分子生物学》课程教学大纲
课程编码：03220080
课程名称：分子生物学（ Molecular Biology ）
学分：3 学分
总学时：60 学时
理论学时：36 学时
实验学时：24 学时适用专业：生物技术专业先修课程：生物化学、微生
物学使用教材及主要参考书：
1.使用教材：《基础分子生物学》，郑用琏编著，高等教育出版社，2012 年；《分子生物学及基因工程实验教程》，刘箭编著，科学出版社，2012年；
2.主要参考书：
《现代分子生物学》（第二版），朱玉贤、李毅编著，高等教育出版社，2007 年；《分子生物学》，郜金荣，叶林柏编著，武汉大学出版社，2007 年；《分子生物学简明教程》，刘永明主编，化学工业出版社，2006
年；《精要速览系列：分子生物学》（第3 版）（中译版），特纳（Phil Turner）著，科学出版社，2010 年；
一、课程在培养方案中的地位、目的和任务
分子生物学（molecular biology）是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学。分子生物学的理论和方法已在生命科学、医学和工农业生产等各个领域里得到广泛应用。通过本课程的学习应使学生了解生命科学发展的方向与前沿，了解分子生物学在生命科学等领域的应用与前景。使学生掌握分子生物学的概念、研究内容与特点，掌握生命活动中重要的生物大分子的结构与功能、遗传信息的表达及其调节控制等内容。
二、课程基本要求
（一）基本理论和基本知识
1.掌握分子生物学的概念、研究内容与特点；
2.了解基因概念的演变，掌握基因的概念，及核算分子的精细结构与功能；
3.掌握原核生物与真核生物基因组的结构及特点；
4.掌握DNA 复制的一般特点及过程，掌握基因突变和遗传重组的分子机制；
5.理解转录的基本过程、机制；掌握真核RNA 的转录后加工；
6.掌握蛋白质合成的生物学机制；
7.掌握原核基因表达调控模式和真核基因表达调控的一般规律，深刻理解基因表达的精细性和复杂性及高度可调控性；
（二）基本技能
1.掌握质粒DNA 、RNA 的提取和检测方法；
2.掌握PCR 方法，及感受态制备和转化筛选方法；
3.了解生命科学发展的方向与前沿，及其在有关领域的应用与前景。
4.在教师的指导下能设计和组合实验内容，对实验结果能进行综合判断分析和解释；
三、学时分配
1.本大纲配套使用的教材为普通高等教育“十五”国家级规划教材、全国高等学校教材《基础分子生物学》第2 版。
2.本大纲内容按“掌握、熟悉、了解”三级要求学习及掌握。其中，考试内容中“掌握”占70% 左右；“熟悉、了解”的内容占30% 左右。“掌握”部分要求理解透彻，包括有关概念及其研究进展等内容细节，并能运用其理论及概念于相关学科的学习及今后的生产和科研工作；“熟悉”部分要求能熟知其相关内容的概念及有关理论，并能适当应用；“了解”部分要求能对其中的概念有一定认识，对相关内容有所了解。
3.本大纲供四年制生物技术专业使用。
4. 总教学参考学时为60 学时，理论与实验比值约为3 : 2，即讲授理论学时为36，实验学时为24 学时。具体安排如下：
四、考核考核方式：平时成绩、实验成绩和期末考试；成绩构成：考勤10%，平时成绩10%，实验考试成绩占10%，期末考试成绩占70%；
五、课程基本内容
第1 章绪论
［目的要求］
1、明确学习分子生物学的目的和学习方法以指导全课程的学习；
2、掌握分子生物学的定义；
3、熟悉分子生物学研究的主要内容；
4、了解分子生物学的发展简史及发展前景；
［讲课时数］ 1 学时
［教学内容］
1、分子生物学定义；
2、分子生物学的发展简史；
3、当代分子生物学研究的主要内容；
4、分子生物学展望；
［教学方法］讲授法，启发式
［教学手段］多媒体教学
第2 章基因概念的演变与发展
［目的要求］
1.掌握
(1)基因的分子结构、DNA 双螺旋结构模型及影响其稳定性的因素；
(2)DNA 的变性及复性
(3)DNA 的一级、二级、三级结构；
(4)顺反子，重复序列、重叠基因，间隔基因，跳跃基因，假基因的概念；
2.熟悉
(1)核酸的物理化学性质；
(2)经典基因概念、等位基因、复等位基因、拟等位基因的概念；
(3)原核生物的转座因子，真核生物的转座因子，及反转录病毒；
(4)转座作用的遗传效应和转座机制；
(5)拓扑异构酶的作用特点。
3.了解
(1)基因概念的发展历程；
(2)三股螺旋DNA 和四股螺旋DNA ；
(3)生物进化的C 值矛盾；
(4)转座因子的研究进展；
［讲课时数］ 5 学时
［教学内容］
第1 节早期的“基因”概念
1.早期“基因”概念的提出及发展
第2 节经典的基因概念
