伟德国际1946源于英国農業資源與環境（本碩博班）專業課程介紹
分子生物學‖
Molecular biology‖
課程編号：03600014j
适用專業：農業資源與環境（本碩博班）
總學時數： 32（32/0）
總學分：2.0
課程類型：專業基礎
先修課程：普通化學，有機化學，普通微生物學
大綱主撰人：劉華晶
内容簡介
分子生物學(molecular biology)是研究核酸等生物大分子的功能、形态結構特征及其重要性和規律性的科學，分子生物學已成為生物技術專業教學計劃中重要的核心課程，因此它是十分重要的一門必修課程，是培養造就生物技術和生命科學高層次專門人才所需基本素質的重要課程。
本門課程的主要内容包括：染色體與DNA、基因和基因組、現代分子生物學的研究方法與技術、轉錄、翻譯、原核生物基因表達與調控、真核生物基因表達調控、癌和病毒的分子生物學、基因與發育。
通過分子生物學知識的傳授，培養學生從分子水平上去分析、理解生命現象與過程，培養學生思考與探索生命的奧秘的能力。為生物技術的分子生物學實驗提供強實的理論基礎。該課程要求學生掌握現代分子生物學基本理論和基本技術，為其它專業課的學習和今後的發展奠定基礎。
教學大綱
一、課堂講授部分
（一）分章節列出标題、各章節要點及授課時數
第一章 緒論（2學時）
内容包括：
1.1分子生物學的産生
1.2分子生物學發展簡史
1.3分子生物學的研究内容
1.4分子生物學的現狀及展望。
※本章要點：要求掌握了解分子生物學的重要地位、發展曆程、研究的内容、發展應用前景。重點掌握分子生物學的主要研究内容
主要内容：分子生物學發展簡史、分子生物學的研究内容
第二章染色體與DNA（5學時）
内容包括：
2.1染色體的結構
2.2 DNA的雙螺旋結構
2.3 DNA複制
2.4 DNA重組
2.5 DNA損傷修複和基因突變
※本章要點：要求掌握遺傳物質的性質、結構、複制、重組。DNA的雙螺旋結構與DNA的功能和複制之間的關系，以及DNA拓撲異構酶在解決細胞中DNA拓撲結構中的重要性；原核－II型拓撲異構酶的作用；真核－染色體複制的末端問題以及端粒酶的作用。
主要内容：DNA複制的化學反應，聚合酶的結構與催化；不同蛋白因子是如何順序性在複制過程中起作用的，先導鍊和滞後鍊複制的異同，不同DNA聚合酶的作用；不同蛋白因子和聚合酶是如何順序性在複制過程中起作用的，先導鍊和滞後鍊複制的異同；
主要教學環節的組織：講授為主，輔助一定量的課堂習題和分組讨論。
第三章轉錄（4學時）
内容包括：
3.1轉錄的基本原理
3.2轉錄酶與轉錄因子
3.3啟動子與終止子
3.4轉錄的機制
3.5轉錄産物的後加工
3.6 RNA的剪接
※本章要點：要求掌握生物信息的傳遞——從DNA到RNA整個轉錄的原理、過程、機制及轉錄産物的後加工。 RNA可以折疊成高級結構的機制，不同核酶的結構與功能；核心啟動子的結構，以及普通轉錄因子組裝起始複合物的過程；因為染色體高級結構的原因，體内轉錄需要Mediator複合物的作用；RNA聚合酶II CTD結構域所結合蛋白因子的順序置換與前體mRNA的5'加帽，内含子剪接，3'加尾和轉錄終止
主要内容：不同類型内含子分布和RNA剪接的化學性質；密碼的簡并性，遺傳密碼使用原則。
第四章 翻譯（4學時）
内容包括：
4.1 遺傳密碼
4.2 tRNA的結構與功能
4.3核糖體的結構與功能
4.4 mRNA的特征
4.5蛋白質合成的生物學機制
4.6蛋白質修飾、加工、剪接，*蛋白質家族
4.7蛋白質轉運機制，蛋白質功能的綜合分析。
※本章要點：要求掌握生物信息的傳遞——從mRNA到蛋白質整個翻譯過程、原理、機制。mRNA的功能、轉運RNA的功能，結構，以及氨基酸裝載過程 、開放閱讀框決定多肽序列，原核和真核mRNA上的翻譯元件；氨基酸裝載的識别功能；核糖體（翻譯機器）組裝與循環，翻譯的化學特性，核糖體的催化功能。翻譯循環以原核為模型，強調真核的不同點。
主要教學環節的組織：講授為主，給學生留一定量的思考題，讓學生課後通過查閱資料加深對知識的了解。
第五章現代分子生物學的研究方法與技術（2學時）
内容包括：
5.1克隆的概念和基因克隆的主要載體系統
5.2基因分離克隆的策略
5.3聚合酶鍊式反應，定量PCR概念
5.4核酸分子的雜交
5.5核苷酸序列分析
5.6基因沉默與基因剔除
5.7研究核酸與蛋白相互作用的技術。
