第一章绪论（2学时）
本章重点
分子生物学的研究内容。
基本要点
一、分子生物学简史
基因概念的发展
遗传物质与蛋白质的对应关系
DNA二级结构的发现
DNA复制机制的发现—半保留复制
Jacob和Monod提出基因表达的操纵子模型
遗传密码的破译
分离限制性内切酶-重组DNA—定向改变生物
测序、PCR、分子杂交
基因组计划和后基因组时代：
1．人类基因组计划的主要内容：
①遗传图分析；
②物理图分析；
③转录图分析；
④基因组序列测定；
⑤资料的储存与利用。
2．后基因组研究：
①功能基因组学；
②蛋白质组学。
二、分子生物学的研究内容
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。从分子水平揭示生命的奥秘的学科。它的主要研究内容包括：
生物大分子的结构与功能（结构分子生物学）
基因表达的调控
DNA重组技术
基因组结构和功能，生物信息学
三、分子生物学展望
第二章DNA与染色体（10学时）
本章重点
1．DNA双螺旋结构模型要点。
2．核小体的概念。
3．DNA的变性、复性及分子杂交。
4．基因组，基因家族。
5．DNA的转座。
本章难点
DNA在真核细胞内的组装；基因家族；DNA的转座。
基本要点
一、核酸的化学组成
1．核苷酸中的碱基成分
碱基：嘌呤(A，G) 嘧啶（T，C，U）
2．戊糖与核苷
核苷酸（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）与磷酸通过酯键结合。
3．核苷酸的结构与命名
核苷一磷酸（nucleoside monophosphate，NMP）
核苷二磷酸（nucleoside diphosphate，NDP）
核苷三磷酸（nucleoside triphosphate，NTP）
环腺苷酸（cycle AMP，cAMP）环鸟苷酸（cycle GMP，cGMP）
二、核酸的一级结构
1．DNA和RNA的一级结构四种核苷酸或脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以3’，5’磷酸二酯键（phosphodiester linkage）相连形成的多聚核苷酸链或脱氧核苷酸（polydeoxy- nucleotides），称为核苷酸序列(也称为碱基序列)。
脱氧核苷酸或核苷酸的连接具有严格的方向性，是前一核苷酸的３’-OH与下一位核苷酸的5’-位磷酸间形成3’，5’磷酸二酯键，构成一个没有分支的线性大分子。DNA的书写应从5'到3'。
2．RNA与DNA的差别戊糖成分是核糖不是脱氧核糖; 嘧啶为胞嘧啶和尿嘧啶而不含有胸腺嘧啶，U代替了DNA的T。DNA和RNA对遗传信息的携带和传递是依靠核苷酸中的碱基排列顺序变化而实现的。
三、DNA的空间结构与功能
1．DNA的二级结构——双螺旋结构模型
ＤＮＡ的双螺旋结构的研究背景：
Chargaff规则：
①Ａ=T，G=C；
②不同生物种属的DNA碱基组成不同，
③同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。
ＤＮＡ双螺旋结构模型的要点：
①ＤＮＡ是一反向平行的互补双链结构亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧、而碱基位于内侧，两条链的碱基互补配对，A---T形成两个氢键，G---C形成三个氢键。堆积的疏水性碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。两条链呈反平行走向，一条链５’→３’，另一条链是３’→５’。）。
②DNA是右手螺旋结构DNA线性长分子在小小的细胞核中折叠形成了一个右手螺旋式结构。螺旋直径为２nm。螺旋每旋转一周包含了10对碱基，每个碱基的旋转角度为36°。螺距为3.4nm；碱基平面之间的距离为0.34nm。DNA双螺旋分子存在一个大沟（major groove）和一个小沟（minor groove），目前认为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识别有关。
③DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以碱基堆积力更为重要。
2．ＤＮＡ结构的多样性
B-DNA(Ｗatson-Crick模型结构)；
Z-DNA；
A-DNA。
3．DNA的超螺旋结构
DNA在双链螺旋式结构基础上，进一步折叠成为超级螺旋结构。正超螺旋、负超螺旋。
四、核酸的理化性质及其应用
1．核酸的一般理化性质
核酸具有较强的酸性。
DNA是线性高分子，粘度极大，RNA分子远小于DNA，粘度也小得多。DNA分子在机械力的作用下易发生断裂。
嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260ｎｍ左右的紫外光有较强吸收。这是DNA和RNA定量最常用的方法。
2．ＤＮＡ的变性
ＤＮＡ变性在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，DNA双螺旋结构松散，变成单链。
加热是实验室最常用的DNA变性的方法。
DNA的增色效应（hyperchromic effect）
加热时，DNA双链解链过程中，内部的碱基暴露，对260nm波长紫外光吸收增加，DNA的A260增加，并与解链程度有一定的比例关系。这种关系称为DNA 的增色效应（hyperchromic effect）。
解链曲线
连续加热DNA的过程中以温度对A260的关系作图，所得的曲线。从曲线中可以看出，DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度内完成的，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为DNA的解链温度（融解温度）（melting temprature，Tm）。在Tm时，核酸分子内50%的双链结构被解开。
一种DNA分子的Tm值的大小与其所含碱基中的G+C比例相关，G+C比例越高，Tm值越高。
Tm值计算公式：
Tm＝69.3+0.41（%G+C）；
＜20bp的寡核苷酸的Tm计算：Tm＝4（G+C）+2（A+T）。
3．ＤＮＡ的复性与分子杂交
DNA复性
变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，又称为退火（annealing）。
DNA的复性速度受到温度的影响，复性时温度缓慢下降才可使其重新配对复性。如加热后，将其迅速冷却至４℃以下，则几乎不可能发生复性。这一特性被用来保持DNA的变性状态，一般认为，比Tm 低25℃的温度是DNA复性的最佳条件。
核酸分子杂交（hybridization）
不同来源的DNA单链分子（DNA或RNA）放在同一溶液中，只要含有大
致相同的互补碱基序列，经过退火处理，能够重新形成杂种双螺旋，这个过程称为分子杂交。可以用来检验不同物种的同源序列或同源基因。双链分子的再形成既可以发生在序列完全互补的核酸分子间，也可以发生在那些碱基序列部分互补的不同的DNA之间或DNA与RNA之间。
核酸分子探针
用同位素、生物素或荧光染料标记一小段已知序列的多聚核苷酸的末端或全链就可以作为探针，探针的序列如果与DNA或RNA序列互补，就可以探知核酸分子。
五、基因和基因组
（一）、基因(gene)
是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列。
一个典型的真核基因包括：
①编码序列—外显子(exon)；
②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)；
③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ；
④调控序列(可位于上述三种序列中)。
绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。
（二）、基因组(genome)
一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA 的碱基对总数表示。
人基因组3×109(30亿bp)，共编码约3万个基因。
每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-Value Paradox)。
六、真核生物基因组
（一）、真核生物基因组的特点：
①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中；
②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)。
（二）、真核基因组中DNA序列的分类
1、高度重复序列(重复次数>105)：如卫星DNA(Satellite DNA)。
2、中度重复序列
（1）中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样；
②散在分布于基因组中；
③序列的长度和拷贝数非常不均一；
④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记；
⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)。
（2）中度重复序列的分类
①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．) LINES
②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES
SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列
LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl。
3、单拷贝序列(Unique Sequence)
包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列。
（三）、基因家族(gene family)
一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因。可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。
基因家族的特点：
①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；
②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；
③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene)．Ψa1表示与a1相似的假基因。
假基因分类。加工过的假基因(processed pseudogene)。
典型的基因家族
1．tRNA基因
单倍体人基因组中1300个tRNA基因，tRNA基因簇。
2．rRNA基因
>l00 copy．rRNA基因簇(重复单元28S、18S、5.8s-rRNA)
3．组蛋白基因
30-40 copy．定位：7q32-q36
组蛋白基因簇(重复单位：H1，H2A，H2B，H3、H4)
特点：无intron，Poly(A)- RNA。
4．珠蛋白基因
α类：16p13，基因簇(24Kb)：5’—ζ—Ψζ—Ψα1—α2—α1—3’
β类：11p15，基因簇(60Kb)：5’—ζ—Gr—Ar—Ψβ—δ—β—3’
（四）、超基因家族(Supergene family ，Superfamily)
由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同。
（五）、人类基因组中的重复序列标记
1、A1u序列
单倍体人基因组50万-100万拷贝，平均每隔3-6Kb就有一个Alu序列，人A1u 序列长300bp：2×130bp重复序列；+31bp间隔序列(中间)；两侧7-21bp正向重复(direct repeats)，返座子?
