《分子生物學(xué)》教學(xué)大綱

《分子生物學(xué)》教學(xué)大綱課程代碼：04142104課程類型：專業(yè)必修課程 適用專業(yè)：生物科學(xué)總課時(shí)數(shù)：72學(xué)時(shí) 學(xué)分：4一、課程教學(xué)的目的和任務(wù).課程性質(zhì)：分子生物學(xué)是高等師范院校生物學(xué)專業(yè)必修課程之一，面向生物基地、生物技術(shù)專業(yè)和生物科學(xué)專業(yè)。本課程應(yīng)在高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)等課程之后開設(shè)，同時(shí)又是動(dòng)物生理學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)等課程的專業(yè)基礎(chǔ)課。.教學(xué)目的與任務(wù):分子生物學(xué)是生物學(xué)科發(fā)展最快的學(xué)科，在推動(dòng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起、推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展等方面均有重要的作用。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的發(fā)展史及研究內(nèi)容；DNA的結(jié)構(gòu)和功能；基因組的特點(diǎn)及其研究方法；DNA的復(fù)制和損傷的修復(fù)；RNA的生物合成和剪接加工；蛋白質(zhì)的生物合成；原核生物和真核生物基因表達(dá)的調(diào)控的等內(nèi)容。要求學(xué)生掌握分子生物學(xué)的機(jī)本原理和實(shí)驗(yàn)技能，具備從事與分子生物學(xué)相關(guān)學(xué)科的教學(xué)和科研工作的初步能力，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容綱要第一章緒論（2學(xué)時(shí)）.教學(xué)基本要求：掌握分子生物學(xué)的概念和研究范疇，熟悉分子生物學(xué)的發(fā)展歷史。.教學(xué)具體內(nèi)容：分子生物學(xué)的概念；分子生物學(xué)研究的內(nèi)容：基因與基因組的結(jié)構(gòu)與功能；DNA的生物合成、修復(fù)和重組；RNA的生物合成和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工；蛋白質(zhì)的生物合成；基因表達(dá)的調(diào)控；穿插介紹相關(guān)的研究技術(shù)；分子生物學(xué)的發(fā)展和展望：人類對DNA和遺傳信息傳遞的認(rèn)識(shí)階段；重組DNA技術(shù)的建立、發(fā)展和應(yīng)用；結(jié)構(gòu)基因?qū)W和功能基因?qū)W的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。第二章染色體與DNA（8學(xué)時(shí)）.教學(xué)基本要求掌握DNA和RNA的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能。.教學(xué)具體內(nèi)容1、DNA是主要的的遺傳物質(zhì)，DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。2、核酸的組成成分，核酸的化學(xué)組成。3、核酸的共價(jià)結(jié)構(gòu)4、DNA的二級結(jié)構(gòu)（雙螺旋模型）：雙螺旋模型特征；維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力；DNA二級結(jié)構(gòu)的其他形式（雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性）；5、DNA的高級結(jié)構(gòu)：單鏈核酸形成的二級結(jié)構(gòu)；反向重復(fù)序列；三股螺旋的DNA；DNA的四鏈結(jié)構(gòu)；DNA結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性與精細(xì)結(jié)構(gòu)；DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)與拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)；真核生物的染色體及組裝。6、RNA的結(jié)構(gòu)和功能：RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及與DNA的區(qū)別；細(xì)胞中RNA的分布；RNA分類概述。7、核酸的性質(zhì)：核酸的變性；核酸的復(fù)性和分子雜交。8、核酸的序列測定第三章DNA的生物合成（8學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握原核生物DNA復(fù)制的起始、延長、終止過程；掌握真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)；熟悉DNA復(fù)制的調(diào)控機(jī)制。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容1、DAN復(fù)制的概況：半保留復(fù)制概述；DNA復(fù)制的一些基本概念；DNA的半不連續(xù)復(fù)制。2、細(xì)菌DNA復(fù)制的過程；參與原核生物DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)；大腸桿菌復(fù)制的起始；復(fù)制的延伸和終止。3、真核生物DNA的復(fù)制：參與真核生物DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)；；真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)；真核生物染色體端粒的復(fù)制。4、逆轉(zhuǎn)錄作用：逆轉(zhuǎn)錄病毒的結(jié)構(gòu)和生活史；cDNA的合成；逆轉(zhuǎn)錄作用的生物學(xué)意義。