《分子生物学》课程教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲

课程编号：0812071

课程总学时/学分：45/2.5（其中理论45学时，实验0学时）

课程类别：专业必修课

一、教学目的和任务

分子生物学是生命科学的最前沿、最有生命力的学科，是生物技术、生物科

学、种子科学与工程专业重要的专业基础课之一，它广泛应用于农业、生态、医

药、军事等领域。分子生物学主要是阐明生物大分子的基本特征，解释从复制到

转录再到翻译的生命活动的本质过程，概述基因表达调控的一般规律和特点，使

学生从分子水平掌握生命的基本过程和特点。

二、教学基本要求

通过本课程的学习,使学生从分子水平掌握生命现象的活动规律，学会从事

生命科学所必须的理论基础。使学生掌握DNA、蛋白质等生物大分子结构、功

能，及它们之间的相互作用，原核和真核生物DNA的复制及基因表达的调控，

从分子水平认识生命现象的本质。重点掌握动、植物及微生物等生命体基因表达

的调控机制，掌握分子水平研究生命现象的思路和方法，基因操作的基本原理，

了解生命科学发展的最新进展。写清楚教学要求、教学重点，与教学计划中前后

课程的联系。先修课程生物化学、遗传学、微生物学。

三、教学内容及学时分配

第一章绪论（2学时）

一、分子生物学的基本概念

二、分子生物学的发展简史

三、现代分子生物学的发展

教学要求：

了解掌握分了生物学的基本概念、研究内容、发展简史以及现代分了生物学

的发展。

教学重点：

分子生物学的基本概念；分子生物学发展简史；现代分子生物学的发展。

教学难点：

分子生物学发展简史。

第二章基因概念的演变与发展（8学时）

第一节早期的‘基因”概念

第二节经典的基因概念

一、经典基因概念的重要修正

二、拟等位基因概念的提出

三、顺反子理论

四、DNA是主要的遗传物质

第三节基因的分子结构

一、核酸的分子结构

二、核昔的分子构象

三、DNA双螺旋结构模型

四、影响双螺旋结构稳定性的因素

五、DNA的变性与复性

第四节核酸分子的空间结构

一、DNA的一级结构

二、DNA的二级结构

三、DNA的三级结构

第五节基因概念的多样性

一、主物进化的C值矛盾

二、重叠基因

三、重复基因

四、间隔基因

五、跳跃基因或转座子

六、假基因

教学要求：

掌握早期基因概念，经典的基因概念，DNA的一级结构和二级结构特点，

理解DNA的变性和复性的内容，了解DNA的超螺旋结构，了解RNA的高级结

构和核酶，掌握真核生物染色体的结构，对比理解原核生物与真核生物基因组的

结构特点，重点掌握基因家族、断裂基因等的概念，理解真核生物的这些结构特

点，掌握DNA按重复频率不同分为哪几部分，各有什么特点。了解假基因的概

念。

教学重点：

经典的基因概念，DNA的性质和结构特点，核酸的变性、复性、真核生物

断裂基因的特点、基因簇的含义；基因组的组织形式。

教学难点：

核酸的精细结构，DNA的三股螺旋、四链结构和核酸的高级结构、内含子

的验证试验；重复基因的类型及作用。

第三章DNA的复制（4学时）

第一节DNA复制的基本特征

一、DNA的半保留复制

二、DNA复制按5延伸方向

三、DNA的半不连续复制

四、DNA复制的起点、方向

五、DNA复制的引物

六、DNA复制的转录激活

七、DNA复制的模式

八、DNA复制体的结构与复制的回环模型

九、线形DNA复制避免5,端短缩的方式

第二节真核生物DNA复制的特点

一、染色体DNA为多复制子

二、染色体多复制子复制的非一致性

三、真核生物避免5'端短缩的机制

第三节DNA复制的终止

第四节DNA复制的调控

教学要求：

掌握复制的基本模式、半保留复制和避免5末端缩短的机制，真核生物染色

体端粒的复制，了解不同有关复制的酶类，掌握KI巳now酶的作用和来源，掌握

真核生物DNA复制的特点；DNA复制的终止过程；了解简单的复制调控。

教学重点：

复制的起始、复制的模式及复制的忠实性；真核生物DNA复制的特点；真

核生物端粒的复制。

教学难点：

线性DNA复制避免5，末端短缩的机制；真核生物的端粒酶与避免5,端短

缩的机制。

第四章RNA的转录（6学时）

第一节转录的基本概念

一、模板

二、不对称转录

三、极性

第二节转录起始

一、原核生物的启动子

二、真核生物的启动子

三、RNA聚合酶

四、转录的相关因子及功能

第三节转录延伸

第四节转录过程的终止

一、不依赖p因子的终止子的结构与功能

二、依赖p因子的终止子的结构与功能

三、抗终止作用

第五节RNA的加工

一、加工的概念

二、加工的目的

三、加工的过程

教学要求：

本章为教学的重点内容，分别掌握原核与真核生物合成RNA酶类的特点以

及原核与真核生物启动子的结构。掌握原核生物转录的大体过程，理解真核生物

转录过程，熟悉真核生物的转录产物及其加工的主要方式及过程。

教学重点：