Alu序列广泛散布于人基因组，约90%已克隆的人基因含有Alu序列；Alu序列标志。
2、可变数串联重复（Variable number tamdem repeat，VNTR）：又称小卫星DNA(minisatellite DNA)，由短重复单位(6-40bp)串联重复(6-100次以上)而成，多位于基因的非编码区，广泛分布。
VNTR多态性—分子标记—DNA指纹图（fingerprint）；
小卫星DNA突变与肿瘤，H-Ras。
3、短串联重复（short tandem repeat,STR）
又称微卫星DNA（microstallite DNA），是指2-6个核苷酸组成的重复单位串联重复(10-60次),两侧为特异的单拷贝序列，人基因组中每l0kb DNA序列至少一个STR序列。{CA}n，50，000-100，000拷贝．
新一代遗传标记，人类基因组研究，肿瘤，遗传病。
七、线粒体基因组
人线粒体基因组的特点：
1．人线粒体基因组为16，569bp的双链闭环分子，一条链为重链(H链)，一条链为轻链(L链)，两条链均有编码功能，每个mtDNA分于编码13种蛋白质和24种结构RNA(22rRNA，2tRNA)。
2．线粒体DNA为母系遗传。
3．结构基因不含内含子，部分区域有基因重叠，因此病理性mtDNA突变更易发生。
4．mtDNA突变频率更高。
5．线粒体DNA突变的表型表达与核DNA不同。
八、细菌和病毒基因组
（一）、细菌基因组的特点
1．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构。
2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。
3．细菌DNA大部分为编码序列。
（二）、病毒基因组的特点
1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA；
2．病毒核酸大小差别很大，3×103一3×106bp；
3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。
4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成。
5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子。
6．有重叠基因。
八、染色质和染色体
细胞分裂间期—染色质(chromatin)
分裂期—染色体(chromosome)
（一）、染色质的基本单位—核小体
1．核小体(nucleosome)结构
DNA绕在组蛋白八聚体(H2A、H2B、H3、H4各一对)核心外1.8周(146bp)，形成核小体核心颗粒。
两个核小体核心颗粒之间有Linker DNA(0-80bp)，核小体核心颗粒+Linker=核小体(长180-210bp)；核小体DNA Ladder。
2．组蛋白(histone)：一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg}的核蛋白，与DNA 有高亲和力。
组蛋白分类：
（1）核小体核心组蛋白，H2A，H2B，H3，H4。分子量较小(102-135aa)
作用：盘绕DNA形成核小体。
（2）H1组蛋白：较大(220aa)，作用：与Linker DNA结合后利于核小体稳定和更高级结构的形成。
（二）、染色质的高级结构
1．30nm染色质纤丝；
2．袢环结构(looped domain) ；
3．细胞分裂期染色体；
分裂期染色体—一对姐妹染色单体（Chromatid）。
有丝分裂中期46条染色体按大小和形状排列的的光学显微镜图像称为人的染色体核型(Karyotype)。
（三）、染色体的结构要素
1．着丝粒（centromere）:细胞分裂时染色体与仿锤丝相连结的部位，为染色体的正常分离所必需。
2．端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域
端粒DNA的特点：
（1）由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb)。人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
（2）端粒的末端都有一条12-16碱基的单链3’端突出。端粒的作用：防止DNA 末端降解，保证染色体的稳定性和功能。
九、DNA的转座
转座元件(Transposable element)：可移动的DNA元件(mobile DNA elements)，它是指那些可在DNA分子内或DNA分子间转移的DNA片段。
转座：转座元件的转移过程。
转座的特点：
1．转座后原来位置的转座元件序列仍然保留,但同时又把新合成的DNA 复本插入到另外一个位点。
2．座过程需要转座酶(transposase).它催化断裂和重接两步连续的过程(需要M2+)。
3．座元件插入位置的两端有3-12bp的正向重复序列(靶序列),它是由于转座酶错位切割DNA造成的.这种短正向重复序列是存在转座元件的特征。
转座元件的分类
①转座子(transposon)：通过DNA复制而转移的转座元件。
②逆转座子(retroposon)或返座子,通过RNA阶段实现转移的转座元件
(DNA→ RNA→ DNA→ 插入新位点)。逆转座子例：Alu.LINE1.逆假基因(retro-pseudogene)。
转座的遗传效应：导致基因重排、插入、缺失。
十、RNA的空间结构与功能
1．信使RNA的结构与功能
细胞核内合成的mRNA 初级产物比成熟的mRNA大得多，这种初级的RNA被称为不均一核RNA (Hetergeneou nuclear RNA，hnRNA)，它们在细胞核内存在时间极短，经过剪接成为成熟的mRNA并移位到细胞质。成熟的mRNA由编码区和非编码区构成，它的结构特点如下：
①大多数的真核mRNA转录后在5'-端加一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C'2也是甲基化的，这种m7G ppp N m结构被称为帽子结构(cap sequence)。
帽子结构具有促进核蛋白体与mRNA的结合、加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性。
②在真核mRNA的3'末端，有一多聚腺苷酸(poly A)结构，通常称为多聚A尾。
一般由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。poly A是RNA生成后加上去的。poly A与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。
各种mRNA的长短差别很大，mRNA分子的长短，决定翻译的蛋白质分子量的大小。各种RNA分子中，mRNA的半衰期最短，由几分钟到数小时不等，是细胞内蛋白质合成速度的调控点之一。
mRNA的功能是把核内DNA的碱基顺序(遗传信息)，按照碱基互补的原则，转录并转送至胞质，在蛋白质合成中用以翻译成蛋白质中氨基酸的排列顺序。mRNA分子上每3个核苷酸为一组，三联体密码(triplet code)。
2．转运RNA的结构与功能
转运RNA (transfer RNA，tRNA)是细胞内分子量最小的一类核酸，100多种tRNA都由70至90个核苷酸构成。tRNA的功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体并将其转呈给mRNA。