5、DNA復(fù)制的調(diào)控：大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制調(diào)控；COlE1質(zhì)粒DNA的復(fù)制調(diào)控;R6K質(zhì)粒DNA的復(fù)制調(diào)控；單鏈DNA噬菌體的復(fù)制調(diào)控；噬菌體DNA的復(fù)制調(diào)控；病毒SV40DNA的復(fù)制調(diào)控；腺病毒DNA的復(fù)制調(diào)控；酵母染色體DNA的復(fù)制調(diào)控。6、RNA轉(zhuǎn)錄概述：RNA轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)；原核生物的轉(zhuǎn)錄：原核生物的RNA聚合酶;原核生物RNA聚合酶對啟動(dòng)子的識(shí)別與結(jié)合；原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄歷程。真核生物RNA聚合酶及其轉(zhuǎn)錄：7、掌握原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物剪接與加工各種方式：原核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工：原核生物rRNA前體的加工；原核生物tRNA前體的加工；原核生物mRNA前體的加工；真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工：真核生物tRNA前體的轉(zhuǎn)錄后加工；真核生物rRNA前體的轉(zhuǎn)錄后加工；真核生物mRNA前體的剪接；真核生物mRNA前體剪接的機(jī)制。第四章蛋白質(zhì)的生物合成（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握蛋白質(zhì)合成的分子基礎(chǔ)，熟悉蛋白質(zhì)合成的詳細(xì)過程。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容1、蛋白質(zhì)生物合成的概述：mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板；tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)活化的氨基酸至mRNA模板上；核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所；參與蛋白質(zhì)合成的各種輔因子。2、遺傳密碼的破譯：遺傳密碼是三聯(lián)體；用人工合成的多聚核苷酸破譯遺傳密碼起始密碼和終止密碼；用人工合成的三核苷酸破譯遺傳密碼。3、遺傳密碼的特征：遺傳密碼是連續(xù)排列的三聯(lián)體；起始密碼與終止密碼；密碼簡并性；密碼的變偶性；遺傳密碼的通用性和變異性；遺傳密碼的防錯(cuò)系統(tǒng)。4、氨酰-tRNA的合成：氨酰-tRNA合成的反應(yīng)；氨酰-tRNA合成酶的特異性。5、原核生物的蛋白質(zhì)合成：原核生物肽鏈合成的起始；原核生物肽鏈的延伸；原核生物肽鏈合成的終止。6、真核生物的蛋白質(zhì)合成：真核生物肽鏈合成的起始；真核生物肽鏈的延伸；真核生物肽鏈合成的終止。7、蛋白質(zhì)生物合成的抑制劑：原核生物肽鏈合成的抑制劑；真核生物肽鏈合成的抑制劑。8、肽鏈合成后的加工和輸送：肽鏈的剪接和加工：肽鏈的剪接；氨基酸殘基的修飾；多肽鏈的折疊；肽鏈合成后的定向輸送：共翻譯途徑；翻譯后途徑第五章分子生物學(xué)研究法（8學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握DNA重組的基本概念，熟悉同源重組、位點(diǎn)特異性重組、轉(zhuǎn)座重組和逆轉(zhuǎn)座重組的方式及基本過程。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容1、DNA重組和克隆的概念2、同源重組：同源重組的分子模型；異源雙鏈與基因轉(zhuǎn)換；細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組；同源重組的酶學(xué)機(jī)制。3、位點(diǎn)特異性重組：入噬菌體DNA的整合與切除；細(xì)菌的特異位點(diǎn)重組。4、轉(zhuǎn)座重組：轉(zhuǎn)座子概念；原核生物的轉(zhuǎn)座子；真核生物的轉(zhuǎn)座子；逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。5、DNA克?。河糜贒NA克隆的工具酶；用于DNA克隆的載體；DNA克隆的過程；基因文庫的構(gòu)建；克隆基因的分離和鑒定；克隆基因的表達(dá)。6、DNA的體外擴(kuò)增：PCR的原理；PCR的應(yīng)用。第七章原核生物基因表達(dá)調(diào)控（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握原核生物基因表達(dá)調(diào)控的基本規(guī)律，熟悉典型的操縱子。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容1、DNA水平的調(diào)控：啟動(dòng)子對基因表達(dá)的調(diào)控；DNA重組對基因表達(dá)的調(diào)控。2、。因子對轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控3、操縱子對基因表達(dá)的調(diào)控：操縱子的基本結(jié)構(gòu)；正調(diào)控系統(tǒng)和負(fù)調(diào)控系統(tǒng)；乳糖操縱子；色氨酸操縱子；阿拉伯糖操縱子；組氨酸操縱子。4、翻譯水平的調(diào)控：mRNA高級結(jié)構(gòu)對翻譯的調(diào)控；反義RNA對翻譯的調(diào)控；翻譯水平的自身調(diào)控；嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控；核開關(guān)。5、入噬菌體基因表達(dá)的時(shí)序調(diào)控6、原核生物的群體感應(yīng)第八章真核生物的基因表達(dá)調(diào)控（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握真核生物基因表達(dá)調(diào)控的基本規(guī)律，熟悉真核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容1、真核生物的基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)：原核生物和真核生物基因表達(dá)調(diào)控的差別；真核生物基因表達(dá)調(diào)控的層次。