分子生物学课程教学大纲.doc

分子生物学课程教学大纲课程中文名称：分子生物学 课程英文名称：Molecular Biology课程类别：必修课 课程编号: 0901100003课程归属单位：农学院修定时间：2007年7月一、课程的性质、任务1. 课程的基本类型、基本属性分子生物学是目前自然科学中进展最迅速，最具有活力和生气的领域，也将是21世纪的带头学科。它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，分子生物学已成为农学类有关专业教学计划中重要的核心课程，因此它是十分重要的一门必修基础课程，是培养造就农学类高层次专门人才所需基本素质的重要课程。2. 教学的基本要求通过对本课程的学习，使学生从分子水平上认识、理解生命现象及其过程，培养学生思考与探索生命奥秘的能力。为学生的分子生物学实验提供强实的理论基础。本课程要求学生掌握现代分子生物学的基本理论和基本技术，为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。3. 适用专业与学时数本教学大纲适用于农学、植保、园艺、农产品质量与安全、中草药栽培与鉴定等专业大学本科生。总学时数为54学时，其中理论部分36个学时，实验部分18个学时。4. 本门课程与其他课程关系本门课程与其他课程关系较为密切，以微生物学、生物化学、遗传学等基础课为理论支撑，故学生在学习本课程之前应具备以上课程的基础知识。 5. 推荐教材及参考书推荐教材：卢向阳主编，分子生物学，中国农业出版社，2004 。参考书：（1）、阎隆飞、张玉麟主编，分子生物学，中国农业大学出版社，1997。（2）、朱玉贤等编著，现代分子生物学，高等教育出版社，1995（3）、张玉静 主编，分子遗传学，科学出版社，20006.主要教学方法与媒体要求：本课程教学所采取的主要教学方法有课堂讲授、室内实验。课堂讲授主要采用板书教学结合多媒体教学手段进行。二、各章教学内容和要求绪论（2学时）基本要求：使学生了解分子生物学的含义，研究内容、范畴，以及分子生物学的发展、现状和展望。基本知识点：分子生物学的含义、研究内容，分子生物学与农业科学的关系。教学重点：分子生物学的含义和研究内容及其与农业科学的关系，分子生物学的发展简史。教学难点：分子生物学内容及其与农业科学的关系。教学内容：一、分子生物学的基本含义二、分子生物学的主要研究内容三、分子生物学简史四、分子生物学的研究现状和展望五、分子生物学与农业科学的关系第一章 DNA与染色体的结构（4学时）基本要求：使学生了解DNA一级结构和二级结构以及DNA超螺旋结构特点；掌握DNA的变性和复性的定义和条件。基本知识点：DNA一级结构和二级结构以及DNA超螺旋结构特点，DNA的变性、复性，染色体组成。教学重点：DNA一级结构和二级结构以及DNA超螺旋结构特点，DNA的变性、复性。教学难点：DNA结构的动态性，拓扑异构酶的作用特点。教学内容：第一节 DNA结构的多样性和动态性主要介绍DNA一级、二级结构的定义和结构特点；二级结构的多态性和不同特点；DNA结构的动态性变化特征。第二节 DNA的超螺旋结构和拓扑异构酶主要介绍DNA超双螺旋结构的特点和主要内容；拓扑异构酶的作用特点和方式。第三节 DNA的变性、复性与分子杂交主要介绍DNA的变性、复性与分子杂交的相关定义，特点和相关原理。第四节 DNA序列的异质性与主要序列类型主要介绍DNA的各种序列：高度、中度、低度、反向重复序列的组成和特点。第五节 染色体的结构主要介绍染色体组成、组装。第二章 基因与基因组结构（2学时）基本要求：使学生掌握基因的概念；掌握原核基因组和真核基因组的特点及它们之间的差异。了解人类基因组计划的情况和大致内容。基本知识点：基因和基因组的概念；原核基因组和真核基因组的特点。教学重点：基因和基因组的概念；原核生物基因组；真核生物基因组；人类基因组计划简介。