tRNA的结构特点:
①分子中含10%~20%的稀有碱基(rare bases)。稀有碱基是指除A、G、C、U外的一些碱基，包括双氢尿嘧啶(DHU)、假尿嘧啶(ψ，pseudouridine)和甲基化的嘌呤(mG，mA)等(图3-12)。一般的嘧啶核苷以杂环上N-1与糖环的C-1’连成糖苷键，假尿嘧啶核苷则用杂环上的C-5与糖环的C-1’相连。
②tRNA核苷酸中存在局部互补配对的区域，可以形成局部双链，进而形成一种茎-环样(stem-loop)结构或发夹结构。中间不能配对的部分则膨出形成环状。tRNA 形成三叶草形(cloverleaf pattern)二级结构。DHU环和Tψ环，以及反密码环。反密码子(anticoden)与mRNA相应的三联体密码子碱基互补。例如负责转运酪氨酸的tRNA(tRNATyr)的反密码子5'-GUA-3'与mRNA上相应的三联体密码子5'-UAC-3'(编码酪氨酸)呈反向互补。
不同的tRNA依照其转运的氨基酸的差别，有不同的反密码子。
X射线衍射结构分析发现tRNA的共同三级结构是倒L型。
3．核蛋白体RNA的结构与功能
核蛋白体RNA(ribosomal RNA，rRNA)约占RNA总量的80%以上。rRNA与核蛋白体蛋白共同构成核蛋白体或称为核糖体(ribosome)，原核生物和真核生物的核蛋白体均由易解聚的大、小两个亚基组成。
真核生物的核蛋白体小亚基由18S rRNA及30余种蛋白质构成；大亚基则由5S、5.8S、及28S三种rRNA加上近50种蛋白质构成。真核生物的18S rRNA的二级结构呈花状，形似40S小亚基，其中多个茎环结构为核蛋白体蛋白的结合和组装提供了结构基础。
4．其他小分子ＲＮＡ细胞的不同部位还存在着另外一些小分子的RNA，它们分别被称为小核ＲＮＡ、小核仁ＲＮＡ、小胞质RＮＡ等。这些小RNA分别参与hnRNA和rRNA的转运和加工。
5．核酶
某些RNA分子本身具有自我催化能力，可以完成rRNA的剪接。这种具有催化作用的ＲＮＡ被称为核酶（ribozyme）。
十一、核酸酶
核酸酶（nucleases）是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。
按照作用底物分：DNA酶（DNase）、RNA酶（RNase）。
核酸外切酶：５’末端外切酶、３’末端外切酶
核酸内切酶：作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8 bp），称为限制性内切酶。
核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶的应用更是所有基因人工改造的基础。
第三章DNA的复制与修复（6学时）
基本要求
1. 掌握与DNA复制、DNA损伤与修复、逆转录过程有关的基本概念。包括：半保留复制，半不连续复制，复制叉，复制子，岡崎片段，前导链，后随链，端粒，端粒酶等。
2. 掌握复制的过程，以及复制过程中涉及到的各种酶、蛋白因子；并掌握原核生物与真核生物复制的相同点与不同点。
3. 掌握逆转录过程，熟悉逆转录酶的应用。
4. 了解引起地中海贫血和镰形红细胞贫血的分子机制。
重点
DNA分子在生物体内的合成有三种方式：
（1）DNA指导的DNA合成，也称复制，是细胞内DNA最主要的合成方式。遗传信息储存在DNA分子中，细胞增殖时，DNA通过复制使遗传信息从亲代传递到子代。
（2）修复合成，即DNA受到损伤（突变）后进行修复，需要进行局部的DNA的合成，用以保证遗传信息的稳定遗传。
（3）RNA指导的DNA合成，即反转录合成，是RNA病毒的复制形式，以RNA为模板，由逆转录酶催化合成DNA。
真核生物的DNA合成过程与原核生物基本相似，但机理尚不十分清楚，以原核生物为例介绍其复制过程。
基本要点
一、DNA的复制
1.中心法则：遗传信息从DNA通过转录流向RNA，RNA通过翻译指导合成蛋
白质，这种遗传信息的传递规律称之中心法则。少数RNA也是遗传信息的贮存者，RNA能逆转录为DNA，是对中心法则的补充。
2. 复制（replication）：即DNA的生物合成，以DNA为模板指导合成相同的DNA 分子，使遗传信息从亲代传递到子代的过程。RNA病毒的遗传信息储存于RNA
分子生物学课程教学大纲 课程简介 一、课程简介 分子生物学主要研究核酸蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、基因表达，以及生物大分子互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊规律的化学和物理的基础。分子生物化学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势。医学分子生物学是分子生物学的重要分支，本课程包括三方面的内容：一是介绍分子生物学基本原理；二是阐述某些疾病发生和发展的分子机制；三是介绍分子生物学技术在临床上的应用。 本大纲适用于夜大专升本等专业学生。 二、总体要求 通过本课程学习，要求学生做到： 1. 掌握、熟悉分子生物学的基本原理以及与相关临床知识的联系。 2. 学会应用基本分子生物学技术进行生物大分子的检测，并能应用于临床。 3. 树立良好的学习态度，培养创新能力与实践能力，注重知识、能力、素质的协调发展。 三、时数分配
绪论 学习目的和要求 通过本章学习，掌握医学分子生物学的定义、内容。 课程内容 一、介绍医学分子生物学的定义。 二、介绍医学分子生物学的发展历史。 三、医学分子生物学的现状与未来。 考核知识点 一、医学分子生物学的定义。 二、医学分子生物学的内容。 三、医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。 四、医学分子生物学的现状与未来。 考核要求 一、掌握 医学分子生物学的定义。 二、熟悉 医学分子生物学主要解决的问题。 三、了解 1. 医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。 2. 医学分子生物学的未来发展方向。 第一章基因 学习目的和要求 通过本章学习，掌握基因的基本概念、基因的结构特点及基因的遗传功能，了解基因突变的机制及其与疾病的关系。 课程内容 一、基因的基本概念及基因的结构特点 1．核酸是遗传信息的载体 大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA, 少数生物（如RNA病毒）中是RNA。 2．基因的基本概念 基因的现代分子生物学概念。 3．基因的结构特点 基因的基本结构包括结构基因和转录调控序列。原核生物的结构基因是连续的，而真核生物的结构基因是不连续的，由内含子和外显子组成。原核生物基因的转录调控序列包括启动子、终止子、操纵元件、正调控蛋白结合位点等。真核生物基因的转录调控序列称为顺式调控元件或顺式作用元件，包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。 二、结构基因中贮存的遗传信息