※本章要點：要求掌握克隆的概念，了解基因克隆的原理及方法，基因克隆的主要載體系統，熟悉分子生物學的基本方法技術。 電泳，酶切，雜交（Southern），PCR技術的原理，過程和應用。克隆載體與克隆技術，基因組和cDNA文庫建立
主要内容：核酸技術－測序：普通測序，基因組測序和序列分析；外源基因表達方法，RNA和蛋白質的提取，分析與鑒定；蛋白質與核酸相互作用的研究
第六章原核生物基因表達與調控（6學時）
内容包括：
6.1原核基因表達調控總論
6.2乳糖操縱子與負控制誘導系統
6.3色氨酸操縱子與負控制阻遏系統
6.4其他操縱子及轉錄後調控。
※本章要點：掌握原核基因調控機制的類型與特點；弱化子對基因活性的影響；乳糖操縱子與負控制誘導系統;降解物對基因活性的調節。 調控蛋白參與的招募調控；異構調控；基因表達中的調控位置；Lac 阻遏物的抑制和cAMP響應蛋白的激活；：Trp 阻遏物的作用（起始調控）和弱化作用（轉錄後）。
主要内容：調控的基本原則；細菌在轉錄起始的調控1：Lac操縱子；細菌的轉錄起始後調控1：Trp操縱子。
第七章真核生物基因表達調控（5學時）
内容包括：
7.1真核生物的基因結構與轉錄活性
7.2真核基因的轉錄
7.3反式作用因子
7.4真核基因轉錄調控的主要模式
※本章要點：要求掌握真核生物的基因結構與轉錄活性,真核基因表達與調控過程，原核與真核基因表達與調控的異同。 激活因子具有可分離的DNA結合和激活結構域，DNA結合和激活結構域的特點； 信号整合；信号一般會被傳送到轉錄調控因子通過信号傳導。
主要内容：真核保守的調控機制；真核激活因子可以招募蛋白複合物以促進轉錄；轉錄激活因子可以協同作用以整合信号；HO基因表達的控制；組合調控與啤酒酵母的交配型控制；信号傳導與轉錄調控
第八章癌和病毒的分子生物學（4學時）
8.1 腫瘤與癌症
8.2 病毒分子生物學研究内容
8.3 DNA病毒的分子生物學
8.4 RNA病毒的分子生物學
8.5 反轉錄病毒的分子生物學
教學目的和要求：要求掌握通過分子生物學技術的各種手段對各類疾病的研究進展。
重點和難點：DNA、RNA病毒的分子生物學
主要内容：腫瘤、癌症、乙肝病毒、艾滋病等當代常見疾病的分子生物學研究方法。
主要教學環節的組織：通過大量實例對本章知識進行講解。
（二）教材及主要參考書
1．教材： 盧向陽，分子生物學，中國農業出版社，2003年12月。
2．主要參考書：（2000年後出版的書籍）
1）. 葉林柏，郜金榮編著.基礎分子生物學，科學出版社，2004年8月。
2）. 分子生物學，第二版，（英）P.C.特納，劉進元等譯，科學出版社。
3）.張玉靜主編.分子遺傳學，科學出版社，2000年4月。
4）.分子生物學實驗指導，魏群主編，高等教育出版社。
5）.《現代分子生物學（第五版）》朱玉賢主編 高等教育出版社2019年。
教學大綱說明
一、教學目的、課程性質任務，與其他課程的關系，所需先修課程。
分子生物學是研究核酸等生物大分子的功能、形态結構特征及其重要性和規律性的科學，分子生物學已成為生物技術專業教學計劃中重要的核心課程，因此它是十分重要的一門必修課程，是培養造就生物技術和生命科學高層次專門人才所需基本素質的重要課程。通過本課程的學習，可使學生在分子水平上去分析、理解生命的奧秘，并運用相關理論和原理去分析和解決實際問題，有利于提高學生科學素養、樹立正确的科學觀、培養分析問題解決問題的能力，為生物技術拓展和生命科學的縱深發展奠定堅實的基礎。
二、教學要求及選編教材的依據。
教學活動能力培養要求：通過分子生物學知識的傳授，培養學生從分子水平上去分析、理解生命現象與過程，培養學生思考與探索生命的奧秘的能力。通過分子生物學實驗，培養學生基本的分子生物學實驗技能和基本的科學素養，以及分析和解決實際問題的能力。
三、教學環節和教學方法。
分子生物學注意體現學生為主體、教師為主導的讨論式教學，多采用啟發式、讨論式的教學方法，激發學生的學習積極性。主要使用多媒體，采取講授和讨論相結合方式進行教學。
充分利用現代教育技術多媒體手段進行教學，理論聯系實際，讓學生通過實驗更好的理解書本的知識，取得良好的效果。
四、改革思路和說明。
采取普遍聯系的學習方法，結合先修課程，從遺傳與信息表達的角度更多地思考，并與生物技術大實驗相結合，理論聯系實踐。建議學生參與相關課題研究，關注學科發展前沿和分子生物技術的開發與利用。
