《分子生物学》教学大纲(本科).pdf

52 分子生物学 一、课程简介 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。麻醉学专业是为医药卫生事业培养临床工作的专门人才，将分子生物学设为一门基础医学的重要必修课程，是为麻醉学学专业从分子水平研究正常或疾病状态时人体结构与功能乃至疾病预防、诊断与治疗，提供了必要的理论基础。这门课主要使学生掌握遗传信息的贮存、传递与表达（DNA 的生物合成、RNA 的生物合成、蛋白质的生物合成）、基因表达调控、基因重组与基因工程，癌基因、抑癌基因与生长因子和常用分子生物学技术，能在分子水平上解释、分析人体内的代谢规律。分子生物学是研究所有生物学现象的分子基础，因此，学好分子生物学，掌握遗传信息的传递和表达机制，了解这门学科发展过程中重大发现的实验设计过程，学会运用基本的实验技术对遗传物质进行实验操作，对于培养和训练学生的研究性思维很有帮助。二、理论教学内容 1.DNA 的生物合成 掌握内容：DNA 复制的基本规律；中心法则、半保留复制、半不连续复制、双向复制的概念；冈崎片段等概念；参与 DNA 复制的物质：原料、模板、参与 DNA 复制的酶及其主要作用；原核、真核复制起始位点的主要特点；原核与真核 DNA 聚合酶的种类和主要功能；引发体的组成概念；逆转录酶和逆转录过程；端粒与端粒酶的基本概念；基因突变的基本概念和突变的类型、引发基因突变的因素；遗传信息传递的中心法则；原核和真核生物 DNA 的复制过程；校读活性的概念；前导链、滞后链等概念 了解内容：逆转录复制 2.DNA损伤与修复 掌握内容：DNA突变损伤的修复的方式；DNA损伤的直接修复；切除修复；重组修复；同源重组修复；非同源末端连接的重组修复；DNA损伤与修复的意义 了解内容：导致DNA损伤的因素；DNA损伤的类型；跨越损伤修复 3.RNA 的生物合成 掌握内容：原核生物转录的模板和酶：模板链、编码连、结构基因、不对转录的基本概念；参与 RNA 合成的原料和酶；RNA 聚合酶的组成和功能；全酶、核心酶的概念；原核生物的转录过程：转录启动区的组成、转录起始复合物的概念；-10 区与35 区的的序列、TATA 盒；真核生物的 RNA聚合酶的种类和作用。内含子外显子的概念；真核生物的上游调控元件；三种真核生物通用转录因子的基本作用、TFIID 的组成和功能；真核生物转录后对前体mRNA 加工的基本方式；原核与真核生物转录终止的机制 了解内容；原核生物的转录过程；真核生物前体 tRNA 的加工；真核生物前体 rRNA 的加工；RNA 催化一些真核和原核基因内含子的自我剪接 4.蛋白质的生物合成 掌握内容：参与蛋白质合成的原料和主要物质；三种 RNA 在蛋白质生物合成中的作用、起始和终止密码子；遗传密码的概念和特点、开放阅读框架；翻译起始复合体的组成；氨基酸的活化与转运、肽链的起始、延伸和终止；蛋白质折叠的基本概念、参与蛋白质折叠的主要物质；分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶、肽脯氨酸顺反异构酶的基本概念和主要作用；翻译起始因子、延伸因子和终止释放因子的主要作用；真核生物与原核生物翻译起始的主要区别、多核蛋白体；信号肽的基本概 53 念；干扰素干扰蛋白质合成的机制 了解内容：蛋白质空间结构的修饰；蛋白质合成的基本过程；其他抗生素抑制蛋白合成的基本原理 5.基因表达调控 掌握内容：基因表达的概念；基因表达的时空特异性和方式；原核、真核转录启动区的组成特点；顺式作用元件与反式作用因子的基本概念；真核基因的调控元件：启动子、增强子、沉默子的基本概念；真核转录因子的分类；操纵子的概念；乳糖操纵子的结构与调节机理。