2017版普通高中课程标准测试题 一、单项选择题（每题2分，共20分） 1．合格的高中毕业生必须修满的生物学学分为 A A.4学分 B.6学分 C.10学分 D.12学分 2．下列各项中，属于高中生物课程必修模块组成部分的是 A A．分子与细胞 B．稳态与调节 C．生物科学与社会 D．现代生物科技专题 3. 下列各项中，不属于高中生物课程选择性必修部分的是 D A.稳态与调节 B.生物与环境 C.生物技术与工程 D.遗传与进化 4.关于高中生物课程结构的描述中不正确的是 A A. 必修课程共有3个模块 B. 选择性必修课程共3个模块 C. 选修课程有3个系列 D.现实生活应用属于校本生物课程 5. 对选考生物的学生来说，以下内容可以不修习的是 D A. 模块1：分子与细胞 B. 模块2：遗传与进化 C. 模块3：生物与环境 D. 系列3：细胞与分子生物学 6. 关于新课标学分设置的以下描述中有误的是 C A. 必修课程共4学分 B. 选择性必修课程共6学分 C. 选修课程每修习完成10学时可获得1学分，最高可获得4学分 D. 修习完高中生物课程最多可得14学分 7.对高中学生修习生物所得学分分布要求合理的是 B A.高中毕业不高考：0～4学分 B.高中毕业高考但不选考生物：不少于4分（必修） C.高中毕业高考且选考生物：不少于10分（必修＋选修） D.高中毕业高考且选考生物：不少于6分（选修性必修＋选修） 8.在新课标《分子与细胞》模块中内容要求描述不在一个层级的是 A A.细胞由多种多样的分子组成 B.说出细胞由C、H、O、N、P、S等元素组成 C.概述糖类有多种类型，是生命活动的主要能源物质 D.概述核算由核苷酸聚合而成，是储存于遗传信息的生物大分子 9.在新课标《遗传与进化》模块中内容要求描述不在同一层级的是 C A .亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 B.有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能 C.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 D.由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的 10.高中学生自主选择修习生物学科在流程上提出以下申请，不合理的是 A A. 高中毕业不高考：只选修生物校本课程 B. 高中毕业不选考生物学科：必修→选修 C. 高中毕业选考生物学科：必修→选择性必修 D. 高中毕业选考生物学科：必修→选择性必修→选修
1.复制和转录的异同：共同点：反应都是核苷酸的聚合过程，模版是DNA，酶依赖DNA的聚合酶，化学键3，5磷酸二酯键，方向5-3延伸，配对是碱基配对规律。不同点：底物不同分别是dNTP和NTP ；酶不同分别是DNA聚合酶和RNA 聚合酶；模版不同，分别是整个染色体双链DNA和部分基因模板链转录；产物不同，分别是子代双链DNA和mtrRNA ；引物分别是需要和不需要；碱基配对分别是A=T，GC和A=UT=AGC 2.转录的过程：模板DNA原料：NTP（ATP,GTP,CTP,UTP）酶：RNA聚合酶（RNA-pol）其它蛋白质因子：如ρ因子，转录因子(TF)等. A转录起始过程，RNA聚合酶全酶结合，DNA双链解开，在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物b转录延长，伽马o亚基脱落，核心酶变构，与，模版结合松弛，沿着DNA模板前移在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长，合成方向沿5-3进行c终止转录RNA聚合酶在DNA模板上停止前进，转录产物RNA链在转录复合物上脱落下来。 3.基因克隆的步骤：目的基因的获取；目的基因与载体的拼接，将重组体导入受体细胞，重组体筛选和鉴定，扩增和表达a获取，从基因组文库中制备，从CDNA 文库中制备，PCR扩增目的基因，人工合成目的基因b目的基因片段与适当的载体经限制性内切酶剪切后，再在DNA连接酶的催化下即可相互连接形成人工重组体，粘性末端连接，平端连接，同聚物加尾连接，人工头连接c氯化钙法，电穿孔法，脂质体转染法，显微注射法d遗传学法，分子杂交法，免疫化学筛选法，PCR筛选法e重组体的扩增与表达。 4.寡核苷酸定点诱变技术所依据的原理是:首先制备单链核酸,即按体外DNA重组技术，将待诱变的目的基因插入到M13噬菌体上，制备此种含有目的基因的M13单链DNA，即正链DNA。再使用化学合成的含有突变碱基的寡核苷酸短片段作引物，启动M13单链DNA分子进行复制，随后这段寡核苷酸引物便成为新合成的DNA子链的一个组成部分。因此所产生的新链便具有已发生突变的碱基序列,将其转入细胞后,经过不断复制,即可获得突变的DNA分子,再经表达即可获得改造后蛋白质.为了使目的基因的特定位点发生突变，所设计的寡核苷酸引物的序列除了所需的突变碱基外，其余的则与目的基因编码链的特定区段完全互补。B 诱变过程1)合成含有目的基因的正链DNA；2)合成含有特殊突变碱基的引物；3）
Section A 细胞与大分子 简述复杂大分子的生物学功能及与人类健康的关系。 Section C 核酸的性质 1.DNA的超螺旋结构的特点有哪些？ A 发生在闭环双链DNA分子上 B DNA双链轴线高卷曲，与简单的环状相比，连接数发生变化 C 当DNA扭曲方向与双螺旋方向相同时，DNA变得紧绷，为正超螺旋，反之变得松弛为负超螺旋。自然界几乎所有DNA分子超螺旋都为负的，因为能量最低。 2.简述核酸的性质。 A 核酸的稳定性：由于核酸中碱基对的疏水效应以及电荷偶极作用而趋于稳定 B 酸效应：在强酸和高温条件下，核酸完全水解，而在稀酸条件下，DNA的核苷键被选择性地断裂生成脱嘌呤核酸 C 碱效应：当PH超出生理范围时（7-8），碱基的互变异构态发生变化 D 化学变性：一些化学物质如尿素，甲酰胺能破坏DNA和RNA二级结构中的 而使核酸变性。 E 粘性：DNA的粘性是由其形态决定的，DNA分子细长，称为高轴比，可被机械力和超声波剪切而粘性下降。 F 浮力密度：1.7g/cm^3,因此可利用高浓度分子质量的盐溶液进行纯化和分析 G 紫外线吸收：核酸中的芳香族碱基在269nm 处有最大光吸收 H 减色性，热变性，复性。 思考题：提取细菌的质粒依据是核酸的哪些性质？ 质粒是抗性基因，，在基因组或者质粒DNA中用碱提取法。 Sectio C 课前提问 1.在1.5mL的离心管中有500μL，取出10 μL稀释至1000 μL后进行检测，测得A260=0.15。 问（1）：试管中的DNA浓度是多少？ 问（2）：如果测得A280=0.078, .A260/A280=？说明什么问题？ (1)稀释前的浓度：0.15/20=0.0075 稀释后的浓度：0.0075/100=0.75ug/ml （2）0.15/0.078=1.92〉1.8，说明DNA中混有RNA样品。 2.解释以下两幅图
