南开分子生物学本科教学大纲

1、分子生物学教学大纲第一、总纲分子生物学是为三年级本科生开设的一门基础必修课，该课程是在学生完成微生物学、遗传学和生物化学等课程的学习后开设的，总学时为45学时，2.5个学分。采用我校陈启民教授等编写的教科书分子生物学（南开大学出版社2001年12月出版）中的部分章节为基本教材，同时选用英文编写的教科书Molecular Biology和Molecular Biology of The Cell（Alberts B.等主编，Garland Publishing出版社出版，第三版）为辅助教材。（一） 指导方针通过分子生物学课程的学习，使学生初步掌握分子生物学的概念和建立分子生物学的理论体系，对分子

2、生物学的整体发展有比较清楚的了解。熟悉分子生物学的常用研究方法的原理和研究策略，了解分子生物学研究的前沿领域和发展趋势。培养学生对分子生物学研究的兴趣。理论联系实际，能较熟练地查阅和阅读分子生物学专业的英文文献，并能够理解和表述。（二） 教学方式采用中国语和英语相结合的双语教学，以中国语讲解为主，部分内容用英语讲述后，再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。以多媒体power point为教学辅助用具，部分内容采用动画和原版英语解说，最后再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。采用“教、学互动”的学习方式，鼓励学生上台，组织学生课外论文报告会，由学生报告综述和课题设计开

3、题报告。在课堂上进行学术讨论，开拓学生的科研思维。作业为每人写一篇综述论文，并选一篇英文论文翻译为中文，该作业计作为平时成绩。（三） 考核形式采取综合考核，包括笔试和平时成绩两部分。笔试为课堂上讲授的内容，成绩计100分；平时成绩包括写综述论文和以分子生物学专业研究为内容的英文论文翻译（英译汉），平时成绩优秀者，在最后成绩中适当加分，对在课堂上表现优秀的学生可在最后成绩中适当加分。第二、学习内容分子生物学课程的学习内容分为三个部分：（一）分子生物学概论，9学时；（二）分子生物学基本理论，30学时；（三）分子生物学研究前沿，6学时。一、分子生物学基本概论（9学时） 第一章 分子生物学的特征（3学

4、时） (了解)一、 分子生物学的研究范围二、 生物化学与分子生物学之间的关系与区别三、 分子生物学的形成及其发展过程四、 21世纪分子生物学发展的趋向第二章 分子生物学的研究策略（3学时） (熟悉)一.分子生物学实验室的组成和设备二.分子生物学研究的主要技术手段三.分子生物学的研究策略第三章 学习分子生物学的方法（3学时） (了解)一、 如何阅读英文文献二、 分子生物学研究入门三、 如何写分子生物学学术论文二、分子生物学基本理论（30学时） 第一章 生物大分子结构的基础知识（3学时） (掌握)第一节 大分子结构常用名词及其含义一、 构形二、 构象第二节 生物大分子的螺旋结构第三节 维持生物大分

5、子结构的力一氢键二疏水力第四节 生物大分子相互作用的原理一扩散作用二专一性相互作用三平衡常数第八章 真核生物的基因组结构 (掌握)第一节 真核生物基因组的C值与特点一基因组的复杂性二. 生物基因组的特点第二节. 真核生物基因组DNA序列的类型一DNA复性的动力学二真核生物基因组DNA复性动力学的序列类型三串联重复序列第三节 基因家族和基因簇一. 基因家族二. 基因簇第四节 断裂基因一. 断裂基因的发现二. 断裂基因的结构三. 内含子的起源与作用第五节 真核基因组的包装一. 真核细胞染色质的结构二. 核骨架与核骨架结合元件第六节 酵母和线虫的基因组结构一. 酵母基因组的结构二. 线虫基因组结构第

