GD0U-B-11-213 《分子生物学基础》课程教学大纲 课程编号1340009学分15总学时30理论21实验/上机9 英文课程名 Principles in Molecular Biology 开课院（系）农学院开课系 动科 修订时间2007年3月1日 课程简介 课程简介：分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深 远的一个学科。本课程主要从生物大分子的水平来阐述遗传信息的传递(DA复制和突变修复等)， 及基因表达(DNA到RM到蛋白质)这两个重要的生命过程：将突出生物大分子结构与功能的关系及 其如何操作这两个重要的生命过程。通过与实验课相结合，系统地介绍与基因克隆相关的DA技术， 使学生们学握一些基本的分子生物学技术。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 二十一世纪将是以分子生物学为代表的生命科学的世纪，分子生物学已成为生命科学的前 沿学科之一，其基本理论已渗透到生物学的各个领域并促进了一批新学科的兴起和发展。本课程着重 分子生物学的基本概念和基本理论，同时力求反映分子生物学最新进展，尤其是真核基因的结构、表 达和调控。使学生认识到基因不是一成不变地排列在染色体上，而是处于某种程度的流动状态，更深 刻地理解生命的过程。 二、课程的目的与基本要求： 1.通过本课程的学习使学生掌握分子生物学基本知识理论，发展概貌及相关进展 2.系统地介绍与基因克隆相关的DA技术，使学生们掌握一些基本的分子生物学技术。熟悉人类在 基因水平上主动改变生物遗传性，定向创造新物种的原理和技术。 3.通过分子生物学的学习，使学生更好的理解细胞生物学、生物化学、分子遗传学等课程理论知识， 并融会贯通。 三、面向专业： 动物科学专业 四、先修课程： 本课程是动物科学专业本科生的选修课，是在学习了《生物化学》、《遗传学》、《细 胞生物学》等课程的基础上开设的
《分子生物学基础》课程教学大纲 课程编号 1340009 学分 1.5 总学时 30 理论 21 实验/上机 9 英文课程名 Principles in Molecular Biology 开课院（系） 农学院 开课系 动科 修订时间 2007 年 3 月 1 日 课 程 简 介 课程简介:分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深 远的一个学科。本课程主要从生物大分子的水平来阐述遗传信息的传递（DNA 复制和突变修复等）， 及基因表达（DNA 到 RNA 到蛋白质）这两个重要的生命过程；将突出生物大分子结构与功能的关系及 其如何操作这两个重要的生命过程。通过与实验课相结合，系统地介绍与基因克隆相关的 DNA 技术， 使学生们掌握一些基本的分子生物学技术。 课 程 大 纲 一、课程的性质与任务： 二十一世纪将是以分子生物学为代表的生命科学的世纪，分子生物学已成为生命科学的前 沿学科之一，其基本理论已渗透到生物学的各个领域并促进了一批新学科的兴起和发展。本课程着重 分子生物学的基本概念和基本理论，同时力求反映分子生物学最新进展，尤其是真核基因的结构、表 达和调控。使学生认识到基因不是一成不变地排列在染色体上，而是处于某种程度的流动状态，更深 刻地理解生命的过程。 二、课程的目的与基本要求： 1. 通过本课程的学习使学生掌握分子生物学基本知识理论，发展概貌及相关进展。 2. 系统地介绍与基因克隆相关的 DNA 技术，使学生们掌握一些基本的分子生物学技术。熟悉人类在 基因水平上主动改变生物遗传性，定向创造新物种的原理和技术。 3. 通过分子生物学的学习，使学生更好的理解细胞生物学、生物化学、分子遗传学等课程理论知识， 并融会贯通。 三、面向专业： 动物科学专业 四、先修课程: 本课程是动物科学专业本科生的选修课，是在学习了《生物化学》、《遗传学》、《细 胞生物学》等课程的基础上开设的。 GDOU-B-11-213