《分子生物学》课程教学大纲 课程编号：233201 课程名称：《分子生物学》 总学时数：64 实验学时：0 先修课及后续课：先修课为《生物化学》，《遗传学》；后续课为《基因工程》 一、说明部分 1. 课程性质：生物技术专业课，必修 2. 教学目标及意义 本课程是高等院校生物专业的专业课。旨在使学生掌握分子生物学的基本知识、基本概念，并了解分子生物学的发展趋势及应用前景。 3. 教学内容和要求 本课程安排在学生完成《生物化学》、《遗传学》等有关基础和专业基础课程之后的第六学期。内容上注意与以上课程的衔接，并避免不必要的重复。同时注意与后续课程《基因工程》等课程的衔接。课堂教学应力求使学生掌握基本概念，了解分子生物学的发展历史以及最新研究成果；熟练掌握DNA的结构与功能、DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的合成、RNA在蛋白质合成中的功能、遗传密码、基因表达与调控的本质、基因组与比较基因组学；由于该课程内容繁多，发展迅速，故授课教师在吃透教材基础上，应广泛阅读相关参考资料，紧跟本学科发展，随时补充新内容，使学生及时了解本学科的重要进展及发展动态。分子生物学的发展依赖于现代分析和研究技术，因此，配合分子生物学实验课程，讲解一些分子生物学的重要研究方法。 4. 教学重点，难点 重点：DNA的结构与功能；DNA的转座；基因的表达与调控 难点：基因表达的调控 5. 教学方法与手段 在教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、提问、综述、实验、作业、教学辅助材料等，以加强学生对理论知识的消化和理解，在教学过程应注意积极启发学生的思维，培养学生发现问题和解决问题的能力。 6. 教材及主要参考书 教材：朱玉贤，李毅.《现代分子生物学》，第三版；北京：高等教育出版社.2007. 主要参考书： （1）杨岐生.《分子生物学基础》，杭州：浙江大学出版社.1998. （2）郜金荣等.《分子生物学》，武汉：武汉大学出版社.1999. （3）阎隆飞，张玉麟.《分子生物学》，北京：中国农业大学出版社.1997. （4）魏群，分子生物学实验指导.北京：高等教育出版社，2003. （5）李振刚.《分子遗传学》，北京：科学出版社，2000. （6）Weaver R. Molecular Biology. 2nd Edition.北京：科学出版社，2001.
新课程标准呼唤教材的创新 朱正威李红 人教版义务教育新课程标准实验教科书（七年级上册）已于2001年8月正式出版并开始在全国7个实验区实验。该教材是依据教育部2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》编写的。新课程标准指出：“义务教育时期的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为要紧目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”它提倡和遵循的课程理念是“面向全体学生”、“提高生物科学素养”、“倡导探究性学习”。这是一个深刻的变革，必须以创新的精神，依据新的课程标准编写出新的教科书。 1 努力构建新的教材体系 新课程标准综合考虑学生进展的需要、社会需求和生物科学进展3个方面，选取了10个主题——“科学探究”、“生物体的结构层次”、“生物与环境”、“生物圈中的绿色植物”、“生物圈中的人”、“动物的运动和行为”、“生物的生殖、发育与遗传”、“生物的多样性”、“生物技术”和“健康的生活”。这是构建新的教材体系的差不多依据，但不是教材体系本身。因此，符合课程标准内容框架，又符合学生需求，便于学生学习的教材体系仍有待创建。 在内容标准的10个主题中，涉及的学习面专门宽广，要求达到的生物科学素养的目标也是多维度的。若以突出人与生物圈的关系为核心，则各个主题都有可能在那个核心的统率下作不同程度的展开和深入，使教材体系有一个清晰的主线。而且，当代生物科学从微观和宏观两个方面分别朝着分子生物学和生态学方向进展。分子生物学揭示的是生命的本质，是纵深的研究，学生需要有相当的生物学基础以及相应的物理学、化学基础才能领会，适宜作为高中时期的要紧学习内容。生态学研究的是生物与环境的关系，与人类的生活和命运息息相关。空气污染、气候变化、资源枯竭、森林锐减及物种灭绝等一系列生态环境问题差不多威逼到人类的生存和进展。1992年的联合国环发大会为解决全球环境与进展问题制定了一系列纲领性文件，越来越多的人认识到必须用生态学观点指导经济建设，走可连续进展之路，人类才会有美好的改日。生态学正在成为指导以后全球经济可连续进展、调整发达国家与进展中国家经济关系的准则和科学依据。作为21世纪的公民，学生应该从个人、国家和全球的角度认识自己在爱护生物囵中的角色和责任，通过学习初中生物学课程，树立人与自然和谐进展的观念，并以此规范自己的行为，参与有关的决策。因此，将初中生物学教学放在人与生物圈的大背景中进行，更有利于全面提高学生的生物科学素养，学以致用。 鉴于以上考虑，人教版初中生物学实验教科书围绕人与生物圈，设计了8个单元——“生物和生物圈”、“生物和细胞”、“生物圈中的绿色植物”、“生物圈中的人”、“生物圈中的其他生物”、“生物的多样性及其爱护”、“生物圈中生命的连续和进展”和“健康的生活”。此外，把生物科学·技术·社会的有关内容，分散于8个单元中，既便于学生学习，也使各单元更富有时代气息。教科书的开始有“致同学们”，结尾有“生物科学技术的进展和展望”。这一教材体系突出了人与生物圈，且首尾呼应，浑然一体。
Section A - Cells and macromolecules 1．The glycosylation of secreted proteins takes place in the . . . A mitochondria. B peroxisomes. C endoplasmic reticulum. D nucleus. 2．Which of the following is an example of a nucleoprotein? A keratin. B chromatin. C histone. D proteoglycan. 3．Which of the following is not a polysaccharide? A chitin. B amylopectin. C glycosaminoglycan. D glycerol. 4. Transmembrane proteins A join two lipid bilayers together. B have intra- and extracellular domains. C are contained completely within the membrane. D are easily removed from the membrane. Section B - Protein structure 1. Which of the following is an imino acid? A proline. B hydroxy lysine. C tryptophan. D histidine. 2．Protein family members in different species that carry out the same biochemical role are described as . . . A paralogs. B structural analogs. C heterologs. D orthologs. 3. Which of the following is not a protein secondary structure? A α-helix. B triple helix. C double helix. D ?-pleated sheet. 4．In isoelectric focusing, proteins are separated . A in a pH gradient. B in a salt gradient. C in a density gradient. D in a temperature gradient. 5．Edman degradation sequences peptides . . .
