分子遗传学教学大纲.docx

GDOU-B-11-213?分子遗传学?课程教学大纲课程编号学分3总学时54理论54实验/上机0英文课程名Molecular Genetics开课院系农学院开课系生物技术修订时间年 月 日课 程 简 介课程简介: 在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题主要是基因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学那么主要研究基因的本质包括基因的化学性质、构造和组织、基因的功能以及基因的变化等问题。分子遗传学是从微生物遗传学开展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面，但是以原核生物为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外，由于微生物便于培养，所以在分子遗传学和重组DNA技术中微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。分子遗传学方法还可以用来研究蛋白质的构造和功能。课 程 大 纲一、课程的性质与任务：本课程为生物学学科各专业本科生的学科根底课。本课程的主要内容为基因的构造、复制和转录以及和转录后调控、翻译，基因突变，DNA的复制、修复，原核与真核生物的基因表达调控。二、课程的目的与根本要求：通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的根本原理和概念，了解目前生命科学的主要热点和开展趋势，为独立地阅读分析原始文献和从事专业研究打下根底。三、面向专业：生物技术四、先修课程: 生物化学、遗传学五、本课程与其它课程的联系：本课程设计为遗传学之后续课程。通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的根本原理和概念，了解目前分子遗传学的主要热点和开展趋势，为以后的基因工程、基因组学等学科打下根底。六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：第一章 遗传的物质根底DNA6学时第一节 DNA携带着两类不同的遗传信息A第二节 DNA的一级构造A第三节 DNA的二级构造B一、 Watson-Crick右手双螺旋构造二、 决定双螺旋构造的因素第四节 DNA物理构造的不均一性B一、 反向重复序列二、 富含A/T的序列三、 嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋构造稳定性的影响第五节 DNA双螺旋构造的呼吸作用A第六节 DNA的变性、复性、杂交和Cot曲线A一、 变性二、 复性三、 杂交四、 Cot曲线第二章 有机体、染色体和基因6学时第一节 原核生物和真核生物A第二节 基因组大小与C值矛盾B第三节 原核生物染色体及其基因B一、 大肠杆菌染色体二、 噬菌体第四节 真核生物的染色体B一、 真核生物DNA复性动力学二、 真核生物染色体上的单一序列和重复序列以及卫星DNA三、 卫星DNA的等级构造及其起源和进化四、 染色质和核小体五、 着丝点六、 端粒第五节 真核生物的基因A一、 不连续基因二、 基因家族与基因簇三、 串联重复基因四、 细胞器基因第六节 基因定位C一、 遗传交换定位法二、 接合定位法三、 染色体步行和染色体跳跃第七节 基因的分子进化C第八节 早期生命进化的三界系统理论C一、 原核生物之间的巨大差异二、 基于16s rRNA碱基变化的通用系统发生分类法三、 内共生作用参与了真核生物的进化第三章 DNA的复制6学时第一节 DNA的半保存复制A第二节 复制原点、方向和方式A第三节 DNA复制的酶学B一、 DNA的聚合反响和聚合酶二、 脱氧核甘三磷酸前体的来源三、 三种DNA聚合酶的构造和功能四、 DNA连接酶五、 与DNA几何学性质相关的酶第四节 DNA复制的半不连续性B一、 DNA半不连续性复制的发现二、 引物和引发酶三、 前体片断的连接第五节 DNA复制机构的复杂性C第六节 