《分子生物学》课程教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲MolecularBiology一、课程基本信息课程代码：040847学时：32学分：2考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%中文简介：分子生物学是从分子水平上阐明生命现象和生物学规律的科学，该学科的理论和方法已在生命科学、医学、食品质量控制和工农业生产等各个领域里得到广泛应用。本课程是狭义范畴上的分子生物学即基因的分子生物学。主要围绕遗传信息传递的规律¾中心法则，介绍DNA的结构、基因的组织、DNA的复制、修复、转录、基因的表达及其调控等过程，及这些过程中涉及的酶和蛋白因子的结构与功能、蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质之间的相互作用等内容。通过本课程的学习系统掌握基因分子生物学中的基本概念、基本理论及遗传信息整个传递过程的分子机制，为将来学习基因工程等课程奠定基础，使学生了解生命科学发展的方向与前沿，了解分子生物学在生物技术，食品安全等领域的应用与前景。本课程的学习要求学生具备较好的生物化学、遗传学等课程的学习背景，有一定的阅读英文参考书和参考文献的能力。教学目的与要求通过本课程的学习，要求学生能够从分子水平理解生命现象和生物学规律，要求学生理解原核和真核生物DNA的特点，掌握从DNA到蛋白质的遗传信息传递规律及其调控，理解分子生物学常用研究方法的原理，了解分子生物学在农业、食品和工业等领域的应用。三、教学方法与手段1．多媒体教学：充分利用动画、PPT和录像等多种多媒体手段，调动学生学习兴趣和激发他们的学习热情。2．PBL教学法：老师以问题形式组织教学内容，启发学生积极思考，让学生作答；二是自问自答的方式，表面上提出了问题，但实际上并不要求学生来回答，而是起到一种引导学生注意和促使学生思维的作用；三是有些问题问而不答，让学生思考。这种提问式教学方式可抓住学生的注意力，调动学生的主动性，活跃课堂气氛。3．启发式教学：在生化教学中介绍著名科学家突破一些重大课题的思路和实验。4．归纳法教学：生化教学中采用总结、归纳和分析比较的方法能帮助学生理解和记忆，在复习中可起到事半功倍的效果。5．互动式讨论：每一节课留出5分钟时间，鼓励学生提问、讨论和交流。整个学期之中组织一、二次集中讨论。每一个学生的平时成绩与此挂钩。6.老师留思考题，让学生课后观看网络教学视频，回答问题。教学内容及目标 教学内容教学目标学时分配第一章绪论11.分子生物学概念、研究内容和发展史掌握分子生物学概念；了解分子生物学研究内容和发展史1重点与难点分子生物学概念和研究范畴衡量学习是否达到目标的标准是否理解分子生物学概念和内容第二章基因、基因组与染色体31.基因理解基因、基因家族、基因簇等概念；掌握原、真核生物基因的特点12.基因组掌握基因组概念，掌握原核与真核生物基因组特点13.染色体掌握染色体的组成以及特点1重点与难点基因、断裂基因、基因组、基因家族等基本概念理解；真核原核生物的基因组比较；真核生物染色体构成等。衡量学习是否达到目标的标准1.是否理解掌握基因、基因组、染色体等基本概念2.能否列举原核生物与真核生物基因组异同3.了解真核生物染色体的组成及特点第三章DNA复制与损伤修复41.DNA复制含义及特点理解DNA复制的基本概念，掌握DNA半保留复制、半不连续性复制等特点，了解DNA复制的方向和起点。12.DNA复制的几种方式与酶学特点掌握线性和环状DNA复制的类型，理解DNA聚合酶、解旋酶等的作用特点。13.DNA复制过程与调控掌握DNA复制的过程及其应用（PCR），理解DNA复制的高保真机制；了解DNA复制的调控14.DNA的损伤与修复了解DNA损伤的原因；掌握DNA突变类型和修复方式；理解DNA修复机制0.55.DNA的转座理解DNA转座的类型和作用机制，了解转座作用的遗传学效应0.5重点与难点1.DNA复制的半保留、半不连续性等特点2.DNA复制的酶学特性及应用3.DNA突变类型与修复方式衡量学习是否达到目标的标准1.是否掌握DNA复制特点，理解复制叉、冈琦片段等基本概念；2.