05《分子生物学》理论课教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲

课程编码： 408021

动物生物化学、普通遗传学

课程名称： 分子生物学

课程英文名称： Molecular Biology 先修课程：

适用专业： 动物科学、动物医学、生物技术等

总学分：2

总学时：40 讲课学时 30 实验学时 10 实习学时 0

一、课程性质、地位和任务

分子生物学是从分子水平上研究遗传物质的组成与结构，生物体遗传、变异现象及其发生机理，以及如何进行生物技术操作的一门学科。它的基本理论和应用已渗透到生命科学的几乎所有领域，促进了一大批新学科和新技术的兴起和发展。

通过本课程的学习，使学生获得遗传物质DNA、RNA的结构与特性、中心法则、基因的表达调控、基因损伤的修复机制、动物基因组及遗传标记、分子克隆、PCR技术等方面的基本理论知识，掌握一些必备的分子生物学操作技术，培养学生对科学探索的思维方式和初步应用生物技术的能力，为今后从事相关科学研究和工作奠定基础。

二、课程基本要求

1．正确理解基因、DNA变性与复性、中心法则、顺反子、操纵子、基因组图谱、分子标记、分子克隆、载体、PCR等分子生物学基本概念；

2．深刻理解DNA结构及其特性，DNA的复制、转录与翻译，原核生物、真核生物的基因表达调控方式，基因的经典概念与现代基因的概念，DNA损伤的修复机制，动物基因组结构及基因组图谱，分子标记及其检测方法等基本原理或作用机制；

3．熟练掌握PCR技术、DNA多态检测方法及分子克隆等基本的分子生物学操作技术； 4．能从分子遗传角度去揭示生命科学中的一些现象和规律，并能应用所学技术去解决动物生产中的一些实际问题。

三、教学内容及安排

绪论（1学时） （1学时，了解）

1．分子生物学的概念与研究内容 2．分子生物学的发展史 3．分子生物学技术的应用及前景 第1章 DNA的分子结构与性质（3学时）

本章重点和难点：重点是DNA的双螺旋结构及影响其稳定性的因素，DNA的变性与复性，核酸的分子杂交；难点是DNA的高级结构，DNA的序列测定。

1.1 DNA的基本组成 （1学时，理解）

1

1.1.l DNA作为遗传物质的证明 1.1.2 DNA的基本组成成分

1.2 DNA的分子结构 （2学时，掌握） 1.2.1 DNA的一级结构

1.2.2 DNA的二级（双螺旋）结构 1.2.3 DNA的其它结构

1.3 DNA二级结构稳定性的影响因素 1.4 DNA的变性与复性

1.4.1 DNA变性的概念及其现象 1.4.2 Tm值的影响因素 1.4.3 DNA的复性 1.5 核酸的分子杂交

1.5.1 Southern 杂交 1.5.2 Northern 杂交 1.5.3 DNA芯片 1.6 DNA的序列测定

1.6.1 DNA序列测定方法 1.6.2 DNA的双脱氧法测序

第2章 DNA的复制、转录与翻译（4学时）

本章重点和难点：重点是DNA的复制方式与复制复合体，RNA的转录，前体mRNA的加工，遗传密码性质，中心发展及其发展；难点是DNA的半不连续复制方式，前体mRNA的加工。

2.1 DNA的复制 （2学时，掌握）

2.1.1 DNA的半保留复制 2.1.2 DNA的半不连续复制 2.1.3 参与DNA复制的酶和蛋白质 2.1.4 DNA复制准确性的保障机制 2.2 RNA的转录

2.2.1 RNA的种类 2.2.2 RNA合成的一般特点 2.2.3 RNA转录的起始、延伸与终止 2.2.4 前体mRNA的加工

2.3 遗传密码及其特性 （2学时，理解）

2.3.1 遗传密码的证明 2.3.2 遗传密码的特性 2.4 蛋白质的合成

2

2.4.1 氨基酸的活化

2.4.1 肽链的起始、延伸与终止 2.4.2 前体蛋白质的加工 2.5 中心法则及其发展 第3章 基因的表达调控（4学时）

本章重点和难点：重点是原核生物基因表达调控的基本方式，乳糖操纵子，色氨酸操纵子，真核生物转录水平、转录后水平及翻译水平的调控；难点是衰减子调控模式，真核生物转录后水平及翻译水平的调控方式。