DNA复制的起始B一、 先导链合成的起始上：从新起始二、 先导链合成的起始下：共价延伸三、 后随链的前体片断的起始四、 由复制体进展先导链和后随链的同时复制第七节 复制的终止A一、 环形DNA复制的终止二、 线形DNA复制的终止第八节 真核生物的DNA复制A一、 真核生物的复制原点、复制元和复制元族二、 真核生物的DNA聚合酶和引发酶三、 SV40的大T抗原与复制原点四、 SV40以及其他真核生物的DNA复制过程五、 真核生物染色体末端DNA的复制六、 真核生物复制过程中的核小体构造第九节 复制的调控B第四章 以修复作用为中心的DNA的平安保障体系4第一节 复制修复A一、 尿嘧啶糖基酶系统二、 错配修复系统第二节 损伤修复A一、 胸腺嘧啶二聚体的产生二、 胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征三、 胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制四、 其他损伤类型及其修复第三节 限制与修饰A一、 限制修饰现象二、 限制修饰系统三、 限制修饰系统的生物学意义第五章 突变4学时第一节 概述：突变定义及其分类A第二节 条件型突变A第三节 回复突变和抑制突变A一、 回复突变的鉴定和分类二、 基因内抑制突变三、 基因间抑制突变四、 基因间间接突变第四节 突变剂和突变生成B一、 碱基类似物在DNA复制时的渗入二、 DNA分子上碱基的化学修饰三、 嵌合剂的致突变作用四、 转座成分的致突变作用五、 增变基因六、 紫外线的致突变作用七、 突变热点 第五节 离体定向诱变B第六章 转录6学时第一节 概述B第二节 RNA合成的酶学B一、 RNA合成的根本特征二、 E.coli RNA聚合酶三、 真核生物的RNA聚合酶第三节 控制转录起始的DNA序列操作子和启动子的构造B一、 操纵元及其构造二、 原核生物的启动子构造三、 鉴别RNA聚合酶等蛋白质在DNA上结合位点的方法四、 真核生物的启动子第四节 转录的起始和延伸B第五节 转录的终止A一、 终止序列和释放因子二、 终止与抗终止及抗终止因子三、 真核生物转录的终止第六节 转录后处理一 转录产物的修饰真核生物mRNA的帽子和尾巴A一、 帽子二、 多聚A尾巴第七节 转录后处理二基因间序列的去除稳定RNA从多基因转录产物中的别离A一、 不稳定RNA与稳定RNA二、 rRNA的转录后处理三、 tRNA的转录后处理第八节 转录后处理三内元的去除RNA的拼接A一、 概述二、 tRNA 的拼接三、 第类内元的拼接四、 编码RNA成熟酶的内元五、 第类内元的拼接六、 核基因mRNA内元的拼接第九节 转录后处理四不连续转录和反式拼接B第十节 逆转录A第七章 翻译6学时第一节 tRNA和遗传密码A一、 tRNA的构造二、 密码子与反密码子三、 副密码子与氨酰基tRNA的合成四、 tRNA的丰富度与密码子的使用频率五、 密码的通用性，线粒体密码的特殊性和密码的进化第二节 核糖体制造蛋白质的工厂B一、 核糖体的构造二、 核糖体的装配三、 核糖体突变四、 核糖体的活性位点第三节 肽链的合成B一、 合成的起始二、 延伸三、 终止和肽链的释放第四节 mRNA的构造与翻译A一、 原核生物的多顺反子mRNA的翻译二、 真核生物核糖体形成位点与双功能mRNA三、 只有最后一个终止密码子的多基因mRNA的翻译第五节 蛋白质在细胞内的越膜运输、定位和翻译后处理A一、 概述二、 细菌中蛋白质的越膜三、 真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定四、 翻译后处理第八章 原核生物基因表达的调控6学时第一节 概述A第二节 正调控与负调控A第三节 操纵元的原型乳糖操纵元A一、 操纵元模型的提出二、 乳糖操纵元的调控机理三、 阻遏蛋白与操纵子的相互作用四、 乳糖操纵元的正调控第四节 操纵元的其他调控形式B一、 具有双启动子的半乳糖操纵元二、 阿拉伯糖操纵元：具有双重功能正控制和负控制的调节蛋白质三、 色氨酸操纵元：可阻遏系统第五节 基因转录的时序调控A一、 枯草杆菌中6亚基的更迭二、 