分子生物学教学大纲生物技术林7721.pdf

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1、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，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

2、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

3、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

4、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）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)DNA 的一级结构；DNA 的二级结构；DNA 的三级结构(掌握)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 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

5、节 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 mRNA 的特征；真核生物 mRNA 的特征（掌握）不依赖于 因子的终止；依赖于 因子的终止；抗终止（理解）（掌握）三联子密码及其破译；遗传密码的性质（掌握）tRNA 的 L 型三级结构；tRNA 的功能；tRNA

6、的种类；氨酰-tRNA 合成酶（了解）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）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）翻译-运转同步机制；翻译后运转机制（了解）第五章 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

7、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 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）操纵子；大肠杆菌乳糖操纵

8、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）色氨酸操纵子的结构；弱化子与前导肽（理解）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）根瘤的产生；固氮酶；与固氮酶有关的基因及其调控（理解）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）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 启动子；转录模板；RNA 聚合酶 II；RNA 聚合酶

9、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）反式作用因子中的 DNA 识别或结合域；转录活化结构域（了解）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）RNA 的加工成熟；翻译水平的调控（了解）反转录病毒致癌基因；细胞转化基因（了解）和治疗 （理解）（掌握）（了解）（了解）（了解）（了解）（了解）（了解）定义；原理（掌握）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

10、解）专题 现代分子生物学研究进展 三、课程的重点和难点 （重点）（重点）（重点）回复修复；切除修复；重组修复；SOS 修复 （难点）生物学意义；转座机制；转座作用的遗传学效应 （难点）（重点）（重点）（重点）（难点）（重点和难点）（重点）（重点）（重点和难点）第五章 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）（重点）（重点和难点）（难点）（重点和难点）（重点和难点）（重点）（重点）和治疗（重点）（重点）（难点）第三节 转基因植物的应用现状 （难点）第四节

11、 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 序号 实验项目名称 内容提要 实验 时数 每组 人数 实验 类型 实验 类别 必做 选做 所在实验分室 注：1、实验要求：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

12、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。1 真核生物基因组DNA的提取 利用 CTAB 法从植物组织中提取基因组 DNA 4 3 验证性 专业基础 必 遗传学实验室 2 大肠杆菌感受态细胞的制备及重组质粒的连接、转化及筛选 利用大肠杆菌制备感受态细胞，并将连接产物转入大肠杆菌使之表达 6 3 验证性 专业基础 必 遗传学实验室 3 重组质粒DNA的分离 将连接转化好的质粒从大肠杆菌细胞中提取出来 3 3 验证性 专业基础 必 遗传学实验室 4 聚合酶链式反应(PCR)扩增及电泳检测 掌握 PCR原理及操作 3 3 综合性 专业基础 必 遗传学实验室 实验成绩计入

13、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：，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 教学内容 学时 备注 第一章 绪论 2 第二章 染色体与 DNA 核酸（DNA 和 RNA）6 第三章 生物信息的传递（上）6 第四章 生物信息的传递（下）6 第五章 分子生物学研究方法 6 第六章 基因的表达与调控（上）6 第七章 基因的表达与调控（下）6 第八章 和治疗 2 第九章 转基因植物 2 专题 现代分子生物学研究进展 6 实验一 真核生物基因组 DNA 的提取 4 实验二 大肠杆菌感受态细胞的制备及重组质粒的连接、转化及筛选 6 实验三 重组质粒DNA 的分离 3 实验四 聚合酶链式反应(PCR)扩增及电泳检测 3 合计 64