《植物营养分子生物学基础》教学大纲.doc

植物营养分子生物学基础教学大纲一、基本信息课程名称植物营养分子生物学基础课程编号ARGE4208英文名称Molecular biology for plant nutrition课程类型专业选修课总学时36其中：理论学时36实验学时实践学时学分2预修课程生物化学，植物营养学适用对象农业资源与环境专业课程简介（200字左右）植物营养分子生物学基础课程内容（1）讲解植物分子生物学基本理论和基础知识（2）讲解植物分子生物学领域的基本研究方法和技术，其中包括植物转基因所需的植物组织培养技术 （3）介绍植物分子生物学基础知识和基本技能在植物养分吸收利用机理研究的应用，包括其必要性、研究现状以及取得的研究成果。目的是为学生进一步利用分子生物学手段深入研究植物养分吸收利用机理打下坚实基础。二、教学目标及任务通过本课程的教学，使学生掌握植物分子生物学的基础知识和基本理论，了解植物分子生物学的基本研究方法与手段，为学生进一步利用分子生物学手段深入研究植物养分吸收利用机理打下坚实基础。三、学时分配 教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计绪论一、引言二、植物分子生物学与植物营养分子生物学简史三、植物营养分子生物学基础课程内容及特点四、植物营养分子生物学展望22第一章 基础分子生物学知识第一节 植物基因组的特点及多样性 (2学时)22第二节 DNA的复制、转录、修复和重组（6学时）一、染色体与DNA的结构二、DNA的复制三、DNA的重组四、RNA的转录五、启动子与转录起始六、原核生物与真核生物mRNA的特征比较七、终止与终止子八、内含子的剪接、编辑及化学修饰66第三节 蛋白质的生物合成（4学时）一、mRNA及遗传密码-三联子二、tRNA三、核糖体四、蛋白质的合成五、蛋白质的运转4 4第四节 基因表达的调控（4学时）一、原核基因表达调控二、真核细胞的基因结构三、顺式作用元件与基因调控四、反式作用因子对转录调控五、其他水平的基因调控44第二章 植物分子生物学研究方法第一节 重组DNA技术发展史上的重大事件第二节 DNA操作技术第三节 基因克隆的主要载体系统第四节 基因的分离与鉴定第五节 植物组培及转基因技术。88第三章 植物离子运输蛋白的分子生物学研究方法与策略第一节 植物根系对离子的吸收：从生理水平到分子水平的研究第二节 研究植物运输蛋白的策略22第四章 作物氮素吸收利用分子生物学第一节 硝酸盐离子运输蛋白第二节 铵盐离子运输蛋白第三节作物氮素吸收利用分子生物学研究进展22第五章 作物磷酸盐吸收利用分子生物学第一节 作物根系发育对植物缺磷逆境的响应机制第二节 磷酸盐运输蛋白第三节 作物磷酸盐吸收利用分子生物学研究进展第四节 作物与菌根菌共生体-菌根44第六章 作物钾及其它离子吸收利用分子生物学第一节 钾离子运输蛋白第二节 其它离子运输蛋白第三节 钾及其它离子吸收利用分子生物学研究进展22合计3636四、教学内容及教学要求绪论 (2学时)教学要求：使学生了解植物营养分子生物学的研究内容，特点及研究现状。第一章 基础分子生物学知识 (16学时)第一节 植物基因组的特点及多样性 (2学时)习题要点：常见模式植物基因组的大小，基因组大小与植物遗传背景复杂性的关系。第二节DNA的复制、转录、修复和重组（6学时）习题要点：DNA复制、转录的过程和机制，DNA 修复和重组的生物学意义。本节重点、难点：阐明DNA及染色体结构，核小体和组蛋白的调控，转录过程中RNA的种类及小RNA的发现及生物学意义。第三节 蛋白质的生物合成（4学时）习题要点：蛋白质的生物合成过程，蛋白质加工与运输及其生物学意义。