分子生物学课程教学大纲

第一篇：分子生物学课程教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲（理论学时：16学时）

使用教材： 医学分子生物学

（供8年制及7年制临床医学等专业用）

分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命的本质、生命活动及其规律的科学。医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支，是从分子水平研究人体在正常及疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。它主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系。作为一门课程，医学分子生物学涵盖了医学各专业学生必须学习的分子生物学基础知识，以及分子生物学在医学领域中形成的专门研究领域及相关知识。

医学分子生物学既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识，同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。

本书共二十三章，包括5个方面内容。第二章至第十章介绍分子生物学基本知识，主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点，基因组核酸复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白形成与降解、基因表达调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论，细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。第十一章至第十三章介绍基因操作的基本知识，包括基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的相关基本知识和研究策略。第十四章至第十八章介绍疾病分子生物学机制，介绍了基因和基因组、细胞间通讯和信号与人类健康和疾病之间关系。第十九章至第二十一章介绍分子生物学理论与技术在医学中应用，包括基因诊断和基因治疗概念与相关研究。最后两章介绍分子生物学新兴研究领域、生物信息学在基因和蛋白质研究中的应用。

本大纲正是从上述目的出发，在要求学生掌握分子生物学基本知识与基本技术，同时了解分子生物学在医学领域的应用与相关研究。使学生们在分子水平上研究人体在正常及疾病状态下生命活动及其规律，为从事临床医学打下深厚的基础。

绪 论

一、目的要求

了解分子生物学的定义、研究对象和研究内容；分子生物学发展简史；生物遗传物质的发现；现代分子生物学的建立和深入发展；分子生物学与相关学科的关系；分子生物学在医学和生物学中的应用。

二、主要内容

分子生物学则是从分子水平研究生命现象及其规律的一门新兴学科。它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构与功能为研究对象

（一）、分子生物学的研究内容

分子生物学主要研究生物大分子的结构、功能、生物大分子之间的相互作用及其与疾病发生、发展的关系。

研究内容主要包括以下三个方面。1.核酸分子生物学 2.蛋白质分子生物学 3.细胞信号转导

（二）、分子生物学发展简史

1、生物遗传物质的发现

2、现代分子生物学的建立

3、现代分子生物学的深入发展

（三）、分子生物学与相关学科的关系

由于生命本质的高度一致性，分子生物学已经对生物学和医学的各个领域产生了全面而深刻的影响，并逐步形成了一系列的分子学科。可以使用同一套理论、同一套技术，来解释和研究不同的病理、生理现象，甚至治疗不同的疾病。

1、分子生物学与生物化学

2、细胞生物学与分子生物学

3、分子生物学与遗传学

4、分子生物学与生物技术

（四）、分子生物学与医学未来

分子生物学的发展和渗透从根本上改变了医学（包括临床和基础医学）各个学科的格局, 使医学各学科进入了一个更高的水平——分子水平。

1、分子生物学在医学和生物学中的应用

2、分子生物学与基础医学

3、分子生物学和病理学

4、分子生物学和疾病诊断

5、分子生物学和疾病治疗

基因治疗技术的发展与整个医学科学的发展以及许多分子生物学新理论、新技术、新方法的应用密切相关。

所谓基因治疗，就是用正常基因置换致病基因以纠正患者基因结构和功能异常的一种疾病治疗的方法。

狭义的基因治疗是指目的基因导入靶细胞后与宿主细胞内的基因发生整合、成为宿主基因组的一部分，目的基因的表达产物起治疗疾病的作用。广义的基因治疗则包括通过基因转移技术，使目的基因得到表达，封闭、剪切致病基因的mRNA，或自杀基因产物催化药物前体转化为细胞毒性物质，杀死肿瘤细胞，从而达到治疗疾病的目的。

三、学时安排 1学时

第二章 基因与基因组

一、目的要求：

（一）掌握：基因的概念及结构特点；中心法则；基因转录调控相关序列；多顺反子，单顺反子；真核基因与原核基因的结构特点。基因组的概念；病毒、细菌及真核生物基因组的结构特征。

（二）熟悉：基因突变的意义，基因组变异的生理和病理学意义。

（三）了解：基因的命名法，基因组学；人类基因组计划。

二、主要内容

基因是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。原核生物的结构基因是连续的，其RNA合成后不需要经过剪接加工。而大多数真核生物基因在编码区内有非编码的插入序列。基因中含有与转录有关调控序列。真核生物基因中调控序列一般称为顺式作用元件。

大多数生物的遗传信息都是以特定的核苷酸排列顺序贮存在DNA分 子中。但在一些病毒中，RNA作为遗传物质。多数生物信息按照从DNA到RNA再到蛋白质的方向流。但是对RNA病毒是以RNA为模板，合成单链DNA，然后再合成双链DNA。

mRNA将DNA中信息传递给蛋白质。在mRNA编码区内每三个连续核苷酸，对应多肽链一个氨基酸，指导蛋白质合成。原核生物mRNA称多顺反子mRNA，而真核生物mRNA称单顺反子mRNA。

基因突变在进化上具有重要意义，它是形成生物多样性主要因素之一。同时基因突变可以改变遗传信息，导致疾病。导致基因突变因素有自发、物理、化学因素等，基因突变可直接影响蛋白质一级结构和空间结构，导致疾病或对疾病易感。

基因命名的基本原则是简明、独特、能够表达基因的特征或功能。基因符号的命名也应遵循独特、简短、仅含有大写拉丁字母或大写字母和阿拉伯数字、不应含有标点符号的基本原则。

1．重点内容：基因转录调控相关序列；多顺反子，单顺反子；基因组的概念；病毒、细菌及真核生物基因组的结构特征。

2．难点内容：基因的结构特点，真核生物基因组的结构特征。

三、学时安排

5学时

第三章 基因表达与基因表达调控

一、目的要求：

（一）掌握：遗传信息表达，转录，翻译，有意义链，转录模板链，开放阅读框，遗传密码等基本概念。基因表达，管家基因，组成性基因表达，诱导表达，阻遏表达，协调表达，表达调控，反式作用因子，表达组织特异性等基本概念；乳糖操纵子的结构及其调节机制。

（二）熟悉：原核生物RNA和蛋白质的生物合成基本过程，真核生物RNA和蛋白质合成特点；真核生物基因表达调控的各个水平，DNA水平调控的不同方式，反式作用因子的主要特点和调节方式，转录后调控的不同环节，翻译水平和翻译后水平调控的基本环节

（三）、了解：了解转录和翻译后的加工。反式作用因子结构域模式和反式作用因子的作用方式，基因表达的组织特异性和时相性。

二、主要内容

原核生物基因表达调控主要是在转录水平和翻译水平。转录水平的调控涉及启动子、S因子、阻遏蛋白、正调控蛋白等多种因素，翻译水平的调控则涉及SD序列、mRNA的稳定性及翻译产物的调控。

真核生物基因表达调控环节较多，在DNA水平可通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化以及染色质结构改变影响基因表达；在转录水平则主要通过反式作用因子的作用调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合以及转录起始复合物的形成；在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达；影响翻译水平的因素有影响翻译起始的阴遏蛋白、5`AUG、5` 端非编码区的长度等，另外还存在小分子反义RNA对翻译调控。翻译后蛋白质修饰和定位也是表达调控的重要环节。

同时近年提出的有关基因表达的统一理论惭被认识。从而形成一个完整的调控网络。

1、重点内容：

原核生物转录水平的调控机制；真核生物转录水平的调控机制；真核生物转录后水平的调控机制。

2、难点内容：

原核生物转录水平的调控机制。

三、学时安排

4学时

第四章 基因分析的基本策略

一、目的要求

（一）掌握：Southern 杂交和PCR等技术原理及在分析基因拷贝数的应用；Northern blot和RT-PCR技术原理及在基因转录水平变化分析中的应用；

（二）熟悉：Western blot 原理及在特定基因产物-蛋白质分析中的应用。

（三）了解：DNA序列测定的原理及其主要应用；RNA酶保护试验原理及应用；原位杂交技术；DNA微阵列技术原理； 流式细胞术的应用；免疫 组化方法的应用。

二、主要内容

基因分析是一种策略性很强的工作，有许多技术可以用于基因分析，正确选择实验技术方法和基因分析切入点是进行基因分析首先要考虑的问题。根据信息中心法则，DNA是遗传信息的携带者，RNA是基因的转录产物，蛋白质是结构基因的最终产物，因此，分析基因可从DNA、RNA、蛋白质水平上进行。同时研究者善于将各种技术有机结合起来，根据研究目的筛选适当技术方法，也可先制定研究策略，再进行实验技术路线设计。