教学难点：基因概念及其发展；原核基因组和真核基因组的特点及它们之间的差异。教学内容：第一节 基因的概念主要介绍基因概念的发展；基因的命名方法。第二节 原核生物基因组主要介绍原核基因组、细菌和噬菌体基因组的组成特点。第三节 真核生物基因组主要介绍原核基因组和真核基因组之间的差异；真核生物DNA的序列类型；基因家族和基因簇；真核生物基因组的包装。第四节 人类基因组计划简介主要介绍人类基因组计划的研究情况、大致内容和取得的进展。第三章 DNA的复制（4学时）基本要求：使学生掌握DNA复制概况和真核生物DNA复制的特点；理解DNA的复制酶和相关蛋白的作用特点；理解DNA复制的方式和DNA复制的忠实性及其调控。基本知识点：DNA复制的半保留性、半不连续性及几种主要方式；DNA复制的酶、相关蛋白及酶学机制；DNA复制的忠实性。教学重点：原核生物DNA复制过程、方式和真核生物DNA复制的特点。教学难点：DNA复制的几种主要方式、DNA复制的忠实性及复制调控。教学内容：第一节 DNA复制概况 主要介绍DNA复制的半保留性、半不连续性，复制起点、引物等基本概貌。第二节 参与DNA复制的酶、相关蛋白及酶学机制 主要介绍参与DNA复制的各种酶、相关蛋白在DNA复制过程中的相关酶学机制和作用方式。第三节 DNA复制的几种主要方式 主要介绍复制叉、滚环、噜噗复制等复制方式和特点。第四节 真核生物DNA复制 主要介绍真核生物DNA复制的特点；复制过程中的相关酶的种类、特点；核小体的结构。第五节 DNA复制的忠实性及复制调控 主要介绍DNA复制过程中的忠实性，以及在复制过程中的精确调控特点。第四章 DNA的损伤及修复（2学时）基本要求：使学生掌握DNA损伤后修复的不同方式、修复过程和特点；理解基因突变与生物进化的关系。基本知识点：DNA损伤的种类；DNA损伤后的不同修复方式及过程；基因突变与生物进化的关系。教学重点：DNA损伤的种类及主要修复过程。教学难点：直接、切除、错配、复制后和SOS修复的过程和特点。教学内容：第一节DNA的损伤 主要介绍DNA损伤的种类，自发性损伤和物理、化学因素导致的损伤的各种类型。第二节 DNA损伤的修复 主要介绍DNA损伤后的不同修复方式，直接、切除、错配、复制后和SOS修复的过程和特点。第三节 基因突变与生物进化主要介绍基因突变的类型和突变的意义，基因突变与生物进化的关系。第五章 RNA的生物合成（6学时）基本要求：使学生掌握转录的概念、启动子和终止子的种类和特点、RNA酶促合成的特点和过程；理解转录反应的模板和转录酶和转录因子；了解真核生物RNA的合成和RNA的转录后加工的过程和特点。基本知识点：原核生物转录的特点、过程；大肠杆菌RNA聚合酶的特点；原核生物RNA合成的起始、延伸和终止过程。教学重点：原核生物RNA合成的起始、延伸和终止过程。教学难点：真核生物中各种RNA转录后加工的特点；RNA的拼接、编辑和再编码等过程。教学内容：第一节 转录概述 主要介绍转录的概念和基本概况。第二节 转录反应的模板 主要介绍转录反应的模板选择及其模板信息的连续性。第三节 转录酶和转录因子 主要介绍大肠杆菌RNA聚合酶的结构和基因；真核生物的RNA聚合酶的结构。第四节 启动子与终止子 主要介绍启动子与终止子的结构和组成特点。第五节 RNA的酶促合成 主要介绍RNA合成的起始、延伸和终止过程。第六节 原核生物RNA的转录后加工 主要介绍原核生物中各种RNA前体的加工特点。第七节 真核生物RNA的合成主要介绍真核生物中RNA聚合酶的作用特点和方式；真核生物RNA合成的起始、延伸和终止过程。第八节 真核生物RNA的转录后加工 主要介绍真核生物中各种RNA转录后加工的特点；RNA的拼接、编辑和再编码的相关定义。第六章 蛋白质的生物合成（5学时）基本要求：使学生掌握遗传密码的特性，原核生物和真核生物错误！链接无效。