3.1 原核生物的基因表达调控 （2学时，掌握）

3.1.1 操纵子结构、特性及调控方式 3.1.2 乳糖操纵子 3.1.3 色氨酸操纵子 3.1.4 衰减子调控模式

3.2 真核生物的基因表达调控 （2学时，掌握）

3.2.1 DNA水平的调控方式 3.2.2 转录水平的调控方式 3.2.3 转录后水平的调控方式 3.2.4 翻译水平的调控方式

第4章 DNA的损伤与修复（2学时）

本章重点和难点：重点是DNA的受损类型及原因，DNA突变的几种主要修复机制；难点是DNA复制错配的修复机制，胸腺嘧啶二聚体的修复机制。

4.1 DNA的损伤原因 （1学时，了解）

4.1.1 DNA的自发性损伤 4.1.2 物理因素引起DNA损伤 4.1.3 化学因素引起的DNA损伤 4.2 DNA损伤的类型与后果

4.3 DNA损伤的修复机制 （1学时，掌握）

4.3.1 DNA复制错配的修复机制 4.3.2 胸腺嘧啶二聚体的修复机制

第5章 基因的概念及发展（3学时）

本章重点和难点：重点是基因的经典概念与现代概念，原核、真核生物基因结构的异同，基因大小的表示方法；难点是基因的顺反子互补测定，转座基因结构及转录机制。

5.1 基因的经典概念 （2学时，理解） 5.2 基因的顺反子概念

5.2.1 顺反子互补测定

3

5.2.2 顺反子学说

5.3 基因的现代概念 （1学时，掌握）

5.3.1 基因的类型及作用 5.3.2 基因的精细结构与分类 5.4 基因的大小及表示方法 第6章 动物的基因组（3学时）

本章重点和难点：重点是基因组的结构与特点，基因组图谱，核外基因组的结构与遗传特征；难点是C值矛盾，基因组的复杂度。

6.1 基因组与基因组学 （2学时，掌握）

6.1.1 基因组的概念与组成 6.1.2 结构基因组学与功能基因组学 6.2 动物的基因组结构

6.2.1 基因组结构的复杂度 6.2.2 基因组DNA的序列

6.3 动物核外遗传系统 （1学时，理解）

6.3.1 动物线粒体DNA结构及遗传特征 6.3.2 动物线粒体DNA的应用

第7章 动物的分子标记及应用（3学时）

本章重点和难点：重点是分子标记的概念及优点，分子标记的类型与产生机理，分子标记的应用。难点是分子标记的产生机理及检测方法。

7.1 遗传标记的概念与发展 （1学时，理解）

7.1.1 遗传标记的概念与特点 7.1.2 遗传标记的种类

7.2 分子遗传标记 （2学时，掌握）

7.2.1 分子标记的产生机理 7.2.2 分子标记的检测方法 7.3 分子标记在动物生产中的应用 第8章 分子克隆技术（5学时）

本章重点和难点：重点是分子克隆的概念及操作流程，限制性内切酶的作用特点，载体的类型及结构特征，重组子筛选的方法及原理；难点是分子克隆的操作流程，质粒的结构特征，重组子筛选的方法及原理。

8.1 分子克隆的概念与发展 （2学时，掌握）

8.1.1 分子克隆的概念 8.1.2 分子克隆的基本流程 8.2 基因工程的工具酶

4

8.2.1 工具酶的种类

8.2.2 限制性内切酶的作用特点 8.2.3 DNA的凝胶电泳检测

8.3 基因工程的载体 （3学时，掌握）

8.3.1 载体的概念与结构特征 8.3.2 质粒的概念与结构 8.3.3 常用的质粒载体

8.4 重组DNA分子的构建、导入与鉴定

8.4.1 重组DNA分子的构建 8.4.2 转化与转染

8.4.3 重组DNA分子的选择与鉴定

第9章 多聚酶链式反应（PCR）技术（2学时）

本章重点和难点：重点是多聚酶链式反应（PCR）技术的原理，PCR的基本成分及作用；难点是PCR技术的原理，PCR引物序列的设计原则。

9.1 PCR技术概述 （2学时，掌握）

9.1.1 PCR技术的发明与应用 9.1.2 PCR技术的基本原理 9.2 PCR的基本成分及作用 9.3 PCR引物设计原则与操作程序

9.3.1 PCR引物设计的原则 9.3.2 PCR的基本操作程序

四、考核方式及成绩评定

课程考核方式：专题讨论，课程考试。 课程成绩评定：专题讨论及考勤（20％），实习报告（20%），期末考试（60%）。

五、教材及主要教学参考书、网站

[1] 朱玉贤，李毅.《现代分子生物学》（第二版）. 北京：高等教育出版社. 2002 [2] 吴乃虎. 基因工程原理（上、下）. 北京：科学出版社，1999，2001 [3] Weaver RF. 《分子生物学》（第二版）. 北京：科学出版社. 2002

[4] Sambrook J, Russell DW.《分子克隆实验指南》（第三版），北京：科学出版社，2002 [5] 生物通http://www.ebiotrade.com/ [6] 丁香园http://www.dxy.cn/bbs/

撰稿人：樊斌

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