五、本课程与其它课程的联系 通过选修课程的学习掌握核酸的结构及其与功能的关系；掌握细胞信号传递分子机制、基因表达调控相关 理论与实际操作能力 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业 第一章绪论(1学时) 散学要求： 了解分子生物学研究的主要内容及发展简况 教学内容 1,1引言 1.2分子生物学简史 1.3分子生物学的研究内容 1.4分子生物学展望 第二章染色体与DNA(2学时) 教学要求： 1.了解染色体的组成与结构、DNA的修复与DNA的转座的基本问题。 2,理解DNA的二级结构及DWA的复制的过程，重点掌握先导链与后随链合成DNA的不同方式， 3、掌握原核和真核生物DNA的复制的区别。 学内容： 2.1 染色体 2.1.1染色体概述 2.1.1染色体的组成与结构 2.2DNA的组成与结构 2.2.1DNA的一级结构 2.2.2DNA的二级结构 2.2.3DNA的高级结构 2.3DNA的复制 2.3.1DNA的半保留复制机理与特点 2.3.2复制的过程 2.3.3复制的几种主要方式 2.4原核和真核生物DNA的复制特点 2.4.1原核生物DNA的复制特点 2.4.2真核生物DNA的复制特点 2.4.3DNA复制的调控 2.5DNA的修复 2.5.1错配修发 2.5.2碱基切除修复 2.5.3核苷酸切除修复 2.5.4DNA的直接修复 2.6DNA的转座 2.6.1转座子的分类和结构特 2.6.2转座作用的机制 2.6.3转座作用的遗传学效内 2.6.4真核生物中的转座子
五、本课程与其它课程的联系： 通过选修课程的学习掌握核酸的结构及其与功能的关系；掌握细胞信号传递分子机制、基因表达调控相关 理论与实际操作能力。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章 绪论 (1 学时) 教学要求： 了解分子生物学研究的主要内容及发展简况。 教学内容： 1.1 引言 1.2 分子生物学简史 1.3 分子生物学的研究内容 1.4 分子生物学展望 第二章 染色体与 DNA(2 学时) 教学要求： 1.了解染色体的组成与结构、DNA 的修复与 DNA 的转座的基本问题。 2.理解 DNA 的二级结构及 DNA 的复制的过程，重点掌握先导链与后隨链合成 DNA 的不同方式， 3、掌握原核和真核生物 DNA 的复制的区别。 教学内容： 2.1 染色体 2.1.1 染色体概述 2.1.1 染色体的组成与结构 2.2 DNA 的组成与结构 2..2..1 DNA 的一级结构 2.2.2 DNA 的二级结构 2.2.3 DNA 的高级结构 2.3 DNA 的复制 2.3.1 DNA 的半保留复制机理与特点 2.3.2 复制的过程 2.3.3 复制的几种主要方式 2.4 原核和真核生物 DNA 的复制特点 2.4.1 原核生物 DNA 的复制特点 2.4.2 真核生物 DNA 的复制特点 2.4.3 DNA 复制的调控 2.5 DNA 的修复 2.5.1 错配修复 2.5.2 碱基切除修复 2.5.3 核苷酸切除修复 2.5.4 DNA 的直接修复 2.6 DNA 的转座 2.6.1 转座子的分类和结构特征 2.6.2 转座作用的机制 2.6.3 转座作用的遗传学效应 2.6.4 真核生物中的转座子
第三章生物信息传递（上）(4学时) 教学要求： 了解生物信息如何从DNA传递到RNA,怪得原核与真核生物转录及其mRNA的区别 2、理解转录的全部过程，重点草握启动子的基本结构、DDRP的结构与功能， 3、了解转录后修饰的主要过程和方法，重点理解加帽、加尾和内含子的剪接的原理与意义。 教学内容： 31RNA的转录 3。