了解内容：色氨酸操纵子结构及调节机制；基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节；基因表达的多层次和复杂性；基因表达调控的意义；真核生物RNA Pol 和 RNA Pol 的转录体系及调节；真核生物RNA Pol转录终止的调节机制；RNA 聚合酶 II 的转录激活调节原理；miRNA 与 siRNA 基本概念和功能；反式作用因子的分子结构；基因表达在翻译水平以及翻译后水平的调节 6.常用分子生物学技术的原理及其应用 掌握内容：分子杂交和印迹技术的原理：印迹技术、探针技术、DNA 印迹、RNA 印迹、蛋白质印迹的原理和应用；PCR 技术原理和应用；逆转录 PCR 原理；基因组 DNA 文库、cDNA 文库；基因芯片、蛋白质芯片的基本概念；酵母双杂交技术的原理和应用、ChIP 原理和应用 了解内容：原位 PCR 与实时 PCR 的基本原理 7.DNA 重组及重组 DNA 技术 掌握内容：重组 DNA 技术的相关概念：DNA 克隆、基因工程常用的工具酶、基因工程的概念、II 型限制内切酶的概念和功用；载体的概念、常用载体、克隆载体、表达载体的概念；目的基因和和载体的连接方法；作为载体所应具备的性质功能；获得目的基因的方法；基因工程的基本操作过程；重组子的筛选鉴定方法；真核表达体系常用的受体细胞和转染方法；平末端、粘性末端的概念；原核表达体系的缺点。了解内容：同源重组、转化、转导、转染的基本概念；细菌的基因转移与重组的方式；特异位点的重组；转座重组；基因工程技术在医学中的应用：包括疾病相关基因的发现、生物制药；基因诊断与基因治疗（自学）。8.基因结构与功能分析技术 掌握内容：双脱氧法DNA测序；转录起始点分析技术；基因启动子结构分析技术；基因编码序列分析技术；转基因技术；基因敲入技术；基因敲除技术；基因沉默技术；随机突变筛选。了解内容：DNA测序方法：化学降解法、全自动激光荧光DNA测序、焦磷酸测序、循环芯片测序、单分子测序技术。9.癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子 掌握内容：癌基因的概念；原癌基因的活化机制；病毒癌基因；抑癌基因的基本概念；p53 基因作用机制；生长因子的作用模式。了解内容：原癌基因的特点、产物和功能；病毒癌基因与细胞癌基因的联系与区别；Rb 基因的结构特点和作用机制；癌基因的发现；癌基因的分类及功能。三、参考资料 生物化学与分子生物学第八版.查锡良、药立波主编.人民卫生出版社.2013年3月出版 生物化学与分子生物学第二版.贾弘禔、冯作化主编.人民卫生出版社.2010年8月出版 Biochemistry.6thEd.Denis R.Ferrier.北京大学医学出版社.2013年9月出版 54 四、学时分配 序号 教学内容 参考学时 总学时 理论学时 实验学时 1 DNA 的生物合成 1（复制的特征，酶学、拓扑学）2 2 0 2 DNA 的生物合成 2（复制过程）2 2 0 3 DNA 损伤与修复 2 2 0 4 RNA 的生物合成 1（原核转录原料、模板）2 2 0 5 RNA 的生物合成 2（真核 RNA 合成及加工）2 2 0 6 蛋白质的生物合成 1（蛋白质合成体系，氨基酰tRNA 合成）2 2 0 7 蛋白质的生物合成 2（肽链的合成）2 2 0 8 蛋白质的生物合成 3（合成后加工运输，合成的干扰与抑制）2 2 0 9 基因表达调控 1（基本概念，原核表达调控）2 2 0 10 基因表达调控 2（真核表达调控）2 2 0 11 常用分子生物学技术的原理及其应用 1（分子杂交、印迹技术，PCR）2 2 0 12 常用分子生物学技术的原理及其应用 2（基因文库、生物芯片、分子互作技术）2 2 0 13 DNA 重组与重组 DNA 技术 1（自然界基因重组，工具酶、载体）2 2 0 14 DNA 重组与重组 DNA 技术 2（重组 DNA 技术）2 2 0 15 基因结构与功能分析技术 2 2 0 16 癌基因、肿瘤抑制基因及生长因子 2 2 0 合计 32 32 0