6、九章 原核生物基因表达与控制 (6学时) (掌握) 第一节 细菌的转录调控 一细菌操纵子 二阻遏物与激活物 三正调控和负调控 四诱导物和共阻遏物 五正负调控的遗传学证据 第二节 负调控 一Lac操纵子的遗传学 二Lac突变的互补实验 三顺式作用的lac突变 四Lac-显性突变体 五组成型突变体的互补实验 六顺式作用的LacOc突变 七反式显性组成型突变 八Jacob和Monod的lac操纵子模型 九Lac操纵子的修正 十Lac操纵子的分解代谢产物阻遏 十一. Lac调控区的结构 十二. Lac操纵子的实际应用第三节 E.coli gal操纵子 一阻遏物：Gal和GalS 二两个gal操纵基因：

7、galOE和galOI 三两个gal启动子和分解代谢产物阻遏第四节 生物合成操纵子的调控 一生物合成操纵子的几个概念 二E.coli trp 操纵子第五节 正调控 一E.coli L-阿拉伯糖操纵子 二E.coli 麦芽糖操纵子 三tol操纵子第六节 反馈抑制 一色氨酸合成的反馈抑制 二异亮氨酸结氨酸反馈抑制 三反馈抑制的机制第七节 cAMP调控 一分解代谢物敏感操纵子 二cAMP和它的结合蛋白 三CAP-CAMP的 激活作用第八节 核糖体和tRNA合成的调节 一核糖体蛋白 二核糖体蛋白和rRNA 三核糖体蛋白的基因 四核糖体蛋白合成的调节 五rRNA和tRNA的调节第十章 真核生物基因表达与

8、调控（3学时） (掌握) 第一节 染色质结构与基因转录 一染色质重构与活性染色质的形成 二组蛋白修饰与染色质构型 三DNA甲基化与转录抑制 四核基质与基因活化 第二节 真核基因的转录调节 一基础转录及其调节 二调节真核基因转录的顺式作用元件 三反式作用因子的结构和功能 四转录因子的活性调节 第三节 转录产物的加工与转录后调节 一RNA结合蛋白的结构与功能 二转录本的可变剪接及其调节 三RNA编辑 四转录本的核输出的调节第四节 翻译效率及其调节因素 一5UTR结构与翻译起始的调节 二蛋白质磷酸化对翻译效率的影响 三3UTR结构与mRNA稳定性调节 四mRNA的细胞质定位 五蛋白质的修饰，折叠与分

9、选第十一章 DNA突变与修复（3学时） (掌握) 第一节 概述 第二节 DNA修复的证据 第三节 特殊修复途径 一碱基脱氨 二活性氧引起的DNA损伤 三烷基化作用 四嘧啶二聚体 五体外诱变技术第四节 一般修复机制 一甲基介导的错配修复系统 二核苷酸切补修复 三复制后修复或重组修复 四DNA链交联修复 五SOS诱导修复 六其他din基因 七E.coli修复途径 第五节 噬菌体修复途径第十二章 基因工程 （3学时） (掌握) 第一节 概述 第二节 工具酶及基因工程相关技术 一用于基因克隆的核苷酸 二其他工具酶 第三节 基因工程载体 一基因工程的基本问题 二质粒 三噬菌体载体 四单链噬菌体载体 第四

10、节 DNA克隆 一基因克隆的全过程 二克隆载体 三克隆DNA进入克隆载体 四克隆技巧 第五节 原核生物基因克隆和鉴定 一DNA文库构建 二检出目的克隆 三在克隆DNA上定位基因 第六节 原核生物基因克隆的应用 一DNA序列分析 二表达载体 三定点诱变 第七节 聚合酶链反应 一引物 二DNA聚合酶 三RT-PCR 第八节 真核生物基因工程 一cDNA基因文库的构建 二酵母菌基因工程 三，植物基因工程 四动物基因工程第十四章 免疫的分子生物学 （ 3学时） (掌握) 第一节 概述 第二节 典型抗体分子结构 一IgG抗体含有四条多肽链 二H链和L链均由恒定区和可变区组成 三抗体分子很容易裂解成功能不

