生物化学与分子生物学实验原理

1、生物化学与分子生物学实验原理principles of biochemistry and molecular biology techniques课程简介 本课程主要是介绍常用分子生物学技术测定的原理和机制，以利于研究生了解分子生物学常用技术，并能活用这些技术。这门课既不同于一般的分子生物学理论课，也不同于实验方法流程的介绍。该课程分实验技术理论和实验操作两部分。实验技术理论部分主要通过基因重组技术、目的基因的获得、分子杂交、基因多态性和基因表达调控等，介绍分子生物学实验的方法、设计思路、原理、操作技巧及应用等。力求培养学生掌握现代分子生物学实验的基础与操作要点，同时邀请校外资深专家介绍分子生

2、物学的新技术及新方法，为今后进一步深入研究奠定良好基础。实验操作部分另设课程为“分子生物学实验技术”。this course includes two sections. one section focus on the principles of the techniques used to isolate, identify, modify and analyze three key molecules: dna, rna and proteins. the first section includes: dna recombination technology, molecular hy

3、bridization, gene polymorphism, and regulation of gene expression. the second section will be a separate course named the techniques of molecular biology. the goal of this course is to giving students an on-bench training of basic molecular biology techniques.教学大纲 一、课程名称：生物化学与分子生物学实验原理二、总学时数及学分： 32学

4、时，1.5学分理论课32学时三授课对象：博士生、硕士生预修知识要求：要求有化学、生物学、遗传学、生物化学及微生物学相关知识四、教学目的及要求： 目的：通过教学力求培养博士生、硕士生掌握现代生物化学与分子生物学实验的基础理论与基本操作要点，为今后的研究工作奠定良好基础。要求：要求学生掌握生物化学与分子生物学实验的原理与研究方法，选择原则，为今后的科研工作奠定良好基础。五、理论课内容： 校外资深专家介绍的分子生物学的新技术及新方法将根据内容进行安排。第一章 重组dna技术（4学时）第一节 重组dna概述1、重组dna技术诞生的理论与实验基础2、重组dna技术问世的重大意义3、dna重组技术操作程序

5、第二节 重要的工具酶1、限制性核酸内切酶2、dna连接酶3、dna聚合酶与反转录酶4、t多核苷酸激酶5、碱性磷酸酶第三节 基因克隆用载体1、载体的特征与分类2、各类载体特点及其应用第四节 目的基因及其获得方法选择1、直接从基因组dna获得目的基因2、基因文库的构建和筛选3、pcr方法制备目的基因4、人工合成目的基因第五节 重组dna策略 目的基因与载体的酶切与连接方法第六节 重组dna导入宿主细胞1、 转化、转导、转染及感染2、 原核细胞转化原理3、 外源dna导入真核细胞的方法第七节 目的基因扩增与筛选1、遗传学筛选方法2、酶切鉴定方法3、pcr鉴定4、核酸杂交法5、免疫学鉴定方法6、dna

6、测序方法第二章 聚合酶链反应（pcr）（4学时）第一节 pcr基本原理和影响因素第二节 常用pcr分类、简介1、逆转录pcr2、定量pcr3、多重pcr4、彩色pcr5、重组pcr6、不对称pcr7、膜结合pcr8、固着pcr9、原位pcr10、反向pcr第三节 pcr在分子生物学中的应用1、 cdna文库的制备与筛选2、直接测序3、染色体区带中特异片段的克隆4、检测突变基因5、用简并引物法扩增未知序列6、应用pcr法标记dna探针第四节 pcr与新基因的寻找. pcr在临床医学中的应用1、病原体检测2、遗传病的基因诊断3、肿瘤的早期诊断与转移确定4、用于器官移植的配型选择第五节 pcr的难点

7、解析第三章 核酸杂交 (4学时)第一节 核酸杂交基本原理1、核酸的变性、复性2、核酸复性的动力学3、核酸的变性、复性影响因素第二节 探针1、探针的选择2、探针的种类3、探针的标记切口平移法（nick translation）随机引物法（random priming）dna探针的末端标记法第三节 核酸分子杂交技术1、杂交分类2、杂交技术1）、dna的southern杂交2）、rna的northern杂交3）、斑点杂交4）、原位杂交5）、表达产物的western杂交第四节 芯片技术第四章 目的基因的筛选（4学时）第一节 基因、基因组、目的基因第二节 获得目的基因的原理与方法设想第三节 构建cdna