1、重点内容：Southern 杂交和PCR等技术原理及应用；Northern blot和RT-PCR技术原理及应用Western blot 原理及应用。

2、难点内容：RNA酶保护试验原理及应用。

三、学时安排

3学时

第五章基因功能分析的基本策略

一、目的要求

（一）掌握：转基因模型研究基因的功能原理、基因敲除技术原理、利用基因沉默技术对基因功能进行分析的原理

（二）了解；三种实验技术的操作过程及注意事项

二、主要内容

基因功能分析可以在DNA、RNA和蛋白质水平上采用不同的技术和模 型来实现。模式生物是研究基因功能不可缺少的工具，转基因小鼠和基因敲除技术是目前研究特定基因功能最常用的动物模型，转染细胞是利用转基因技术建立的细胞模型。RNA干涉技术能够实现在RNA水平上暂时关闭特定基因的方法。各种方法都具有各自的特点及局限性，研究者可根据不同目的筛选最合适方法与模型，实现对特定基因功能的研究目的。

1、重点内容：转基因技术、基因敲除技术及RNA干涉技术原理

2、难点内容：转基因技术、基因敲除技术及RNA干涉技术各自优点及局限性

三、学时安排

3学时

第六章 基因工程与体外表达

一、目的要求：

（一）、掌握：常用克隆载体；基因克隆的基本过程；外源基因在大肠杆菌和哺乳动物细胞中表达的原理和方法。

（二）、熟悉：限制性核酸内切酶和其他常用工具酶的概念和特点；定点诱变技术原理。

（三）、了解：昆虫表达系统；酵母表达系统。

二、主要内容：

基因工程指在体外对DNA分子按照既定的目的与方案进行剪切和重新连接，或将DNA中某个位点进行人工替换或删除，改造基因结构，然 后利用转化、转染、感染等方法将重组DNA导入宿主细胞，使DNA片段得到扩增。DNA的体外剪切和重新连接是在限制性核酸内切酶、边接酶以及其他修饰酶的参与下进行的。不同目的的克隆基因需要不同的载体，常用的载体有质粒、噬菌体和粘性质粒等。载体可与外源DNA在体外连接，构成重组DNA分子，导入相应的宿主细胞，能在宿主细胞中自行复制与表达。

克隆的基因可进一步用于表达有关基因的产物，进行DNA序列分析，基因治疗，研究基因表达的调节因子以及基因的功能等。还可通过寡核苷酸介导法、含U模板法、PCR介导的定点诱变法等技术，定向改变克隆基因的序列结构，从而改造相应蛋白的结构。

基因工程在得到重组体后，通常利用大肠杆菌、哺乳动物细胞、昆虫、酵母等表达系统进行克隆基因的体外表达。

1、重点内容：基因克隆的基本操作过程。

2、难点内容：α－互补筛选；阳性转染细胞的筛选；定点诱变技术原理。

三、学时安排：

6学时

第七章 基因诊断(自学)

一、目的要求：

（一）掌握：基因诊断的基本概念；掌握基因诊断中常用的分子生物学技术——核酸分子杂交、聚合酶链式反应（PCR）、单链构象多态性（SSCP）检测、限制性酶酶谱分析、DNA序列测定、DNA 芯片技术；

（二）熟悉基因诊断的基本方法；

（三）了解遗传病、感染性疾病以及肿瘤的基因诊断的策略；了解基因诊断在法医学中的应用。

二、主要内容：

基因诊断已成为临床实验医学的一个重要组成部分。PCR扩增和分子杂交是现代基因诊断技术的基本方法，基因诊断的基本操作流程是：样本抽提、样本扩增、分子杂交和信号检测。遗传病的基因诊断主要是针对DNA分子的遗传分析技术，其基本方法学包括连锁分析和直接诊断。用作连锁分析的遗传标志物主要有RFLP、STR、SNP。用于遗传分析的代表性直接诊断技术有：用于DNA制图的Southern印迹法、用于检测点突变的ASO分子杂交法以及用于识别STR序列的PCR直接扩增法等。同时基因诊断技术已经成为现代法医学的重要内容。

1、重点内容：各种检测方法原理

2、难点内容：各自优点及缺点

三、学时安排

3学时

第八章 基因治疗(自学)

一、目的要求：

（一）掌握：基因治疗、基因标记、基因置换、基因添加、基因干预、反义RNA、核酶等基本概念；

（二）熟悉：基因转移技术，逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒载体的特点；熟悉肿瘤基因治疗思路，理解抑癌基因治疗原理、实验研究和临床试验及肿瘤的免疫基因治疗；理解反义RNA在基因治疗中的意义和应用；

（三）了解：了解其它基因转移方法；了解核酶及三链DNA在基因治疗中的意义和基本原理；了解基因治疗的前景与问题。

二、主要内容

基因治疗是指以改变人类遗传物质为基础的生物医学学治疗，即通过一定方式将人正常或野生型基因或有治疗作用的DNA顺序导入人体靶细胞，以矫正或转换致病基因的治疗方法。目前开展基因治疗方案采取的策略包括：用正常基因置换染色体上致病基因，将正常基因转移至患者的宿主细胞，使治疗基因代替致病基因表达正常蛋白质而发挥作用；向患者体内或肿瘤细胞内导入肿瘤抑制基因，以抑制其表达；也可用反义RNA、SiRNA、核酶、肽核酸抑制或封闭有害基因mRNA表达；也可将抗体、细胞因子等基因导入肿瘤细胞以激活体内免疫细胞活力，增强患者免疫力。

治疗基因导入体内方法有非病毒方法与病毒方法，非病毒方法包括直接注射法、电穿孔法、脂质体转运法，其方法安全性好但效率低。与病毒方法各具有不同优缺点。

1、重点内容：基因治疗概念、基因治疗策略方法、2、难点内容：治疗基因导入体内方法，各自优缺点、病毒载体结构特点；核酶及三链DNA在基因治疗的原理

三、学时安排

3学时

第九章 基因组学与医学(自学)

一、目的求：

（一）掌握：基因组学、人类基因组计划、基因病和SNP的概念；结构基因组学、功能基因组学的概念及研究内容。

（二）熟悉：比较基因组学的概念；疾病相关基因的鉴定策略。

（三）了解：基因组学与医学的关系。

二、主要内容

人类基因组计划的研究目标是阐明构成人类基因组的全部DNA的结构；阐明基因的编码方式和分布特点；理解基因及其调控序列之间的相互关系；理解DNA全部序列所蕴藏的意义。该计划包括为遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱分析。

功能基因组学是研究基因组中所有基因功能的学科。功能基因组学是从基因整体水平对基因的活动规律进行探讨，其研究内容主要包括基因组的表达、蛋白质产物的功能、基因组多样性的研究、基因组功能注释。

1、重点内容：人类基因组计划、功能基因组学的研究内容。

2、难点内容：功能基因组学的研究内容。

三、学时安排 2学时

四、实验内容及学时安排

1大肠杆菌质粒DNA的提取 3学时 2琼脂糖凝胶电泳检测DNA 3学时 3 DNA纯度、浓度和分子量的测定 4学时 4大肠杆菌感受态细胞的制备与转化 4学时 5动植物基因组DNA的提取与纯化 4学时

第二篇：分子生物学教学大纲

内容 学时

课程简介与分子生物学简介 5 基因组保持1－核酸与染色体的结构 5 基因组保持2－DNA复制 7 基因组保持3－DNA突变与修复 3 基因组保持4－DNA重组 3 基因组表达1－转录 7 基因组表达2－RNA剪接与转录后加工 5 基因组表达3－翻译与遗传密码 5 基因调控1－原核调控 6 基因调控2－真核调控 4 基因调控3－基因调控与发育和疾病 5 方法1－分子生物学技术 8 方法2－模式生物 3 总结 5 机动学时 1 总学时 72 第一章 课程简介与分子生物学发展史（教材第一至第五章）

第一节 课程介绍－教学目标和方法

第二节 课程介绍－教学内容和安排

第三节 分子生物学发展史1－蒙德尔的生物观

重点：从名人的研究经历学法则、长智慧

第四节 分子生物学发展史2－核酸承载遗传信息

重点：从重大发现学法则、开思路

第五节化学弱相互作用与强相互作用决定大分子的结构

第二章 基因组保持1－核酸与染色体的结构（教材第6至第7章）

第一节 DNA的结构与拓扑异构酶

重点：DNA的双螺旋结构与DNA的功能和复制之间的关系，以及DNA拓扑异构酶在解决细胞中DNA拓扑结构中的重要性。

第二节 RNA的结构与核酶

重点：RNA可以折叠成高级结构的机制，不同核酶的结构与功能。

第三节 基因组的多样性

重点：基因组的大小，基因密度与生物复杂度之间的关系。

第四节 染色体复制与细胞周期

重点：染色体的结构与复制中所要解决的问题

第五节 染色体的结构调控

重点：染色体基本结构，染色体结构的动态性及其生物学意义，染色体结构动态性机制。第三章 基因组保持2－DNA复制（教材第8章）

第一节 DNA复制的化学本质和DNA聚合酶的催化机制

重点：DNA复制的化学反应，聚合酶的结构与催化

第二节 DNA复制的过程－原核

重点：不同蛋白因子是如何顺序性在复制过程中起作用的，先导链和滞后链复制的异同，不同DNA聚合酶的作用。

第三节 DNA复制的过程－真核 重点：不同蛋白因子和聚合酶是如何顺序性在复制过程中起作用的，先导链和滞后链复制的异同。

第四节同一复制叉中先导链和滞后链同时被复制的机制

重点：Sliding clamps和Clamp loader的作用，Trombone复制模型

第五节 DNA复制起始的调控－普遍机制和原核机制

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

第六节 DNA复制起始的调控－真核

重点：Pre-RC(复制前复合物)的形成和调控。

第七节 DNA复制起始的结束

重点：原核－II型拓扑异构酶的作用；真核－染色体复制的末端问题以及端粒酶的作用。第四章 基因组保持3－DNA突变与修复（教材第9章）

第一节 DNA复制错误与修复

重点：DNA复制错误的原因，频率，错配修复机制

第二节 DNA损伤

内容：水解和脱氨造成的自然损伤；烷基化，氧化和辐射造成的损伤，碱基类似物和嵌入化合物造成的突变。

第三节 损伤修复机制

内容：直接修复，碱基切除修复，核苷酸切除修复，重组修复，损伤转移修复 第五章 基因组保持3－DNA重组（教材第10-11章）

第一节 同源重组

重点：双链断裂修复模型，RecBCD途径，交配型转变与位点特异性双链断裂。

第二节 位点特异性重组与DNA转座

内容：保守性位点特异性重组概念，机制以及生物学意义。DNA转座的类型，机制和意义 第六章 基因组表达1－转录（教材第12章）

第一节 RNA聚合酶与转录循环

内容：RNA聚合酶的种类和特征，RNA聚合酶催化的转录步骤，转录复合物在转录过程中的结构改变。

第二节 细菌的转录循环1－启动子和 因子。

第三节细菌的转录循环2－转录的起始，延伸和终止。

第四节真核转录1－RNA聚合酶II及其介导的前体mRNA转录起始

重点：核心启动子的结构，以及普通转录因子组装起始复合物的过程

其他内容：因为染色体高级结构的原因，体内转录需要Mediator复合物的作用

第五节 真核转录2－RNA聚合酶II转录的延伸

重点：RNA聚合酶II CTD结构域所结合蛋白因子的顺序置换与前体mRNA的5'加帽，内含子剪接，3'加尾和转录终止。

第六节真核转录3－RNA聚合酶I和III转录rRNA和tRNA，小RNA的机制 第七章 基因组表达2－RNA剪接（教材第13章）

第一节 不同类型内含子分布和RNA剪接的化学性质

第二节 I型和II型内含子核酶的剪接机制

重点：结构和催化的化学反应

第三节真核生物蛋白编码基因内含子的剪接－剪接体的组装，重排和催化。

重点：剪接体的组分（snRNPs）；剪接体的组装、重派和催化之间的关系。

第四节 可变剪接 重点：生物学意义，调控机制

第五节 其他加工过程

内容：选择性剪接体包含不同的snRNPs，RNA编辑，mRNA转运。第八章 基因组表达3－翻译与遗传密码（教材第14－15章）

第一节 mRNA的功能：

内容：开放阅读框决定多肽序列，原核和真核mRNA上的翻译元件

第二节转运RNA的功能，结构，以及氨基酸装载过程

重点：氨基酸装载的识别功能

第三节 核糖体

内容：核糖体（翻译机器）组装与循环，翻译的化学特性，核糖体的催化功能。

第四节 翻译的循环

重点：翻译循环以原核为模型，强调真核的不同点

第五节 遗传密码

内容：密码的简并性，遗传密码使用原则 第九章 原核调控（教材第16章）

第一节 调控的基本原则

重点：调控蛋白参与的招募调控；异构调控；基因表达中的调控位置

第二节 细菌在转录起始的调控1：Lac操纵子

重点：Lac 阻遏物的抑制和cAMP响应蛋白的激活

第三节 细菌在转录起始的调控2：可变 因子介导的调控

第四节 NtrC-MerR介导的调控：异构调控的实例

第五节 细菌的转录起始后调控1：Trp操纵子

重点：Trp 阻遏物的作用（起始调控）和弱化作用（转录后）

第六节 细菌的转录起始后调控2：核糖体蛋白是它们自身合成的翻译阻遏物 第十章 真核调控（教材第17章）

第一节 真核保守的调控机制

重点：激活因子具有可分离的DNA结合和激活结构域，DNA结合和激活结构域的特点

第二节 真核激活因子可以招募蛋白复合物以促进转录

内容：招募转录机器和染色体修饰复合物，远距作用中的loop（环结构）和insulator(隔离子)第三节 信号整合

内容：转录激活因子可以协同作用以整合信号；HO基因表达的控制；组合调控与啤酒酵母的交配型控制

第四节 信号传导与转录调控

重点：信号一般会被传送到转录调控因子通过信号传导

第十一章 真核调控与发育和疾病（教材第17－18章，附加内容）

第一节 RNA干扰

重点：RNA干扰，小干扰RNA（siRNA）与微小RNA（miRNA）的加工和RNA干扰机制。

第二节 MicroRNA在发育中的调控作用

重点：微小RNA在秀丽线虫和斑马鱼发育中的作用；

第三节 微小RNA在癌症发生中的作用

重点：人类微小RNA的介绍；微小RNA在癌症发生中表达谱的变化；微小RNA调控癌基因表达的机制。

第四节 mRNA前体可变剪接调控在发育中的作用 第五节细胞被指令在不同发育时期表达不同组合基因的三种策略

内容：细胞骨架天然的极性与mRNA在卵和胚胎中的定位；细胞－细胞相互作用和所释放的信号分子会引起相邻细胞的基因表达变化；分泌信号的浓度剃度会指令处在信号不同浓度剃度处的细胞遵循不同的发育途径。

第十二章 方法1－分子生物学技术（教材第20章，附加内容）

第一节 核酸技术1－基本操作

重点：电泳，酶切，杂交（Southern），PCR技术的原理，过程和应用。

第二节 核酸技术2－克隆技术

重点：克隆载体与克隆技术，基因组和cDNA文库建立

第三节 核酸技术3－测序

重点：普通测序，基因组测序和序列分析

第四节 基因表达及表达分析

重点：外源基因表达方法，RNA和蛋白质的提取，分析与鉴定

第五节 蛋白质纯化技术

第六节 质谱与蛋白组学

第七节 蛋白质与核酸相互作用的研究

第八节 大分子结构的研究方法

重点：结晶学，核磁共振

第十三章 方法2－模式生物（教材第20章）

第一节 细菌和酵母

第二节 秀丽线虫和果蝇

第三节 小鼠

第三篇：分子生物学教学大纲

一．课程内容与学时分配 内容

学时

课程简介与分子生物学发展史和知识框架DNA和RNA的结构

DNA复制

基因组表达1－转录

基因组表达2－RNA剪接与转录后加工

基因组表达3－翻译与遗传密码

基因调控1－原核调控

基因调控2－真核调控

基因调控3－调控RNAs分子生物学技术平时小考两次总学时

第一章

课程简介与分子生物学发展史（教材第1至第5章）第一节

课程介绍－教学目标和方法 第二节

课程介绍－教学内容和安排

第三节

分子生物学发展史1－蒙德尔的生物观

重点：从名人的研究经历学法则、长智慧 第四节

分子生物学发展史2－核酸承载遗传信息

重点：从重大发现学法则、开思路

第五节

化学弱相互作用与强相互作用决定大分子的结构 第二章

核酸结构（教材第6章）第一节 DNA的结构与拓扑异构酶

重点：DNA的双螺旋结构与DNA的功能和复制之间的关系，以及DNA拓扑异构酶在解决细胞中DNA拓扑结构中的重要性 第二节 RNA的结构与核酶

重点：RNA可以折叠成高级结构的机制，不同核酶的结构与功能 第三章 DNA复制（教材第8章）

第一节 DNA复制的化学本质和DNA聚合酶的催化机制

重点：DNA复制的化学反应，聚合酶的结构与催化

第二节 DNA复制的过程－原核

重点：不同蛋白因子是如何顺序性在复制过程中起作用的，先导链和滞后链复制的异同，不同DNA聚合酶的作用

第三节 DNA复制的过程－真核

重点：不同蛋白因子和聚合酶是如何顺序性在复制过程中起作用的，先导链和滞后链复制的异同

第四节

同一复制叉中先导链和滞后链同时被复制的机制

重点：Sliding clamps和Clamp loader的作用，Trombone复制模型

第五节 DNA复制起始的调控－普遍机制和原核机制

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

第六节 DNA复制起始的调控－真核

重点：Pre-RC(复制前复合物)的形成和调控

第七节 DNA复制起始的结束

重点：原核－II型拓扑异构酶的作用；真核－染色体复制的末端问题以及端粒酶的作用 第四章

基因表达1－转录（教材第12章）第一节 RNA聚合酶与转录循环

内容：RNA聚合酶的种类和特征，RNA聚合酶催化的转录步骤，转录复合物在转录过程中的结构改变 第二节

细菌的转录循环1－启动子和 因子

第三节

细菌的转录循环2－转录的起始，延伸和终止

第四节

真核转录1－RNA聚合酶II及其介导的前体mRNA转录起始 重点：核心启动子的结构，以及普通转录因子组装起始复合物的过程

其他内容：因为染色体高级结构的原因，体内转录需要Mediator复合物的作用 第五节

真核转录2－RNA聚合酶II转录的延伸

重点：RNA聚合酶II CTD结构域所结合蛋白因子的顺序置换与前体mRNA的5'加帽，内含子剪接，3'加尾和转录终止 第六节

真核转录3－RNA聚合酶I和III转录rRNA和tRNA，小RNA的机制 第五章

基因组表达2－RNA剪接（教材第13章）第一节

不同类型内含子分布和RNA剪接的化学性质 第二节 I型和II型内含子核酶的剪接机制 重点：结构和催化的化学反应

第三节

真核生物蛋白编码基因内含子的剪接－剪接体的组装，重排和催化

重点：剪接体的组分（snRNPs）；剪接体的组装、重派和催化之间的关系

第四节

可变剪接

重点：生物学意义，调控机制

第五节

其他加工过程

内容：选择性剪接体包含不同的snRNPs，RNA编辑，mRNA转运 第六章

基因组表达3－翻译与遗传密码（教材第14－15章）第一节 mRNA的功能

内容：开放阅读框决定多肽序列，原核和真核mRNA上的翻译元件 第二节

转运RNA的功能，结构，以及氨基酸装载过程

重点：氨基酸装载的识别功能 第三节

核糖

内容：核糖体（翻译机器）组装与循环，翻译的化学特性，核糖体的催化功能。第四节

翻译的循环

重点：翻译循环以原核为模型，强调真核的不同点 第五节

遗传密码

内容：密码的简并性，遗传密码使用原则 第七章

原核调控（教材第16章）

第一节 调控的基本原则

重点：调控蛋白参与的招募调控；异构调控；基因表达中的调控位置

第二节 细菌在转录起始的调控1：Lac操纵子

重点：Lac 阻遏物的抑制和cAMP响应蛋白的激活

第三节 细菌在转录起始的调控2：可变因子介导的调控

第四节 NtrC-MerR介导的调控：异构调控的实例

第五节 细菌的转录起始后调控1：Trp操纵子

重点：Trp 阻遏物的作用（起始调控）和弱化作用（转录后）

第六节 细菌的转录起始后调控2：核糖体蛋白是它们自身合成的翻译阻遏物 第八章

真核调控（教材第17章）

第一节 真核保守的调控机制

重点：激活因子具有可分离的DNA结合和激活结构域，DNA结合和激活结构域的特点

第二节 真核激活因子可以招募蛋白复合物以促进转录

内容：招募转录机器和染色体修饰复合物，远距作用中的loop（环结构）和insulator(隔离子)

第三节 信号整合

内容：转录激活因子可以协同作用以整合信号；HO基因表达的控制；组合调控与啤酒酵母的交配型控制

第四节 信号传导与转录调控

重点：信号一般会被传送到转录调控因子通过信号传导 第九章

调控RNAs（教材第18章，附加内容）

第一节 RNA干扰

重点：RNA干扰，小干扰RNA（siRNA）与微小RNA（miRNA）的加工和RNA干扰机制

第二节 MicroRNA在发育中的调控作用

重点：微小RNA在秀丽线虫和斑马鱼发育中的作用；第三节 微小RNA在癌症发生中的作用

重点：人类微小RNA的介绍；微小RNA在癌症发生中表达谱的变化；微小RNA调控癌基因表达的机制

第四节 mRNA前体可变剪接调控在发育中的作用

第五节 细胞被指令在不同发育时期表达不同组合基因的三种策略

内容：细胞骨架天然的极性与mRNA在卵和胚胎中的定位；细胞－细胞相互作用和所释放的信号分子会引起相邻细胞的基因表达变化；分泌信号的浓度剃度会指令处在信号不同浓度剃度处的细胞遵循不同的发育途径。第十章

分子生物学技术（教材第21章，附加内容）

第一节 核酸技术1－基本操作

重点：电泳，酶切，杂交（Southern），PCR技术的原理，过程和应用。

第二节 核酸技术2－克隆技术

重点：克隆载体与克隆技术，基因组和cDNA文库建立

第三节 核酸技术3－测序

重点：普通测序，基因组测序和序列分析

第四节 基因表达及表达分析

重点：外源基因表达方法，RNA和蛋白质的提取，分析与鉴定

第五节 蛋白质纯化技术

第六节 质谱与蛋白组学

第七节 蛋白质与核酸相互作用的研究

第八节 大分子结构的研究方法 重点：结晶学，核磁共振

第四篇：南开分子生物学本科教学大纲

《分子生物学》

教学大纲

第一、总纲

《分子生物学》是为三年级本科生开设的一门基础必修课，该课程是在学生完成《微生物学》、《遗传学》和《生物化学》等课程的学习后开设的，总学时为45学时，2.5个学分。采用我校陈启民教授等编写的教科书《分子生物学》（南开大学出版社2001年12月出版）中的部分章节为基本教材，同时选用英文编写的教科书《Molecular Biology》和《Molecular Biology of The Cell》（Alberts B.等主编，Garland Publishing出版社出版，第三版）为辅助教材。

（一）指导方针

通过《分子生物学》课程的学习，使学生初步掌握分子生物学的概念和建立分子生物学的理论体系，对分子生物学的整体发展有比较清楚的了解。熟悉分子生物学的常用研究方法的原理和研究策略，了解分子生物学研究的前沿领域和发展趋势。培养学生对分子生物学研究的兴趣。理论联系实际，能较熟练地查阅和阅读分子生物学专业的英文文献，并能够理解和表述。

（二）教学方式

采用中国语和英语相结合的双语教学，以中国语讲解为主，部分内容用英语讲述后，再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。以多媒体power point为教学辅助用具，部分内容采用动画和原版英语解说，最后再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。采用“教、学互动”的学习方式，鼓励学生上台，组织学生课外论文报告会，由学生报告综述和课题设计开题报告。在课堂上进行学术讨论，开拓学生的科研思维。作业为每人写一篇综述论文，并选一篇英文论文翻译为中文，该作业计作为平时成绩。

（三）考核形式

采取综合考核，包括笔试和平时成绩两部分。笔试为课堂上讲授的内容，成绩计100分；平时成绩包括写综述论文和以分子生物学专业研究为内容的英文论文翻译（英译汉），平时成绩优秀者，在最后成绩中适当加分，对在课堂上表现优秀的学生可在最后成绩中适当加分。第二、学习内容

《分子生物学》课程的学习内容分为三个部分：

（一）分子生物学概论，9学时；

（二）分子生物学基本理论，30学时；

（三）分子生物学研究前沿，6学时。

一、分子生物学基本概论（9学时）第一章 分子生物学的特征（3学时）(了解)

一、分子生物学的研究范围

二、生物化学与分子生物学之间的关系与区别

三、分子生物学的形成及其发展过程

四、21世纪分子生物学发展的趋向

第二章 分子生物学的研究策略（3学时）(熟悉)一.分子生物学实验室的组成和设备 二.分子生物学研究的主要技术手段 三.分子生物学的研究策略

第三章 学习分子生物学的方法（3学时）(了解)

一、如何阅读英文文献

二、分子生物学研究入门

三、如何写分子生物学学术论文

二、分子生物学基本理论（30学时）

第一章 生物大分子结构的基础知识（3学时）(掌握)第一节 大分子结构常用名词及其含义

一、构形

二、构象

第二节 生物大分子的螺旋结构 第三节 维持生物大分子结构的力 一．氢键 二．疏水力

第四节 生物大分子相互作用的原理 一．扩散作用

二．专一性相互作用 三．平衡常数

第八章 真核生物的基因组结构(掌握)第一节 真核生物基因组的C值与特点 一．基因组的复杂性 二.生物基因组的特点

第二节.真核生物基因组DNA序列的类型 一．DNA复性的动力学

二．真核生物基因组DNA复性动力学的序列类型 三．串联重复序列

第三节 基因家族和基因簇 一.基因家族 二.基因簇

第四节 断裂基因 一.断裂基因的发现 二.断裂基因的结构

三.内含子的起源与作用 第五节 真核基因组的包装 一.真核细胞染色质的结构 二.核骨架与核骨架结合元件

第六节 酵母和线虫的基因组结构 一.酵母基因组的结构 二.线虫基因组结构

第九章 原核生物基因表达与控制(6学时)(第一节 细菌的转录调控

一．细菌操纵子

二．阻遏物与激活物

三．正调控和负调控

四．诱导物和共阻遏物

五．正负调控的遗传学证据

第二节 负调控

一．Lac操纵子的遗传学

二．Lac突变的互补实验

三．顺式作用的lac突变

四．Lac-显性突变体

五．组成型突变体的互补实验

六．顺式作用的LacOc突变

七．反式显性组成型突变

八．Jacob和Monod的lac操纵子模型

九．Lac操纵子的修正

十．Lac操纵子的分解代谢产物阻遏

十一.Lac调控区的结构

十二.Lac操纵子的实际应用 第三节 E.coli gal操纵子

一．阻遏物：Gal和GalS 二．两个gal操纵基因：galOE和galOI 三．两个gal启动子和分解代谢产物阻遏 第四节 生物合成操纵子的调控

一．生物合成操纵子的几个概念

二．E.coli trp 操纵子 第五节 正调控

一．E.coli L-阿拉伯糖操纵子

二．E.coli 麦芽糖操纵子

三．tol操纵子 第六节 反馈抑制

一．色氨酸合成的反馈抑制

二．异亮氨酸－结氨酸反馈抑制

三．反馈抑制的机制

掌握)第七节 cAMP调控

一．分解代谢物敏感操纵子

二．cAMP和它的结合蛋白

三．CAP-CAMP的 激活作用

第八节 核糖体和tRNA合成的调节

一．核糖体蛋白

二．核糖体蛋白和rRNA 三．核糖体蛋白的基因

四．核糖体蛋白合成的调节

五．rRNA和tRNA的调节

第十章 真核生物基因表达与调控（3学时）(第一节 染色质结构与基因转录

一．染色质重构与活性染色质的形成二．组蛋白修饰与染色质构型

三．DNA甲基化与转录抑制

四．核基质与基因活化

第二节 真核基因的转录调节

一．基础转录及其调节

二．调节真核基因转录的顺式作用元件

三．反式作用因子的结构和功能

四．转录因子的活性调节

第三节 转录产物的加工与转录后调节

一．RNA结合蛋白的结构与功能

二．转录本的可变剪接及其调节

三．RNA编辑

四．转录本的核输出的调节 第四节 翻译效率及其调节因素

一．5’UTR结构与翻译起始的调节

二．蛋白质磷酸化对翻译效率的影响

三．3’UTR结构与mRNA稳定性调节

四．mRNA的细胞质定位

五．蛋白质的修饰，折叠与分选

第十一章 DNA突变与修复（3学时）(掌握)第一节 概述

第二节 DNA修复的证据

第三节 特殊修复途径

一．碱基脱氨

二．活性氧引起的DNA损伤

三．烷基化作用

四．嘧啶二聚体

五．体外诱变技术 第四节 一般修复机制

一．甲基介导的错配修复系统

二．核苷酸切补修复

掌握)三．复制后修复或重组修复

四．DNA链交联修复

五．SOS诱导修复

六．其他din基因

七．E.coli修复途径

第五节 噬菌体修复途径

第十二章 基因工程（3学时）(掌握)第一节 概述

第二节 工具酶及基因工程相关技术

一．用于基因克隆的核苷酸

二．其他工具酶

第三节 基因工程载体

一．基因工程的基本问题

二．质粒

三．λ噬菌体载体

四．单链噬菌体载体

第四节 DNA克隆

一．基因克隆的全过程

二．克隆载体

三．克隆DNA进入克隆载体

四．克隆技巧

第五节 原核生物基因克隆和鉴定

一．DNA文库构建

二．检出目的克隆

三．在克隆DNA上定位基因

第六节 原核生物基因克隆的应用

一．DNA序列分析

二．表达载体

三．定点诱变

第七节 聚合酶链反应

一．引物

二．DNA聚合酶

三．RT-PCR 第八节 真核生物基因工程

一．cDNA基因文库的构建

二．酵母菌基因工程

三，植物基因工程

四．动物基因工程

第十四章 免疫的分子生物学（3学时）(掌握)第一节 概述

第二节 典型抗体分子结构

一．IgG抗体含有四条多肽链

二．H链和L链均由恒定区和可变区组成三．抗体分子很容易裂解成功能不同的片段 四．Ig分子富有柔韧性，尤其在铰链区

五．Ig分子的每一功能域存在相似的结构域

六．小节

第三节 抗体分子与特异抗原的相互作用

一．高度可变序列的定位区域形成抗原结合位点

二．小分子结合到重链、轻链V结构域之间的凹刻上 三．抗体结合到天然蛋白抗原表面的扩展位点

四．抗原抗体相互作用涉及各种作用力

五．小结

第四节 体液免疫应答多样性的产生

一．在抗体产生细胞中Ig的基因的重排

二．分离的基因片段经过体细胞重组产生完整的V区 三．V区基因片段存在的多拷贝

四．V、D、J基因片段重排由两侧的DNA序列引导 五．抗体多样性的产生经过四个主要阶段

六．在不同的组合中使用不同的重组基因片段 七．编码V区基因片断之间的结合处核苷酸的增减导致第三个高可变区的多样性

八．V基因片断的体细胞重组需要特殊的酶

九．体细胞高度突变使重排的V基因进一步多样化 十．小结

第五节 Ig恒定区的结构变化

一.通过重链恒定区的结构来区分主要的Ig同型 二.IgM和IgA能形成多聚体 三.IgC区决定功能特异性

四.免疫应答过程中同一个VH外显子可能与不同的CH基因联合 五.Ig之间的差异可通过抗体检测

六.跨膜和分泌型Ig是由不同的重链转录体产生的 七.小结

第十五章 病毒的分子生物学（3学时）(掌握)第一节 分子病毒学的研究内容 一．病毒基因组的结构与功能

二．病毒基因组的复制和表达调控 三．病毒对宿主细胞的影响 四．病毒与肿瘤的发生

五．病毒基因工程疫苗及病毒载体

第二节 乙型肝炎病毒的分子生物学

一.乙型肝炎病毒基因组的结构与功能

二.乙型肝炎病毒x基因与肝癌发病的关系 第三节 DNA病毒的分子生物学 一．腺病毒的发现

二．腺病毒的毒粒结构 三．基因组结构 四．腺病毒的复制 五．腺病毒的基因转录 六．腺病毒与肿瘤

七.腺病毒作为基因治疗的载体 第四节 RNA病毒的分子生物学 一．HCV的发现

二．HCV基因组的结构与功能 三．HCV基因组的复制

第五节 反转录病毒的分子生物学 一．艾滋病与HIV 二．病毒的结构与生活周期 三．病毒基因组的结构与功能

四．病毒基因转录的调节

五．病毒基因转录后调节

六．病毒基因在翻译水平的调节和翻译后调节

第六节 亚病毒的分子生物学

一．类病毒

二．卫星RNA和卫星病毒

三．朊病毒

第十六章 蛋白质工程及蛋白质组学(3学时)(掌握)第一节 概述

一．蛋白质工程的概念及流程

二．蛋白质工程所应用的技术

第二节 蛋白质工程研究进展及展望

一 蛋白质工程在认识蛋白质分子中的作用

二．蛋白质工程在医药卫生领域的应用

三．蛋白质工程在食品工业中的应用

第三节 蛋白质组概述

一．蛋白质组学产生的背景

二．蛋白质组以及蛋白质组学的概念

三．蛋白质组学的研究技术和内容

第四节 蛋白质组研究的进展

一．原核及简单真核生物的蛋白质组研究

二．多细胞真核生物的蛋白质组研究 第十七章 肿瘤分子生物学（3学时）(掌握)第一节 癌细胞

一．癌的生物学和细胞学特征

二．培养细胞的生长

三．体外细胞的转化

四.肿瘤转移

第二节 病毒癌基因

一．肿瘤病毒

二．反转录病毒癌基因

三．反转录病毒癌基因起源

第三节 细胞癌基因和肿瘤抑制基因 一．细胞癌基因的鉴定

二．细胞癌基因的激活

三．肿瘤抑制基因的发现

四．肿瘤抑制基因

第四节 癌基因和肿瘤抑制基因的功能

一．生长因子

二．生长因子受体和蛋白激酶

三．转录因子

四．促分裂信号转导途径

五．细胞周期调控

六．发育、分化和细胞凋亡

第五节 病毒癌基因、细胞癌基因和肿瘤抑制基因之间的相互关系

三、分子生物学研究前沿（6学时）(熟悉)

（一）细胞凋亡

（二）干细胞

（三）分子生物学研究技术进展及其应用

（四）基因疫苗

第三、第二课堂活动

1.将生科院内能从事分子生物学实验的实验室统计后, 组织学生参加科研活动, 计划组织3-5个科研小组, 每组2-3人, 在课程结束前, 进行论文报告会。

2.学生每人写一篇分子生物学方面研究的综述, 算课外成绩, 选出优秀的文章在课程结束前的论文报告会上报告。

3.学生每人翻译一篇分子生物学方面研究的英文论文, 算课外成绩。4.组织学生论文报告会（2-3小时）, 要求用英语进行, 也可用中国语。对优秀者进行奖励，在总成绩中加分。

第五篇：《生物化学与分子生物学》教学大纲

分子生物学（Molecular Biology）

（50学时）

一、前言

本课程面向生物技术专业和生物科学专业，学时50，学分3，属于专业必修课，先修课程为生物化学。

二、课程的性质、地位和任务：

本课程首先介绍分子生物学的含义,它在生命科学中的位置、发展现状及展望以及基因组织包括DNA结构、复制、突变、修复和重组。同时兼顾学科发展动向,着重涉及当今分子生物学应用技术即分子克隆工具酶、电泳技术、载体、DNA及RNA制备、构建DNA文库、遗传转化、基因表达、PCR、RFLP、RAPD,还介绍了蛋白质合成及分析。旨在使研究生了解现代分子生物学理论的新进展并为相关学科从分子水平上阐明问题提供知识和技术。

三、教学基本要求和方法：

通过对本课程的学习，要求学生掌握基因概念在分子水平上的发展与演变、基因的分子结构和特点、基因的复制、基因表达（在转录、翻译水平）的基本原理、基因表达调控的基本模式、基因发生突变与交换及DNA遗传多型性检测的分子生物学原理。

四、授课教材及主要参考书目 教材：

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

参考书目：

黄翠芬 1987 遗传工程理论和方法 科学出版社 盛祖嘉等 1988 分子遗传学 复旦大学出版社 齐义鹏 1989 基因工程原理和方法 武汉大学出版社 吴乃虎 1991 基因工程原理 高等教育出版社 1998 基因工程原理(第二版)科学出版社 金冬雁 黎孟枫等译 1992 分子克隆实验指南 科学出版社 谢友菊 1992 遗传工程概论 北京农业大学出版社 阎隆飞、张玉麟 1993 分子生物学 北京农业大学出版社 阎隆飞、张玉麟 1997 分子生物学(第二版)北京农业大学出版社 徐洵、刘震乾 1993 DNA重组技术 科学出版社 卢圣栋 1993 现代分子生物学实验技术 高等教育出版社 李德葆 徐平1994 重组DNA原理和方法 淅江科学技术出版社 孙志贤 1995 现代生物化学理论与研究技术 军事医学科学出版社 林万明等 1995 PCR技术操作和应用指南 人民军医出版社 金冬雁 1996 英汉分子生物学与生物工程词汇 科学出版社 1998 基因及其操作原理 武汉大学出版社 金冬雁等 1996 核酸和蛋白的化学合成与序列分析 科学出版社 夏其昌 1997 蛋白质化学研究技术与进展 科学出版社 科学出版社名词室 1997 英汉生物学词汇（第二版）科学出版社 朱玉贤等 1997 现代分子生物学 高等教育出版社 瞿礼嘉等 1998 现代生物技术导论 高等教育出版社 Robert.F.Weaver 2000 分子生物学(in English)科学出版社 Sambrook J.等 1982 Molecular Cloning;A Laboratiry Manual 1989(2nd edition)Cold Spring Harbor Laboratory Press Turner等 1999 分子生物学(in English)科学出版社

五、教学内容及学时分配： 第一章 细胞与大分子（2学时）

1、目的要求：掌握细胞和大分子的分类及用以分析的一些方法。

2、要点： 第一节 细胞分类

1.真细菌 2.古细菌 3.真核生物 4.分化 第二节 亚细胞器

1.细胞核 2.线粒体与叶绿体 3.内质网 4.微体 5.细胞器的分离 第三节 生物大分子

1.蛋白质和核酸 2.多糖 3.脂类 4.复杂大分子 第四节 大分子的组装

1.蛋白质复合体 2.核蛋白 3.膜

4.非共价相互作用

第二章 原核与真核生物的染色体结构（2学时）

1、目的要求：掌握DNA如何整合进原核和真核生物复杂的基因组中。

2、要点

第一节 原核生物的染色体结构

1.大肠杆菌染色体 2.DNA结构域 3.基因组超螺旋 4.DNA结合蛋白 第二节 染色质结构

1.染色质 2.组蛋白 3.核小体 4.H1的功能 5.连接DNA 6.30nm纤丝 7.高级结构

第三节 真核生物的染色体结构

1.有丝分裂染色体 2.着丝粒 3.端粒 4.间期染色体 5.异染色质 6.常染色质 7.DNaseⅠ超敏性 8.CpG甲基化 9.组蛋白变异体和修饰 第四节 基因组复杂度