L.1转录的其本村程 3.1.2转录机器的主要成分 3.2启动子与转录起始 3.2.1启动子区的基本结枪 3.2.2启动千风的识别 3.2.3萄与启动子风的结合 3.2.4 10区和-35区的最佳间距 3.2.5增强子及其功能 3.2.6直核生物启动子对转录的影响 3.3原核与真核生物mRNA的特征比较 3.3.1原核生物mRNA的特征 3.3.2真核生物mRNA的特包 3.4终止和抗终止 3.4.1不依赖于p因子的终止 3.4.2依赖于p因子的终止 3.4.3抗终止 3.5转录后终 3.5. 1RNA中的内含 3.5.2RNA的剪接 3.5.3RNA的编辑和化学修饰 第四章生物信息传递（下）(4学时) 教学要求： .了解生物信息从RNA传递到蛋白质的过程和原理 2.理解与掌振遗传密码的构成和性质、tRNA的二级结构与反密码子、核糖体的组成与功能 3.重点理解并掌握蛋白质生物合成过程的五个主要阶段。 4.解信号肽及其在翻译-运转同步机制中的作用。 教学内容： 4.1遗传密码-三联子 4.1. 子密码及其破译 4.1.2遗传密码的性质 4.2 tRNA 4.2.1tRNA的L形三级结构 4.2.2tRNA的功能 4.2.3tRNA的种 42.4AM-tRNM合成 4.3核糖休
第三章 生物信息传递(上) ( 4 学时) 教学要求： 1、了解生物信息如何从 DNA 传递到 RNA，懂得原核与真核生物转录及其 mRNA 的区别 2、理解转录的全部过程，重点掌握启动子的基本结构、DDRP 的结构与功能。 3、了解转录后修饰的主要过程和方法，重点理解加帽、加尾和内含子的剪接的原理与意义。 教学内容： 3.1 RNA 的转录 3.1.1 转录的基本过程 3.1.2 转录机器的主要成分。 3.2 启动子与转录起始 3.2.1 启动子区的基本结构 3.2.2 启动子区的识别 3.2.3 酶与启动子区的结合 3.2.4–10 区和–35 区的最佳间距 3.2.5 增强子及其功能 3.2.6 真核生物启动子对转录的影响 3.3 原核与真核生物 mRNA 的特征比较 3.3.1 原核生物 mRNA 的特征 3.3.2 真核生物 mRNA 的特征 3.4 终止和抗终止 3.4.1 不依赖于ρ因子的终止 3.4.2 依赖于ρ因子的终止 3.4.3 抗终止 3.5 转录后修饰 3.5.1 RNA 中的内含子 3.5.2RNA 的剪接 3.5.3RNA 的编辑和化学修饰 第四章 生物信息传递(下) ( 4 学时) 教学要求： 1.了解生物信息从 RNA 传递到蛋白质的过程和原理。 2.理解与掌握遗传密码的构成和性质、tRNA 的二级结构与反密码子、核糖体的组成与功能。 3.重点理解并掌握蛋白质生物合成过程的五个主要阶段。 4.解信号肽及其在翻译-运转同步机制中的作用。 教学内容： 4.1 遗传密码--三联子 4.1.1 三联子密码及其破译 4.1.2 遗传密码的性质 4.2 tRNA 4.2.1 tRNA 的 L 形三级结构 4..2..2 tRNA 的功能 4.2.3tRNA 的种类 4.2.4 AA-- tRNA 合成酶 4.3 核糖体
4.3.1核糖体的结构 4 3 2rRNA 43.3核转体的功能 4.4蛋白质合成的生物学机制 4.4.1氨基酸的活化 4.4.2翻译的起始 4.4.3肽链的延伸 4.4.4肽链的终止 4.4.5蛋白质前体的加工 4.4.6蛋白质合成抑制剂 4.5蛋白质运转机制 4.5.1翻译-运转同步机制 4.5.2翻译后运转机制 4.5.3核定位蛋白的运转机制 4.5.4蛋白质的降解 第五章分子生物学的研究方法(2学时) 教学要求： 1.了解分子生物学目前常用的基本研究方法。 2.理解并掌振核酸的凝胶电泳：核酸的分子杂交、PCR技术、DNA重组技术、DNA指纹技术操作过程。 学内容： 5.I重组DNA技术发展史 5.2基因操作的主要技术原理 5.2.1核酸的凝胶电泳 5.2.2核酸的分子杂交 5.2.3细菌转化 5.2.4分子克降技术 5.2.5PCR技A 5.3DNA重组技术 5.3.1工具梅 532面组DNA按 5.3.3目的序列与载体的连接 5.3.4目的基因序列的来源和分离 5.3.5基因序列导入细胞 5.3.6目的基因序列克隆的箭选与鉴定 5.3.7克降基因的表达 ,8DNA指纹技 第六章原核基因表达调控模式(4学时) 敦学要求： 1.了解基因表达调控的现象与原核基因表达调控的主要算机制。 2理解操纵子学说。堂挥到触操纵子的负控透导机制 3.了解色氨酸操纵子、半乳糖操纵子特点， 了解转录后调控的主要方式 教学内容 6.1原核基因表达调控总论 6.1.1原核基因调控机制的类型与特点
