07五年制分子生物学教学大纲.doc

分子生物学五年制本科教学大纲课程编号：200-课程名称：分子生物学英文名称：Molecular Biology课程类型： 学科基础课总学时：45学时 理论课学时：35学时 实验学时：10学时学 分：3学分适用对象：临床医学、法医学、麻醉学、口腔医学、医学影像学、眼视光学医学分子生物学主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展、诊断、治疗的关系。随着生物学、微生物学、免疫学、生理学和病理学等基础学科的研究深入到分子水平，分子生物学的理论和技术已成为解决上述各个学科理论问题的基础。同样，生物化学及分子生物学与临床医学的关系也很密切，近代医学的发展经常运用其理论和方法来诊断、治疗和预防疾病，而且许多疾病的机理也需要从分子水平上加以探讨。20世纪下半叶分子生物学的迅猛发展，对整个社会的经济发展产生巨大影响。本课程适应医科类各专业的学生学习。通过本课程的学习，使学生知道及理解生物分子的结构与生理功能，以及两者之间的关系。分子生物学的技术知识主要介绍几种常用的生物技术，包括：基因表达调控、基因重组与基因工程、癌基因与抑癌基因、核酸分子杂交、PCR技术、基因诊断与基因治疗，这些技术知识不仅使医学生了解生物技术的发展动态，也为其将来参加医学工作、科研奠定必要的基础。本着加强基本理论知识学习、加强基本训练和加强基础课与后续课、临床课联系的原则，并根据国家教委关于教学改革的精减教学内容的指示精神，我们在理论课教学中对教学内容要求如下：掌握内容：要求学生在理论的基础上加以熟记并能融汇贯通；熟悉内容：要求学生理解的基本内容；了解内容：要求学生作一般性的认识和了解。本大纲根据第六版全国高等医药院校生物化学（人民卫生出版社）教材的分子生物学部分编写，理论学时数35，实验课学时数10。第一章 绪 论目的要求：了解: (1)分子生物学的概念 (2)分子生物学的发展史 (3) 分子生物学的研究内容学时安排：理论课：1学时；教学内容：1、 基本概念：分子生物学、生物大分子2、 主要教学内容：（1)分子生物学的概念 (2)分子生物学的发展史 (3) 分子生物学的研究内容第十三章 基因表达的调控目的要求： 1、掌握： （1）基因、基因组、基因表达的概念，基因表达的特点及方式； （2）原核生物转录起始的调节操纵子的调节； （3）真核生物基因转录水平的调控：顺式作用元件、启动子、增强子的概念及特点、 反式作用因子的概念及分类。 2、熟悉： （1）真核生物基因的结构特点 RNA聚合酶的作用特点； （2）顺式作用元件的种类：启动子 、TATA盒、TAAC盒、GC盒；增强子 （3）原核生物基因表达调节：酶的诱导、转录终止的调控；3、了解： （1）原核基因的结构特点（2）真核生物基因表达调控与原核生物表达调控的区别(3) 真核生物基因转录前的表达调控的概念、类型学时安排：理论课：8学时；教学内容：一、基本概念：基因、基因组、基因表达的概念、操纵子、启动子、顺式作用元件、反式作用因子、增强子、组成性基因表达二、主要教学内容：1、基因表达调控基本概念与原理（1）基因表达的概念：基因、基因组、基因表达（2）基因表达的特异性：时间特异性、空间特异性（3）基因表达的方式：基本表达：管家基因（housekeeping gene，组成性基因表达；诱导和阻遏：协调性表达；基因表达的时间特异性和组织（空间）特异性：（4）基因表达调控的生物学意义：适应环境、维持生长和增殖；维持个体发育与分化2、基因表达调控的基本原理（1）基因表达调控的多层次和复杂性（2）基因转录调节的基本要素：特异DNA序列：种类；调节蛋白：种类及作用；DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用；RNA聚合酶3、原核基因表达的调控（1）原核基因转录调节的特点（2）原核生物转录起始的调节：乳糖操纵子的结构；乳糖操纵子的调节机制：阻遏蛋白的负性调节、CAP的正性调节、协调调节（3）转录终止的调控：依赖Rho因子的转录终止和不依赖Rho因子的转录终止。 4、 真核基因表达调节（1）真核基因组的结构特点：真核基因组结构庞大；单顺反子；重复序列；基因不连续性。（2）真核基因表达调控的特点（略）（3）RNA聚合酶和RNA聚合酶的转录调节（略）（4）RNA聚合酶转录起始的调节：顺式作用元件；启动子的概念、结构、特点，TATA盒、TAAC盒、GC盒；增强子，概念，特点；沉默子的概念。