两类生物转录所需启动子的结构特点及转录的起始过程；原核生物转录的终

止特点；真核生物mRNA的加工方式和特点。

教学难点：

顺式作用元件保守性的理解；真核生物转录的起始、内含子的各种剪接。

第五章蛋白质的翻译（4学时）

第一节蛋白质合成的装备

一、mRNA的结构和功能

二、tRNA的结构与功能

三、rRNA与核糖体的结构与功能

第二节遗传密码及具简并

一、三联体遗传密码的破译

二、遗传密码的简并

第三节蛋白质的翻译

一、蛋白质翻译的若干基本概念

二、多肽链的合成

三、保证蛋白质翻译准确起始的机制

教学要求：

要求掌握参与蛋白质合成的多种装备的结构特点与功能，了解遗传密码的破

译实验,掌握遗传密码的简并性及其对应反密码子的特点，了解广义密码的意义,

掌握原核生物蛋白质的合成过程，了解真核生物蛋白质合成过程，并与原核生物

蛋白质合成过程加以对比。

教学重点：

遗传密码的简并性特点；tRNA的结构特点；原核生物蛋白质的合成过程。

教学难点：

遗传密码的破译实验；蛋白质合成的动态过程。

第六章基因表达的调控（14学时）

第一节原核生物基因表达调控的理论与模式

一、操纵子调控模型

二、分解代谢产物阻遏启动子的正控制系统

三、组氨酸利用操纵子的正控制诱导模型

四、衰减子的发现与衰减子调控

第二节不利生长条件下的应急反应

一、严紧反应相关因子

二、严紧因子反应的调控机制

第三节操纵子调控的综合实例

一、入噬菌体的繁殖

二、入噬菌体基因组

三、入噬菌体溶原途径的建立

四、入噬菌体裂解途径的建立

五、决定入噬菌体发育途径选择的其他因素

第四节DNA重排与基因表达

一、沙门氏菌鞭毛的H1H2抗原相的转变

二、酵母交配型的转变

三、免疫球蛋白的多样性

第五节转录后水平的调控

一、真核生物转录后mRNA的加工

二、RNA干涉

三、反义RNA

第六节翻译水平上的调控

一、同一操纵子内各基因翻译量的差异

二、信息体与蛋白质合成

三、核糖体蛋白质合成的自体调控

四、mRNA的寿命对翻译

教学要求：

本章为教学的重点内容，要求掌握基因表达调控的各种概念、乳糖操纵子的

负调控机制，色氨酸操纵子的调控机制，掌握CAMP正调控的普遍性和弱化子负

反馈调控的结构特点及普遍性；了翻调节子、组氨酸利用操纵子及人噬菌体操纵

子调控的综合实例；真核生物基因表达的调控较复杂，本章要求了解真核基因表

达调控的各种层次和特点，掌握基因重排水平的典型调控实例，了解抗体多样性

产生的理论基础；掌握活性染色质与基因转录活性之间的关系，理解转录水平上

顺式作用元件与反式作用因子间相互作用，掌握DNA修饰、组蛋白修饰与基因

表达的关系；掌握RNA干扰的调控作用，了解转录后水平、翻译及翻译后水平

的调控，知晓真核生物发育的调控层次及特点，了解决定细胞程序性死亡的关键

基因及意义。

教学重点：

乳糖操纵子和色氨酸操纵子的负调控；弱化子的结构特点；CAMP正调控及

其普遍性；转录水平的调控；DNA修饰、组蛋白修饰与基因表达的关系；RNA

干扰的调控作用；真核生物发育的调控层次及特点。

教学难点：

弱化子的结构特点；正负调控的概念；入噬菌体操纵子调控的综合实例；DNA

修饰、组蛋白修饰与基因表达的关系；RNA干扰的调控作用；真核生物发育的

调控基因。

第七章基因突变和遗传重组的分子机制（4学时）

第一节基因突变

一、基因突变的种类

二、基因突变的表达类型

三、基因的诱发突变

四、基因的自发突变

五、基因的突变热点

第二节生物体保证稳定遗传的机制

一、DNA复制过程中的错配修复

二、尿口密咤一N—糖甘酶系统

三、基因的回复突变

第三节基因重组交换的分子机制

一、同源重组的分子机制

二、异常分离现象一基因转换

三、同源重组的分子机制

四、同源重组的酶类及交换热点

五、双链DNA断裂模式

教学要求：

掌握基因突变的种类、表达类型、基因突变的诱发突变、自发突变及突变热

点；生物体保证稳定遗传的机制；基因重组交换的分子机制。

教学重点：

基因突变的种类、表达类型、基因突变的诱发突变、自发突变及突变热点；

修复DNA损伤的机制；同源重组的过程和特点。

教学难点：

基因突变的诱发突变、自发突变及突变热点；修复DNA损伤的机制；同源

重组的透彻理解。

第八章常见的分子生物学研究技术（2学时）

第一节基因克隆技术

一、限制性内切核酸酶的作用

二、连接

三、载体

四、转化

五、筛选

六、基因组DNA文库的构建

七、几种重要的PCR衍生技术

第二节研究基因结构及表达的常用技术

一、标记性示踪物

二、基因活性和功能研究方法

第三节DNA—蛋白质相互作用分析技术

一、过滤结合

二、染色质免疫沉淀法

三、凝胶阻滞分析

四、DNA酶足迹

第四节蛋白质组学研究方法

一、蛋白质分离

二、蛋白质分析

三、蛋白质相互作用的研究方法

教学要求：

要求掌握载体的结构特点和类型特征，限制性内切酶及其它常用酶的特点，

掌握PCR扩增的原理及PCR各种应用的原