大肠杆菌热震惊基因的表达三、 T4噬菌体生长中RNA聚合酶亚基的修饰和6亚基的替换四、 T7噬菌体生长过程中用噬菌体RNA聚合酶代替寄主的RNA聚合酶五、 入噬菌体早期、晚期基因转录以及裂解生长和溶原生长的调控第六节 基因转录的翻译调控衰减子系统B一、 概述二、 衰减子的作用机制三、 衰减子的普遍性及其生物学意义四、 负责核甘酸合成的基因的衰减子第七节 翻译水平的调控B一、 反义RNA的调控作用二、 mRNA本身的二级构造影响翻译的进展三、 mRNA的寿命对基因表达的调控四、 蛋白质合成的自体调控五、 严谨反响 第八节 DNA序列重排对基因转录的调控B第九章 真核生物基因表达的调控4学时第一节 概述B一、 真核生物基因调控的特点二、 活泼表达基因的数目三、 基因表达的不同水平：丰富mRNA和稀少mRNA四、 持家基因和奢侈基因五、 胚胎分化过程中有可能存在着相对简单的分子开关第二节 DNA水平的调控A一、 基因丧失二、 基因扩增三、 基因重排第三节 活泼转录基因的染色质构造B一、 转录基因的核小体构造二、 DNA酶优先敏感性和HMG蛋白质三、 DNA酶超敏感点四、 组蛋白的修饰作用五、 DNA的甲基化和去甲基化第四节 转录水平的调控A一、 Brtten-Davidson模型二、 基因调控的顺式作用成分三、 基因调控的反式作用因子四、 真核基因转录调控的机制第五节 rRNA基因的转录：先终止还是先起始B第六节 意外的意外：RNA聚合酶启动子的多形性和三种RNA聚合酶及其启动子的共通性A第七节 真核生物中转录的翻译调控A第八节 转录后水平的调控B一、 hnRNA的选择性加工运输二、 mRNA前体的选择性拼接第九节 翻译水平的调控B一、 mRNA的稳定性二、 mRNA翻译起始的调控三、 真核生物蛋白质合成的自体调控第十章 遗传重组6学时第一节 概述B第二节 同源重组分子机制B一、 断裂-复合及Holliday中间体的形成二、 Holliday中间体的拆分三、 异源双链与基因转换四、 细菌转化、接合和转导的重组机制第三节 同源重组的酶学机制RecA蛋白质和RecBCD蛋白质在同源重组中的作用B一、 RceA蛋白质在联会和链交换中的作用二、 RceA蛋白质和Holliday中间体的形成三、 RceBCD在同源重组中的作用和重组热点四、 拆分Holliday中间体的酶活性五、 RceF途径第四节 依赖于同源重组的位点特异性的序列代换酵母MAT序列的转换B第五节 位点特异性重组B一、 入噬菌体DNA的整合与切除二、 入噬菌体整合的分子机制第六节 细菌中的转座成分B一、 转座成分概述二、 插入序列三、 复合转座元四、 Tn10和Tn5的末端组件与转座的调节五、 转座的机制六、 Tn3及其转座作用七、 作为转座成分的Mu噬菌体八、 沙门氏菌鞭毛相变中的转座机制第七节 真核生物中的转座成分一 真核生物转座成分的分类及其典型代表B一、 真核生物中的转座成分及其分类二、 酵母的Ty成分三、 果蝇的copia等转座成分四、 玉米的转座成分第八节 真核生物中的转座成分二复原病毒B一、 通过DNA中间体复制其基因组RNA二、 复原病毒的基因组构造三、 复原病毒基因组RNA到原病毒DNA的转变过程四、 原病毒的基因表达五、 复原病毒的癌基因及其起源六、 复原病毒和转座元的关系第九节 真核生物中的转座成分三 非病毒返座元B一、 概述二、 RNA聚合酶转录产物的返座假基因和返座基因三、 RNA聚合酶转录产物的返座元四、 关于返座的机制七、实验名称与类别:八、实验目的、内容与要求按上表实验序号分别填写九、教材与参考书：本课程选用教材:分子遗传学，孙乃恩、孙东旭、朱德煦编著，南京大学出版社出版，1990年，第一版。本课程推荐参考书:1分子遗传 解生勇编著，中国农业科技出版社，1998年10月第1版。2染色体带：基因组的图型，英W.比克莫尔等著， 房德兴等译，科学出版社，2000年8月第1版。3分子遗传学.张玉静编著，科学出版社，2000年4月第一版。4李振刚,?分子遗传学?，北京：科学出版社，2000。十、本课程理论课及实验课的考核方式:理论课考核方式：闭卷实验课考试方式： 执笔:朱宏波审核:批准人:时间: