第一篇：分子生物學教學大綱

一．課程內容與學時分配 內容

學時

課程簡介與分子生物學發展史和知識框架DNA和RNA的結構

DNA復制

基因組表達1－轉錄

基因組表達2－RNA剪接與轉錄后加工

基因組表達3－翻譯與遺傳密碼

基因調控1－原核調控

基因調控2－真核調控

基因調控3－調控RNAs分子生物學技術平時小考兩次總學時

第一章

課程簡介與分子生物學發展史（教材第1至第5章）第一節

課程介紹－教學目標和方法 第二節

課程介紹－教學內容和安排

第三節

分子生物學發展史1－蒙德爾的生物觀

重點：從名人的研究經歷學法則、長智慧 第四節

分子生物學發展史2－核酸承載遺傳信息

重點：從重大發現學法則、開思路

第五節

化學弱相互作用與強相互作用決定大分子的結構 第二章

核酸結構（教材第6章）第一節 DNA的結構與拓撲異構酶

重點：DNA的雙螺旋結構與DNA的功能和復制之間的關系，以及DNA拓撲異構酶在解決細胞中DNA拓撲結構中的重要性 第二節 RNA的結構與核酶

重點：RNA可以折疊成高級結構的機制，不同核酶的結構與功能 第三章 DNA復制（教材第8章）

第一節 DNA復制的化學本質和DNA聚合酶的催化機制

重點：DNA復制的化學反應，聚合酶的結構與催化

第二節 DNA復制的過程－原核

重點：不同蛋白因子是如何順序性在復制過程中起作用的，先導鏈和滯后鏈復制的異同，不同DNA聚合酶的作用

第三節 DNA復制的過程－真核

重點：不同蛋白因子和聚合酶是如何順序性在復制過程中起作用的，先導鏈和滯后鏈復制的異同

第四節

同一復制叉中先導鏈和滯后鏈同時被復制的機制

重點：Sliding clamps和Clamp loader的作用，Trombone復制模型

第五節 DNA復制起始的調控－普遍機制和原核機制

重點：Replicator-initiator互作模型；E.coli的OriC，DnaA-ATP 水平，SeqA蛋白的作用

第六節 DNA復制起始的調控－真核

重點：Pre-RC(復制前復合物)的形成和調控

第七節 DNA復制起始的結束

重點：原核－II型拓撲異構酶的作用；真核－染色體復制的末端問題以及端粒酶的作用 第四章

基因表達1－轉錄（教材第12章）第一節 RNA聚合酶與轉錄循環

內容：RNA聚合酶的種類和特征，RNA聚合酶催化的轉錄步驟，轉錄復合物在轉錄過程中的結構改變 第二節

細菌的轉錄循環1－啟動子和 因子

第三節

細菌的轉錄循環2－轉錄的起始，延伸和終止

第四節

真核轉錄1－RNA聚合酶II及其介導的前體mRNA轉錄起始 重點：核心啟動子的結構，以及普通轉錄因子組裝起始復合物的過程

其他內容：因為染色體高級結構的原因，體內轉錄需要Mediator復合物的作用 第五節

真核轉錄2－RNA聚合酶II轉錄的延伸

重點：RNA聚合酶II CTD結構域所結合蛋白因子的順序置換與前體mRNA的5'加帽，內含子剪接，3'加尾和轉錄終止 第六節

真核轉錄3－RNA聚合酶I和III轉錄rRNA和tRNA，小RNA的機制 第五章

基因組表達2－RNA剪接（教材第13章）第一節

不同類型內含子分布和RNA剪接的化學性質 第二節 I型和II型內含子核酶的剪接機制 重點：結構和催化的化學反應

第三節

真核生物蛋白編碼基因內含子的剪接－剪接體的組裝，重排和催化

重點：剪接體的組分（snRNPs）；剪接體的組裝、重派和催化之間的關系

第四節

可變剪接

重點：生物學意義，調控機制

第五節

其他加工過程

內容：選擇性剪接體包含不同的snRNPs，RNA編輯，mRNA轉運 第六章

基因組表達3－翻譯與遺傳密碼（教材第14－15章）第一節 mRNA的功能

內容：開放閱讀框決定多肽序列，原核和真核mRNA上的翻譯元件 第二節

轉運RNA的功能，結構，以及氨基酸裝載過程

重點：氨基酸裝載的識別功能 第三節

核糖

內容：核糖體（翻譯機器）組裝與循環，翻譯的化學特性，核糖體的催化功能。第四節

翻譯的循環

重點：翻譯循環以原核為模型，強調真核的不同點 第五節

遺傳密碼

內容：密碼的簡并性，遺傳密碼使用原則 第七章

原核調控（教材第16章）

第一節 調控的基本原則

重點：調控蛋白參與的招募調控；異構調控；基因表達中的調控位置

第二節 細菌在轉錄起始的調控1：Lac操縱子

重點：Lac 阻遏物的抑制和cAMP響應蛋白的激活

第三節 細菌在轉錄起始的調控2：可變因子介導的調控

第四節 NtrC-MerR介導的調控：異構調控的實例

第五節 細菌的轉錄起始后調控1：Trp操縱子

重點：Trp 阻遏物的作用（起始調控）和弱化作用（轉錄后）

第六節 細菌的轉錄起始后調控2：核糖體蛋白是它們自身合成的翻譯阻遏物 第八章

真核調控（教材第17章）

第一節 真核保守的調控機制

重點：激活因子具有可分離的DNA結合和激活結構域，DNA結合和激活結構域的特點

第二節 真核激活因子可以招募蛋白復合物以促進轉錄

內容：招募轉錄機器和染色體修飾復合物，遠距作用中的loop（環結構）和insulator(隔離子)

第三節 信號整合

內容：轉錄激活因子可以協同作用以整合信號；HO基因表達的控制；組合調控與啤酒酵母的交配型控制

第四節 信號傳導與轉錄調控

重點：信號一般會被傳送到轉錄調控因子通過信號傳導 第九章

調控RNAs（教材第18章，附加內容）

第一節 RNA干擾

重點：RNA干擾，小干擾RNA（siRNA）與微小RNA（miRNA）的加工和RNA干擾機制

第二節 MicroRNA在發育中的調控作用

重點：微小RNA在秀麗線蟲和斑馬魚發育中的作用；第三節 微小RNA在癌癥發生中的作用

重點：人類微小RNA的介紹；微小RNA在癌癥發生中表達譜的變化；微小RNA調控癌基因表達的機制

第四節 mRNA前體可變剪接調控在發育中的作用

第五節 細胞被指令在不同發育時期表達不同組合基因的三種策略

內容：細胞骨架天然的極性與mRNA在卵和胚胎中的定位；細胞－細胞相互作用和所釋放的信號分子會引起相鄰細胞的基因表達變化；分泌信號的濃度剃度會指令處在信號不同濃度剃度處的細胞遵循不同的發育途徑。第十章

分子生物學技術（教材第21章，附加內容）

第一節 核酸技術1－基本操作

重點：電泳，酶切，雜交（Southern），PCR技術的原理，過程和應用。

第二節 核酸技術2－克隆技術

重點：克隆載體與克隆技術，基因組和cDNA文庫建立

第三節 核酸技術3－測序

重點：普通測序，基因組測序和序列分析

第四節 基因表達及表達分析

重點：外源基因表達方法，RNA和蛋白質的提取，分析與鑒定

第五節 蛋白質純化技術

第六節 質譜與蛋白組學

第七節 蛋白質與核酸相互作用的研究

第八節 大分子結構的研究方法 重點：結晶學，核磁共振

第二篇：分子生物學教學大綱

內容 學時

課程簡介與分子生物學簡介 5 基因組保持1－核酸與染色體的結構 5 基因組保持2－DNA復制 7 基因組保持3－DNA突變與修復 3 基因組保持4－DNA重組 3 基因組表達1－轉錄 7 基因組表達2－RNA剪接與轉錄后加工 5 基因組表達3－翻譯與遺傳密碼 5 基因調控1－原核調控 6 基因調控2－真核調控 4 基因調控3－基因調控與發育和疾病 5 方法1－分子生物學技術 8 方法2－模式生物 3 總結 5 機動學時 1 總學時 72 第一章 課程簡介與分子生物學發展史（教材第一至第五章）

第一節 課程介紹－教學目標和方法

第二節 課程介紹－教學內容和安排

第三節 分子生物學發展史1－蒙德爾的生物觀

重點：從名人的研究經歷學法則、長智慧

第四節 分子生物學發展史2－核酸承載遺傳信息

重點：從重大發現學法則、開思路

第五節化學弱相互作用與強相互作用決定大分子的結構

第二章 基因組保持1－核酸與染色體的結構（教材第6至第7章）

第一節 DNA的結構與拓撲異構酶

重點：DNA的雙螺旋結構與DNA的功能和復制之間的關系，以及DNA拓撲異構酶在解決細胞中DNA拓撲結構中的重要性。

第二節 RNA的結構與核酶

重點：RNA可以折疊成高級結構的機制，不同核酶的結構與功能。

第三節 基因組的多樣性

重點：基因組的大小，基因密度與生物復雜度之間的關系。

第四節 染色體復制與細胞周期

重點：染色體的結構與復制中所要解決的問題

第五節 染色體的結構調控

重點：染色體基本結構，染色體結構的動態性及其生物學意義，染色體結構動態性機制。第三章 基因組保持2－DNA復制（教材第8章）

第一節 DNA復制的化學本質和DNA聚合酶的催化機制

重點：DNA復制的化學反應，聚合酶的結構與催化

第二節 DNA復制的過程－原核

重點：不同蛋白因子是如何順序性在復制過程中起作用的，先導鏈和滯后鏈復制的異同，不同DNA聚合酶的作用。

第三節 DNA復制的過程－真核 重點：不同蛋白因子和聚合酶是如何順序性在復制過程中起作用的，先導鏈和滯后鏈復制的異同。

第四節同一復制叉中先導鏈和滯后鏈同時被復制的機制

重點：Sliding clamps和Clamp loader的作用，Trombone復制模型

第五節 DNA復制起始的調控－普遍機制和原核機制

重點：Replicator-initiator互作模型；E.coli的OriC，DnaA-ATP 水平，SeqA蛋白的作用

第六節 DNA復制起始的調控－真核

重點：Pre-RC(復制前復合物)的形成和調控。

第七節 DNA復制起始的結束

重點：原核－II型拓撲異構酶的作用；真核－染色體復制的末端問題以及端粒酶的作用。第四章 基因組保持3－DNA突變與修復（教材第9章）

第一節 DNA復制錯誤與修復

重點：DNA復制錯誤的原因，頻率，錯配修復機制

第二節 DNA損傷

內容：水解和脫氨造成的自然損傷；烷基化，氧化和輻射造成的損傷，堿基類似物和嵌入化合物造成的突變。

第三節 損傷修復機制

內容：直接修復，堿基切除修復，核苷酸切除修復，重組修復，損傷轉移修復 第五章 基因組保持3－DNA重組（教材第10-11章）

第一節 同源重組

重點：雙鏈斷裂修復模型，RecBCD途徑，交配型轉變與位點特異性雙鏈斷裂。

第二節 位點特異性重組與DNA轉座

內容：保守性位點特異性重組概念，機制以及生物學意義。DNA轉座的類型，機制和意義 第六章 基因組表達1－轉錄（教材第12章）

第一節 RNA聚合酶與轉錄循環

內容：RNA聚合酶的種類和特征，RNA聚合酶催化的轉錄步驟，轉錄復合物在轉錄過程中的結構改變。

第二節 細菌的轉錄循環1－啟動子和 因子。

第三節細菌的轉錄循環2－轉錄的起始，延伸和終止。

第四節真核轉錄1－RNA聚合酶II及其介導的前體mRNA轉錄起始

重點：核心啟動子的結構，以及普通轉錄因子組裝起始復合物的過程

其他內容：因為染色體高級結構的原因，體內轉錄需要Mediator復合物的作用

第五節 真核轉錄2－RNA聚合酶II轉錄的延伸

重點：RNA聚合酶II CTD結構域所結合蛋白因子的順序置換與前體mRNA的5'加帽，內含子剪接，3'加尾和轉錄終止。

第六節真核轉錄3－RNA聚合酶I和III轉錄rRNA和tRNA，小RNA的機制 第七章 基因組表達2－RNA剪接（教材第13章）

第一節 不同類型內含子分布和RNA剪接的化學性質

第二節 I型和II型內含子核酶的剪接機制

重點：結構和催化的化學反應

第三節真核生物蛋白編碼基因內含子的剪接－剪接體的組裝，重排和催化。

重點：剪接體的組分（snRNPs）；剪接體的組裝、重派和催化之間的關系。

第四節 可變剪接 重點：生物學意義，調控機制

第五節 其他加工過程

內容：選擇性剪接體包含不同的snRNPs，RNA編輯，mRNA轉運。第八章 基因組表達3－翻譯與遺傳密碼（教材第14－15章）

第一節 mRNA的功能：

內容：開放閱讀框決定多肽序列，原核和真核mRNA上的翻譯元件

第二節轉運RNA的功能，結構，以及氨基酸裝載過程

重點：氨基酸裝載的識別功能

第三節 核糖體

內容：核糖體（翻譯機器）組裝與循環，翻譯的化學特性，核糖體的催化功能。

第四節 翻譯的循環

重點：翻譯循環以原核為模型，強調真核的不同點

第五節 遺傳密碼

內容：密碼的簡并性，遺傳密碼使用原則 第九章 原核調控（教材第16章）

第一節 調控的基本原則

重點：調控蛋白參與的招募調控；異構調控；基因表達中的調控位置

第二節 細菌在轉錄起始的調控1：Lac操縱子

重點：Lac 阻遏物的抑制和cAMP響應蛋白的激活

第三節 細菌在轉錄起始的調控2：可變 因子介導的調控

第四節 NtrC-MerR介導的調控：異構調控的實例

第五節 細菌的轉錄起始后調控1：Trp操縱子

重點：Trp 阻遏物的作用（起始調控）和弱化作用（轉錄后）

第六節 細菌的轉錄起始后調控2：核糖體蛋白是它們自身合成的翻譯阻遏物 第十章 真核調控（教材第17章）

第一節 真核保守的調控機制

重點：激活因子具有可分離的DNA結合和激活結構域，DNA結合和激活結構域的特點

第二節 真核激活因子可以招募蛋白復合物以促進轉錄

內容：招募轉錄機器和染色體修飾復合物，遠距作用中的loop（環結構）和insulator(隔離子)第三節 信號整合

內容：轉錄激活因子可以協同作用以整合信號；HO基因表達的控制；組合調控與啤酒酵母的交配型控制

第四節 信號傳導與轉錄調控

重點：信號一般會被傳送到轉錄調控因子通過信號傳導

第十一章 真核調控與發育和疾病（教材第17－18章，附加內容）

第一節 RNA干擾

重點：RNA干擾，小干擾RNA（siRNA）與微小RNA（miRNA）的加工和RNA干擾機制。

第二節 MicroRNA在發育中的調控作用

重點：微小RNA在秀麗線蟲和斑馬魚發育中的作用；

第三節 微小RNA在癌癥發生中的作用

重點：人類微小RNA的介紹；微小RNA在癌癥發生中表達譜的變化；微小RNA調控癌基因表達的機制。

第四節 mRNA前體可變剪接調控在發育中的作用 第五節細胞被指令在不同發育時期表達不同組合基因的三種策略

內容：細胞骨架天然的極性與mRNA在卵和胚胎中的定位；細胞－細胞相互作用和所釋放的信號分子會引起相鄰細胞的基因表達變化；分泌信號的濃度剃度會指令處在信號不同濃度剃度處的細胞遵循不同的發育途徑。

第十二章 方法1－分子生物學技術（教材第20章，附加內容）

第一節 核酸技術1－基本操作

重點：電泳，酶切，雜交（Southern），PCR技術的原理，過程和應用。

第二節 核酸技術2－克隆技術

重點：克隆載體與克隆技術，基因組和cDNA文庫建立

第三節 核酸技術3－測序

重點：普通測序，基因組測序和序列分析

第四節 基因表達及表達分析

重點：外源基因表達方法，RNA和蛋白質的提取，分析與鑒定

第五節 蛋白質純化技術

第六節 質譜與蛋白組學

第七節 蛋白質與核酸相互作用的研究

第八節 大分子結構的研究方法

重點：結晶學，核磁共振

第十三章 方法2－模式生物（教材第20章）

第一節 細菌和酵母

第二節 秀麗線蟲和果蠅

第三節 小鼠

第三篇：分子生物學課程教學大綱

《分子生物學》課程教學大綱（理論學時：16學時）

使用教材： 醫學分子生物學

（供8年制及7年制臨床醫學等專業用）

分子生物學是一門從分子水平研究生命現象、生命的本質、生命活動及其規律的科學。醫學分子生物學是分子生物學的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常及疾病狀態下生命活動及其規律的一門科學。它主要研究人體生物大分子和大分子體系的結構、功能、相互作用及其同疾病發生、發展的關系。作為一門課程，醫學分子生物學涵蓋了醫學各專業學生必須學習的分子生物學基礎知識，以及分子生物學在醫學領域中形成的專門研究領域及相關知識。

醫學分子生物學既要較系統地了解分子生物學的基礎理論知識和技術理論知識，同時也要了解分子生物學在醫學領域的應用和相關研究進展。

本書共二十三章，包括5個方面內容。第二章至第十章介紹分子生物學基本知識，主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點，基因組核酸復制與損傷修復、基因表達和功能蛋白形成與降解、基因表達調控、細胞間通訊與信號轉導的基本概念和基本理論，細胞增殖與凋亡的相關分子生物學機制。第十一章至第十三章介紹基因操作的基本知識，包括基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達的相關基本知識和研究策略。第十四章至第十八章介紹疾病分子生物學機制，介紹了基因和基因組、細胞間通訊和信號與人類健康和疾病之間關系。第十九章至第二十一章介紹分子生物學理論與技術在醫學中應用，包括基因診斷和基因治療概念與相關研究。最后兩章介紹分子生物學新興研究領域、生物信息學在基因和蛋白質研究中的應用。

本大綱正是從上述目的出發，在要求學生掌握分子生物學基本知識與基本技術，同時了解分子生物學在醫學領域的應用與相關研究。使學生們在分子水平上研究人體在正常及疾病狀態下生命活動及其規律，為從事臨床醫學打下深厚的基礎。

緒 論

一、目的要求

了解分子生物學的定義、研究對象和研究內容；分子生物學發展簡史；生物遺傳物質的發現；現代分子生物學的建立和深入發展；分子生物學與相關學科的關系；分子生物學在醫學和生物學中的應用。

二、主要內容

分子生物學則是從分子水平研究生命現象及其規律的一門新興學科。它以核酸和蛋白質等生物大分子的結構與功能為研究對象

（一）、分子生物學的研究內容

分子生物學主要研究生物大分子的結構、功能、生物大分子之間的相互作用及其與疾病發生、發展的關系。

研究內容主要包括以下三個方面。1.核酸分子生物學 2.蛋白質分子生物學 3.細胞信號轉導

（二）、分子生物學發展簡史

1、生物遺傳物質的發現

2、現代分子生物學的建立

3、現代分子生物學的深入發展

（三）、分子生物學與相關學科的關系

由于生命本質的高度一致性，分子生物學已經對生物學和醫學的各個領域產生了全面而深刻的影響，并逐步形成了一系列的分子學科。可以使用同一套理論、同一套技術，來解釋和研究不同的病理、生理現象，甚至治療不同的疾病。

1、分子生物學與生物化學

2、細胞生物學與分子生物學

3、分子生物學與遺傳學

4、分子生物學與生物技術

（四）、分子生物學與醫學未來

分子生物學的發展和滲透從根本上改變了醫學（包括臨床和基礎醫學）各個學科的格局, 使醫學各學科進入了一個更高的水平——分子水平。

1、分子生物學在醫學和生物學中的應用

2、分子生物學與基礎醫學

3、分子生物學和病理學

4、分子生物學和疾病診斷

5、分子生物學和疾病治療

基因治療技術的發展與整個醫學科學的發展以及許多分子生物學新理論、新技術、新方法的應用密切相關。

所謂基因治療，就是用正常基因置換致病基因以糾正患者基因結構和功能異常的一種疾病治療的方法。

狹義的基因治療是指目的基因導入靶細胞后與宿主細胞內的基因發生整合、成為宿主基因組的一部分，目的基因的表達產物起治療疾病的作用。廣義的基因治療則包括通過基因轉移技術，使目的基因得到表達，封閉、剪切致病基因的mRNA，或自殺基因產物催化藥物前體轉化為細胞毒性物質，殺死腫瘤細胞，從而達到治療疾病的目的。

三、學時安排 1學時

第二章 基因與基因組

一、目的要求：

（一）掌握：基因的概念及結構特點；中心法則；基因轉錄調控相關序列；多順反子，單順反子；真核基因與原核基因的結構特點。基因組的概念；病毒、細菌及真核生物基因組的結構特征。

（二）熟悉：基因突變的意義，基因組變異的生理和病理學意義。

（三）了解：基因的命名法，基因組學；人類基因組計劃。

二、主要內容

基因是負責編碼RNA或一條多肽鏈的DNA片段，包括編碼序列、編碼序列外的側翼序列及插入序列。編碼RNA或蛋白質的DNA序列稱為結構基因。原核生物的結構基因是連續的，其RNA合成后不需要經過剪接加工。而大多數真核生物基因在編碼區內有非編碼的插入序列。基因中含有與轉錄有關調控序列。真核生物基因中調控序列一般稱為順式作用元件。

大多數生物的遺傳信息都是以特定的核苷酸排列順序貯存在DNA分 子中。但在一些病毒中，RNA作為遺傳物質。多數生物信息按照從DNA到RNA再到蛋白質的方向流。但是對RNA病毒是以RNA為模板，合成單鏈DNA，然后再合成雙鏈DNA。

mRNA將DNA中信息傳遞給蛋白質。在mRNA編碼區內每三個連續核苷酸，對應多肽鏈一個氨基酸，指導蛋白質合成。原核生物mRNA稱多順反子mRNA，而真核生物mRNA稱單順反子mRNA。

基因突變在進化上具有重要意義，它是形成生物多樣性主要因素之一。同時基因突變可以改變遺傳信息，導致疾病。導致基因突變因素有自發、物理、化學因素等，基因突變可直接影響蛋白質一級結構和空間結構，導致疾病或對疾病易感。

基因命名的基本原則是簡明、獨特、能夠表達基因的特征或功能。基因符號的命名也應遵循獨特、簡短、僅含有大寫拉丁字母或大寫字母和阿拉伯數字、不應含有標點符號的基本原則。

1．重點內容：基因轉錄調控相關序列；多順反子，單順反子；基因組的概念；病毒、細菌及真核生物基因組的結構特征。

2．難點內容：基因的結構特點，真核生物基因組的結構特征。

三、學時安排

5學時

第三章 基因表達與基因表達調控

一、目的要求：

（一）掌握：遺傳信息表達，轉錄，翻譯，有意義鏈，轉錄模板鏈，開放閱讀框，遺傳密碼等基本概念。基因表達，管家基因，組成性基因表達，誘導表達，阻遏表達，協調表達，表達調控，反式作用因子，表達組織特異性等基本概念；乳糖操縱子的結構及其調節機制。

（二）熟悉：原核生物RNA和蛋白質的生物合成基本過程，真核生物RNA和蛋白質合成特點；真核生物基因表達調控的各個水平，DNA水平調控的不同方式，反式作用因子的主要特點和調節方式，轉錄后調控的不同環節，翻譯水平和翻譯后水平調控的基本環節

（三）、了解：了解轉錄和翻譯后的加工。反式作用因子結構域模式和反式作用因子的作用方式，基因表達的組織特異性和時相性。

二、主要內容

原核生物基因表達調控主要是在轉錄水平和翻譯水平。轉錄水平的調控涉及啟動子、S因子、阻遏蛋白、正調控蛋白等多種因素，翻譯水平的調控則涉及SD序列、mRNA的穩定性及翻譯產物的調控。

真核生物基因表達調控環節較多，在DNA水平可通過染色體丟失、基因擴增、基因重排、DNA甲基化以及染色質結構改變影響基因表達；在轉錄水平則主要通過反式作用因子的作用調控轉錄因子與TATA盒的結合、RNA聚合酶與轉錄因子-DNA復合物的結合以及轉錄起始復合物的形成；在轉錄后水平主要通過RNA修飾、剪接及mRNA運輸的控制來影響基因表達；影響翻譯水平的因素有影響翻譯起始的陰遏蛋白、5`AUG、5` 端非編碼區的長度等，另外還存在小分子反義RNA對翻譯調控。翻譯后蛋白質修飾和定位也是表達調控的重要環節。

同時近年提出的有關基因表達的統一理論慚被認識。從而形成一個完整的調控網絡。

1、重點內容：

原核生物轉錄水平的調控機制；真核生物轉錄水平的調控機制；真核生物轉錄后水平的調控機制。

2、難點內容：

原核生物轉錄水平的調控機制。

三、學時安排

4學時

第四章 基因分析的基本策略

一、目的要求

（一）掌握：Southern 雜交和PCR等技術原理及在分析基因拷貝數的應用；Northern blot和RT-PCR技術原理及在基因轉錄水平變化分析中的應用；

（二）熟悉：Western blot 原理及在特定基因產物-蛋白質分析中的應用。

（三）了解：DNA序列測定的原理及其主要應用；RNA酶保護試驗原理及應用；原位雜交技術；DNA微陣列技術原理； 流式細胞術的應用；免疫 組化方法的應用。

二、主要內容

基因分析是一種策略性很強的工作，有許多技術可以用于基因分析，正確選擇實驗技術方法和基因分析切入點是進行基因分析首先要考慮的問題。根據信息中心法則，DNA是遺傳信息的攜帶者，RNA是基因的轉錄產物，蛋白質是結構基因的最終產物，因此，分析基因可從DNA、RNA、蛋白質水平上進行。同時研究者善于將各種技術有機結合起來，根據研究目的篩選適當技術方法，也可先制定研究策略，再進行實驗技術路線設計。

1、重點內容：Southern 雜交和PCR等技術原理及應用；Northern blot和RT-PCR技術原理及應用Western blot 原理及應用。

2、難點內容：RNA酶保護試驗原理及應用。

三、學時安排

3學時

第五章基因功能分析的基本策略

一、目的要求

（一）掌握：轉基因模型研究基因的功能原理、基因敲除技術原理、利用基因沉默技術對基因功能進行分析的原理

（二）了解；三種實驗技術的操作過程及注意事項

二、主要內容

基因功能分析可以在DNA、RNA和蛋白質水平上采用不同的技術和模 型來實現。模式生物是研究基因功能不可缺少的工具，轉基因小鼠和基因敲除技術是目前研究特定基因功能最常用的動物模型，轉染細胞是利用轉基因技術建立的細胞模型。RNA干涉技術能夠實現在RNA水平上暫時關閉特定基因的方法。各種方法都具有各自的特點及局限性，研究者可根據不同目的篩選最合適方法與模型，實現對特定基因功能的研究目的。

1、重點內容：轉基因技術、基因敲除技術及RNA干涉技術原理

2、難點內容：轉基因技術、基因敲除技術及RNA干涉技術各自優點及局限性

三、學時安排

3學時

第六章 基因工程與體外表達

一、目的要求：

（一）、掌握：常用克隆載體；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細胞中表達的原理和方法。

（二）、熟悉：限制性核酸內切酶和其他常用工具酶的概念和特點；定點誘變技術原理。

（三）、了解：昆蟲表達系統；酵母表達系統。

二、主要內容：

基因工程指在體外對DNA分子按照既定的目的與方案進行剪切和重新連接，或將DNA中某個位點進行人工替換或刪除，改造基因結構，然 后利用轉化、轉染、感染等方法將重組DNA導入宿主細胞，使DNA片段得到擴增。DNA的體外剪切和重新連接是在限制性核酸內切酶、邊接酶以及其他修飾酶的參與下進行的。不同目的的克隆基因需要不同的載體，常用的載體有質粒、噬菌體和粘性質粒等。載體可與外源DNA在體外連接，構成重組DNA分子，導入相應的宿主細胞，能在宿主細胞中自行復制與表達。

克隆的基因可進一步用于表達有關基因的產物，進行DNA序列分析，基因治療，研究基因表達的調節因子以及基因的功能等。還可通過寡核苷酸介導法、含U模板法、PCR介導的定點誘變法等技術，定向改變克隆基因的序列結構，從而改造相應蛋白的結構。

基因工程在得到重組體后，通常利用大腸桿菌、哺乳動物細胞、昆蟲、酵母等表達系統進行克隆基因的體外表達。

1、重點內容：基因克隆的基本操作過程。

2、難點內容：α－互補篩選；陽性轉染細胞的篩選；定點誘變技術原理。

三、學時安排：

6學時

第七章 基因診斷(自學)

一、目的要求：

（一）掌握：基因診斷的基本概念；掌握基因診斷中常用的分子生物學技術——核酸分子雜交、聚合酶鏈式反應（PCR）、單鏈構象多態性（SSCP）檢測、限制性酶酶譜分析、DNA序列測定、DNA 芯片技術；

（二）熟悉基因診斷的基本方法；

（三）了解遺傳病、感染性疾病以及腫瘤的基因診斷的策略；了解基因診斷在法醫學中的應用。

二、主要內容：

基因診斷已成為臨床實驗醫學的一個重要組成部分。PCR擴增和分子雜交是現代基因診斷技術的基本方法，基因診斷的基本操作流程是：樣本抽提、樣本擴增、分子雜交和信號檢測。遺傳病的基因診斷主要是針對DNA分子的遺傳分析技術，其基本方法學包括連鎖分析和直接診斷。用作連鎖分析的遺傳標志物主要有RFLP、STR、SNP。用于遺傳分析的代表性直接診斷技術有：用于DNA制圖的Southern印跡法、用于檢測點突變的ASO分子雜交法以及用于識別STR序列的PCR直接擴增法等。同時基因診斷技術已經成為現代法醫學的重要內容。

1、重點內容：各種檢測方法原理

2、難點內容：各自優點及缺點

三、學時安排

3學時

第八章 基因治療(自學)

一、目的要求：

（一）掌握：基因治療、基因標記、基因置換、基因添加、基因干預、反義RNA、核酶等基本概念；

（二）熟悉：基因轉移技術，逆轉錄病毒、腺病毒和腺相關病毒載體的特點；熟悉腫瘤基因治療思路，理解抑癌基因治療原理、實驗研究和臨床試驗及腫瘤的免疫基因治療；理解反義RNA在基因治療中的意義和應用；

（三）了解：了解其它基因轉移方法；了解核酶及三鏈DNA在基因治療中的意義和基本原理；了解基因治療的前景與問題。

二、主要內容

基因治療是指以改變人類遺傳物質為基礎的生物醫學學治療，即通過一定方式將人正常或野生型基因或有治療作用的DNA順序導入人體靶細胞，以矯正或轉換致病基因的治療方法。目前開展基因治療方案采取的策略包括：用正常基因置換染色體上致病基因，將正常基因轉移至患者的宿主細胞，使治療基因代替致病基因表達正常蛋白質而發揮作用；向患者體內或腫瘤細胞內導入腫瘤抑制基因，以抑制其表達；也可用反義RNA、SiRNA、核酶、肽核酸抑制或封閉有害基因mRNA表達；也可將抗體、細胞因子等基因導入腫瘤細胞以激活體內免疫細胞活力，增強患者免疫力。

治療基因導入體內方法有非病毒方法與病毒方法，非病毒方法包括直接注射法、電穿孔法、脂質體轉運法，其方法安全性好但效率低。與病毒方法各具有不同優缺點。

1、重點內容：基因治療概念、基因治療策略方法、2、難點內容：治療基因導入體內方法，各自優缺點、病毒載體結構特點；核酶及三鏈DNA在基因治療的原理

三、學時安排

3學時

第九章 基因組學與醫學(自學)

一、目的求：

（一）掌握：基因組學、人類基因組計劃、基因病和SNP的概念；結構基因組學、功能基因組學的概念及研究內容。

（二）熟悉：比較基因組學的概念；疾病相關基因的鑒定策略。

（三）了解：基因組學與醫學的關系。

二、主要內容

人類基因組計劃的研究目標是闡明構成人類基因組的全部DNA的結構；闡明基因的編碼方式和分布特點；理解基因及其調控序列之間的相互關系；理解DNA全部序列所蘊藏的意義。該計劃包括為遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜、轉錄圖譜分析。

功能基因組學是研究基因組中所有基因功能的學科。功能基因組學是從基因整體水平對基因的活動規律進行探討，其研究內容主要包括基因組的表達、蛋白質產物的功能、基因組多樣性的研究、基因組功能注釋。

1、重點內容：人類基因組計劃、功能基因組學的研究內容。

2、難點內容：功能基因組學的研究內容。

三、學時安排 2學時

四、實驗內容及學時安排

1大腸桿菌質粒DNA的提取 3學時 2瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 3學時 3 DNA純度、濃度和分子量的測定 4學時 4大腸桿菌感受態細胞的制備與轉化 4學時 5動植物基因組DNA的提取與純化 4學時

第四篇：南開分子生物學本科教學大綱

《分子生物學》

教學大綱

第一、總綱

《分子生物學》是為三年級本科生開設的一門基礎必修課，該課程是在學生完成《微生物學》、《遺傳學》和《生物化學》等課程的學習后開設的，總學時為45學時，2.5個學分。采用我校陳啟民教授等編寫的教科書《分子生物學》（南開大學出版社2001年12月出版）中的部分章節為基本教材，同時選用英文編寫的教科書《Molecular Biology》和《Molecular Biology of The Cell》（Alberts B.等主編，Garland Publishing出版社出版，第三版）為輔助教材。

（一）指導方針

通過《分子生物學》課程的學習，使學生初步掌握分子生物學的概念和建立分子生物學的理論體系，對分子生物學的整體發展有比較清楚的了解。熟悉分子生物學的常用研究方法的原理和研究策略，了解分子生物學研究的前沿領域和發展趨勢。培養學生對分子生物學研究的興趣。理論聯系實際，能較熟練地查閱和閱讀分子生物學專業的英文文獻，并能夠理解和表述。

（二）教學方式

采用中國語和英語相結合的雙語教學，以中國語講解為主，部分內容用英語講述后，再用中國語簡要說明，力求學生對所講述的內容完全理解。以多媒體power point為教學輔助用具，部分內容采用動畫和原版英語解說，最后再用中國語簡要說明，力求學生對所講述的內容完全理解。采用“教、學互動”的學習方式，鼓勵學生上臺，組織學生課外論文報告會，由學生報告綜述和課題設計開題報告。在課堂上進行學術討論，開拓學生的科研思維。作業為每人寫一篇綜述論文，并選一篇英文論文翻譯為中文，該作業計作為平時成績。

（三）考核形式

采取綜合考核，包括筆試和平時成績兩部分。筆試為課堂上講授的內容，成績計100分；平時成績包括寫綜述論文和以分子生物學專業研究為內容的英文論文翻譯（英譯漢），平時成績優秀者，在最后成績中適當加分，對在課堂上表現優秀的學生可在最后成績中適當加分。第二、學習內容

《分子生物學》課程的學習內容分為三個部分：

（一）分子生物學概論，9學時；

（二）分子生物學基本理論，30學時；

（三）分子生物學研究前沿，6學時。

一、分子生物學基本概論（9學時）第一章 分子生物學的特征（3學時）(了解)

一、分子生物學的研究范圍

二、生物化學與分子生物學之間的關系與區別

三、分子生物學的形成及其發展過程

四、21世紀分子生物學發展的趨向

第二章 分子生物學的研究策略（3學時）(熟悉)一.分子生物學實驗室的組成和設備 二.分子生物學研究的主要技術手段 三.分子生物學的研究策略

第三章 學習分子生物學的方法（3學時）(了解)

一、如何閱讀英文文獻

二、分子生物學研究入門

三、如何寫分子生物學學術論文

二、分子生物學基本理論（30學時）

第一章 生物大分子結構的基礎知識（3學時）(掌握)第一節 大分子結構常用名詞及其含義

一、構形

二、構象

第二節 生物大分子的螺旋結構 第三節 維持生物大分子結構的力 一．氫鍵 二．疏水力

第四節 生物大分子相互作用的原理 一．擴散作用

二．專一性相互作用 三．平衡常數

第八章 真核生物的基因組結構(掌握)第一節 真核生物基因組的C值與特點 一．基因組的復雜性 二.生物基因組的特點

第二節.真核生物基因組DNA序列的類型 一．DNA復性的動力學

二．真核生物基因組DNA復性動力學的序列類型 三．串聯重復序列

第三節 基因家族和基因簇 一.基因家族 二.基因簇

第四節 斷裂基因 一.斷裂基因的發現 二.斷裂基因的結構

三.內含子的起源與作用 第五節 真核基因組的包裝 一.真核細胞染色質的結構 二.核骨架與核骨架結合元件

第六節 酵母和線蟲的基因組結構 一.酵母基因組的結構 二.線蟲基因組結構

第九章 原核生物基因表達與控制(6學時)(第一節 細菌的轉錄調控

一．細菌操縱子

二．阻遏物與激活物

三．正調控和負調控

四．誘導物和共阻遏物

五．正負調控的遺傳學證據

第二節 負調控

一．Lac操縱子的遺傳學

二．Lac突變的互補實驗

三．順式作用的lac突變

四．Lac-顯性突變體

五．組成型突變體的互補實驗

六．順式作用的LacOc突變

七．反式顯性組成型突變

八．Jacob和Monod的lac操縱子模型

九．Lac操縱子的修正

十．Lac操縱子的分解代謝產物阻遏

十一.Lac調控區的結構

十二.Lac操縱子的實際應用 第三節 E.coli gal操縱子

一．阻遏物：Gal和GalS 二．兩個gal操縱基因：galOE和galOI 三．兩個gal啟動子和分解代謝產物阻遏 第四節 生物合成操縱子的調控

一．生物合成操縱子的幾個概念

二．E.coli trp 操縱子 第五節 正調控

一．E.coli L-阿拉伯糖操縱子

二．E.coli 麥芽糖操縱子

三．tol操縱子 第六節 反饋抑制

一．色氨酸合成的反饋抑制

二．異亮氨酸－結氨酸反饋抑制

三．反饋抑制的機制

掌握)第七節 cAMP調控

一．分解代謝物敏感操縱子

二．cAMP和它的結合蛋白

三．CAP-CAMP的 激活作用

第八節 核糖體和tRNA合成的調節

一．核糖體蛋白

二．核糖體蛋白和rRNA 三．核糖體蛋白的基因

四．核糖體蛋白合成的調節

五．rRNA和tRNA的調節

第十章 真核生物基因表達與調控（3學時）(第一節 染色質結構與基因轉錄

一．染色質重構與活性染色質的形成二．組蛋白修飾與染色質構型

三．DNA甲基化與轉錄抑制

四．核基質與基因活化

第二節 真核基因的轉錄調節

一．基礎轉錄及其調節

二．調節真核基因轉錄的順式作用元件

三．反式作用因子的結構和功能

四．轉錄因子的活性調節

第三節 轉錄產物的加工與轉錄后調節

一．RNA結合蛋白的結構與功能

二．轉錄本的可變剪接及其調節

三．RNA編輯

四．轉錄本的核輸出的調節 第四節 翻譯效率及其調節因素

一．5’UTR結構與翻譯起始的調節

二．蛋白質磷酸化對翻譯效率的影響

三．3’UTR結構與mRNA穩定性調節

四．mRNA的細胞質定位

五．蛋白質的修飾，折疊與分選

第十一章 DNA突變與修復（3學時）(掌握)第一節 概述

第二節 DNA修復的證據

第三節 特殊修復途徑

一．堿基脫氨

二．活性氧引起的DNA損傷

三．烷基化作用

四．嘧啶二聚體

五．體外誘變技術 第四節 一般修復機制

一．甲基介導的錯配修復系統

二．核苷酸切補修復

掌握)三．復制后修復或重組修復

四．DNA鏈交聯修復

五．SOS誘導修復

六．其他din基因

七．E.coli修復途徑

第五節 噬菌體修復途徑

第十二章 基因工程（3學時）(掌握)第一節 概述

第二節 工具酶及基因工程相關技術

一．用于基因克隆的核苷酸

二．其他工具酶

第三節 基因工程載體

一．基因工程的基本問題

二．質粒

三．λ噬菌體載體

四．單鏈噬菌體載體

第四節 DNA克隆

一．基因克隆的全過程

二．克隆載體

三．克隆DNA進入克隆載體

四．克隆技巧

第五節 原核生物基因克隆和鑒定

一．DNA文庫構建

二．檢出目的克隆

三．在克隆DNA上定位基因

第六節 原核生物基因克隆的應用

一．DNA序列分析

二．表達載體

三．定點誘變

第七節 聚合酶鏈反應

一．引物

二．DNA聚合酶

三．RT-PCR 第八節 真核生物基因工程

一．cDNA基因文庫的構建

二．酵母菌基因工程

三，植物基因工程

四．動物基因工程

第十四章 免疫的分子生物學（3學時）(掌握)第一節 概述

第二節 典型抗體分子結構

一．IgG抗體含有四條多肽鏈

二．H鏈和L鏈均由恒定區和可變區組成三．抗體分子很容易裂解成功能不同的片段 四．Ig分子富有柔韌性，尤其在鉸鏈區

五．Ig分子的每一功能域存在相似的結構域

六．小節

第三節 抗體分子與特異抗原的相互作用

一．高度可變序列的定位區域形成抗原結合位點

二．小分子結合到重鏈、輕鏈V結構域之間的凹刻上 三．抗體結合到天然蛋白抗原表面的擴展位點

四．抗原抗體相互作用涉及各種作用力

五．小結

第四節 體液免疫應答多樣性的產生

一．在抗體產生細胞中Ig的基因的重排

二．分離的基因片段經過體細胞重組產生完整的V區 三．V區基因片段存在的多拷貝

四．V、D、J基因片段重排由兩側的DNA序列引導 五．抗體多樣性的產生經過四個主要階段

六．在不同的組合中使用不同的重組基因片段 七．編碼V區基因片斷之間的結合處核苷酸的增減導致第三個高可變區的多樣性

八．V基因片斷的體細胞重組需要特殊的酶

九．體細胞高度突變使重排的V基因進一步多樣化 十．小結

第五節 Ig恒定區的結構變化

一.通過重鏈恒定區的結構來區分主要的Ig同型 二.IgM和IgA能形成多聚體 三.IgC區決定功能特異性

四.免疫應答過程中同一個VH外顯子可能與不同的CH基因聯合 五.Ig之間的差異可通過抗體檢測

六.跨膜和分泌型Ig是由不同的重鏈轉錄體產生的 七.小結

第十五章 病毒的分子生物學（3學時）(掌握)第一節 分子病毒學的研究內容 一．病毒基因組的結構與功能

二．病毒基因組的復制和表達調控 三．病毒對宿主細胞的影響 四．病毒與腫瘤的發生

五．病毒基因工程疫苗及病毒載體

第二節 乙型肝炎病毒的分子生物學

一.乙型肝炎病毒基因組的結構與功能

二.乙型肝炎病毒x基因與肝癌發病的關系 第三節 DNA病毒的分子生物學 一．腺病毒的發現

二．腺病毒的毒粒結構 三．基因組結構 四．腺病毒的復制 五．腺病毒的基因轉錄 六．腺病毒與腫瘤

七.腺病毒作為基因治療的載體 第四節 RNA病毒的分子生物學 一．HCV的發現

二．HCV基因組的結構與功能 三．HCV基因組的復制

第五節 反轉錄病毒的分子生物學 一．艾滋病與HIV 二．病毒的結構與生活周期 三．病毒基因組的結構與功能

四．病毒基因轉錄的調節

五．病毒基因轉錄后調節

六．病毒基因在翻譯水平的調節和翻譯后調節

第六節 亞病毒的分子生物學

一．類病毒

二．衛星RNA和衛星病毒

三．朊病毒

第十六章 蛋白質工程及蛋白質組學(3學時)(掌握)第一節 概述

一．蛋白質工程的概念及流程

二．蛋白質工程所應用的技術

第二節 蛋白質工程研究進展及展望

一 蛋白質工程在認識蛋白質分子中的作用

二．蛋白質工程在醫藥衛生領域的應用

三．蛋白質工程在食品工業中的應用

第三節 蛋白質組概述

一．蛋白質組學產生的背景

二．蛋白質組以及蛋白質組學的概念

三．蛋白質組學的研究技術和內容

第四節 蛋白質組研究的進展

一．原核及簡單真核生物的蛋白質組研究

二．多細胞真核生物的蛋白質組研究 第十七章 腫瘤分子生物學（3學時）(掌握)第一節 癌細胞

一．癌的生物學和細胞學特征

二．培養細胞的生長

三．體外細胞的轉化

四.腫瘤轉移

第二節 病毒癌基因

一．腫瘤病毒

二．反轉錄病毒癌基因

三．反轉錄病毒癌基因起源

第三節 細胞癌基因和腫瘤抑制基因 一．細胞癌基因的鑒定

二．細胞癌基因的激活

三．腫瘤抑制基因的發現

四．腫瘤抑制基因

第四節 癌基因和腫瘤抑制基因的功能

一．生長因子

二．生長因子受體和蛋白激酶

三．轉錄因子

四．促分裂信號轉導途徑

五．細胞周期調控

六．發育、分化和細胞凋亡

第五節 病毒癌基因、細胞癌基因和腫瘤抑制基因之間的相互關系

三、分子生物學研究前沿（6學時）(熟悉)

（一）細胞凋亡

（二）干細胞

（三）分子生物學研究技術進展及其應用

（四）基因疫苗

第三、第二課堂活動

1.將生科院內能從事分子生物學實驗的實驗室統計后, 組織學生參加科研活動, 計劃組織3-5個科研小組, 每組2-3人, 在課程結束前, 進行論文報告會。

2.學生每人寫一篇分子生物學方面研究的綜述, 算課外成績, 選出優秀的文章在課程結束前的論文報告會上報告。

3.學生每人翻譯一篇分子生物學方面研究的英文論文, 算課外成績。4.組織學生論文報告會（2-3小時）, 要求用英語進行, 也可用中國語。對優秀者進行獎勵，在總成績中加分。

第五篇：《生物化學與分子生物學》教學大綱

分子生物學（Molecular Biology）

（50學時）

一、前言

本課程面向生物技術專業和生物科學專業，學時50，學分3，屬于專業必修課，先修課程為生物化學。

二、課程的性質、地位和任務：

本課程首先介紹分子生物學的含義,它在生命科學中的位置、發展現狀及展望以及基因組織包括DNA結構、復制、突變、修復和重組。同時兼顧學科發展動向,著重涉及當今分子生物學應用技術即分子克隆工具酶、電泳技術、載體、DNA及RNA制備、構建DNA文庫、遺傳轉化、基因表達、PCR、RFLP、RAPD,還介紹了蛋白質合成及分析。旨在使研究生了解現代分子生物學理論的新進展并為相關學科從分子水平上闡明問題提供知識和技術。

三、教學基本要求和方法：

通過對本課程的學習，要求學生掌握基因概念在分子水平上的發展與演變、基因的分子結構和特點、基因的復制、基因表達（在轉錄、翻譯水平）的基本原理、基因表達調控的基本模式、基因發生突變與交換及DNA遺傳多型性檢測的分子生物學原理。

四、授課教材及主要參考書目 教材：

P.C.Turner,A.G.McLennan,A.D.Bates&M.R.H.White 1999 分子生物學（Molecular Biology）科學出版社

參考書目：

黃翠芬 1987 遺傳工程理論和方法 科學出版社 盛祖嘉等 1988 分子遺傳學 復旦大學出版社 齊義鵬 1989 基因工程原理和方法 武漢大學出版社 吳乃虎 1991 基因工程原理 高等教育出版社 1998 基因工程原理(第二版)科學出版社 金冬雁 黎孟楓等譯 1992 分子克隆實驗指南 科學出版社 謝友菊 1992 遺傳工程概論 北京農業大學出版社 閻隆飛、張玉麟 1993 分子生物學 北京農業大學出版社 閻隆飛、張玉麟 1997 分子生物學(第二版)北京農業大學出版社 徐洵、劉震乾 1993 DNA重組技術 科學出版社 盧圣棟 1993 現代分子生物學實驗技術 高等教育出版社 李德葆 徐平1994 重組DNA原理和方法 淅江科學技術出版社 孫志賢 1995 現代生物化學理論與研究技術 軍事醫學科學出版社 林萬明等 1995 PCR技術操作和應用指南 人民軍醫出版社 金冬雁 1996 英漢分子生物學與生物工程詞匯 科學出版社 1998 基因及其操作原理 武漢大學出版社 金冬雁等 1996 核酸和蛋白的化學合成與序列分析 科學出版社 夏其昌 1997 蛋白質化學研究技術與進展 科學出版社 科學出版社名詞室 1997 英漢生物學詞匯（第二版）科學出版社 朱玉賢等 1997 現代分子生物學 高等教育出版社 瞿禮嘉等 1998 現代生物技術導論 高等教育出版社 Robert.F.Weaver 2000 分子生物學(in English)科學出版社 Sambrook J.等 1982 Molecular Cloning;A Laboratiry Manual 1989(2nd edition)Cold Spring Harbor Laboratory Press Turner等 1999 分子生物學(in English)科學出版社

五、教學內容及學時分配： 第一章 細胞與大分子（2學時）

1、目的要求：掌握細胞和大分子的分類及用以分析的一些方法。

2、要點： 第一節 細胞分類

1.真細菌 2.古細菌 3.真核生物 4.分化 第二節 亞細胞器

1.細胞核 2.線粒體與葉綠體 3.內質網 4.微體 5.細胞器的分離 第三節 生物大分子

1.蛋白質和核酸 2.多糖 3.脂類 4.復雜大分子 第四節 大分子的組裝

1.蛋白質復合體 2.核蛋白 3.膜

4.非共價相互作用

第二章 原核與真核生物的染色體結構（2學時）

1、目的要求：掌握DNA如何整合進原核和真核生物復雜的基因組中。

2、要點

第一節 原核生物的染色體結構

1.大腸桿菌染色體 2.DNA結構域 3.基因組超螺旋 4.DNA結合蛋白 第二節 染色質結構

1.染色質 2.組蛋白 3.核小體 4.H1的功能 5.連接DNA 6.30nm纖絲 7.高級結構

第三節 真核生物的染色體結構

1.有絲分裂染色體 2.著絲粒 3.端粒 4.間期染色體 5.異染色質 6.常染色質 7.DNaseⅠ超敏性 8.CpG甲基化 9.組蛋白變異體和修飾 第四節 基因組復雜度

