《分子生物學(xué)》課程教學(xué)大綱

課程編號(hào)：0812071

課程總學(xué)時(shí)/學(xué)分：45/2.5（其中理論45學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）

課程類別：專業(yè)必修課

一、教學(xué)目的和任務(wù)

分子生物學(xué)是生命科學(xué)的最前沿、最有生命力的學(xué)科，是生物技術(shù)、生物科

學(xué)、種子科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生態(tài)、醫(yī)

藥、軍事等領(lǐng)域。分子生物學(xué)主要是闡明生物大分子的基本特征，解釋從復(fù)制到

轉(zhuǎn)錄再到翻譯的生命活動(dòng)的本質(zhì)過程，概述基因表達(dá)調(diào)控的一般規(guī)律和特點(diǎn)，使

學(xué)生從分子水平掌握生命的基本過程和特點(diǎn)。

二、教學(xué)基本要求

通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生從分子水平掌握生命現(xiàn)象的活動(dòng)規(guī)律，學(xué)會(huì)從事

生命科學(xué)所必須的理論基礎(chǔ)。使學(xué)生掌握DNA、蛋白質(zhì)等生物大分子結(jié)構(gòu)、功

能，及它們之間的相互作用，原核和真核生物DNA的復(fù)制及基因表達(dá)的調(diào)控，

從分子水平認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的本質(zhì)。重點(diǎn)掌握動(dòng)、植物及微生物等生命體基因表達(dá)

的調(diào)控機(jī)制，掌握分子水平研究生命現(xiàn)象的思路和方法，基因操作的基本原理，

了解生命科學(xué)發(fā)展的最新進(jìn)展。寫清楚教學(xué)要求、教學(xué)重點(diǎn)，與教學(xué)計(jì)劃中前后

課程的聯(lián)系。先修課程生物化學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)。

三、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配

第一章緒論（2學(xué)時(shí)）

一、分子生物學(xué)的基本概念

二、分子生物學(xué)的發(fā)展簡史

三、現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展

教學(xué)要求：

了解掌握分了生物學(xué)的基本概念、研究內(nèi)容、發(fā)展簡史以及現(xiàn)代分了生物學(xué)

的發(fā)展。

教學(xué)重點(diǎn)：

分子生物學(xué)的基本概念；分子生物學(xué)發(fā)展簡史；現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展。

教學(xué)難點(diǎn)：

分子生物學(xué)發(fā)展簡史。

第二章基因概念的演變與發(fā)展（8學(xué)時(shí)）

第一節(jié)早期的‘基因”概念

第二節(jié)經(jīng)典的基因概念

一、經(jīng)典基因概念的重要修正

二、擬等位基因概念的提出

三、順反子理論

四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第三節(jié)基因的分子結(jié)構(gòu)

一、核酸的分子結(jié)構(gòu)

二、核昔的分子構(gòu)象

三、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

四、影響雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素

五、DNA的變性與復(fù)性

第四節(jié)核酸分子的空間結(jié)構(gòu)

一、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)

二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)

三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)

第五節(jié)基因概念的多樣性

一、主物進(jìn)化的C值矛盾

二、重疊基因

三、重復(fù)基因

四、間隔基因

五、跳躍基因或轉(zhuǎn)座子

六、假基因

教學(xué)要求：

掌握早期基因概念，經(jīng)典的基因概念，DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，

理解DNA的變性和復(fù)性的內(nèi)容，了解DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)，了解RNA的高級(jí)結(jié)

構(gòu)和核酶，掌握真核生物染色體的結(jié)構(gòu)，對(duì)比理解原核生物與真核生物基因組的

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)掌握基因家族、斷裂基因等的概念，理解真核生物的這些結(jié)構(gòu)特

點(diǎn)，掌握DNA按重復(fù)頻率不同分為哪幾部分，各有什么特點(diǎn)。了解假基因的概

念。

教學(xué)重點(diǎn)：

經(jīng)典的基因概念，DNA的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，核酸的變性、復(fù)性、真核生物

斷裂基因的特點(diǎn)、基因簇的含義；基因組的組織形式。

教學(xué)難點(diǎn)：

核酸的精細(xì)結(jié)構(gòu)，DNA的三股螺旋、四鏈結(jié)構(gòu)和核酸的高級(jí)結(jié)構(gòu)、內(nèi)含子

的驗(yàn)證試驗(yàn)；重復(fù)基因的類型及作用。

第三章DNA的復(fù)制（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié)DNA復(fù)制的基本特征

一、DNA的半保留復(fù)制

二、DNA復(fù)制按5延伸方向

三、DNA的半不連續(xù)復(fù)制

四、DNA復(fù)制的起點(diǎn)、方向

五、DNA復(fù)制的引物

六、DNA復(fù)制的轉(zhuǎn)錄激活

七、DNA復(fù)制的模式

八、DNA復(fù)制體的結(jié)構(gòu)與復(fù)制的回環(huán)模型

九、線形DNA復(fù)制避免5,端短縮的方式

第二節(jié)真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

一、染色體DNA為多復(fù)制子

二、染色體多復(fù)制子復(fù)制的非一致性

三、真核生物避免5'端短縮的機(jī)制

第三節(jié)DNA復(fù)制的終止

第四節(jié)DNA復(fù)制的調(diào)控

教學(xué)要求：

掌握復(fù)制的基本模式、半保留復(fù)制和避免5末端縮短的機(jī)制，真核生物染色

體端粒的復(fù)制，了解不同有關(guān)復(fù)制的酶類，掌握KI巳now酶的作用和來源，掌握

真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)；DNA復(fù)制的終止過程；了解簡單的復(fù)制調(diào)控。

