第二节分子生物学的主要研究内容第三节分子生物学的发展简史本章重点难点 : 分子生物学的含义研究对象本章教学要求 : 掌握分子生物学的定义, 理解分子生物学的研究内容, 了解分子生物学的发展简史第二章细胞与生物大分子第一节细胞分类习题要点 : 原核生物与真核生物的最大差异第二节亚细胞器习题要点

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筹诞卫
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1 分子生物学教学大纲一基本信息课程名称分子生物学课程编号 CROP4216 英文名称 Molecular Biology 课程类型专业推荐选修课总学时 36 理论学时 24 实验学时 12 实践学时学分 2 预修课程遗传学生物化学适用对象种子科学与工程分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴学科, 是生命科学中发展最迅速的学科之一本课程系统介绍了基因的本质基因概念的发展, 核酸的结构和性质, 课程简介 DNA 的复制过程和重组机制, 基因的转录调控和蛋白质的生物合成过程以及真核生物的基因组及基因的结构特点等通过本课程的学习, 可以使学生掌握分子生物学的基础理论知识, 从分子水平上了解生命发生和发展的规律, 熟悉分子生物学的基本研究方法二教学目标及任务二十一世纪将是以分子生物学为代表的生命科学的世纪, 分子生物学已成为生命科学的前沿学科之一, 其基本理论已渗透到生物学的各个领域并促进了一批新学科的兴起和发展分子生物学是农学类专业的一门重要专业课, 主要研究核酸, 蛋白质等生物大分子的功能, 形态结构特征及其重要性和规律性作为农学生, 应很好学习并系统地掌握其基础理论知识和必要的技术手段, 这对了解农作物的生物反应机制, 快速培育高产优质高抗的新品种会有很大的帮助通过学习分子生物学, 学生能了解分子生物学的发展历史以及最新研究成果 ; 熟练掌握和详细了解 DNA 的结构与功能 RNA 在蛋白质合成中的功能蛋白质的结构与功能遗传密码及基因表达调控的本质 ; 了解一些分子生物学的重要研究方法三学时分配教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计第一章绪论 2 2 第二章细胞与生物大分子 2 2 第三章基因和基因组学 2 2 第四章核酸的结构和性质 2 2 第五章 DNA 的复制 2 2 第六章 DNA 的限制和修复 2 2 第七章 DNA 的重组 2 2 第八章原核生物的转录和调控 2 2 第九章真核生物的转录和调控 2 2 第十章 RNA 剪接和转录后加工 2 2 第十一章遗传密码 2 2 第十二章蛋白质的合成与加工 2 2 实验一目的基因的 PCR 扩增及电泳检测 2 2 实验二质粒 DNA 的提取和酶切 2 2 实验三质粒 DNA 酶切产物的琼脂糖凝胶电泳检测 2 2 实验四酶切产物的回收和和纯化 2 2 实验五目的基因与载体的连接和转化 3 3 实验六转化后重组载体的检测 1 1 合计四教学内容及教学要求第一章绪论第一节分子生物学的基本含义 313

2 第二节分子生物学的主要研究内容第三节分子生物学的发展简史本章重点难点 : 分子生物学的含义研究对象本章教学要求 : 掌握分子生物学的定义, 理解分子生物学的研究内容, 了解分子生物学的发展简史第二章细胞与生物大分子第一节细胞分类习题要点 : 原核生物与真核生物的最大差异第二节亚细胞器习题要点 : 亚细胞器的功能第三节生物大分子习题要点 : 常见核蛋白举例第四节大分子的组装本章重点难点 : 亚细胞器的功能, 糖蛋白, 核蛋白本章教学要求 : 掌握细胞分类和亚细胞器功能, 理解各种类型的生物大分子, 了解大分子的组装第三章基因和基因组学第一节基因习题要点 : 基因的定义, 证明核酸是遗传物质的三个实验第二节基因组学习题要点 : 基因组基因组学的定义, 主要的测序方法本章重点难点 : 基因概念的发展, 原核生物和真核生物基因的差异, 基因组学的研究方法本章教学要求 : 掌握基因的定义和功能, 原核生物和真核生物基因的特征, 基因组基因组学的定义, 理解基因概念的发展, 了解基因组学的研究方法第四章核酸的结构和性质第一节 DNA 和 RNA 的化学组成习题要点 :DNA 和 RNA 的异同点第二节 DNA 的双螺旋模型习题要点 :Chargaff( 加卡夫 ) 法则第三节核酸二级结构的类型习题要点 : 各种二级结构的特点,mRNA 和 trna 的结构特点第四节 DNA 的结构多样性习题要点 : 超螺旋的拓扑学第五节核酸的理化特性习题要点 : 酸效应, 碱效应, 浮力密度第六节核酸的光谱学和热力学特性习题要点 : 核酸的定量, 纯度测定,Tm 值, 复性本章重点难点 : 核酸的一级结构, 二级结构, 超螺旋结构, 理化特性和热力学特性本章教学要求 : 掌握 DNA 和 RNA 的分子组成, 一级结构, 二级结构, 超螺旋结构的特点,DNA 的变性和复性, 解链曲线与 Tm; 理解核酸的分子杂交原理第五章 DNA 的复制第一节 DNA 半保留复制习题要点 :DNA 半保留复制的实验证据第二节复制的起点方向和速度习题要点 : 复制子, 复制泡, 复制叉的定义第三节 DNA 复制的特点习题要点 : 冈崎片段与不连续复制第四节原核生物 DNA 的复制习题要点 : 与解链相关的酶,DNA 聚合酶,Klenow 酶的功能和特点, 链的延伸和终止第五节细胞周期习题要点 : 限制点, 检验点, 细胞周期蛋白 -CDK 复合物的定义 314

3 第六节真核生物的 DNA 复制习题要点 : 复制的过程, 真核生物和原核生物 DNA 复制的比较本章重点难点 : DNA 半保留复制, 真核生物和原核生物 DNA 复制的过程, 涉及到的酶类本章教学要求 : 掌握 DNA 复制的过程, 各种酶在复制过程中的作用以及一些基本概念 ; 理解细胞周期第六章 DNA 的限制和修复第一节 DNA 的限制与修饰习题要点 : 限制与修饰现象, 三种类型限制性内切酶, 酶的命名规则第二节限制酶切图谱习题要点 : 限制酶切图谱的构建方法第三节 DNA 损伤与突变习题要点 : 突变的类型和效应, 突变产生的方式第四节 DNA 损伤的修复习题要点 : 直接修复, 切除修复, 错配修复, 复制后重组修复,SOS 反应, 回复突变等的过程和特点本章重点难点 : 限制酶切图谱的构建, 突变如何产生, 如何修复本章教学要求 : 掌握三种类型限制性内切酶的功能, 作用方式, 酶的命名, 限制酶切图谱的构建, 突变的产生和修复, 理解限制与修饰现象第七章 DNA 的重组第一节概述习题要点 :DNA 的重组的定义类型第二节同源重组习题要点 : 同源重组的机制 ( 单链和双链断裂模式 ) 第三节位点特异性重组习题要点 : 核心序列, 整合位点, 整合酶第四节转座子与转座重组习题要点 : 插入序列, 复合转座子, 转座的机制本章重点难点 : 三种重组类型的重组机制和过程本章教学要求 : 掌握同源重组, 位点特异性重组和转座重组机制, 理解原核生物的转座子 ; 了解真核生物的转座子第八章原核生物的转录和调控第一节原核生物的转录 1. 转录概述 2. 转录的基本过程 3. 大肠杆菌 RNA 聚合酶 4. 转录机制习题要点 : 基本术语 : 起始点启动子终止子转录单位上下游序列转录泡, 有义链模板链 ( 反义链 ), 流产起始, 启动子清除 ; 核心酶和全酶的亚基构成及功能 ; RNA 聚合酶识别的共有序列 ; RNA 链的延伸和终止方式第二节原核生物的转录调控 1. 基因表达的调控水平 2. 转录水平的调控操纵子 3. 操纵子的一般类型 4. 乳糖操纵子 5. 色氨酸操纵子 6.cAMP 对操纵子转录的激活作用习题要点 : 基本术语 : 结构基因, 调节基因, 操纵基因, 操纵子, 反式作用因子, 顺式作用元件, 负调控与正调控, 抑制子, 诱导作用和阻抑作用, 转录因子, 义务诱导物 ; 操纵子的两种类型 ( 分解代谢途径. 合成代谢途径 ); 乳糖操纵子 ; 色氨酸操纵子 : 弱化子弱化机制本章重点难点 : 原核生物的转录的过程,RNA 聚合酶的组成和功能, 识别的共有序列,RNA 链的延伸和终止方式, 操纵子, 反式作用因子, 顺式作用元件, 负调控与正调控, 诱导作用和阻抑作用, 转录因子, 乳糖操纵子, 315