分子生物学试题及答案 一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。 3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36 个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。 9．弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。10．魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸（ppGpp）和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11．上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列，-10 区的TATA、-35 区的TGACA 及增强子，弱化子等。 12．DNA探针：是带有标记的一段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13．SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。 14．单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15．考斯质粒：是经过人工构建的一种外源D NA载体，保留噬菌体两端的COS区，与质粒连接构成。16．蓝-白斑筛选：含LacZ基因（编码β半乳糖苷酶）该酶能分解生色底物X-gal（5- 溴-4-氯-3- 吲哚-β-D- 半乳糖苷）产生蓝色，从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后，LacZ 基因不能表达，菌株呈白色，以此来筛 选重组细菌。称之为蓝- 白斑筛选。 17．顺式作用元件：在DNA中一段特殊的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。 18．Klenow 酶：DNA聚合酶I 大片段，只是从DNA聚合酶I 全酶中去除了5' → 3'外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用 多聚dC 和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1．DNA 的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2．RNA 酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1 ）、（IF-2 ）和（IF-3 ）。 4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（DNA重组技术）三部分。7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（T2 噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，）、 （mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA′3 末端多了一个多聚腺苷酸（polyA）尾巴）。9．蛋白质多亚基形式的优点是（亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法）、（可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响）、（活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭）。 10．蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11．半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP 的启动子S2 进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于
《分子生物学课程》教案 2007～2008学年第 1 学期 授课专业：生物技术 课程名称：分子生物学 主讲教师：何宁佳 查幸福 赵爱春
课程说明 一、课程名称：分子生物学 二、总课时数：45 三、先修课程：基因工程原理 四、使用教材： PC Turner, AG McLennan, AD Bates&MRH White, 《Instant notes in Molecular Biology》, 科学出版社，2004年1月第八次印刷 五、教学参考书： 1 PC特纳、AG麦克伦南、AD贝茨、MRH怀特，《分子生物学-现代生物学精要速览中文版》，科学出版社，2004年8月第七次印刷。 2 朱玉贤，李毅编著《现代分子生物学》，第二版，高等教育出版社，2004年1月第3次印刷。 六、考核方式：理论课采用闭卷考试的方法，总成绩，平时成绩30%，中期考试10%，期末考试60% 七、教案编写说明： 教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标， 以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个 章、节或主题的全部教学活动。教案可以按每堂课（指同一主题连续1~2节课）设计编写。教案编写说明 如下： 1、编号：按施教的顺序标明序号。 2、教学课型表示所授课程的类型，请在相应课型栏内选择打“√”。 3、题目：标明章、节或主题。 4、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？” 符号分别表示重点、难点或疑点。 5、教学方式既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。教学手段指教科书、板书、多媒体、模型、 标本、挂图、音像等教学工具。 6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业 来完成，以供考核之用。 7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。 8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
《生物化学实验》课程标准 一、课程概述 《生物化学实验》是独立设课，该课程是本科生物技术专业一门重要的专业基础课，特别是随着分子生物学的发展与拓宽，生物化学的实验方法与技术显得尤为重要。因此，掌握和学会生物化学实验方法与技术，对其它很多学科的发展有直接的影响。 生物化学实验与生物化学基础理论课紧密结合，使学生将理性知识与感性认识有机地结合，将书本知识用于实验，在实验中更深刻地理解基础理论，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的综合能力与创新意识。生物化学实验的主要目的是使学生掌握研究与应用生物化学的主要方法与技术，包括经典的、常规的、以及现代的方法与技术，使学生具有适应于从事相关学科的基础理论研究，教学和实际生产应用。 二、课程目标 1.熟悉生物化学实验的一般知识，掌握生物化学的基本操作技能，培养独立的实验能力。 2 .通过性质试验，验证各类常见的生物大分子物质的主要性质和鉴定方法，丰富学生的感性知识，巩固和加深生物化学的基本知识。 3.使学生基本掌握分光光度计、离心机、电泳仪、pH计等仪器的使用，并掌握层析、电泳、离心、光谱光度等生物化学基本技术。 4.在实验中要有严紧的科学态度，尊重事实与实验结果，要善于发现新现象，培养学生的分析、数据处理、创新能力。 5.树立密切合作的风气，在实验中进一步提高学生的科学素质修养。 三、课程内容与教学要求 本实验课的技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下： 知道———是指对这门学科和学科知识点的认知。 理解———是指对这门学科涉及到的基本理论、基本知识、基本实验方法、基本技能给予说明和解释。 掌握———是指运用理解的学科概念、原理、实验方法和技术，说明、解释、类推同类学科知识和现象。 学会———是指能模仿或在教师指导下独立地完成生物化学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。 教学内容和要求表中的“ √”号表示教学知识和技能的教学要求层次。 本标准中“*”号的内容为选做实验或开放性实验，教师可根据实际情况确定选做实验的内容，并鼓励微生物学兴趣爱好者进行既定的开放性实验或自己设计开放性实验。
第十三章微生物物种的多样性 一、要点提示 1．生物的多样性系指遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。由于微生物具有与高等动植物迥然不同的特点，使微生物在营养类型、呼吸类型、代谢类型3方面也呈现出丰富的多样性。 2．长期以来人们对细菌的认识仅从形态结构、生理生化、免疫学特性、生态分布进行区分。由于分子生物学方法的建立和发展，特别是16S rRNA寡核苷酸的序列分析，改变或修正了对细菌人为地传统分类的概念，进入了细菌系统发育和自然进化的研究阶段。按照Woese的观点，真细菌占据自然界生物三大域中的一个域，即：细菌域。在确认了16S rRNA中标志性的寡核苷酸保守序列后，真细菌被划分为12个独特的类群。每个类群可以看成是独立的门，它包括了《伯杰系统细菌学手册》中所描述的23个门的细菌。腐生型的细菌在自然界中碳、氮、硫、磷4种元素的循环和能量流动中起着不可替代的作用；一些种是动、植物和人的致病菌，与动、植物的生长和人体健康密切相关；一些具有特殊形态，如具附属物或鞘的细菌，产子实体的黏细菌等，它们的存在丰富了微生物物种的多样性。 3．古生菌是极端环境微生物，它们在形态结构、营养代谢、生理特性、遗传物质及生态分布等方面与真细菌具有十分明显的差异。16S rRNA寡核苷酸序列分析表明它们是生物总系统发育中一个重要的域，包括：产甲烷古生菌、极端嗜热S0代谢菌、极端嗜盐古生菌、无细胞壁的热原体和还原硫酸盐古生菌5个类群。古生菌的发现为人们利用古生菌中的嗜热酶(例如：Taq、Pfu DNA聚合酶)、产甲烷辅酶及其他参与碳、氮物质代谢的酶类，进行分子生物学研究和进行酶法水解、酶法转化制取有用产品提供了丰富的微生物资源。另外，对古生菌嗜热、嗜酸、厌氧、耐高盐、产甲烷、还原硫酸盐及光介导ATP合成的研究，为探索地球上早期原始生命的起源，提供了有力的佐证。 4．生物的共同祖先沿着真细菌、古生菌、真核生物3条路线进化。目前认
1.核酸与蛋白质的结构比较表如下： 核酸（Nucleic acids） 蛋白质（Proteins） DNA RNA 一级结构Primary structure 核苷酸序列 AGTTCT 或AGUUCU 的排列顺序 3，，5，- 磷酸二酯键 氨基酸排列顺序 肽键 二级结构Secondarystructure 双螺旋 主要是氢键，碱基堆积 力 配对（茎-环结构） （同左） 有规则重复的构象 （α-helix ，β－sheet， β-turn） 氢键 三级结构Tertiary structure 超螺旋RNA空间构象 一条肽链的空间构象 范德华力氢键疏水 作用盐桥二硫键等 四级结构Quaternarystructure 多条肽链 （或不同蛋白） 3.分离和纯化核酸：聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）与琼脂糖凝胶电泳（AGE）广泛用于核酸的分离、纯化 与鉴定 基因组DNA的分离与纯化：（一）酚抽提法（二）甲酰胺解聚法（三）玻棒缠绕法（四）DNA样品的进一 步纯化：纯化的方法包括透析、层析、电泳及选择性沉淀等 4原核生物与真核生物基因信息传递过程中的差异 1. DNA的复制 原核生物真核生物 DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、ⅢDNA聚合酶α、β、γ、δ、ε五种，其中δ为主要的聚合酶， γ存在于线粒体中 原核的DNA聚合酶I具有5'-3'外切酶活性。真核生物的聚合酶没有5'-3'外切酶活性，需要一种叫FEN1 的蛋白切除5'端引物 DNA聚合酶III复制时形成二聚体复合物 起始复制地点：细胞质复制地点：细胞核 复制时间：DNA合成只是发生在细胞周期的S期 有时序性，即复制子以分组方式激活而非同步启动复制起点：一个起始位点，单复制子复制起点：多个复制起始位点，多复制子 起始点长度：长起始点长度：短 延长冈崎片段：比较长冈崎片段：比原核生物要短 引物：RNA，切除引物需要DNA聚合酶I 引物：较原核生物的短，除RNA外还有DNA，所以真核生 物切除引物需要核内RNA酶，还需要核酸外切酶。 终止基因为环状的DNA，复制的终止点ter，催 化填补空隙为DNA-polⅠ，DNA连接酶连 接冈崎片段成DNA链真核生物基因为线状的DNA，其复制与核小体的装配同步进行，复制后形成染色体，DNA-polε填补空隙，存在端粒及端粒酶防止DNA的缩短（RNA引物留下的空白无法填补时出现DNA的缩短）
操纵子：原核生物中由一个或多个相关基因以及转录、翻译、调控原件组成的基因表达单元。内含子：一个基因中非编码DNA片段，它分开相邻的外显子，内含子是阻断基因线性表达的序列。 外显子：是真核生物基因的一部分，它在剪接后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。 弱化子：原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核微生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。 顺式作用元件：是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率，顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。 顺式作用：顺式作用元件对基因表达起调控作用的过程。 增强子：增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列，因为它能强化转录的起始，又称强化子。 反义RNA:为大肠杆菌编码许多小分子mRNA，它们能也不同的mRNA结合，从而在翻译水平上正调控和负调控，可能关闭SD序列和释放SD序列，由于这些小分子通过与反义RNA 进行碱基配对结合来行使功能。 重叠基因：是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分；重叠基因有多种重叠方式。常见于细菌和噬菌体的基因组中。核糖开关：mRNA一些非编码区的序列折叠成一定的构象，这些构象的改变应答于体内的一些代谢分子，从而通过这些构象的改变达到调节mRNA转录的目的 回文序列：双链DNA中的一段倒置重复序列；两条链从5 ‘到3 ‘方向阅读序列一致，从3 ‘到5 ‘方向的序列一致 转座子：插入序列，复合型转座子。效应：引起突变，产生新的基因，产生染色体畸变，引起生物进化 魔斑核苷酸：细菌生长过程中在缺乏氨基酸供应时产生的一个应急产物。主要是三磷酸鸟苷合成的四磷酸鸟苷和五磷酸鸟苷。主要功能是干扰RNA聚合酶与启动子结合的专一性，诱发细菌的应急反应，帮助细菌在不良环境条件下得以存活。 反式作用因子：是指能结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控基因转录效率的蛋白质或RNA。RNA聚合酶是催化基因转录最主要的酶。 基因沉默：真核生物中由双链RNA诱导的识别和清除细胞中非正常RNA的一种机制；分为转录水平基因沉默和转录后基因沉默。 RNA干扰：是指双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解技术，而使相应基因表达沉默。 单顺反子mRNA:只编码一种蛋白质的mRNA。 原核生物染色体的特征：结构简单，存在转录单元，有重叠基因。 DNA的修复：错配修复，切除修复，重组修复，DNA的直接修复，SOS反应。 玉米中的转座子：自主性，具有自主剪接和转座的功能；非自主性，单独存在时是稳定的，当基因组中存在与非自主性转座子同家族的自主性转座子时，才具备转座功能。 RNA的转录：是按5＇→3'方向合成的，以DNA双链中的反义链为模板，根据碱基配对原则，合成的RNA带有与DNA编码链相同的序列。包括模板识别、转录起始、转录延伸、转录终止。真核生物mRNA的特征：1.5'端存在帽子结构，常常被甲基化，使mRNA免遭核酸酶的破坏2.具有多（A）尾巴。 蛋白质的生物学合成：氨基酸活化、肽链的起始、伸长、终止，新合成多肽链的折叠和加工。
一.模块 1 分子与细胞 本模块包括细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、细胞的增殖以及细胞的分化、衰老和死亡等内容。细胞是 生物体结构与生命活动的基本单位。细胞生物学是生命科学的重要基础学科,分子生物学的发展促使细胞生物学的研究进入了分子水平。 本模块选取了细胞生物学方面最基本的知识,是学习其他模块的基础。它还反映了细胞生物学研究的新进展及相关的 实际应用。通过本模块的学习,学生将在微观层面上,更深入地理解生命的本质。了解生命的物质性和生物界的统性细胞生命活动中物质、能量和信息变化的统一,细胞结构与功能的统一,生物体部分和整体的统一等,有助于科学自 然 观的形成。学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展,有助于学生加深对科学研究过程和本质的理解。 【内容要求】 概念 1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位, 1.1 细胞由多种多样的分子组成,包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核 酸等 ,其中蛋白质和核酸是两类最重要的 生物大分子 1.1.1 说出细胞主要由C、 H、 O、N、 P、 S等元素构成 ,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子 2 指中水一然