本节重点、难点：蛋白质一级序列的单个氨基酸突变以及在植物营养生物学中的相关研究进展；蛋白质二级结构及蛋白互作机制以及在在植物营养生物学中的相关研究进展；蛋白质三级结构及蛋白晶体结构以及在在植物营养生物学中的相关发现。第四节 基因表达的调控（4学时）习题要点：基因表达调控的主要方式和特点。原核生物和真核生物基因表达调控的区别。 本节重点、难点： 以植物IAA合成，代谢，共价修饰，降解为例阐明基因表达的正负调控，及基因调控的网络关系。本章重点、难点：DNA复制、转录的过程，基因表达调控的特点。本章教学要求：本章要求学生掌握植物基因组概念、理解DNA重组以及基因表达调控的特点及生物学意义。第二章 植物分子生物学的一般研究方法 (8学时)第一节 重组DNA技术发展史上的重大事件(1学时)第二节 生物信息学知识简介 (1学时) 习题要点：生物信息学的研究内容及其意义。第三节 目的基因的分离，克隆及检验 (1学时)习题要点：基因克隆的一般方法及步骤。第四节 基因表达和功能研究的一般方法 (3学时)习题要点：基因表达研究的方法，包括正向遗传学、反向遗传学研究的原理以及蛋白功能研究的方法。第五节 植物组培及转基因技术(2学时)习题要点：了解植物组培及转基因技术本章重点、难点：重点为基因克隆即表达研究的一般步骤及方法。难点是生物信息学的应用。 本章教学要求：本章要求学生掌握植物分子生物学的基本研究方法与技术。第三章 植物离子运输蛋白的分子生物学研究方法与策略（2学时）第一节 植物根系对离子的吸收：从生理水平到分子水平的研究；高亲和运输蛋白与低亲和运输蛋白习题要点：高亲和及低亲和运输蛋白的区别。第二节 研究植物运输蛋白的策略习题要点：研究植物运输蛋白的方法。本章重点：研究植物运输蛋白的方法。本章难点：高亲和及低亲和运输蛋白的区别。第四章 作物氮素吸收利用分子生物学（2学时）第一节 硝酸盐离子运输蛋白习题要点：硝酸盐运输蛋白的种类及特点。第二节 铵盐离子运输蛋白习题要点：铵盐运输蛋白的种类及特点。第三节 作物氮素吸收利用分子生物学研究进展习题要点：了解作物氮素吸收利用分子生物学研究进展。本章重点：硝酸盐，铵盐离子运输蛋白的种类和特点。本章难点：硝酸盐，铵盐离子运输蛋白对氮缺乏的响应机制及作物氮素吸收利用分子生物学研究进展。本章教学要求：本章要求学生掌握作物氮运输蛋白的种类及特性。第五章 作物磷酸盐吸收利用分子生物学（4学时）第一节 作物根系发育对作物缺磷逆境的响应机制习题要点：作物根系发育对植物缺磷逆境的响应机制。第二节 磷酸盐运输蛋白习题要点：了解磷酸盐运输蛋白的种类；掌握高亲和磷酸盐转运蛋白的特性。第三节 作物磷酸盐吸收利用分子生物学研究进展习题要点：了解作物磷酸盐吸收利用分子生物学研究进展。第四节 作物与菌根菌共生体-菌根习题要点：作物菌根对磷酸盐吸收的作用及菌根增加植物磷酸盐吸收的机理。本章重点：作物磷酸盐运输蛋白的种类及特点。本章难点：作物磷运输蛋白对磷缺乏的响应机制及植物磷酸盐吸收利用分子生物学研究进展。本章教学要求：本章要求学生掌握作物磷酸盐运输蛋白的种类及特性。第六章 作物钾及其它离子吸收利用分子生物学（2学时）第一节 钾离子运输蛋白习题要点：钾离子运输蛋白的种类及特点第二节 其它离子运输蛋白习题要点：其它盐类运输蛋白的种类及特点。第三节 钾及其它离子吸收利用分子生物学研究进展本章重点：作物钾运输蛋白的种类及特点。本章难点：作物钾运输蛋白对钾缺乏的响应机制。本章教学要求：本章要求学生掌握作物细胞膜上钾离子运输蛋白的种类及特性。五、考核方式及要求考核方式：课程论文。六、推荐教材及教学参考书参考书： 植物生理与分子生物学（第4版）陈晓亚，薛红卫 编，高等教育出版社植物营养分子生物学及信号转导印莉萍/黄勤妮/吴平 编