《分子生物学》课程教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061129032课程名称：分子生物学/MolecularBiology课程类别：学科专业基础课程开课学期：第4学期学分：3.5总学时：56理论学时：40实验/实践学时：16适用专业：生物技术适用对象：本科先修课程：有机化学生物化学开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介《分子生物学》是生物技术专业学生的专业基础课程，是在分子水平上研究生命现象的前沿科学。通过本课程的学习使学生掌握复制、转录等生命过程中重要生物大分子的作用机制，掌握遗传信息的表达及调节控制等内容。使学生具有开展基础分子生物学实验的能力，了解分子生物学的发展方向和应用前景，在实践中具备主动创新意识。课程教学目标1．课程对毕业要求的支撑指标点3.1掌握动物、植物、微生物的基本结构及生命活动的基本规律；指标点3.2掌握基因、蛋白质、细胞等操作的基本原理及方法，具备相关的实验技能；指标点6.1基于生物技术相关的原理，采用科学方法，针对生物发酵、生物分析及诊断领域的实际问题设计实验方案，并具备进行实施的操作能力；指标点7.2具有国际化视野，了解生物技术领域的全球发展前沿和趋势，具备一定的创新能力。2.课程教学目标（1）掌握基因组和基因的结构功能、基因的复制、表达、调控等基础知识和基本规律；（2）掌握基因扩增、连接、转化、阳性克隆鉴定等基本分子克隆实验技术，能够运用分子生物学知识解释实验现象并分析实验数据；（3）了解分子生物学知识在生物产品研究、检验及生物诊断领域的应用；（4）了解分子生物学的发展方向和研究前沿。

3.主要教学内容与课程教学目标之间的对应关系课程教学目标教学内容教学方法目标1：掌握基因组和基因的结构功能、基因的复制、表达、调控等基础知识和基本规律。核酸结构和类型。核酸变性、复性及影响因素。基因组和基因的特点。重叠基因、断裂基因、多拷贝基因、多顺反子、基因家族、假基因。DNA复制类型，DNA聚合酶。DNA复制的起始、延伸和终止。端粒现象。RNA转录酶和转录系统。转录的起始、延伸和终止。真核生物基因转录的3种类型。不同转录系统的启动子、转录因子、转录过程、转录后加工。突变与修复。重组与转座。原核表达的正负调控、诱导调控、阻遏调控。真核生物各级调控。顺、反式作用因子。1.授课2.启发式教学3.翻转课堂与讨论4.动画视频5.案例分享课目标2：掌握基因扩增、连接、转化、阳性克隆鉴定等基本分子克隆实验技术，能够运用分子生物学知识解释实验现象并分析实验数据。聚合酶链式反应、限制性内切酶、DNA聚合酶、连接酶、T载体、多克隆位点、质粒。引物设计、基因扩增、连接、转化、阳性克隆鉴定。1.授课2.启发式教学3.案例分享课4.翻转课堂与讨论5.实验操作目标3：了解分子生物学知识在生物产品研究、检验领域及生物诊断领域的应用。大肠杆菌和酵母表达系统。基因工程与生物产品生产。微生物PCR基因检测，病原体基因组测序。1.授课2.启发式教学3.翻转课堂与讨论4.案例分享课目标4：了解分子生物学的发展方向和研究前沿。基因编辑、基因工程技术在动植物中的应用、DNA测序技术前沿。1.授课2.启发式教学3.翻转课堂与讨论4.案例分享课四、教学内容及重难点实验一植物叶片总DNA的快速少量抽提1.实验目的掌握真核生物DNA的提取方法。2.教学内容提取拟南芥植物叶片基因组DNA。3.思考题：提取植物DNA可能混杂什么杂质？如何去除？实验二PCR扩增技术1.实验目的掌握PCR原理和PCR操作过程。2.教学内容通过聚合酶链式反应扩增RPK激酶基因中200bp片段。3.思考题：PCR的引物设计的注意事项有哪些？实验三基因的连接和转化1.实验目的掌握DNA连接反应；掌握热激法转化大肠杆菌感受态细胞。2.教学内容连接200bp目的核酸片段和T载体，转化大肠杆菌细胞。3.思考题：大肠杆菌感受态受什么因素影响？实验四阳性克隆观察与鉴定1.实验目的掌握转化子的鉴定。2.教学内容检验转化成功的阳性克隆，并对相应菌斑进行PCR鉴定。3.思考题：长出的斑点都是阳性克隆吗？阳性克隆检测方式有哪些？五、教学安排序号教学内容学时对应课程教学目标对应毕业要求指标点1绪论21、3、43.12核酸的结构与功能41、23.1、3.2、6.13基因与基因组的结构和功能41、2、3、43.1、3.2、6.1、7.24DNA的复制61、2、33.1、3.2、6.15DNA的损伤、修复和基因突变41、3、43.1、6.1、7.26DNA的重组与转座413.1、3.27RNA的转录61、23.1、3.2、6.18RNA转录后的剪接和加工41、3、43.1、6.1、7.29原核生物的基因表达调控41、2、33.1、3.2、6.110真核生物的基因表达调控21、33.1、6.1合计40六、课内实验教学安排序号实验名称实验内容实验学时对应课程教学目标对应毕业要求指标点实验类型每组人数1植物叶片总DNA的快速少量抽提提取拟南芥植物叶片基因组DNA423.1、3.2验证性22PCR扩增技术通过聚合酶链式反应扩增RPK激酶基因中200bp片段41、23.1、3.2综合性23基因的连接和转化连接200bp目的核酸片段与T载体，转化大肠杆菌细胞41、23.1、3.2综合性24阳性克隆观察与鉴定检验转化成功的阳性克隆，并对相应菌斑进行鉴定423.1、3.2设计性2合计16七、课程考核方式与评分标准1.