2、染色體水平的調(diào)控：異染色質(zhì)化；組蛋白對基因活性的影響；非組蛋白對基因活性的影響；核基質(zhì)對基因活性的影響；基因的丟失；基因的擴(kuò)增。3、染色體基因的重排：免疫球蛋白基因的重排；酵母結(jié)合型染色體的重排。4、DNA水平上的調(diào)控：DNA甲基化；甲基化對轉(zhuǎn)錄活性的影響。5、真核基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控：順式作用元件的結(jié)構(gòu)；反式作用因子的結(jié)構(gòu)和功能；蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)因子的活性調(diào)節(jié)；甾體激素誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄；甾體激素對轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控。6、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控：可變剪接；反式剪接；RNA編輯；RNA的轉(zhuǎn)運(yùn)。7、翻譯水平的調(diào)控：mRNA穩(wěn)定性對基因活性的影響；翻譯起始階段的調(diào)控；mRNA的選擇性翻譯；RNA干擾導(dǎo)致的基因沉默；8、發(fā)育基因表達(dá)的調(diào)控：發(fā)育基因表達(dá)調(diào)控的一般規(guī)律；發(fā)育基因表達(dá)調(diào)控的模型生物。第九章、疾病與人類健康（4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求：了解幾種重大病癥與基因的關(guān)系，了解這些疾病病原微生物基因特點(diǎn)；了解基因診斷與基因治療的主要策略和發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀。（二）.教學(xué)具體內(nèi)容：.腫瘤與癌癥：反轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因；原癌基因極其產(chǎn)物；原癌基因的表達(dá)調(diào)控，基因互作與癌基因表達(dá)。.乙型肝炎病毒：肝炎病毒的生物學(xué)性狀；乙型肝炎病毒基因組及其所編碼的主要蛋白；乙型肝炎病毒血清型和基因型；乙肝病毒基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能。.人免疫缺陷病毒－HIV：簡史與流行情況；生物學(xué)特性；傳播方式；HIV基因組結(jié)構(gòu)與功能；HIV的感染及致病機(jī)理；艾滋病的治療及預(yù)防.非典（冠狀病毒）簡介.基因診斷.基因治療：基因治療的基本策略；基因治療的程序；基因治療的前景第十章基因與發(fā)育（4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求：免疫系統(tǒng)發(fā)育及免疫球蛋白的基因表達(dá)；果蠅和高等植物發(fā)育與調(diào)控（二）.教學(xué)具體內(nèi)容：.免疫系統(tǒng)發(fā)育及免疫球蛋白的基因表達(dá)：脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng)；B-淋巴細(xì)胞的發(fā)育和分化；T-淋巴細(xì)胞發(fā)育和分化。.果蠅的發(fā)育和調(diào)控：卵子發(fā)育，胚胎發(fā)育；果蠅的末端系統(tǒng)及背腹極性基因與發(fā)育調(diào)控。3.高等植物花發(fā)育的基因調(diào)控：植物的花器官結(jié)構(gòu)，調(diào)控花器官發(fā)育的主要基因，花器官發(fā)育的“ABC”模型。第十一章基因和比較基因組學(xué)（4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)的基本要求掌握基因和基因組的概念，原核生物和真核生物基因組的特點(diǎn)，熟悉結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要研究方法。（二）教學(xué)具體內(nèi)容1、基因的概念和類型：基因概念的發(fā)展；基因的類型。2、基因組：基因組的概念；基因及基因組的大小與C值的矛盾；病毒基因組的一般特點(diǎn)；病毒的核酸；噬菌體基因組；幾種病毒的基因組；細(xì)菌基因組的一般特點(diǎn)；細(xì)菌的染色體基因組；真核生物基因組的特點(diǎn)；真核生物基因組的結(jié)構(gòu)；線粒體基因與基因組的結(jié)構(gòu)；葉綠體基因與基因組的結(jié)構(gòu)和功能。3、基因組學(xué)：結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要研究方法；功能基因組學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要研究方法。三、教學(xué)說明根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容，采用大班講授與小班討論相結(jié)合的方法。教師在充分備課、寫好教案、集體備課的基礎(chǔ)上，利用制作好的多媒體教學(xué)課件，加強(qiáng)直觀教學(xué)，以加深學(xué)生對有關(guān)內(nèi)容的理解和記憶。講課要采用啟發(fā)誘導(dǎo)，實(shí)例分析，習(xí)題作業(yè)，課堂討論等多種形式，生動(dòng)活潑，突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維活動(dòng)，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。對學(xué)有余力的學(xué)生，積極開展第二課堂，因材施教。四、考核方法平時(shí)作業(yè)（30％）：用作業(yè)、課堂討論等方式考查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。期末考試（70％）：閉卷考試，考察對知識(shí)掌握及綜合運(yùn)用的能力。五、教材及教學(xué)參考書教材：朱玉賢，李毅編著，現(xiàn)代分子生物學(xué)，高等教育出版社，2002.教學(xué)參考書：楊建雄主編，分子生物學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，2009.趙亞華編著，分子生物學(xué)教