是否理解聚合酶的种类及其在DNA复制中的作用、DNA转座概念3.是否掌握DNA损伤修复类型。第四章生物信息的传递（上）-从DNA到RNA41.RNA转录的含义与特点掌握RNA转录含义，理解RNA转录的不对称性12.RNA转录的过程1,理解RNA转录的过程；2.掌握启动子、终止子、增强子概念与结构特点，并理解启动子与转录起始、终止子与转录终止的关系。1.53.RNA原核、真核生物转录产物比较掌握真核生物mRNA特点，理解原核、真核RNA转录产物异同；理解多顺反子、单顺反子概念。0.54.真核生物RNA转录后加工理解真核生物tRNA、rRNA、mRNA的转录后加工方式，掌握内含子、外显子概念、开放读码框概念；了解mRNA剪接。0.55.RNA编辑、再编辑和化学修饰理解RNA编辑、再编辑的含义，了解核酶、RNA在进化中的地位。0.5重点与难点转录的概念与特点（与DNA复制比较）；RNA转录过程及真核RNA转录后加工。衡量学习是否达到目标的标准：1.是否掌握不对称转录、启动子、终止子、内含子等基本概念；2.是否理解转录的过程；3.是否能够理解比较真核生物与原核生物转录产物特点。第五章生物信息的传递（下）-从mRNA到蛋白质41.蛋白质翻译体系的构成和特点理解模板RNA、核糖体、tRNA等在蛋白质合成中的作用；掌握遗传密码的性质及特点和氨酰-tRNA合成酶的作用特点；理解蛋白质合成的高效性和复杂性；22.蛋白质合成的生物学机制掌握蛋白质生物合成起始、延伸和终止；理解蛋白质合成的准确高效机制；了解蛋白质合成的抑制以及蛋白质折叠13.蛋白质的运转机制理解蛋白质翻译-运转同步机制、翻译后转运机制和核定位蛋白的运转机制。0.54.蛋白质的修饰、降解与稳定性掌握泛素介导的蛋白质降解、理解蛋白质的修饰及其意义；了解影响蛋白质稳定性的因素0.5重点与难点遗传密码的含义与基本特性；阅读框；蛋白质翻译过程；蛋白质的体内运输及翻译后的修饰。衡量学习是否达到目标的标准1.是否掌握密码子含义及特点；2.是否理解蛋白质合成的高保真性和高效性？3.蛋白质翻译后的修饰及其意义？第六章原核生物基因表达调控41.基因表达调控的基本概念理解12.原核生物基因表达调控的特点与方式掌握13.乳糖操纵子与色氨酸操纵子掌握操纵子基本概念，理解调控机理1．54.转录水平上的其他调控以及转录后调控了解0.5重点与难点掌握原核生物基因表达调控的特点与方式；了解操纵子学说。衡量学习是否达到目标的标准1.原核生物基因表达调控有何特点及其对生物的重要意义2.以乳糖操纵子为例，说明操纵子学说的内容，调控模式和意义。第七章真核生物基因表达调控1.真核生物基因表达调控相关概念和一般规律掌握基因家族、真核基因断裂结构；理解真核基因表达调控的一般规律12.真核基因表达的转录水平调控掌握启动子、增强子、转录因子对转录的影响13.真核基因表达的表观遗传调控理解真核生物DNA水平上的基因表达调控；理解DNA甲基化和组蛋白甲基化和乙酰化对基因表达的调控14.真核基因其他水平上的表达调控了解1重点与难点转录水平表达调控衡量学习是否达到目标的标准掌握真核基因表达调控规律理解其生物学意义第八章分子生物学研究方法-DNA、RNA与蛋白质操作技术41.DNA基本操作技术掌握DNA提取、凝胶电泳、PCR的基本原理和常用方法12.RNA基本操作技术掌握总RNA提取、mRNA分离和cDNA合成的原理和常用方法13.文库构建基因组DNA文库构建和cDNA文库构建的原理和方法14.核酸杂交技术与应用掌握Southern和Northern杂交原理和方法1重点与难点理解各种研究方法的基本原理衡量学习是否达到目标的标准能够根据研究需求选用合适方法第九章分子生物学研究方法--功能基因研究技术41.基因过表达与敲除研究技术理解原理和操作流程12.蛋白质互作与RNA互作研究技术理解原理和操作流程13.转录组、蛋白组和代谢组分析理解原理和操作流程1重点与难点衡量学习是否达到目标的标准理解各种研究方法的基本原理第十章分子生物学应用1分子生物学在食品、农业等领域的应用了解1五、推荐教材和教学参考资源赵亚华.基础分子生物学教程(第二版).北京：科学出版社，2011朱玉贤.李毅.现代分子生物学(第四版).北京：高等教育出版社，2013[美]RobertF.W编著，分子生物学(第五版