4.3.1 核糖体的结构 4.3.2rRNA 4.3.3 核糖体的功能 4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.4.1 氨基酸的活化 4.4.2 翻译的起始 4.4.3 肽链的延伸 4.4.4 肽链的终止 4.4.5 蛋白质前体的加工 4.4.6 蛋白质合成抑制剂 4.5 蛋白质运转机制 4.5.1 翻译-运转同步机制 4.5.2 翻译后运转机制 4.5.3 核定位蛋白的运转机制 4.5.4 蛋白质的降解 第五章 分子生物学的研究方法 ( 2 学时) 教学要求： 1.了解分子生物学目前常用的基本研究方法。 2.理解并掌握核酸的凝胶电泳；核酸的分子杂交、PCR 技术、DNA 重组技术、DNA 指纹技术操作过程。 教学内容： 5.1 重组 DNA 技术发展史 5.2 基因操作的主要技术原理 5.2.1 核酸的凝胶电泳 5.2.2 核酸的分子杂交 5.2.3 细菌转化 5.2.4 分子克隆技术 5.2.5PCR 技术 5.3 DNA 重组技术 5.3.1 工具酶 5.3.2 重组 DNA 载体 5.3.3 目的序列与载体的连接 5.3.4 目的基因序列的来源和分离 5.3.5 基因序列导入细胞 5.3.6 目的基因序列克隆的筛选与鉴定 5.3.7 克隆基因的表达 5.3.8DNA 指纹技术。 第六章 原核基因表达调控模式 ( 4 学时) 教学要求： 1.了解基因表达调控的现象与原核基因表达调控的主要算机制。 2.理解操纵子学说，掌握乳糖操纵子的负控诱导机制。 3.了解色氨酸操纵子、半乳糖操纵子特点，了解转录后调控的主要方式。 教学内容： 6.1 原核基因表达调控总论 6.1.1 原核基因调控机制的类型与特点
6.2乳糖操纵子与负控诱导系统 6.2.1操纵子学说 6.2.2操纵子的基本组成 6.2.3乳糖操纵元的表达调料 6.3色氨酸操纵子与负控阻遏系统 6.3.1trp操纵子的阻遏系统 6.3.2弱化子与前导肽 6.4其他操纵子 6.41半糖操纵子 6.4.2阿拉伯糖操纵 6.4.3组氨酸操纵子 6.5转录后调控 6.5.1翻译起始的调鹅 6.5.2稀有密码子对翻译的影响 6.5.3重叠基因对翻译的影响 6.5.4NA高级结构对翻译的影响 6.5.5魔斑核苷酸水平对翻译的影响 第七章真核生物基因表达调控(4学时) 教学要求： 要模式。 敢学内容： 7.1真核基因结构与表达特点 7.1.1真核基因组的复杂性 71.2真核基因 般结构特店 7.1.3真核基因表达调控的特 7.1.4其核生物基因家族 715直核基因的新型结物 7.1.6真核生物DNA水平上的基因表达调控 7.L.6DNA甲基化与基因活性的调控 7.2真核基因的转 7.2.1顺式作用元件 一真核基因的启动子 7.2.2RNA聚合融 7.2.3增强子及其对转录的影时 7.2.3沉寂子 7.3反式作用因子 7.3.1反式作用因子中的DA识别或结合域 7.3.2转录活化结构域 7.4其核基因转录调控的主要模式 7.4.1蛋白质磷酸化、信号转导及基因表达 7.42激素及其影响 7.4.3热激蛋白诱导的基因表达