1.基因概念演变
(1)经典基因概念
(2)经典基因概念的第一次修正
(3)拟等位基因概念
(4)顺反子理论
2.DNA 是主要的遗传物质
第3 节基因的分子结构
1.核酸的分子结构
2.DNA 双螺旋结构模型
(1)DNA 双螺旋结构的特点
(2)影响双螺旋结构稳定性的因素
3.DNA 的变性与复性
(1)DNA 分子变性和复性的定义
(2)变性与复性的特点
(3)减色效应、增色效应、Tm 的概念，增色效应的跳跃现象
(4)影响变性与复性的因素
第4 节核酸分子的空间结构
1.DNA 的一级结构的概念
2.DNA 的二级结构
(1)B-DNA 、Z-DNA 的特点
(2)三股螺旋DNA 和四股螺旋DNA 的特点
3.DNA 的三级结构
(1)超螺旋结构的分类
(2)拓扑异构酶的作用特点
第5 节基因概念的多样性
1.生物进化的C 值矛盾
(1)大C 值和小c 值概念
2.重叠基因
(1)重叠基因的概念
(2)基因重叠方式
3.重复基因
(1)重复基因的概念
(2)重复序列的种类：单一拷贝序列、中度重复序列、高度重复序列
4.间隔基因
(1)间隔基因、内含子、外显子的概念
(2)原核生物与真核生物基因的特点
5.跳跃基因或转座子
(1)转座现象的发现
(2)转座子的定义及转座机制
(3)原核生物的转座因子类型：IS序列、TnA 转座子家族、复合型转座子
(4)转座机制
(5)真核生物转座因子的分类：剪贴式转座因子和反转录转座子
(6). 转座因子的遗传效应
6.假基因的概念
［教学方法］讲授法，启发式
［教学手段］多媒体教学
第3 章DNA 复制
［目的要求］
1.掌握
(1)DNA 复制的基本特征，DNA 复制的方向、起点；
(2)细菌DNA 复制过程；
(3)DNA 复制中重要的酶和蛋白质；
2.熟悉
(1)原核生物和真核生物DNA 复制的酶系统；
(2)DNA 复制的模式：滚环复制、D 环复制、θ环复制等；
3.了解
(1)真核生物DNA 复制的特点；
(2)DNA 复制的调控。
(3)线形DNA 复制避免5'端缩短的方式
［讲课时数］ 3 学时
［教学内容］
第1 节DNA 复制的基本特征
1.DNA 复制的基本特征
(1)DNA 的半保留复制和半不连续复制
(2)DNA 复制的起点、方向
(3)复制的酶和蛋白质及其引物
2.DNA 复制的模式
(1)细菌的θ环复制
(2)单链环状DNA 的滚环复制
(3)D 环复制
3.线形DNA 复制避免5'端缩短的方式
第2 节真核生物DNA 复制的特点
1.多复制子复制
2.真核生物避免5'端缩短的机制——端粒和端粒酶
第3 节DNA 复制的终止
1.DNA 复制终止子的结构
2.DNA 复制终止机制
第4 节DNA 复制的调控
1.DNA 复制的调控［教学方法］讲授法，启发式［教学手段］多媒体教学
第4 章RNA 的转录
［目的要求］
1.掌握
(1)转录的基本概念和特点，转录反应体系的组成；
(2)转录的不对称性，原核和真核生物RNA 聚合酶的种类和作用，及启动子的结构，-10 区和-35 区的最佳间距；
(3)终止和终止子；
(4)原核生物转录的过程：起始-延伸-终止；
(5)原核生物转录终止机制
(6)真核生物mRNA 转录后的加工机制；
2.熟悉
(1)真核生物转录起始；
(2)反式作用因子与DNA 结合的常见的几种不同的模体；
(3)增强子和沉默子的结构和作用；
3.了解
(1)真核生物转录的过程；
(2)转录因子的种类和功能；
(3)不同前体RNA 的具体剪接机制；［讲课时数］ 3 学时［教学内容］
第1 节转录的基本概念1.RNA 转录的基本特征
(1)转录的模板：有义链和反义链；
(2)不对称转录
(3)转录的极性
第2 节转录起始1.原核生物的启动子
(1)启动子的发现与证实
(2)原核生物启动子的结构，及其突变效应；
2.真核生物的启动子
(1)启动子的基本结构
3.RNA 聚合酶
(1)原核RNA 聚合酶的组成及作用
(2)原核生物RNA 转录过程
(3)真核生物RNA 聚合酶的种类
(4)真核生物RNA 转录起始
4.转录因子及顺式作用元件
(1)转录因子的种类
(2)增强子、沉默子和绝缘子的结构和功能
(3)反式作用因子常见的集中模体
第3 节转录延伸1.原核生物的转录延伸
(1)转录延伸的特点
2.真核生物的转录延伸
第4 节转录终止
1.不依赖于ρ因子的终止子的结构与功能
2.依赖ρ因子的终止子的结构与功能
3.抗终止作用
第5 节RNA 的加工
1.RNA 加工的概念，及加工的目的
2.真核生物RNA 加工的过程
(1)RNA 的5'端带帽
(2)RNA 的3'端的多聚腺苷化
(3)RNA 内含子的剪接机制
(4)RNA 编辑