8、文库筛选目的基因第四节 构建基因组文库筛选目的基因第五节 获取新基因的方法1、mrna差异显示法2、cdna文库消减法3、简并性pcr获取新基因4、基因减法杂交5、影响获取新基因的因素第五章基因表达的调控（4学时）第一节 原核基因与真核基因的结构特点第二节 基因表达的顺式和反式调控机制第三节 基因表达的检测与分析方法第四节 细胞特化基因的表达差异显示法（differential display-rt-pcr; ddrt-pcr）第五节 转录起始位点的探察引物延伸法(primer extension)第六节 体外dnase i保护法实验第七节 基因转录活性的研究报告基因的表达及启动序列删除(pr

9、omoter deletion)实验第八节 蛋白质与dna结合的检测实验（电泳迁移率，emsa, footprint等）第九节 dna结合蛋白的鉴别第六章 蛋白质的相互作用（4学时）第一节 概述1、蛋白质在生命活动中的重要性2、基因组学与蛋白质组学第二节 从基因组计划到蛋白质组学1、蛋白质组学的概念2、蛋白质组学的研究内容3、蛋白质相互作用的特点及效应4、蛋白质相互作用研究所解决的科学问题第三节 蛋白质相互作用的结构基础1、蛋白质相互作用相关的结构域2、蛋白质与核酸相互作用相关的结构域第四节 蛋白质相互作用的研究方法1、各类研究方法简介2、生物化学方法1）、pull-down 技术2）、far

10、 western 技术3）、免疫共沉淀技术4）、蛋白质芯片技术5）、化学交联技术6）、酵母双杂交技术第七章 基因多态性与dna分析在医学中的应用（4学时）第一节 基因多态性第二节 基因多态性测定方法第三节 基因多态性测定方法原理第四节 基因多态性应用第八章 生物信息学在基因与蛋白质研究中的应用（4学时）第一节 生物信息学概论第二节 生物信息学与人类基因组工程第三节 生物信息学与蛋白质组工程第四节 生物信息学开放数据库及其查询和应用实例第九章 基因工程与应用（4学时）第一节 基因工程的诞生1、 基因工程的定义2、 基因工程的诞生3、 基因工程的特征4、 基因工程的主要操作内容第二节 目的基因的表

11、达1、 在原核细胞中的表达1)、核生物基因表达的特点2)、原核基因表达载体的重要元件 3)、外源蛋白在大肠杆菌中的表达部位4)、种类型的原核表达载体5)、原核细胞表达的缺陷2、在真核细胞中的表达1)、真核表达载体元件2)、在酵母中表达3)、昆虫表达系统4)、在哺乳动物细胞中表达第三节 基因工程的应用1、在医学上的应用2、在工业上的应用3、转基因动物和植物4、负面效应六、重点，难点重点：工具酶的作用及特点、常用载体的连接，dna重组的主要步骤，阳性重组体的主要筛选方法；pcr原理、反应体系 、pcr基本原理和影响因素；核酸杂交的原理,变性、复性影响因素；筛选目的基因的方法；基因表达的检测与分析方

12、法；蛋白质的相互作用原理机理及特点；snp测定方法。难点：重组dna策略；目的基因测序的基本原理方法；pcr原理、反应体系；四种杂交方法的基本原理和用途,探针技术；目的基因扩增与筛选；基因表达常用研究方法；蛋白质相互作用的检测原理、方法；snp测定原理；snp在多基因病变分析中的应用；以hidden markov model为代表的核心算法及基本策略的传授。对策：（1）听课前阅读一些教科书，掌握一些基本的背景知识；（2）在听课前和听课中阅读有关专题的最新英语文献，提高英文阅读能力和速度，更好地理解教师讲授的内容； （3）在阅读时要多思考和多提问题。七、授课方式：讲课为主，辅以幻灯、投影、动画等电化教学。八、考核方法与要求：笔试九、教材及主要参考书目： 1、医学分子生物学实验技术,药立波主编,2002年，人民卫生出版社 2、医学分子生物学, 冯作化主编, 2005年，人民卫生出版社 3、医学分子生物学,高天祥主编, 1999年，科学出版社 4、instant notes i