课程考核方式本课程总成绩包括形成性评价（平时成绩）和结果性评价（期末成绩）。形成性评价占40%，结果性评价占60%。形成性评价主要包括出勤与作业(10%)、研讨提问(10%)和实验报告(20%)。期末考试采用闭卷方式，满分100分，按照教学目标规定的考核内容拟定试卷，按60%的占比计入总成绩。2.课程教学目标的考核方式序号课程教学目标考核内容考核方式1目标1：掌握基因组和基因的结构功能、基因的复制、表达、调控等基础知识和基本规律。DNA结构、RNA的类型。核酸变性复性的影响因素。重叠基因、断裂基因、多拷贝基因、多顺反子、基因家族。原核生物中的DNA复制类型，DNA聚合酶的不同类型及特点。原核生物复制中的蛋白因子。原核生物DNA复制的起始、延伸和终止。半保留半不连续复制与冈崎片段。原核生物RNA转录酶、转录系统、转录过程。真核生物3种类型基因转录的的启动子、转录因子和转录过程、转录后加工。突变诱因。直接修复、切除修复、重组修复、易错修复。同源重组、位点特异性重组。转化、转导、接合、细胞融合。转座子与Ac-Ds系统。乳糖操纵子、色氨酸操纵子。真核生物DNA水平上的调控和转录水平上的调控。提问、作业、期末考试2目标2：掌握基因扩增、连接、转化、阳性克隆鉴定等基本分子克隆实验技术，能够运用分子生物学知识解释实验现象并分析实验数据。PCR引物设计、基因扩增、连接、转化、阳性克隆鉴定等实验的操作方法、结果分析。限制性内切酶、DNA聚合酶、连接酶、T载体、多克隆位点、质粒等知识点。大肠杆菌原核表达。提问、作业、实验报告、期末考试3目标3：了解分子生物学知识在生物产品研究、检验领域及生物诊断领域的应用。大肠杆菌和酵母表达系统。基因工程与生物产品生产。微生物PCR基因检测，病原体基因组测序。提问、作业、期末考试4目标4：了解分子生物学的发展方向和研究前沿。基因编辑、基因工程技术在动植物中的应用、DNA测序技术前沿。提问、作业3.成绩评定标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（<60分）课下作业（10分）作业能够独立完成，完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量基本符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论作业基本能够独立完成，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求作业不能独立完成，存在抄作业现象研讨和提问（10分）预习非常充分，积极参加实验讨论，并有自己独到的见解预习较为充分，积极参加实验讨论预习基本充分，能够主动参加实验讨论预习基本充分，能够参加实验讨论无预习，不能有效参加实验讨论实验报告（20分）实验报告结构完整，符合规范，数据分析思考题解答正确，完成质量优秀。实验报告结构基本完整，数据分析思考题解答基本正确，有个别错误，完成质量良好。实验报告结构基本完整，数据分析思考题解答有个别错误，规范化不足，完成质量一般。实验报告结构基本完整，数据分析思考题解答勉强完成，规范化不足。实验报告结构不完整，或数据分析思考题解答错误。期末考试（60分）评分标准为试卷参考答案评分标准为试卷参考答案评分标准为试卷参考答案评分标准为试卷参考答案评分标准为试卷参考答案八、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：《分子生物学精要》，赵亚华，北京，科学出版社，2013主要参考书：[1]《分子生物学》，杨荣武，南京大学出版社，2017[2]《现代分子生物学》，朱玉贤，高等教育出版社，2013重要文献：Witkowski,J,2005,TheInsideStory:DNAtoRNAtoProtein,Woodbury,NY:ColdSpringHarborLaboratoryPress.Waters,K,2000,“MoleculesMadeBiological”,RevueInternationaldePhilosophie,4:539–564.Holde,V,Kensal,E,andJordanka,Z,2018,TheEvolutionofMolecularBiology:TheSearchfortheSecr