11、同的片段 四Ig分子富有柔韧性，尤其在铰链区 五Ig分子的每一功能域存在相似的结构域 六小节 第三节 抗体分子与特异抗原的相互作用 一高度可变序列的定位区域形成抗原结合位点二小分子结合到重链、轻链V结构域之间的凹刻上三抗体结合到天然蛋白抗原表面的扩展位点 四抗原抗体相互作用涉及各种作用力五小结第四节 体液免疫应答多样性的产生一在抗体产生细胞中Ig的基因的重排二分离的基因片段经过体细胞重组产生完整的V区三V区基因片段存在的多拷贝四V、D、J基因片段重排由两侧的DNA序列引导五抗体多样性的产生经过四个主要阶段六在不同的组合中使用不同的重组基因片段七编码V区基因片断之间的结合处核苷酸的增减导致第三个

12、高可变区的多样性八V基因片断的体细胞重组需要特殊的酶九体细胞高度突变使重排的V基因进一步多样化十小结第五节 Ig恒定区的结构变化一. 通过重链恒定区的结构来区分主要的Ig同型二. IgM和IgA能形成多聚体三. IgC区决定功能特异性四. 免疫应答过程中同一个VH外显子可能与不同的CH基因联合五. Ig之间的差异可通过抗体检测六. 跨膜和分泌型Ig是由不同的重链转录体产生的七. 小结第十五章病毒的分子生物学（3学时） (掌握)第一节 分子病毒学的研究内容一病毒基因组的结构与功能二病毒基因组的复制和表达调控三病毒对宿主细胞的影响四病毒与肿瘤的发生五病毒基因工程疫苗及病毒载体 第二节 乙型肝炎病毒

13、的分子生物学 一. 乙型肝炎病毒基因组的结构与功能 二. 乙型肝炎病毒x基因与肝癌发病的关系第三节 DNA病毒的分子生物学一腺病毒的发现二腺病毒的毒粒结构三基因组结构四腺病毒的复制五腺病毒的基因转录六腺病毒与肿瘤七. 腺病毒作为基因治疗的载体第四节 RNA病毒的分子生物学一HCV的发现二HCV基因组的结构与功能三HCV基因组的复制第五节 反转录病毒的分子生物学一艾滋病与HIV二病毒的结构与生活周期三病毒基因组的结构与功能 四病毒基因转录的调节 五病毒基因转录后调节 六病毒基因在翻译水平的调节和翻译后调节 第六节 亚病毒的分子生物学 一类病毒 二卫星RNA和卫星病毒 三朊病毒第十六章 蛋白质工程

14、及蛋白质组学 (3学时) (掌握) 第一节 概述 一蛋白质工程的概念及流程 二蛋白质工程所应用的技术 第二节 蛋白质工程研究进展及展望 一 蛋白质工程在认识蛋白质分子中的作用 二蛋白质工程在医药卫生领域的应用 三蛋白质工程在食品工业中的应用 第三节 蛋白质组概述 一蛋白质组学产生的背景 二蛋白质组以及蛋白质组学的概念 三蛋白质组学的研究技术和内容 第四节 蛋白质组研究的进展 一原核及简单真核生物的蛋白质组研究 二多细胞真核生物的蛋白质组研究第十七章 肿瘤分子生物学（3学时） (掌握) 第一节 癌细胞 一癌的生物学和细胞学特征 二培养细胞的生长 三体外细胞的转化 四. 肿瘤转移 第二节 病毒癌基因 一肿瘤病毒 二反转录病毒癌基因 三反转录病毒癌基因起源 第三节 细胞癌基因和肿瘤抑制基因 一细胞癌基因的鉴定 二细胞癌基因的激活 三肿瘤抑制基因的发现 四肿瘤抑制基因 第四节 癌基因和肿瘤抑制基因的功能 一生长因子 二生长因子受体和蛋白激酶 三转录因子 四促分裂信号转导途径 五细胞周期调控 六发育、分化和细胞凋亡 第五节 病毒癌基因、细胞癌基因和肿瘤抑制基因之间的相互关系三、分子生物学研究前沿（6学时） (熟悉)（一） 细胞凋亡（二） 干细胞（三） 分子生物学研究技术进展及其应用（四）