6.2 乳糖操纵子与负控诱导系统 6.2.1 操纵子学说 6..2..2 操纵子的基本组成 6..2..3 乳糖操纵元的表达调控 6.3 色氨酸操纵子与负控阻遏系统 6.3.1 trp 操纵子的阻遏系统 6.3.2 弱化子与前导肽 6.4 其他操纵子 6.4.1 半乳糖操纵子 6.4.2 阿拉伯糖操纵子 6.4.3 组氨酸操纵子 6.5 转录后调控 6.5.1 翻译起始的调控 6.5.2 稀有密码子对翻译的影响 6.5.3 重叠基因对翻译的影响 6.5.4RNA 高级结构对翻译的影响 6..5..5 魔斑核苷酸水平对翻译的影响 第七章 真核生物基因表达调控 ( 4 学时) 教学要求： 1.了解真核基因组的特点，了解真核生物与原核生物基因调控的异同。 2.理解顺式作用元件与反式作用因子中的 DNA 识别或结合域，了解蛋白质磷酸化等真核基因转录调控的主 要模式。 教学内容： 7.1 真核基因结构与表达特点 7.1.1 真核基因组的复杂性 7.1.2 真核基因组的一般结构特点 7.1.3 真核基因表达调控的特点 7.1.4 真核生物基因家族 7.1.5 真核基因的断裂结构 7.1.6 真核生物 DNA 水平上的基因表达调控 7.1.6DNA 甲基化与基因活性的调控 7.2 真核基因的转录 7.2.1 顺式作用元件 ――真核基因的启动子 7.2.2 RNA 聚合酶 7.2.3 增强子及其对转录的影响 7.2.3 沉寂子 7.3 反式作用因子 7.3.1 反式作用因子中的 DNA 识别或结合域 7.3.2 转录活化结构域 7.4 真核基因转录调控的主要模式 7.4.1 蛋白质磷酸化、信号转导及基因表达 7.4.2 激素及其影响 7.4.3 热激蛋白诱导的基因表达
7.5其他水平上的基因调控 7.5.1RNA的加工成熟 7.5.2真核基因转录后加工的多样性 7.53翻译水平的调 7.5.3蛋白质因子的修饰与翻译起始调控 七、实验名称与类别： 序号 实验名称 学时实验类别 1 质粒DNA提取、酶切与鉴定 9 综合型 注：实验类别指：演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型 八、实验目的、内容与要求 实验1质粒DNA提取、酶切与鉴定 实验目的：质粒DNA的制备 实验内容：细菌质粒DNA的提取：限制性内切酶切：琼脂糖凝胶电泳，溴乙锭染色，紫外灯下 检测，拍照 实验要求：按实验指导规范操作，注意实验室卫生。 九、教材与参考书： 本课程选用教材：《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅编著，高等教育出版社，2002 本课程推荐参考书： 《分子生物学》，郜金荣叶林柏编著，武汉大学出版社，1999.】 《分子生物学》，阀隆飞张玉麟编著（第二版），中国农业大学出版社，1997.8， 《最新分子生物学实验技术》，梁国栋主编，科学出版社，2001 十、本课程理论课及实验课的考核方式： 本门课程属选修课，考核方式待定。 执笔： 审核 批准人 时间：
7.5 其他水平上的基因调控 7.5.1RNA 的加工成熟 7.5.2 真核基因转录后加工的多样性 7.5.3 翻译水平的调控 7.5.3 蛋白质因子的修饰与翻译起始调控 七、实验名称与类别: 序号 实验名称 学时 实验类别 1 质粒 DNA 提取、酶切与鉴定 9 综合型 注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型 八、实验目的、内容与要求 实验 1 质粒 DNA 提取、酶切与鉴定 实验目的：质粒 DNA 的制备 实验内容：细菌质粒 DNA 的提取；限制性内切酶酶切；琼脂糖凝胶电泳，溴乙锭染色，紫外灯下 检测，拍照 实验要求：按实验指导规范操作，注意实验室卫生。 九、教材与参考书： 本课程选用教材: 《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅 编著，高等教育出版社，2002 本课程推荐参考书: 《分子生物学》，郜金荣 叶林柏编著 ，武汉大学出版社，1999.1 《分子生物学》，阎隆飞 张玉麟编著（第二版），中国农业大学出版社，1997.8， 《最新分子生物学实验技术》，梁国栋主编，科学出版社，2001 十、本课程理论课及实验课的考核方式: 本门课程属选修课，考核方式待定。 执笔: 审核: 批准人: 时间: