分子生物学大纲 |
一、基本信息 1、课程中文名称:分子生物学 2、课程英文名称:Molecular Biology 3、课程编号:011207 4、课程类别:学科基础课 5、课程性质:必修课 6、适用层次:汉族本科 7、适用专业:生物技术、应用生物技术 8、开课学期: 第五学期 9、学时:总60学时 10、学分:3学分 二、课程教育目标 《分子生物学》是生命科学类专业开设的一门专业基础课程,本课程主要以理论教学为主,内容以核酸的相关内容为主线,包括核酸的结构、复制、转录、翻译的详细机制以及真核、原核基因表达调控的机制和研究进展,同时介绍模式生物分子生物学,病毒分子生物学和分子生物学基本技术的相关内容。通过该课程的学习,使学生能够有比较扎实的分子生物学基础,为以后生命科学类专业课的学习和未来从事生命科学相关的教学、研究等工作打下坚实的基础。 三、教学内容与要求 (一)理论课教学内容 绪 论 (2学时) [教学目的]了解分子生物学含义,研究现状、课程的主要内容、发展简史、学习方法及参考书目。 [教学内容] 第一节 分子生物学的研究范畴 第二节 分子生物学的发展简史 第三节 分子生物学的研究现状 [建议教学方法] 为课堂讲授,多媒体教学为辅。 第一章 基因的概念(2学时) [教学目的] 掌握基因的类型及相关概念,了解解基因概念的发展 [教学内容] 第一节 C值矛盾 第二节 重叠基因 第三节 重复基因 第四节 间隔基因 第五节 跳跃基因 第六节 假基因 [教学重点难点] 掌握基因概念不断发展的内涵,基因的概念 [建议教学方法] 为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第二章 DNA的结构 (2学时) [教学目的] 了解DNA一级、高级结构特点,掌握DNA双螺旋结构内容、二级结构的三种形式、生物学特性及序列测定的原理。 [教学内容] 第一节 DNA一级结构 第二节DNA二级结构 第三节 DNA性质 第四节DNA高级结构 第五节DNA限制性图谱与序列分析。 [教学重点难点] DNA双螺旋结构内容、二级结构的三种形式,DN A的变性与复性的应用, DNA限制性图谱与序列分析。 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第三章 DNA的复制与修复 (8学时) [教学目的]掌握DNA复制的一般过程,参与DNA复制的酶与蛋白质(重点是原核生物的DNA聚合酶),DNA复制的过程一般过程,真核生物与原核生物DNA复制的比较 [教学内容] 第一节 DNA复制的概貌 第二节 DNA的复制酶和相关蛋白 第三节 原核生物DNA的复制 第四节 真核生物DNA复制相关的酶 第五节 真核生物DNA复制过程 第六节 DNA的突变与修复 [教学重点难点] 1、半保留、半不连续复制机制,复制过程相关的酶,复制的起始, 2、复制叉式(或重新起始方式)、滚环式(或共价延伸方式)、 置换式(或D环方式) 3、原核生物和真核生物DNA的复制过程及异同; 4、线状DNA的复制及避免5’端短缩模式 5、DNA的突变与修复机制 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第四章 DNA重组 (4学时) [教学目的]了解重组的概念,重组的机制,掌握几种常用转座子的特点应用 [教学内容] 第一节 同源重组的机制 第二节 位点专一性重组 第三节 转座子 [教学重点难点] 转座子概念及应用 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第五章 转录(6学时) [教学目的] 全面掌握转录过程,掌握转录的一般规律,掌握RNA聚合酶的作用机理,掌握启动子的作用机理、终止的两种方式,了解真核生物的转录过程,理解RNA转录后加工过程及其意义,掌握逆转录的过程 [教学内容] 第一节 RNA聚合酶与启动子 第二节 转录的起始延伸与终止 第三节 mRNA转录后的加工 第四节 真核生物转录过程 第五节 逆转录 [教学重点难点] 1、启动子,终止子相关概念及特点 2、原核生物RNA合成起始过程,RNA聚合酶结构及其作用机理 3、与原核生物对比真核生物RNA的合成过程 4、转录的两种终止子的结构与功能 5、真核生物的mRNA与原核生物的mRNA的比较 6、hnRNA的戴帽、加尾、内含子剪切,外显子拼接、甲基化 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第六章 翻译 (6学时) [教学目的]全面掌握蛋白质合成的过程,掌握参与蛋白质合成的主要因子的种类和功能,掌握肽链的后加工过程,理解真核生物与原核生物蛋白质合成的区别 [教学内容] 第一节 遗传密码 第二节 核糖体与rRNA、tRNA 第三节 原核生物蛋白质的合成过程 第四节 蛋白质合成后的处理 第五节 真核生物蛋白质合成过程 [教学重点难点] 1、遗传密码特点,核糖体与rRNA、tRNA结构特点 2、原核生物蛋白质生物合成起始、延伸、终止过程及各种辅助因子的功能 3、保证蛋白质翻译准确起始的机制 4、真核生物蛋白质合成特点与原核生物的异同 5、信号肽、前导肽在蛋白质转运过程中的作用 [建议教学方法] 为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第七章 原核生物基因表达调控 (6学时) [教学目的] 本章为全课程的重点难点内容,理解转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的基因表达调控,灵活运用乳糖操纵子模型,色氨酸操纵子的弱化系统,半乳糖操纵子双启动子调控模式, [教学内容] 第一节 总论 第二节 乳糖操纵子 第三节 色氨酸操纵子、半乳糖操纵子及阿拉伯糖操纵子 第四节 转录后调控 [教学重点难点] 1、启动子对转录起始影响,乳糖操纵子模型及调控 2、色氨酸操纵子的阻遏系统、弱化系统 [建议教学方法]:为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第八章 真核生物基因转录和调控 (4学时) [教学目的] 理解转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的基因表达调控。熟练掌握真核生物DNA水平的调控、顺式作用元件与基因调控、反式作用因子对转录的调控 [教学内容] 第一节 DNA及水平上的调控 第二节 转录及转录后水平的调控 第三节 翻译水平调控 [教学重点难点] 真核生物DNA水平的调控、真核生物顺势作用元件、反式作用元件的类型,结构和作用 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第九章 病毒的分子生物学 (2学时) [教学目的] 了解病毒遗传物质的表达过程及其特点 [教学内容] 第一节 人免疫缺损病毒—— HIV 第二节 乙肝病毒 第三节 SV40 [教学重点难点] SV40 的特点及表达调控 [建议教学方法] 为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第十章 模式生物分子生物学 (4学时) [教学目的]了解模式生物的分子生物学研究进展及其应用 [教学内容] 第一节 大肠杆菌分子生物学 第二节 拟南芥分子生物学 第三节 酵母分子生物学 第四节 人类分子生物学及癌基因 [建议教学方法] 为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第十一章 分子生物学技术简介 (6学时) [教学目的]了解基本的几种分子生物学技术原理及应用,掌握基因诱变技术的应用,PCR原理,了解生物芯片技术原理与应用 [教学内容] 第一节 基因诱变 第二节 PCR技术 第三节 放射性同位素技术与分子标记技术 第四节 生物芯片技术原理与应用 [教学重点难点]掌握基因诱变技术应用,PCR原理, 分子标记技术 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第十二章 分子生物学在育种中的应用 (2学时) [教学目的]初步了解分子生物学在育种中的应用及前景 [教学内容] 第一节 分子生物学在植物育种中的应用 第二节 分子生物学在动物育种中的应用 [建议教学方法]为课堂讲授,多媒体教学为辅。通过简单动画的形式使学生了解复杂的微观的知识,同时督促学生自学、课堂提问 第十三章 分子生物学研究进展 (4学时) 根据学生的上课接受情况,本章机动学习,可以请校内外相关专业的老师以讲座的形式讲授2次,也可以由任课教师选部分内容讲授,时间放在第八章以后即可。 四、学时分配 按各章节及教学环节列出学时分配。
章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注
理论 实验 习题 讨论 其它 小计 绪论 2 第一章 基因的概念 2 第二章 DNA的结构 2 第三章 DNA的复制与修复 8 第四章 DNA重组 4 第五章 转录 6 第六章 翻译 6 第七章 原核生物基因表达调控 6 第八章 真核生物基因表达调控 4 第九章 病毒的分子生物学 2 第十章 模式生物分子生物学 4 第十一章 分子生物学技术简介 6 第十二章 分子生物学在育种中的应用 2 第十三章 分子生物学研究进展 4 习题课 2 合计 60
五、作业、练习的安排与要求 本课程不安排课内练习,课外作业以课后习题、思考题的形式布置。 六、相关联的课程 1、先修课程 生物化学及实验,遗传学、细胞生物学 2、后续课程 本课程是生物技术专业学生进一步深入学习专业相关课程的基础,为进一步学习《基因工程》,《分子克隆技术》,《基因组学》,《分子育种与良种繁育》以及《生物安全科学》等课程奠定基础 七、教材与教学参考书 1、建议教材: [1] 《分子生物学》,阎隆飞主编,中国农业大学出版社, 1997 [2] 《现代分子生物学》,朱玉贤主编,高等教育出版社, 1995 2、建议参考书目: [1] 《现代分子生物学》,陈章良主编,北京大学出版社 [2] 《基因工程学原理》,马建刚主编,西安,西安交通大学出版社,2001。 [3] 《基因工程》,吴乃虎主编,北京,农业大学出版社,1988。 [4] 《分子遗传学》,张玉静主编,北京,科学出版社,2000 [5] 《分子遗传学》,孙乃恩,孙旭东主编,朱地煦,南京,南京大学出版社,1990 八、考核 1、考试成绩:70% 2、平时成绩:30%(课程论文、课堂提问,作业,考勤等) 3、期末考试:闭卷考试(笔试:名词英汉互译、填空、简答、问答题、实验推理及设计等)
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