《分子生态学》课程教学大纲

《分子生态学》教学大纲一、基本信息课程名称分子生态学课程编号ECOL4110英文名称MolecularEcology课程类型专业选修课总学时54理论学时54实验学时

实践学时

学分3预修课程生态学适用对象生态学专业课程简介（200字左右）生态学研究的是生物体与其周围环境互作的科学，而分子生物学则是侧重于在分子水平上研究生命现象的科学。本课程将向学生介绍现代分子生物学研究已经探明的生物体与环境互作的分子机理，讲解内容将侧重于微生物，植物与其周围的有机和无机环境互作的分子机理。本课程为生态学专业选修课程，将介绍分子生态学的基本理论，分子生物学、微生物分子生态学、海洋分子生态学，植物分子生态学，以及应用生物技术治理环境污染的分子机理。二、教学目标及任务

掌握分子生态学发展史与基本原理；掌握分子生物学基础知识；掌握微生物、植物和海洋分子生态学的研究内容和主要分子生物学技术；了解应用生物技术治理环境污染的分子机理；了解分子生物学和分子生态学基本手段。通过本课程的教学使学生掌握分子生态学的基本理论和基础、以及分子生物学技术和研究方法在不同方向生态学领域的应用，并了解分子生态学与生物信息学的前沿，从思想上明确认识分子生态学在生态学科发展过程中的重要性，通过各教学环节的实施注重培养学生思考、分析、解决分子生态问题和主动获取知识的能力，树立实事求是、严谨治学的学风。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分子生态学的发展史4

4第二章分子生态学的基本原理4

4第三章分子生物学10

10第四章微生物分子生态学8

8第五章植物分子生态学8

8第六章海洋分子生态学6

6第七章应用生物技术治理环境污染的分子机理6

6第八章分子生物学和分子生态学基本手段8

8合计54

54四、教学内容及教学要求

第一章分子生态学的发展史第一节生态学与分子生态学第二节分子生态学的主要内容与任务第三节分子生态学的科学地位第四节分子生态学的起源与发展第五节分子生态学的发展轨迹第六节当今分子生态的发展第七节分子生态学的研究方法和发展方向第八节分子生态学的新方向本章教学要求：了解分子生态学发展、研究内容和方法

第二章分子生态学的基本原理第一节分子生态学概念的提出第二节分子生态学系统概念习题要点：分子生态学的概念、与微观和宏观生态学的联系第三节分子生态系统的结构组成习题要点：分子生态学的研究对象第四节生态学中的遗传学习题要点：分子进化的中性论和选择论；生态遗传学的概念；基因型、表现型和表型可塑性的概念本章教学要求：掌握分子生态学的概念、研究对象；掌握生态遗传学、基因型、表现型和表型可塑性的概念；理解分子进化的中性论和选择论；

第三章分子生物学第一节生命与核酸的共同起源第二节DNA和RNA的结构第三节蛋白质组信息学习题要点：蛋白质组学的概念和分类、相关技术第四节分子生态方法习题要点：分子生态学的研究内容及常用技术第五节免疫学第六节遗传密码基因表达习题要点：遗传密码的特性及基因工程的应用第七节基因组信息学习题要点：遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的定义第八节

DNA习题要点：DNA的结构和种类第九节基因芯片习题要点：基因芯片的分类、特点、基本流程和应用本章重点、难点：DNA、RNA的结构；分子生态学的研究内容及常用技术；遗传密码特性及基因工程应用；基因组信息学的应用；基因芯片本章教学要求：掌握DNA、RNA的结构，DNA的种类；掌握基因组信息学的应用；理解基因芯片的分类、特点、基本流程和应用。

第四章微生物分子生态学第一节微生物分子生态学的理论基础第二节外界环境对微生物的影响习题要点：不同环境因子对微生物的分子生态性的影响第三节微生物在环境生物修复中的分子生态学习题要点：生物修复的概念、类型、优点和局限性；参与生态修复的微生物种类，微生物法基本原理和特点、优缺点；微生物生态法基本原理和特点、局限性；生物修复的影响因素；土壤生物修复工程技术种类、地下水生物修复工程技术种类。第四节微生物生态学中的分子生物学技术和方法1荧光原位杂交（FISH）2核酸分子（探针）杂交法3PCR扩增及其产物的多态性分析与序列测定4变性梯度凝胶电泳（DGGE）1