和基因表达在翻译水平的调控方式；理解遗传密码及其特点；了解tRNA和rRNA的结构和特征及蛋白质生物合成与蛋白质组学的相关内容。基本知识点：tRNA的结构、作用和功能；原核生物蛋白质生物合成的机制；翻译水平调控的作用方式和特点。教学重点：遗传密码的特性；原核生物蛋白质生物合成的机制。教学难点：原核生物和真核生物基因表达在翻译水平的调控方式。教学内容：第一节 遗传密码 主要介绍遗传密码的特性、识别和使用。第二节 tRNA 主要介绍tRNA结构、特征、专一性；各种tRNA的作用和功能。第三节 rRNA和核糖体 主要介绍核糖体的组成、结构、组装及其与tRNA的相互作用。第四节 蛋白质生物合成的机制主要介绍与蛋白质生物合成相关的重要蛋白质因子；氨基酸的活化和转运；原核生物和真核生物错误！链接无效。第五节 基因表达在翻译水平的调控 主要介绍各种翻译水平不同调控的作用方式和特点。第六节 蛋白质生物合成与蛋白质组学 主要介绍蛋白质组学的研究背景、内容和进展情况。第七章 原核生物基因表达调控（4学时）基本要求：使学生掌握原核生物基因表达调控的特点和方式；理解并掌握掌握乳糖操纵子和色氨酸操纵子的调节机制、基因表达的正调控和负调控；了解阿拉伯糖操纵子的调节机制。基本知识点：原核生物基因表达调控的相关概念；乳糖操纵子和色氨酸操纵子的调节机制。教学重点：原核生物基因表达调控的特点和方式；乳糖及色氨酸操纵子的调节机制；色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统的组成、作用方式和特点。教学难点：乳糖操纵子和色氨酸操纵子的调节基因表达的机制和过程；色氨酸操纵子弱化系统的组成、作用方式和特点。教学内容：第一节 原核生物基因表达调控概述 主要介绍基因表达调控的意义；原核生物基因表达调控的特点和方式；原核生物基因表达调控的一些相关概念。第二节 乳糖操纵子 主要介绍乳糖操纵子的调节机制；效应物和降解物的作用和调节；阻遏蛋白作用机制。第三节 色氨酸操纵子主要介绍色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统的组成、作用方式和特点。第四节 阿拉伯糖操纵子 主要介绍阿拉伯糖操纵子的调节和作用机制。第五节 正调控和负调控 主要介绍正调控和负调控的调节机制。第八章 真核生物基因表达调控（2学时）基本要求：使学生了解真核生物基因表达调控的特点，mRNA前体的可变剪接和RNA编辑的概念；理解掌握真核生物基因转录水平的调控的特点和方式；了解mRNA前体的可变剪接和RNA编辑的机理和生物学意义。基本知识点：真核生物基因组的特点；真核生物基因的基本调控方式；mRNA前体的可变剪接的概念和作用特点；RNA编辑的类型和机理。教学重点：真核生物基因的基本调控方式。教学难点：真核生物mRNA前体的可变剪接的作用、特点；RNA编辑的机理。教学内容：第一节 真核生物基因表达调控概述 主要介绍真核生物基因组的特点；真核生物基因表达调控概述。第二节 真核生物基因转录水平调控主要介绍真核生物基因的基本调控方式；转录水平的顺式和反式调控特点和方式。第三节 mRNA前体的可变剪接主要介绍mRNA前体的可变剪接的概念和作用特点；可变剪接的类型及其生物学意义。第四节 RNA编辑 主要介绍RNA编辑的类型和机理；RNA编辑的功能。第九章 分子生物学技术及其在农业中的应用（5学时）基本要求：使学生掌握PCR技术的基本原理、特点；熟悉分子标记技术的特点、类型；掌握分子标记技术在农业中的应用；了解DNA芯片技术的制作及其在农业中的应用情况。基本知识点：PCR技术的基本原理、特点、反应体系；几种主要分子标记技术的特点、类型及其在农业中的应用。教学重点：PCR的原理、反应体系、作用；RAPD、SSR的原理、反应体系、作用。教学难点：PCR及主要分子标记技术的原理及在农业中的应用。教学内容：第一节 PCR技术及其在农业中