4 色氨酸操纵子本章教学要求 : 掌握原核生物的转录的过程,RNA 聚合酶的组成和功能, 识别的共有序列,RNA 链的延伸和终止方式, 操纵子, 负调控与正调控, 诱导作用和阻抑作用, 转录因子, 理解乳糖操纵子和色氨酸操纵子第九章真核生物的转录和调控第一节真核生物的转录 1. 真核生物基因转录的基本特征 2. 研究方法 3.RNA 聚合酶 I 负责的转录 4.RNA 聚合酶 III 负责的转录 5.RNA 聚合酶 II 负责的转录习题要点 : 真核生物 RNA 聚合酶的类型, 结构及转录的基因类型,RNA 聚合酶 II 的 CTD 结构, 转录因子, 增强子, 三种 RNA 聚合酶分别负责的转录 : 转录对象 ; 启动子结构 ; 涉及的转录因子 ; 转录起始过程等第二节真核生物的转录调控 1. 真核生物表达调控的特点 2. 转录因子的结构域 3. 应答元件与表达调控 4. 染色质结构与基因表达习题要点 : 真核生物表达调控特点 ( 与原核生物相比较 ), 转录因子的结构域类型作用方式, 染色质结构与基因表达本章重点难点 : 转录因子, 增强子, 三种 RNA 聚合酶分别负责的转录, 转录起始过程, 真核生物表达调控特点, 转录因子的结构域类型作用方式本章教学要求 : 掌握真核生物 RNA 聚合酶的类型, 三种 RNA 聚合酶分别负责的转录, 转录因子的结构域类型作用方式, 理解真核生物表达调控特点, 了解染色质结构与基因表达第十章 RNA 剪接与转录后加工第一节 rrna 的加工习题要点 : 核糖体的亚基组成,rRNA 的加工过程第二节 trna 的加工习题要点 : trna 的加工过程第三节核酶习题要点 : 定义, 举例, 应用第四节 mrna 加工习题要点 :5 端加帽 3 端剪切及加尾剪接和甲基化过程第五节可变 mrna 加工习题要点 : 可变 mrna 加工的定义和类型本章重点难点 : 真核生物 mrna 加工和可变加工本章教学要求 : 掌握 rrna,trna 和 mrna 的加工过程, 理解 mrna 可变加工, 了解 mrna 的降解第十一章遗传密码第一节遗传密码习题要点 : 遗传密码的定义和特征, 密码子的简并现象及其机制第二节 trna 的结构习题要点 :trna 的一级二级和三级结构本章重点难点 : 同工受体摇摆假说 trna 反密码子碱基修饰, 四种常见的修饰核苷本章教学要求 : 掌握遗传密码的定义和特征, 密码子的简并现象及其机制, 理解 trna 的一级二级三级结构第十二章蛋白质的合成与加工第一节蛋白质合成及其机制习题要点 : 蛋白质合成的基本元件, 原核生物蛋白质合成的过程, 氨酰 -trna 合成酶第二节真核生物蛋白质合成的起始习题要点 : 起始过程, 原核真核生物蛋白质合成因子的比较 316

