四版）朱玉贤编著高等教育出版社 2013主要参考书：《基因 X》 (美)J.E.Krebs等编著;江松敏译科学出版社 2016《Gene Ⅷ》 Benjamin Lewin，Published by Pearson Prentice Hall,2004《分子生物学》杨歧生编著浙江大学出版社 2004《分子生物学》（第二版）阎隆飞张玉麟主编高等教育出版社 1997《现代分子生物学实验技术》卢圣栋主编中国协和医科大学出版社 1999《分子遗传学》张玉静主编科学出版社 2000《分子生物学与基因工程习题集》王金发等编著科学出版社 2000分子生物学实验教学大纲一、课程性质、教学目的与要求本实验课程是生物技术专业与“分子生物学”理论课程相结合的实验技术课。

本实验课在本专业人才培养中起着及其重要的地位和作用，它是培养学生今后从事教学科研及技术开发工作最重要的教学实验环节之一，本课程具有知识面宽、实验性强、精密仪器使用多之特点，其目的是使本科生在学习现代生物技术及其实验前，对染色体DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、PCR基因扩增等方面以及大型精密仪器的操作使用有进一步了解和掌握，提高学生的动手能力，为其今后课程的学习、工作打下坚实的理论基础和实际操作能力。

针对学生的培养方向，本课程以培养学生掌握分子生物学研究的基础实验技能为主要目标，力图最大限度地利用我校现有的实验条件，使学生通过本课程实验的学习和实践，接触和掌握从事生物技术研究所必要的基础实验手段。

通过有限的实验室实践，涵盖分子生物学各个方面的实验内容，以点带面，突出重点，促进学生对分子生物学课程学习内容的理解和掌握。

二、教学内容与学时分配项目一、植物染色体DNA的提取和纯度鉴定（6学时）1、实验类型：综合性2、开设类别：必修3、实验目的：1）掌握植物染色体DNA的提取方法。

2）了解DNA纯度鉴定的一般方法。

3）熟悉高速离心机的正确使用方法。

4）熟悉紫外可见分光光度计的使用。

4、实验教学内容及学习要求：采用SDS裂解细胞膜，使脱氧核糖核蛋白复合物（DNP）解聚，并用苯酚抽提法去除蛋白，从而提取染色体DNA。

并对其纯度进行鉴定5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

基本仪器设备：台式高速离心机、塑料离心管、紫外可见分光光度计基本耗材：丙酮、乙醚、95%乙醇、10%次氯酸钠、抽提液（2MNaCl---1mMEDTA）、 10%SDS液、氯仿—异戊醇、70%乙醇、TE缓冲液、SS苯酚项目二、琼脂糖凝胶电泳检测DNA（4学时）1、实验类型：验证性2、开设类别：必修3、实验目的：1）掌握琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法。

2）了解凝胶成像系统的使用。

4、实验教学内容及学习要求：DNA分子在琼脂糖凝胶中电泳时有电荷效应和分子筛效应。

根据不同相对分子质量的DNA片段电泳速度不一样的原理，采用琼脂糖凝胶电泳分离DNA样品。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

基本仪器设备：琼脂糖凝胶电泳系统、凝胶成像系统基本耗材：三羟甲基氨基甲烷（Tris）、硼酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、溴酚蓝、蔗糖、琼脂糖、溴化乙锭、DNA marker、检测样品、5×TBE、凝胶加样缓冲液项目三、PCR基因扩增（6学时）1、实验类型：综合性2、开设类别：必修3、实验目的：1）掌握PCR基因扩增的原理。

2）掌握PCR基因扩增实验技术。

3）了解PCR仪的使用4、实验教学内容及学习要求：利用PCR技术扩增基因，并用电泳检测扩增结果。