1.非編碼DNA 2.復性動力學 3.單一序列DNA 4.串聯基因簇 5.分散重復DNA 6.衛星DNA 7.遺傳多態性 第五節 遺傳信息流

1.中心法則 2.原核基因表達 3.真核基因表達

第三章 DNA復制（4學時）

1、目的要求：重點掌握DNA復制的過程，DNA復制在原核生物與真核生物中的區別。

2、要點：

第一節 DNA復制概述

1.半保留機制

2.復制子、復制起點與終點 3.半不連續復制 4.RNA引導 第二節 細菌的DNA復制

1.實驗系統 2.起始 3.解旋 4.延伸 5.終止與分離 第三節 細胞周期

1.細胞周期 2.細胞周期4個時期 3.檢驗點及其調控

4.細胞周期蛋白和依賴于細胞周期蛋白的激酶 5.E2F和RB的調控

6.細胞周期的激活、抑制與癌癥 第四節 真核生物的DNA復制

1.實驗系統 2.起始點與起始 3.復制叉 4.核基質 5.端粒的復制

第四章 DNA損傷、修復與重組（4學時）

1、目的要求：了解導致DNA損傷的因素，掌握基因誘變、DNA重組和DNA修復的概念和方法。

2、要點： 第一節 誘變

1.突變 2.復制忠實性 3.物理誘變劑 4.化學誘變劑 5.直接誘變 6.間接誘變 第二節 DNA損傷

1.DNA損傷 2.氧化性損傷 3.烷基化 4.聚化加合物 第三節 DNA修復

1.光復活 2.烷基轉移酶 3.切除修復 4.錯配修復 5.遺傳性的修復缺陷 第四節 重組

1.同源重組 2.位點特異性重組 3.轉座作用

第五章 基因操作（4學時）

1、目的要求：掌握現有的對DNA進行操作的技術，學習用簡單的DNA克隆策略圖說明問題。

2、要點：

第一節 DNA克隆概述

1.DNA克隆 2.宿主和載體 3.亞克隆 4.DNA文庫 5.篩選文庫 6.克隆分析 第二節 質粒DNA的制備

1.載體質粒 2.質粒的小量制備 3.堿裂解 4.酚抽提 5.乙醇沉淀 6.氯化銫梯度 第三節 限制酶與電泳

1.限制性內切核酸酶 2.識別序列 3.黏末端 4.限制性酶解 5.瓊脂糖凝膠電泳 6.DNA片段的分離

第四節 連接、轉化與重組體分析

1.DNA連接 2.重組DNA分子 3.堿性磷酸酶 4.轉化 5.篩選 6.轉化率 7.篩選轉化子 8.轉化子的增殖與保存 9.凝膠分析 10.插入片段定向

第六章 克隆載體（4學時）

1、目的要求：了解常用的適合于各種用途的克隆載體。

2、要點：

第一節 質粒載體的設計

1.連接產物 2.雙抗生素抗性 3.藍—白顏色篩選 4.多克隆位點 5.已克隆插入片段的轉錄 6.表達載體 第二節 噬菌體載體

1.λ噬菌體 2.λ置換型載體 3.包裝與侵染 4.噬菌斑的形成 5.λ溶原體 6.M13噬菌體載體 7.克隆到M13 8.質粒—M13雜合載體 第三節 黏粒、YAC與BAC 1.大片段DNA的克隆 2.黏粒載體 3.YAC載體

4.用釀酒酵母的篩選 5.BAC載體 第四節 真核生物載體

1.克隆到真核生物 2.轉染真核細胞 3.穿梭載體 4.酵母附加型質粒 5.根癌農桿菌Ti質粒 6.桿狀病毒 7.哺乳動物病毒載體 8.直接基因轉移

第七章 基因文庫與篩選（4學時）

1、目的要求：介紹用DNA文庫來分離篩選新的基因序列的過程與方法。

2、要點：

第一節 基因組文庫

1.具代表性的基因文庫 2.文庫大小 3.基因組DNA 4.載體 第二節 cDNA文庫

1.mRNA分離、純化與分級分離 2.cDNA的合成 3.cDNA末端的處理 4.與載體的連接 第三節 篩選流程

1.篩選 2.菌落及噬菌斑雜交 3.表達篩選 4.雜交扣留與釋放 5.染色體步移

第八章 克隆DNA的分析與應用（2學時）

1、目的要求：了解涉及DNA測序和克隆序列分析方面的一些更加復雜和詳細的方法，熟練掌握PCR技術的原理和過程。

2、要點：

第一節 克隆的鑒定

1.鑒定 2.限制圖譜 3.部分酶解 4.核酸標記 5.DNA和RNA雜交 第二節 核酸測序

1.DNA測序 2.RNA測序 3.序列數據庫 4.序列分析 5.基因組測序計劃 第三節 聚合酶鏈式反應

1.PCR 2.PCR循環 3.模板 4.引物 5.酶

6.PCR的條件優化 7.PCR派生技術 第四節 克隆基因的組構

1.組構

2.在基因組DNA上定位cDNA 3.S1核酸酶作圖 4.引物延伸 5.凝膠阻滯 6.DNaseⅠ足跡法 7.報道基因 第五節 克隆基因的誘變

1.缺失突變 2.定點誘變 3.PCR誘變 第六節 克隆技術的應用

1.應用 2.重組蛋白 3.遺傳修飾生物體 4.DNA指紋分析 5.醫學診斷 6.基因治療

第九章

原核生物的轉錄（3學時）

1、目的要求：熟練掌握原核生物基因轉錄的原理、過程。

2、要點：

第一節 轉錄的基本原則

1.轉錄概述 2.起始 3.延伸 4.終止

第二節 大腸桿菌RNA聚合酶

1.大腸桿菌RNA聚合酶 2.α亞基 3.β亞基 4.β’亞基 5.σ因子 第三節 大腸桿菌σ70啟動子

1.啟動子序列 2.啟動子大小 3.-10序列 4.-35序列 5.轉錄起始點 6.啟動子效率

第四節 轉錄的起始、延伸與終止

1.啟動子結合 2.DNA解旋 3.RNA鏈起始點 4.RNA鏈延伸 5.RNA鏈終止 6.依賴ρ的轉錄終止

第十章

原核生物的轉錄調控（3學時）

1、目的要求：熟練掌握一些被細菌用來調控特定基因表達的精細機制。

2、要點：

第一節 乳糖操縱子

1.操縱子 2.乳糖操縱子 3.乳糖阻抑物 4.誘導 5.cAMP受體蛋白 第二節 色氨酸操縱子

1.色氨酸操縱子 2.色氨酸阻抑物 3.弱化子 4.前導RNA結構 5.前導肽 6.弱化作用 7.弱化的重要性

第三節 不同σ因子對轉錄的調節

1.σ因子 2.啟動子識別 3.熱休克

4.枯草桿菌的孢子形成 5.噬菌體σ因子

第十一章

真核生物的轉錄（2學時）

1、目的要求：熟練掌握真核生物基因轉錄的基本原理和過程。

2、要點：

第一節 三種RNA聚合酶：性質與功能

1.真核生物RNA聚合酶 2.RNA聚合酶亞基 3.真核生物RNA聚合酶的活性 4.RNA聚合酶Ⅱ的CTD 第二節 RNA聚合酶Ⅰ基因：核糖體重復

1.核糖體RNA基因 2.核仁的作用 3.RNA聚合酶Ⅰ啟動子 4.上游結合因子 5.選擇因子1 6.TBP與TAF1 7.其他rRNA基因

第三節 RNA聚合酶Ⅲ基因：5S基因與tRNA基因的轉錄

1.RNA聚合酶Ⅲ 2.tRNA基因 3.5S rRNA基因

4.可變的RNA聚合酶Ⅲ啟動子 5.RNA聚合酶Ⅲ的終止

第四節 RNA聚合酶Ⅱ基因：啟動子與增強子

1.RNA聚合酶Ⅱ 2.啟動子 3.上游調控元件 4.增強子

第五節 通用轉錄因子與RNA聚合酶Ⅱ的起始

1.RNA聚合酶Ⅱ的基本轉錄因子 2.TFⅡD 3.TBP 4.TFⅡA 5.TFⅡB與RNA酶的結合 6.RNA聚合酶進入之后的結合因子 7.TFⅡH作用下的CTD磷酸化 8.起始轉錄復合體

第十二章

真核生物的轉錄調控（2學時）

1、目的要求：掌握一些重要的真核細胞基因的轉錄調控的例子。

2、要點：

第一節 真核生物的轉錄因子

1.轉錄因子結構域結構 2.DNA結合結構域 3.二聚體結構域 4.轉錄激活結構域 5.阻抑物結構域 6.轉錄調控的對象 第二節 轉錄調控舉例

1.組成性轉錄：SP1 2.激素調控：類固醇激素受體 3.磷酸化調控：STAT蛋白 4.轉錄延伸：HIV Tat 5.細胞決定：myoD 6.胚胎發育：同源域蛋白

第十三章 RNA加工與核糖核蛋白復合體（4學時）

1、目的要求：熟練掌握從新生RNA到成熟RNA分子的加工過程。

2、要點：

第一節 rRNA加工與核糖體

1.RNA的加工類型 2.原核生物的rRNA加工 3.真核生物的rRNA加工 4.核糖核蛋白復合體及其研究 5.原核生物的核糖體 6.真核生物的核糖體

第二節 tRNA的加工、RNA酶P和核酶

1.原核生物的tRNA加工 2.真核生物的tRNA加工 3.核糖核酸酶P 4.核酶

第三節 mRNA加工、hnRNP和snRNP 1.mRNA的加工 2.hnRNP 3.snRNP顆粒 4.5’端加帽 5.3’端剪切及加尾 6.剪接

7.前mRNA的甲基化 第四節 可變mRNA加工

1.可變加工 2.可變poly(A)位點 3.可變剪接 4.RNA編輯

第十四章

遺傳密碼與tRNA（2學時）

1、目的要求：掌握遺傳密碼的特點以及tRNA在翻譯過程中的作用。

2、要點： 第一節 遺傳密碼

1.特性 2.破譯 3.特征 4.突變的效應 5.通用性 6.可讀框 7.重疊基因

第二節 tRNA的結構與功能

1.tRNA的一級結構 2.tRNA的二級結構 3.tRNA的三級結構 4.tRNA功能 5.tRNA的氨酰化 6.氨酰tRNA合成酶 7.校正

第十五章

蛋白質合成（4學時）

1、目的要求：熟練掌握RNA通過遺傳密碼翻譯成成熟蛋白質序列的過程。

2、要點：

第一節 蛋白質合成概述

1.密碼子與反密碼子的相互作用 2.擺動現象 3.核糖體結合位點 4.多聚核糖體 5.起始tRNA 第二節 蛋白質合成機制 1.基本過程 2.起始 3.延伸 4.終止