教學(xué)重點(diǎn)：

復(fù)制的起始、復(fù)制的模式及復(fù)制的忠實(shí)性；真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)；真

核生物端粒的復(fù)制。

教學(xué)難點(diǎn)：

線性DNA復(fù)制避免5，末端短縮的機(jī)制；真核生物的端粒酶與避免5,端短

縮的機(jī)制。

第四章RNA的轉(zhuǎn)錄（6學(xué)時(shí)）

第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的基本概念

一、模板

二、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄

三、極性

第二節(jié)轉(zhuǎn)錄起始

一、原核生物的啟動(dòng)子

二、真核生物的啟動(dòng)子

三、RNA聚合酶

四、轉(zhuǎn)錄的相關(guān)因子及功能

第三節(jié)轉(zhuǎn)錄延伸

第四節(jié)轉(zhuǎn)錄過程的終止

一、不依賴p因子的終止子的結(jié)構(gòu)與功能

二、依賴p因子的終止子的結(jié)構(gòu)與功能

三、抗終止作用

第五節(jié)RNA的加工

一、加工的概念

二、加工的目的

三、加工的過程

教學(xué)要求：

本章為教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，分別掌握原核與真核生物合成RNA酶類的特點(diǎn)以

及原核與真核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)。掌握原核生物轉(zhuǎn)錄的大體過程，理解真核生物

轉(zhuǎn)錄過程，熟悉真核生物的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物及其加工的主要方式及過程。

教學(xué)重點(diǎn)：

兩類生物轉(zhuǎn)錄所需啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄的起始過程；原核生物轉(zhuǎn)錄的終

止特點(diǎn)；真核生物mRNA的加工方式和特點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：

順式作用元件保守性的理解；真核生物轉(zhuǎn)錄的起始、內(nèi)含子的各種剪接。

第五章蛋白質(zhì)的翻譯（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié)蛋白質(zhì)合成的裝備

一、mRNA的結(jié)構(gòu)和功能

二、tRNA的結(jié)構(gòu)與功能

三、rRNA與核糖體的結(jié)構(gòu)與功能

第二節(jié)遺傳密碼及具簡并

一、三聯(lián)體遺傳密碼的破譯

二、遺傳密碼的簡并

第三節(jié)蛋白質(zhì)的翻譯

一、蛋白質(zhì)翻譯的若干基本概念

二、多肽鏈的合成

三、保證蛋白質(zhì)翻譯準(zhǔn)確起始的機(jī)制

教學(xué)要求：

要求掌握參與蛋白質(zhì)合成的多種裝備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能，了解遺傳密碼的破

譯實(shí)驗(yàn),掌握遺傳密碼的簡并性及其對(duì)應(yīng)反密碼子的特點(diǎn)，了解廣義密碼的意義,

掌握原核生物蛋白質(zhì)的合成過程，了解真核生物蛋白質(zhì)合成過程，并與原核生物

蛋白質(zhì)合成過程加以對(duì)比。

教學(xué)重點(diǎn)：

遺傳密碼的簡并性特點(diǎn)；tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；原核生物蛋白質(zhì)的合成過程。

教學(xué)難點(diǎn)：

遺傳密碼的破譯實(shí)驗(yàn)；蛋白質(zhì)合成的動(dòng)態(tài)過程。

第六章基因表達(dá)的調(diào)控（14學(xué)時(shí)）

第一節(jié)原核生物基因表達(dá)調(diào)控的理論與模式

一、操縱子調(diào)控模型

二、分解代謝產(chǎn)物阻遏啟動(dòng)子的正控制系統(tǒng)

三、組氨酸利用操縱子的正控制誘導(dǎo)模型

四、衰減子的發(fā)現(xiàn)與衰減子調(diào)控

第二節(jié)不利生長條件下的應(yīng)急反應(yīng)

一、嚴(yán)緊反應(yīng)相關(guān)因子

二、嚴(yán)緊因子反應(yīng)的調(diào)控機(jī)制

第三節(jié)操縱子調(diào)控的綜合實(shí)例

一、入噬菌體的繁殖

二、入噬菌體基因組

三、入噬菌體溶原途徑的建立

四、入噬菌體裂解途徑的建立

五、決定入噬菌體發(fā)育途徑選擇的其他因素

第四節(jié)DNA重排與基因表達(dá)

一、沙門氏菌鞭毛的H1H2抗原相的轉(zhuǎn)變

二、酵母交配型的轉(zhuǎn)變

三、免疫球蛋白的多樣性

第五節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控

一、真核生物轉(zhuǎn)錄后mRNA的加工

二、RNA干涉

三、反義RNA

第六節(jié)翻譯水平上的調(diào)控

一、同一操縱子內(nèi)各基因翻譯量的差異

二、信息體與蛋白質(zhì)合成

三、核糖體蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控

四、mRNA的壽命對(duì)翻譯

教學(xué)要求：

本章為教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，要求掌握基因表達(dá)調(diào)控的各種概念、乳糖操縱子的

負(fù)調(diào)控機(jī)制，色氨酸操縱子的調(diào)控機(jī)制，掌握CAMP正調(diào)控的普遍性和弱化子負(fù)

反饋調(diào)控的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及普遍性；了翻調(diào)節(jié)子、組氨酸利用操縱子及人噬菌體操縱

子調(diào)控的綜合實(shí)例；真核生物基因表達(dá)的調(diào)控較復(fù)雜，本章要求了解真核基因表

達(dá)調(diào)控的各種層次和特點(diǎn)，掌握基因重排水平的典型調(diào)控實(shí)例，了解抗體多樣性

產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)；掌握活性染色質(zhì)與基因轉(zhuǎn)錄活性之間的關(guān)系，理解轉(zhuǎn)錄水平上

順式作用元件與反式作用因子間相互作用，掌握DNA修飾、組蛋白修飾與基因

表達(dá)的關(guān)系；掌握RNA干擾的調(diào)控作用，了解轉(zhuǎn)錄后水平、翻譯及翻譯后水平

的調(diào)控，知曉真核生物發(fā)育的調(diào)控層次及特點(diǎn)，了解決定細(xì)胞程序性死亡的關(guān)鍵

基因及意義。

教學(xué)重點(diǎn)：

乳糖操縱子和色氨酸操縱子的負(fù)調(diào)控；弱化子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；CAMP正調(diào)控及

其普遍性；轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控；DNA修飾、組蛋白修飾與基因表達(dá)的關(guān)系；RNA

干擾的調(diào)控作用；真核生物發(fā)育的調(diào)控層次及特點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：

弱化子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；正負(fù)調(diào)控的概念；入噬菌體操縱子調(diào)控的綜合實(shí)例；DNA

修飾、組蛋白修飾與基因表達(dá)的關(guān)系；RNA干擾的調(diào)控作用；真核生物發(fā)育的

調(diào)控基因。

第七章基因突變和遺傳重組的分子機(jī)制（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié)基因突變

一、基因突變的種類

二、基因突變的表達(dá)類型

三、基因的誘發(fā)突變

四、基因的自發(fā)突變

五、基因的突變熱點(diǎn)

第二節(jié)生物體保證穩(wěn)定遺傳的機(jī)制

一、DNA復(fù)制過程中的錯(cuò)配修復(fù)

二、尿口密咤一N—糖甘酶系統(tǒng)

三、基因的回復(fù)突變

第三節(jié)基因重組交換的分子機(jī)制

一、同源重組的分子機(jī)制

二、異常分離現(xiàn)象一基因轉(zhuǎn)換

三、同源重組的分子機(jī)制

四、同源重組的酶類及交換熱點(diǎn)

五、雙鏈DNA斷裂模式

教學(xué)要求：

掌握基因突變的種類、表達(dá)類型、基因突變的誘發(fā)突變、自發(fā)突變及突變熱

點(diǎn)；生物體保證穩(wěn)定遺傳的機(jī)制；基因重組交換的分子機(jī)制。

教學(xué)重點(diǎn)：

基因突變的種類、表達(dá)類型、基因突變的誘發(fā)突變、自發(fā)突變及突變熱點(diǎn)；

修復(fù)DNA損傷的機(jī)制；同源重組的過程和特點(diǎn)。

教學(xué)難點(diǎn)：

基因突變的誘發(fā)突變、自發(fā)突變及突變熱點(diǎn)；修復(fù)DNA損傷的機(jī)制；同源

重組的透徹理解。

第八章常見的分子生物學(xué)研究技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

第一節(jié)基因克隆技術(shù)

一、限制性內(nèi)切核酸酶的作用

二、連接

三、載體

四、轉(zhuǎn)化

五、篩選

六、基因組DNA文庫的構(gòu)建

七、幾種重要的PCR衍生技術(shù)

第二節(jié)研究基因結(jié)構(gòu)及表達(dá)的常用技術(shù)

一、標(biāo)記性示蹤物

二、基因活性和功能研究方法

第三節(jié)DNA—蛋白質(zhì)相互作用分析技術(shù)

一、過濾結(jié)合

二、染色質(zhì)免疫沉淀法

三、凝膠阻滯分析

四、DNA酶足跡

第四節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法

一、蛋白質(zhì)分離

二、蛋白質(zhì)分析

三、蛋白質(zhì)相互作用的研究方法

教學(xué)要求：

要求掌握載體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和類型特征，限制性內(nèi)切酶及其它常用酶的特點(diǎn)，

掌握PCR擴(kuò)增的原理及PCR各種應(yīng)用的原