5 第三节翻译调控与翻译后加工习题要点 : 翻译调控, 蛋白质定位, 蛋白质修饰, 蛋白质折叠, 蛋白质切割, 蛋白质降解本章重点难点 : 原核生物蛋白质合成的过程, 真核生物蛋白质合成的起始过程, 翻译后加工的过程本章教学要求 : 掌握原核生物, 真核生物蛋白质合成的异同点及翻译后加工的过程, 理解翻译调控实验一目的基因的 PCR 扩增及电泳检测本实验的目的 : 掌握目的基因的 PCR 扩增及电泳检测的实验技术和相关的理论知识本实验教学要求 : 了解 Taq 酶的特点 PCR 反应的基本原理和 PCR 体系配制的注意事项 ; 理解琼脂糖电泳的基本原理 ; 掌握 PCR 仪的使用和 PCR 程序的设置方法琼脂糖电泳的分辨力及基本的操作程序本实验重点难点 :PCR 反应的基本原理实验二质粒 DNA 的提取和酶切本实验的目的 : 质粒 DNA 的提取和酶切的实验技术和相关的理论知识本实验教学要求 : 了解乙醇沉淀核酸的原理内切酶的作用原理和常用的酶切体系及作用条件 ; 理解提取质粒过程中溶液 A B 和 C 的组分和作用 ; 掌握质粒提取的步骤和影响酶切的因素本实验重点难点 : 影响酶切的因素实验三质粒 DNA 酶切产物的琼脂糖凝胶电泳检测本实验的目的 : 琼脂糖电泳实验技术和相关的理论知识本实验教学要求 : 基本的操作步骤与实验一有部分相似, 但是由于 DNA 的大小和构型不同, 需要学生根据所学知识, 选择合适的琼脂糖浓度, 进行设计性实验本实验重点难点 : 琼脂糖浓度的选择实验四酶切产物的回收和和纯化本实验的目的 : 学习酶切产物的回收和和纯化的基本操作和相关理论基础本实验教学要求 : 了解酶切产物回收和纯化的基本原理, 掌握回收和纯化过程的步骤和影响因素本实验重点难点 : 胶回收过程中的注意事项实验五目的基因与载体的连接和转化本实验的目的 : 学习目的基因与载体的连接和转化和相关的理论知识本实验教学要求 : 了解连接酶的作用原理和转化的基本原理 ; 理解感受态的概念和制备感受态的基本原理 ; 掌握连接反应体系及反应条件连接反应时的注意事项转化的步骤和成功的关键本实验重点难点 : 连接反应时应注意的事项实验六转化后重组载体的检测本实验的目的 : 运用前几次实验所学知识自己设计完成实验本实验教学要求 : 本实验为设计性实验, 要求学生运用前期的知识, 运用合适的方法进行重组载体的检测本实验重点难点 : 两种检测方法 : 酶切和 PCR 扩增的灵活应用五考核方式及要求出勤率, 上课回答问题情况,1 次期中测试,1 篇外文文献的翻译和分析, 均作为平时成绩 ; 期末考试采用笔试进行对学生实验态度实验室常识实验技能的掌握实验报告实验设计能力进行考核, 做为实验成绩最终成绩中, 平时成绩占 20%, 实验成绩占 30%, 期末考试成绩占 50% 本课程最终成绩达 60 分为及格, 达 80 分为优秀六推荐教材及教学参考书理论课教材 : 分子生物学,Turner PC 编著 ( 刘进元译 ), 科学出版社,2001 年, 标准书号 :ISBN: 现代分子生物学, 朱玉贤编著, 高等教育出版社,2002 年, 标准书号 : ISBN: 参考书 : Essentials of Molecular Biology,Malacinski GM 编著, 科学出版社,2002 年, 标准书号 :ISBN: 基因 VIII 精要,Lewin B 编著 ( 赵寿元译 ), 科学出版社,2007 年, 标准书号 :ISBN: 基础分子生物学, 郑用琏编著, 高等教育出版社,2007 年, 标准书号 : ISBN:

6 实验课教材 : 采用自编教材分子生物学实验指导参考书 : 分子克隆实验指导, 黄培堂编著, 科学出版社,2003 年, 标准书号 :ISBN 分子生物学实验指导, 魏群编著, 高等教育出版社,2006 年, 标准书号 :ISBN 大纲修订人 : 贾海燕大纲审定人 : 王秀娥 318

材料! 方法! # 基因的扩增及其序列分析

材料! 方法! # 基因的扩增及其序列分析生物技术通报黄艳燕黄靖华卢福芝孙靓彭立新周兴黄日波利用的方法从鼠李糖乳杆菌基因组中扩增到乳酸脱氢酶基因并连接到载体上构建表达质粒将重组质粒转化大肠杆菌重组菌株经诱导表达电泳分析表明在大肠杆菌中实现了表达表达产物的分子量约为同时采用紫外分光光度法测定乳酸脱氢酶的酶活测得重组菌株的乳酸脱氢酶活力为最适反应温度为最适乳酸脱氢酶克隆表达鼠李糖乳杆菌