1.非编码DNA 2.复性动力学 3.单一序列DNA 4.串联基因簇 5.分散重复DNA 6.卫星DNA 7.遗传多态性 第五节 遗传信息流

1.中心法则 2.原核基因表达 3.真核基因表达

第三章 DNA复制（4学时）

1、目的要求：重点掌握DNA复制的过程，DNA复制在原核生物与真核生物中的区别。

2、要点：

第一节 DNA复制概述

1.半保留机制

2.复制子、复制起点与终点 3.半不连续复制 4.RNA引导 第二节 细菌的DNA复制

1.实验系统 2.起始 3.解旋 4.延伸 5.终止与分离 第三节 细胞周期

1.细胞周期 2.细胞周期4个时期 3.检验点及其调控

4.细胞周期蛋白和依赖于细胞周期蛋白的激酶 5.E2F和RB的调控

6.细胞周期的激活、抑制与癌症 第四节 真核生物的DNA复制

1.实验系统 2.起始点与起始 3.复制叉 4.核基质 5.端粒的复制

第四章 DNA损伤、修复与重组（4学时）

1、目的要求：了解导致DNA损伤的因素，掌握基因诱变、DNA重组和DNA修复的概念和方法。

2、要点： 第一节 诱变

1.突变 2.复制忠实性 3.物理诱变剂 4.化学诱变剂 5.直接诱变 6.间接诱变 第二节 DNA损伤

1.DNA损伤 2.氧化性损伤 3.烷基化 4.聚化加合物 第三节 DNA修复

1.光复活 2.烷基转移酶 3.切除修复 4.错配修复 5.遗传性的修复缺陷 第四节 重组

1.同源重组 2.位点特异性重组 3.转座作用

第五章 基因操作（4学时）

1、目的要求：掌握现有的对DNA进行操作的技术，学习用简单的DNA克隆策略图说明问题。

2、要点：

第一节 DNA克隆概述

1.DNA克隆 2.宿主和载体 3.亚克隆 4.DNA文库 5.筛选文库 6.克隆分析 第二节 质粒DNA的制备

1.载体质粒 2.质粒的小量制备 3.碱裂解 4.酚抽提 5.乙醇沉淀 6.氯化铯梯度 第三节 限制酶与电泳

1.限制性内切核酸酶 2.识别序列 3.黏末端 4.限制性酶解 5.琼脂糖凝胶电泳 6.DNA片段的分离

第四节 连接、转化与重组体分析

1.DNA连接 2.重组DNA分子 3.碱性磷酸酶 4.转化 5.筛选 6.转化率 7.筛选转化子 8.转化子的增殖与保存 9.凝胶分析 10.插入片段定向

第六章 克隆载体（4学时）

1、目的要求：了解常用的适合于各种用途的克隆载体。

2、要点：

第一节 质粒载体的设计

1.连接产物 2.双抗生素抗性 3.蓝—白颜色筛选 4.多克隆位点 5.已克隆插入片段的转录 6.表达载体 第二节 噬菌体载体

1.λ噬菌体 2.λ置换型载体 3.包装与侵染 4.噬菌斑的形成 5.λ溶原体 6.M13噬菌体载体 7.克隆到M13 8.质粒—M13杂合载体 第三节 黏粒、YAC与BAC 1.大片段DNA的克隆 2.黏粒载体 3.YAC载体

4.用酿酒酵母的筛选 5.BAC载体 第四节 真核生物载体

1.克隆到真核生物 2.转染真核细胞 3.穿梭载体 4.酵母附加型质粒 5.根癌农杆菌Ti质粒 6.杆状病毒 7.哺乳动物病毒载体 8.直接基因转移

第七章 基因文库与筛选（4学时）

1、目的要求：介绍用DNA文库来分离筛选新的基因序列的过程与方法。

2、要点：

第一节 基因组文库

1.具代表性的基因文库 2.文库大小 3.基因组DNA 4.载体 第二节 cDNA文库

1.mRNA分离、纯化与分级分离 2.cDNA的合成 3.cDNA末端的处理 4.与载体的连接 第三节 筛选流程

1.筛选 2.菌落及噬菌斑杂交 3.表达筛选 4.杂交扣留与释放 5.染色体步移

第八章 克隆DNA的分析与应用（2学时）

1、目的要求：了解涉及DNA测序和克隆序列分析方面的一些更加复杂和详细的方法，熟练掌握PCR技术的原理和过程。

2、要点：

第一节 克隆的鉴定

1.鉴定 2.限制图谱 3.部分酶解 4.核酸标记 5.DNA和RNA杂交 第二节 核酸测序

1.DNA测序 2.RNA测序 3.序列数据库 4.序列分析 5.基因组测序计划 第三节 聚合酶链式反应

1.PCR 2.PCR循环 3.模板 4.引物 5.酶

6.PCR的条件优化 7.PCR派生技术 第四节 克隆基因的组构

1.组构

2.在基因组DNA上定位cDNA 3.S1核酸酶作图 4.引物延伸 5.凝胶阻滞 6.DNaseⅠ足迹法 7.报道基因 第五节 克隆基因的诱变

1.缺失突变 2.定点诱变 3.PCR诱变 第六节 克隆技术的应用

1.应用 2.重组蛋白 3.遗传修饰生物体 4.DNA指纹分析 5.医学诊断 6.基因治疗

第九章

原核生物的转录（3学时）

1、目的要求：熟练掌握原核生物基因转录的原理、过程。

2、要点：

第一节 转录的基本原则

1.转录概述 2.起始 3.延伸 4.终止

第二节 大肠杆菌RNA聚合酶

1.大肠杆菌RNA聚合酶 2.α亚基 3.β亚基 4.β’亚基 5.σ因子 第三节 大肠杆菌σ70启动子

1.启动子序列 2.启动子大小 3.-10序列 4.-35序列 5.转录起始点 6.启动子效率

第四节 转录的起始、延伸与终止

1.启动子结合 2.DNA解旋 3.RNA链起始点 4.RNA链延伸 5.RNA链终止 6.依赖ρ的转录终止

第十章

原核生物的转录调控（3学时）

1、目的要求：熟练掌握一些被细菌用来调控特定基因表达的精细机制。

2、要点：

第一节 乳糖操纵子

1.操纵子 2.乳糖操纵子 3.乳糖阻抑物 4.诱导 5.cAMP受体蛋白 第二节 色氨酸操纵子

1.色氨酸操纵子 2.色氨酸阻抑物 3.弱化子 4.前导RNA结构 5.前导肽 6.弱化作用 7.弱化的重要性

第三节 不同σ因子对转录的调节

1.σ因子 2.启动子识别 3.热休克

4.枯草杆菌的孢子形成 5.噬菌体σ因子

第十一章

真核生物的转录（2学时）

1、目的要求：熟练掌握真核生物基因转录的基本原理和过程。

2、要点：

第一节 三种RNA聚合酶：性质与功能

1.真核生物RNA聚合酶 2.RNA聚合酶亚基 3.真核生物RNA聚合酶的活性 4.RNA聚合酶Ⅱ的CTD 第二节 RNA聚合酶Ⅰ基因：核糖体重复

1.核糖体RNA基因 2.核仁的作用 3.RNA聚合酶Ⅰ启动子 4.上游结合因子 5.选择因子1 6.TBP与TAF1 7.其他rRNA基因

第三节 RNA聚合酶Ⅲ基因：5S基因与tRNA基因的转录

1.RNA聚合酶Ⅲ 2.tRNA基因 3.5S rRNA基因

4.可变的RNA聚合酶Ⅲ启动子 5.RNA聚合酶Ⅲ的终止

第四节 RNA聚合酶Ⅱ基因：启动子与增强子

1.RNA聚合酶Ⅱ 2.启动子 3.上游调控元件 4.增强子

第五节 通用转录因子与RNA聚合酶Ⅱ的起始

1.RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子 2.TFⅡD 3.TBP 4.TFⅡA 5.TFⅡB与RNA酶的结合 6.RNA聚合酶进入之后的结合因子 7.TFⅡH作用下的CTD磷酸化 8.起始转录复合体

第十二章

真核生物的转录调控（2学时）

1、目的要求：掌握一些重要的真核细胞基因的转录调控的例子。

2、要点：

第一节 真核生物的转录因子

1.转录因子结构域结构 2.DNA结合结构域 3.二聚体结构域 4.转录激活结构域 5.阻抑物结构域 6.转录调控的对象 第二节 转录调控举例

1.组成性转录：SP1 2.激素调控：类固醇激素受体 3.磷酸化调控：STAT蛋白 4.转录延伸：HIV Tat 5.细胞决定：myoD 6.胚胎发育：同源域蛋白

第十三章 RNA加工与核糖核蛋白复合体（4学时）

1、目的要求：熟练掌握从新生RNA到成熟RNA分子的加工过程。

2、要点：

第一节 rRNA加工与核糖体

1.RNA的加工类型 2.原核生物的rRNA加工 3.真核生物的rRNA加工 4.核糖核蛋白复合体及其研究 5.原核生物的核糖体 6.真核生物的核糖体

第二节 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

第三节 mRNA加工、hnRNP和snRNP 1.mRNA的加工 2.hnRNP 3.snRNP颗粒 4.5’端加帽 5.3’端剪切及加尾 6.剪接

7.前mRNA的甲基化 第四节 可变mRNA加工

1.可变加工 2.可变poly(A)位点 3.可变剪接 4.RNA编辑

第十四章

遗传密码与tRNA（2学时）

1、目的要求：掌握遗传密码的特点以及tRNA在翻译过程中的作用。

2、要点： 第一节 遗传密码

1.特性 2.破译 3.特征 4.突变的效应 5.通用性 6.可读框 7.重叠基因

第二节 tRNA的结构与功能

1.tRNA的一级结构 2.tRNA的二级结构 3.tRNA的三级结构 4.tRNA功能 5.tRNA的氨酰化 6.氨酰tRNA合成酶 7.校正

第十五章

蛋白质合成（4学时）

1、目的要求：熟练掌握RNA通过遗传密码翻译成成熟蛋白质序列的过程。

2、要点：

第一节 蛋白质合成概述

1.密码子与反密码子的相互作用 2.摆动现象 3.核糖体结合位点 4.多聚核糖体 5.起始tRNA 第二节 蛋白质合成机制 1.基本过程 2.起始 3.延伸 4.终止

第三节 真核生物蛋白质合成的起始

1.基本过程 2.扫描 3.起始 4.延伸 5.终止

第四节 翻译调控与翻译后加工

1.翻译调控 2.多蛋白 3.蛋白质定位 4.蛋白质修饰 5.蛋白质降解

第十六章

噬菌体与真核生物病毒（2学时）

1、目的要求：掌握重要的原核生物和真核生物病毒，了解它们对我们理解分子信息处理所作的贡献。

2、要点： 第一节 病毒简介

1.病毒 2.病毒基因组 3.复制策略 4.病毒毒性 第二节 噬菌体

1.一般特性

2.裂解性与溶源性侵染 3.噬菌体M13 4.λ噬菌体 5.转座噬菌体 第三节 DNA病毒

1.DNA病毒基因组：复制与转录 2.较小DNA病毒 3.较大DNA病毒 4.单纯疱疹病毒-1 第四节 RNA病毒

1.RNA病毒基因组的一般特性 2.病毒的反转录 3.反转录病毒 4.致癌性反转录病毒

5.反转录病毒基因组结构及其表达 6.反转录病毒的突变率

第十七章

肿瘤病毒与癌基因（2学时）

1、目的要求：从病毒的研究的进展以及分子生物学其他领域的知识累积了解癌症的发生机制。

2、要点：

第一节 肿瘤病毒中的癌基因

1.癌症 2.癌基因

3.致癌性反转录病毒 4.癌基因的分离 第二节 癌基因的分类

1.癌基因与生长因子 2.核癌基因 3.癌基因间的协同作用 第三节 肿瘤抑制基因

1.概述

2.肿瘤抑制基因存在的证据 3.RB1基因 4.P53基因 第四节 凋亡

1.凋亡

2.损伤或危险性细胞的清除 3.凋亡过程中细胞变化 4.线虫中的凋亡作用 5.哺乳动物中的凋亡 6.凋亡在疾病和癌症中的作用福建农林大学生物科学专业

本科生《生物化学与分子生物学实验》教学大纲

80学时 3学分

一、课程的性质和任务

分子生物学和生物工程学是两门新兴的学科，无论对基础理论研究，还是生产实践都将产生巨大的影响。生物化学与分子生物学是这两门学科的重要基础，是一门实践性很强的实验课程。掌握和应用生物化学与分子生物学实验技能，是学好这一课程的必要条件。

生物化学与分子生物学实验技术不仅是生物化学教学重要的组成部分，而且在培养学生分析和解决问题的能力，严谨的科学态度和独立工作的能力方面，有着不可替代的作用。

针对学生的培养方向，本课程以培养学生掌握生物技术与分子生物学研究的基础实验技能为主要目标，力图最大限度地利用我校现有的实验条件，使学生通过本课程的学习和实践，接触和掌握从事生物技术研究所必要的实验手段。通过有限的实验室实践，涵盖生物化学与分子生物学各个方面的实验内容，以点带面，突出重点，促进学生对生物化学与分子生物学课程学习内容的理解和掌握。

二、课程教学的基本要求

本课程的内容以蛋白质（含酶）、核酸及脂类的提取、分离、纯化及鉴定为重点，兼及这些内容的定性和基团鉴定，以及糖类．维生素的实验。本课程的实验安排考虑到与化学基础和后继的专业实验的衔接，尽量避免重复。在实验项目安排方面，主要涉及提取、透析、冻干、层析、电泳、分光、离心、浓缩、PCR、分子杂交和基因表达等基础实验技能的训练。在时间安排上，针对本科生的学习特点，尽量安排每一个实验可以在２－３小时内完成，在课程结束前，适当安排少量综合实验，以培养学生应用实验手段的综合能力。

本课程教学总时数为8０学时，实验技术原理采取以学生自习为主，课堂进行提要式的提示讲解和必要的答疑的方式，使学生掌握实验方法的基本原理和应用范围。本课程强调实验技能训练的重要性，主要课时安排学生实验，以便尽量提高学时利用率。为了节省基础设施投资，提高仪器利用率，本课程采取开放式集中实验的方式，要求学生在实施实验之前，必须做好预习准备，拟好实验方案，经任课教师认可后，方可进入实验室做实验。课堂讲授与实验课的比例为１：10。

我们在课程成绩评定上，不以一次考试定音的传统考试方式，而强调平时和考试并重，基础理论和实验技能相结合的综合评定方式（理论３０％，实验技能考试３０％，平时观察和记录４０％）。

三、课程教学大纲及学时分配 1 绪论（3学时）常用生物化学实验技术及原理（自学）2.1 样品处理 2.1.1 透析

2.1.2 薄膜浓缩与冷冻干燥 2.2 层析技术 2.3 电泳技术 2.4 光谱技术 2.5 离心技术 2.6 PCR技术 3 学生实验

3.1 氨基酸的分离鉴定───纸层析法（3学时）

了解层析技术的一般原理、分类及应用范围，重点掌握纸层层析法的原理及操作技术，用以分离游离氨基酸组分。3.2 多糖的薄层层析分离（5学时）

了解薄层层析的一般原理，掌握多糖的水解方法和硅胶G薄层层析的基本技术及其在可溶性糖分离鉴定中的应用。

3.3 琼脂糖凝胶柱层析测定蛋白质分子量及分子量分布（8学时）

通过采用琼脂糖凝胶柱层析测定蛋白质分子量及分子量分布，学习和掌握凝胶柱层析法的工作原理和基本操作技术。

3.4 大蒜细胞ＳＯＤ的提取与分离（6学时）

通过大蒜细胞SOD的提取与分离，学习和掌握蛋白质和酶的提取与分离的基本原理和操作方法。

3.5 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测定蛋白质的相对分子量（8学时）

通过利用SDS-PAGE测定蛋白质分子量实验，掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理和操作方法，以及SDS-PAGE测定蛋白质分子量的原理和方法。3.6 酵母ＲＮＡ的提取与分离（8学时）

通过采用苯酚溶液提取法提取酵母RNA，采用地衣酚显色法测定RNA含量，学习和掌握RNA的分离与测定的基本原理和技术。3.7 植物ＤＮＡ的提取与测定（8学时）

通过采用SDS提取法提取花椰菜DNA，采用二苯胺显色法测定DNA含量，采用琼 脂糖凝胶电泳鉴定DNA，学习和掌握RNA的分离与测定的基本原理和技术。3.8 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化（3学时）

通过本实验，掌握大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法和技术。3.9 质粒DNA的提取及酶切（8学时）

通过本实验学习和掌握碱裂解法提取质粒。3.10

DNA重组（2学时）

通过本实验学会重组DNA连接以及鉴定重组子的方法。3.11

DNA序列测定——银染色法（8学时）

通过本实验，掌握银染测序法。3.12 PCR基因扩增（6学时）

通过本实验学习PCR反应的基本原理与实验技术。4 实验技能考试（2学时）和实验基础理论考试（2学时）

四、参考文献

１

张立名，王贤舜： 现代生物化学分析原理，中国科学技术大学出版社，１９９１年４月第一版。

２

王重庆等： 高级生物化学实验教程，北京大学出版社，１９９４年６月第一版。３

张龙翔等：生化实验方法和技术（第二版），高等教育出版社，１９９７年７月第二版。

４

赵亚华：生物化学实验技术教程，华南理工大学出版社，２０００年８月第一版。５

欧阳平凯：生物分离原理及技术，化学工业出版社，１９９９年２月第一版。６ 魏群：分子生物学实验指导，高等教育出版社，１９９９年１２月第一版。７ 杨安钢等：生物化学与分子生物学实验技术，高等教育出版社，２００１年２月第一版。

８ 郭勇：现代生化技术，华南理工大学出版社，１９９６年８月第一版。