[附录 ] 附录 2 教学与评价案例 案例 1“生态系统的稳定性”教学目标的制订 1,通过对案例的分析讨论 , 能用物质和能量的输入和输出平衡观点,认识具体生态系统的稳定性。 2,通过对生态系统各种成分功能和营养结构关系的讨论 , 以及运用反馈调节原理 , 能初步判断不同生态系统维持其稳定性的相对能力。 3·能够根据生态系统各种成分、结构以及数量关系构建稳定性生态系统模型,并制作简易生态瓶。 4,能够为常见生态系统的合理利用和维持可持续发展提出有价值的建议。 案例 1 评析 养成生物学学科核心素养是本课程学习的宏观目标。 教师在备课时 ,要根据实际上课具体内容 ,确定每个课时的具体教学目标。习惯了以三维目标来描述教学要求和意 图 ,教师在对应核心素养制订教学目标时或许会感到困惑。本案例旨在示范如何依据核心素养来制订一节课的教学 目标。 案例中的教学目标,是依据内容要求、学业要求和学业质量标准,围绕培养学生核心素养的要求制订的。目标1 着重体现了“生命观念”的要素 ;目标 2 着重反映了“科学思维”的要素 ;目标 3 和 4 分别着重指向 "科学探究”和“社会责任”。这四个目标之间相互也有交叉 ,每个目标中可能还含有对其他素养 的要求。核心素养几个要素的协调发展是学生品格和认识问题、解决问题能力的具体表现,是制订教学目标的出发点和课堂教学活动实施的落脚点。 案例 2 筛选分离土壤中尿素分解菌的教学设计 一 .教学目标 1,能用生物与环境相适应的观点,提出分离目标菌的思路。 2,能按照科学探究的要求设计出分离目标菌的方案。 3.能依据方案运用无菌操作技术和分离、培养方法初步分离出目标菌。 二 .教学思路 提出课题讨论思路设计方案实施方案展示交流 三 .教学过程 活动任务活动目的 利用视频或文本介绍几种分离、筛选!工程菌种的用真实情境激发学生参与探究的动机。 实例 ,认识寻找、分离菌种的应用价值,提出课题。 选取哪种土样筛选分离得到尿素分解菌的概率用生物与环境相适应的观念寻找解决问题的思较大 ?为什么 ?如果要分离其他微生物 ,应该到哪路。里去寻找 ? 提出分离尿素分解菌 (或其他目标菌 ) 技术路线 , 用科学思维提出、论证合理、可行的的设计思如土样的选取和处理 , 培养基的选择、配制和灭路 菌,培养条件的控制等 分组设计探究方案(可查阅资料 ),展示、交流方案针对具体问题 ,根据现有实验室条件, 设计可操作
1、广义分子生物学：在分子水平上研究生命本质的科学，其研究对象是生物大分子的结构和功能。2 2、狭义分子生物学：即核酸（基因）的分子生物学，研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程，以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和 酶的结构与功能 3、基因：遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息 的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的 RNA病毒而言则是RNA序列)。 4、基因：基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，包含产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 5、功能基因组学：是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解 影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 6、蛋白质组学：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 7、生物信息学：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 8、蛋白质组：指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9、功能蛋白质组学：是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白质。 10、单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微 生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 11、基因组：指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C值：指生物单倍体基因组的全部DNA的含量，单位以pg或Mb表示。 13、C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 14、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、基因重叠：同一段核酸序列参与了不同基因编 码的现象。 16、单拷贝序列：单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单 拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。 17、低度重复序列：低度重复序列是指在基因组中含有2～10个拷贝的序列 18、中度重复序列：中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。 19、高度重复序列：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列 的长度为6~200碱基对。
普通高中生物课程标准(实验)
第一部分前言 今日世界，科学技术迅猛发展，国际竞争日趋激烈，国力的强弱越来越取决于劳动者的素质。普通高中教育的任务是在九年义务教育的基础上，进一步提高国民素质，并使学生在全面发展的基础上实现有个性的发展。发展学生的科学素养与人文精神、创新精神与实践能力、国际视野与民族精神、社会责任感与人生规划能力，对国家的兴盛、社会的进步、个人的终身发展都具有重要意义。 生物课程是高中阶段重要的科学课程。在当代科学技术领域中，生物科学和技术的发展尤为迅速，成果显著，影响广泛而深远。例如，DNA 分子结构和功能的揭示、体细胞克隆哺乳动物技术的突破、人类基因组计划的实施、干细胞研究的进展、脑科学的深入发展、生物工程产业的兴起等，正在改变人类的生活。尤其是生物科学技术和信息科学技术正在逐渐融合并显示出强大的经济力量，己成为科学发展和技术革命的世纪标志。生物科学和技术不仅影响人类的生活、社会文明和经济活动，还深刻影响着人们的思想观念和思维方式。高中生物课程应当与时俱进，以
适应时代的需要。 自1978年起，我国高中生物课程历经多次改革，取得了显著的成绩。为适应时代发展的需要，《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《标准》在吸纳现行高中生物学教育优点的基础上，更尊重学生多样化发展的需求；更贴近社会实际和学生的生活经验；更多地反映生物科学和技术的新进展；更重视发展学生的创新精神和实践能力；更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。 一、课程性质 生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。生物科学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。当今，它在微观和宏观两个方面的发展都非常迅速，并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密，正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。 高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。高中生物课程将在义务教育基础上，进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发
生物技术专业本科教学质量国家标准 1. 概述 生物技术是以现代生命科学理论为基础，应用生命科学研究成果，结合化学、物理学、数学和信息学等学科的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照应用要求预先设计改造和利用生物体（微生物、动植物）的技术。生物技术是一门综合的、交叉性的学科，侧重于应用基础研究和应用技术开发，其主要任务是为新兴生物技术产业提供人才、技术、产品和服务。 生物技术是全球发展最快的高新技术之一，也是21世纪的主导技术之一。生物技术的发展经历了传统生物技术和现代生物技术两个阶段，前者以微生物发酵技术为核心，后者以重组DNA和PCR技术为基本手段。按其应用领域现代生物技术被依次划分为：医药生物技术、农业生物技术、工业生物技术、海洋生物技术等。进入新世纪以来，随着组学、系统生物学、合成生物学、干细胞、脑科学、生物信息学等生命科学前沿的发展，生物技术已经成为世界各国争相优先发展的高新技术领域，在解决人类面临的人口、健康、环境、粮食、资源、能源等诸多难题方面将发挥更加重要的作用。生物技术是我国中长期科技发展规划的优先发展前沿技术，生物技术产业作为正在崛起的主导性产业，已成为我国产业结构调整的战略重点和新的经济增长点，将成为我国赶超世界发达国家生产力水平，实现后发优势和跨越式发展的重要领域，将为国家经济转型和生态文明型社会的发展做出
重大贡献。 在生命科学与技术体系中，生物技术是一门承上启下的学科/专业，上接生物科学、下连生物工程，是将基础理论成果转化为具有应用价值的技术和产品的枢纽和桥梁。生物技术专业的特点是交叉性、前沿性、实践性和新颖性。交叉性不仅体现在生物学科内部的交叉，而且需要与其它自然科学（化学、物理学、数学）和新兴学科（计算机科学、信息学）的交融；前沿性则表现为生物技术产业是战略性新兴产业，生物技术产品是生命科学前沿研究的最新成果；实践性反映出生物技术专业属于实验性学科的基本特征，实验技能和实践创新能力是该专业对学生的基本要求；新颖性就是生物技术能够创造出一些前所未有的、满足人们生活需要的新产品、新服务、新体验。 2．适用专业范围 2.1 专业类代码 0710生物科学类 2.2 本标准适用的专业 071002生物技术专业 3.培养目标 3.1 生物技术专业培养目标 生物技术专业是以理为主、以工为辅的理工复合型办学专业。 生物技术专业的培养目标是：通过各种教育教学活动培养学生德智体美全面发展，具有健全人格；具有成为高素质人才所具备的人文