第三節 真核生物蛋白質合成的起始

1.基本過程 2.掃描 3.起始 4.延伸 5.終止

第四節 翻譯調控與翻譯后加工

1.翻譯調控 2.多蛋白 3.蛋白質定位 4.蛋白質修飾 5.蛋白質降解

第十六章

噬菌體與真核生物病毒（2學時）

1、目的要求：掌握重要的原核生物和真核生物病毒，了解它們對我們理解分子信息處理所作的貢獻。

2、要點： 第一節 病毒簡介

1.病毒 2.病毒基因組 3.復制策略 4.病毒毒性 第二節 噬菌體

1.一般特性

2.裂解性與溶源性侵染 3.噬菌體M13 4.λ噬菌體 5.轉座噬菌體 第三節 DNA病毒

1.DNA病毒基因組：復制與轉錄 2.較小DNA病毒 3.較大DNA病毒 4.單純皰疹病毒-1 第四節 RNA病毒

1.RNA病毒基因組的一般特性 2.病毒的反轉錄 3.反轉錄病毒 4.致癌性反轉錄病毒

5.反轉錄病毒基因組結構及其表達 6.反轉錄病毒的突變率

第十七章

腫瘤病毒與癌基因（2學時）

1、目的要求：從病毒的研究的進展以及分子生物學其他領域的知識累積了解癌癥的發生機制。

2、要點：

第一節 腫瘤病毒中的癌基因

1.癌癥 2.癌基因

3.致癌性反轉錄病毒 4.癌基因的分離 第二節 癌基因的分類

1.癌基因與生長因子 2.核癌基因 3.癌基因間的協同作用 第三節 腫瘤抑制基因

1.概述

2.腫瘤抑制基因存在的證據 3.RB1基因 4.P53基因 第四節 凋亡

1.凋亡

2.損傷或危險性細胞的清除 3.凋亡過程中細胞變化 4.線蟲中的凋亡作用 5.哺乳動物中的凋亡 6.凋亡在疾病和癌癥中的作用福建農林大學生物科學專業

本科生《生物化學與分子生物學實驗》教學大綱

80學時 3學分

一、課程的性質和任務

分子生物學和生物工程學是兩門新興的學科，無論對基礎理論研究，還是生產實踐都將產生巨大的影響。生物化學與分子生物學是這兩門學科的重要基礎，是一門實踐性很強的實驗課程。掌握和應用生物化學與分子生物學實驗技能，是學好這一課程的必要條件。

生物化學與分子生物學實驗技術不僅是生物化學教學重要的組成部分，而且在培養學生分析和解決問題的能力，嚴謹的科學態度和獨立工作的能力方面，有著不可替代的作用。

針對學生的培養方向，本課程以培養學生掌握生物技術與分子生物學研究的基礎實驗技能為主要目標，力圖最大限度地利用我校現有的實驗條件，使學生通過本課程的學習和實踐，接觸和掌握從事生物技術研究所必要的實驗手段。通過有限的實驗室實踐，涵蓋生物化學與分子生物學各個方面的實驗內容，以點帶面，突出重點，促進學生對生物化學與分子生物學課程學習內容的理解和掌握。

二、課程教學的基本要求

本課程的內容以蛋白質（含酶）、核酸及脂類的提取、分離、純化及鑒定為重點，兼及這些內容的定性和基團鑒定，以及糖類．維生素的實驗。本課程的實驗安排考慮到與化學基礎和后繼的專業實驗的銜接，盡量避免重復。在實驗項目安排方面，主要涉及提取、透析、凍干、層析、電泳、分光、離心、濃縮、PCR、分子雜交和基因表達等基礎實驗技能的訓練。在時間安排上，針對本科生的學習特點，盡量安排每一個實驗可以在２－３小時內完成，在課程結束前，適當安排少量綜合實驗，以培養學生應用實驗手段的綜合能力。

本課程教學總時數為8０學時，實驗技術原理采取以學生自習為主，課堂進行提要式的提示講解和必要的答疑的方式，使學生掌握實驗方法的基本原理和應用范圍。本課程強調實驗技能訓練的重要性，主要課時安排學生實驗，以便盡量提高學時利用率。為了節省基礎設施投資，提高儀器利用率，本課程采取開放式集中實驗的方式，要求學生在實施實驗之前，必須做好預習準備，擬好實驗方案，經任課教師認可后，方可進入實驗室做實驗。課堂講授與實驗課的比例為１：10。

我們在課程成績評定上，不以一次考試定音的傳統考試方式，而強調平時和考試并重，基礎理論和實驗技能相結合的綜合評定方式（理論３０％，實驗技能考試３０％，平時觀察和記錄４０％）。

三、課程教學大綱及學時分配 1 緒論（3學時）常用生物化學實驗技術及原理（自學）2.1 樣品處理 2.1.1 透析

2.1.2 薄膜濃縮與冷凍干燥 2.2 層析技術 2.3 電泳技術 2.4 光譜技術 2.5 離心技術 2.6 PCR技術 3 學生實驗

3.1 氨基酸的分離鑒定───紙層析法（3學時）

了解層析技術的一般原理、分類及應用范圍，重點掌握紙層層析法的原理及操作技術，用以分離游離氨基酸組分。3.2 多糖的薄層層析分離（5學時）

了解薄層層析的一般原理，掌握多糖的水解方法和硅膠G薄層層析的基本技術及其在可溶性糖分離鑒定中的應用。

3.3 瓊脂糖凝膠柱層析測定蛋白質分子量及分子量分布（8學時）

通過采用瓊脂糖凝膠柱層析測定蛋白質分子量及分子量分布，學習和掌握凝膠柱層析法的工作原理和基本操作技術。

3.4 大蒜細胞ＳＯＤ的提取與分離（6學時）

通過大蒜細胞SOD的提取與分離，學習和掌握蛋白質和酶的提取與分離的基本原理和操作方法。

3.5 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ測定蛋白質的相對分子量（8學時）

通過利用SDS-PAGE測定蛋白質分子量實驗，掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝膠電泳的原理和操作方法，以及SDS-PAGE測定蛋白質分子量的原理和方法。3.6 酵母ＲＮＡ的提取與分離（8學時）

通過采用苯酚溶液提取法提取酵母RNA，采用地衣酚顯色法測定RNA含量，學習和掌握RNA的分離與測定的基本原理和技術。3.7 植物ＤＮＡ的提取與測定（8學時）

通過采用SDS提取法提取花椰菜DNA，采用二苯胺顯色法測定DNA含量，采用瓊 脂糖凝膠電泳鑒定DNA，學習和掌握RNA的分離與測定的基本原理和技術。3.8 大腸桿菌感受態細胞的制備和轉化（3學時）

通過本實驗，掌握大腸桿菌感受態細胞的制備及轉化方法和技術。3.9 質粒DNA的提取及酶切（8學時）

通過本實驗學習和掌握堿裂解法提取質粒。3.10

DNA重組（2學時）

通過本實驗學會重組DNA連接以及鑒定重組子的方法。3.11

DNA序列測定——銀染色法（8學時）

通過本實驗，掌握銀染測序法。3.12 PCR基因擴增（6學時）

通過本實驗學習PCR反應的基本原理與實驗技術。4 實驗技能考試（2學時）和實驗基礎理論考試（2學時）

四、參考文獻

１

張立名，王賢舜： 現代生物化學分析原理，中國科學技術大學出版社，１９９１年４月第一版。

２

王重慶等： 高級生物化學實驗教程，北京大學出版社，１９９４年６月第一版。３

張龍翔等：生化實驗方法和技術（第二版），高等教育出版社，１９９７年７月第二版。

４

趙亞華：生物化學實驗技術教程，華南理工大學出版社，２０００年８月第一版。５

歐陽平凱：生物分離原理及技術，化學工業出版社，１９９９年２月第一版。６ 魏群：分子生物學實驗指導，高等教育出版社，１９９９年１２月第一版。７ 楊安鋼等：生物化學與分子生物學實驗技術，高等教育出版社，２００１年２月第一版。

８ 郭勇：現代生化技術，華南理工大學出版社，１９９６年８月第一版。