分子生态学方法在微生物多样性研究中的应用习题要点：荧光原位杂交的原理和过程；微生物生态学中PCR技术的要点；本章重点、难点：不同环境因子对微生物的分子生态性的影响；微生物生态法基本原理和特点、局限性。本章教学要求：掌握不同环境因子对微生物的分子生态性的影响；掌握生物修复的概念、类型、优缺点；掌握微生物生态法基本原理和特点、局限性；掌握生物修复的影响因素；理解生物修复工程技术各类、地下水生物修复工程技术种类；了解微生物生态学中的分子生物学技术和方法。

第五章植物分子生态学第一节植物分子生态学概况第二节植物分子生态学的研究内容第三节植物分子生态学研究方法2

苔藓植物分子生态学研究进展3

分子生态学研究中常用的工具4

植物分子行为生态5

植物适应性的分子机制6

植物对盐胁迫反应习题要点：植物分子生态学主要研究方法；分子生物地理学概念；植物分子生态学研究中常用的工具；自然植物种群中有性繁殖个体的空间遗传结构的决定因素、植物基因流的两个载体；耐盐转基因研究中，生物学家如何有效分析控制高等植物胁迫反应；第四节分子生态学数据分析工具本章重点、难点：植物分子生态学的研究内容和方法本章教学要求：掌握植物分子生态学的研究内容和研究方法；掌握植物分子生态学研究中常用的工具；理解耐盐转基因研究中，生物学家如何有效分析控制高等植物胁迫反应；了解分子生态学数据分析工具。

第六章海洋分子生态学第一节海洋分子生态学导论第二节我国的海洋微型生物第三节海洋细菌生态学研究第四节海洋微生物生态学研究的主要分子生物学技术本章教学要求：掌握海洋分子生态学的概念、海洋微型生物种类、海洋单细胞浮游生物分类；了解原地绿藻和聚球藻细胞生理学；掌握海洋细菌的分类及生理生态特点。

第七章应用生物技术治理环境污染的分子机理第一节微生物对难降解物质的降解与转化习题要点：降解难降解物质的微生物群落的优化因子。第二节废水生物处理的基本原理和主要微生物类型习题要点：废水生物处理原理、废水的污染指标定义和分类（物理、化学和生物性质及对应的表示污染指标）。第三节污染控制微生物的应用习题要点：污水生化处理中好氧生物处理法的类型及各自的概念；废气的微生物处理方法；微生物净化土壤的机理。本章教学要求：掌握降解难降解物质的微生物群落的优化因子；掌握废水的污染指标各个分类对应的表示污染指标；掌握污水生化处理中好氧生物处理法的类型；掌握废气的微生物处理方法和微生物净化土壤的机理。

第八章分子生物学和分子生态学基本手段第一节

蛋白质和DNA的提取第二节

基于DNA的方法1

聚合酶链式反应（PCR）2

限制性片段长度多态性（RFLP）3

多位点小卫星DNA指纹4

RAPD和AFLP分析5

DNA测序6

变性梯度凝胶电泳（DGGE）、温度梯度凝胶电泳（TGGE）和单链构象多态性（SSCP）7

DNA微阵列第三节

基于蛋白质的方法1.

等位酶分析和蛋白质多态性2.

蛋白谱（指纹）3.

免疫学方法本章重点、难点：PCR，RFLP,DNA指纹，RAPD，AFLP，蛋白谱本章教学要求：掌握PCR，RFLP，RAPD，AFLP，理解蛋白谱；了解DGGE，TGGE，SSCP，DNA微阵列和免疫学方法。五、考核方式及要求

本课程的考核主要通过闭卷考试，占总考核成绩的60％，在试卷中通过增加判断题考核学生对基本概念的掌握和理解程度；通过加强联系当代生态学问题的论述题的比重，重点考核学生利用所学生态学知识和理论综合分析和解决实际生态学问题的能力。另外，加强平时考核的导向作用和效果，如通过课堂提问充分调动学生的学习积极性，通过讨论和发言激发学生解决