反式作用因子：转录因子的分类及作用：基本转录因子、特异性转录因子；转录因子的结构：DNA结合域、转录活化域、二聚化结构域；mRNA转录激活及其调节第十四章 基因重组与基因工程目的要求：1、掌握：（1）基因工程的概念、基本原理；（2）基因工程常用工具酶的种类、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、Klenow片段的概念；（3）基因工程载体的条件及种类：质粒载体、噬菌体载体、YAC、动物病毒载体的特点；（4）基因文库的概念：gDNA文库、cDNA文库（5）阳性重组体筛选的方法；2、熟悉：基因工程的具体过程；3、了解：基因工程与医学的关系学时安排：理论课：8学时教学内容：一、基本概念：同源重组、DNA克隆、基因工程、限制性核酸内切酶、pBR322 、COS位点、YAC载体、gDNA文库、cDNA文库、感受态细胞 二、主要教学内容：1、DNA的重组（1）同源重组（2）细菌的基因转移与重组：结合作用、转化作用、转导作用（3）特异位点重组：噬菌体DNA的整合、细菌的特异位点重组、免疫球蛋白的基因重排、转座重组：转座子2、重组DNA技术（1）重组DNA技术的相关概念：DNA克隆、基因工程、工具酶限制性核酸内切酶：概念、型酶作用及特点：DNA连接酶：DNA连接酶的种类及作用。大肠杆菌DNA聚合酶：Klenow片段的结构、作用；逆转录酶、末端转移酶、碱性磷酸酶的作用（2）目的基因（3）基因载体：载体的概念、种类，pBR322、噬菌体载体、YAC、病毒载体（4）重组DNA技术基本原理及操作步骤：目的基因制备：化学合成法、基因组DNA文库（gDNA文库）、cDNA文库、PCR法；克隆载体的选择和构建；外源基因与载体的连接；重组DNA导入受体菌：感受态细胞；重组体的筛选：直接筛选抗药标志筛选、标志互补筛选、分子杂交法筛选；免疫学方法；克隆基因的表达：原核表达体系：条件、特点；真核表达体系：条件、特点3、重组DNA技术与医学关系（1）疾病基因的发现与克隆（2）基因工程与医药产品（3）基因诊断（4）基因治疗 第二十章 癌基因、抑癌基因与生长因子目的要求：1、掌握：（1）癌基因、原癌基因、细胞癌基因、病毒癌基因的概念；（2）癌基因活化的机制（3）抑癌基因的概念（4）P53基因、Rb基因的作用2、熟悉：(1) 生长因子的概念, 种类, 作用机制(2)癌基因表达产物的类型3、了解：生长因子与疾病的关系；癌基因家族的分类学时安排：理论课：5学时教学内容：一、基本概念：癌基因、原癌基因、病毒癌基因与细胞癌基因、抑癌基因、P53基因。二、主要教学内容：1、癌基因分类（1）病毒癌基因：概念、作用（2）细胞癌基因：概念、作用、癌基因家族（3）癌基因活化的机制：获得启动子与增强子、基因易位、原癌基因扩增、点突变（4）原癌基因表达产物与功能2、抑癌基因（1）抑癌基因的概念（2）常见的抑癌基因：Rb基因、P53基因3、生长因子（1）概述：生长因子的概念；作用途径（2）生长因子作用机制（3）生长因子与疾病第二十一章 基因诊断与基因治疗目的要求：1、掌握：（1）基因诊断的概念、特点；（2）基因诊断的技术方法：RFLP、PCR-ASO、PCR-SSCP分析的概念；（3）基因治疗的概念、方法或策略。2、熟悉：基因诊断的应用；3、 了解：（1）基因测序、基因芯片；（2）基因治疗的程序：；（3）基因治疗的回顾与展望；学时安排：理论课：4学时教学内容：一、基本概念：基因诊断、RFLP、SSCP、基因治疗、基因增补、基因失活二、主要教学内容：1、基因诊断（1）基因诊断的概念及特点（2）基因诊断的常用技术方法：核酸分子杂交技术：限制性酶谱分析法；限制性酶切片段长度多态性（RFLP）；（3）PCR分析法：扩增片的长度的变异；PCR-PFLP分析；PCR-ASO分析方法；引物特异PCR分析方法；PCR-SSCP分析方法。（4）基因测序（5）基因芯片2、基因治疗（1）基因治疗的概念、（2）基因治疗的方法：基因矫正、基因置换、基因增补、基因失活：反义RNA技术、核酶技术、三链技术、干扰RNA技术（3）基因治疗的程序（4）基因治疗的目标（5）基因治疗的应用与展望：基因治疗的回顾；基因治疗的应用和展望；意义：免疫调节、遗传缺陷的纠正、分泌治疗性蛋白质、封闭有害基因的表达；第二十二章 常用分子生物学技术的原理及其应用目的要求： 1、掌握：（1）核酸分子杂交、探针的概念；（2）印迹技术的类型及原理；（3）Southern Blotting、Western Blotting的概念(4) PCR的概念、基本原理, PCR技术的特点、系统的组成（5）基因组DNA文库及cDNA文库的概念、基因芯片及蛋白质芯片的概念2、熟悉：（1） 核酸分子的杂交技术种方法、应用；（2） Southern杂交的基本过程；（3）PCR的衍生技术；3、了解：（1）杂交体系的检测；（2）PCR技术在医学上的应用；学时安排：理论课：9学时一、基本概念：核酸分子杂交、印迹技术、核酸探针 、Southern印迹、Western BlottingPCR及RTPCR、基因组文库（gDNA library）和cDNA文库、基因芯片、蛋白质芯片 二、主要教学内容：1、分子杂交与印迹技术（1） 核酸分子杂交和印迹技术的基本原理：印迹技术：载体膜的种类、作用、印迹方法；探针技术：探针的概念、探针的来源、探针标记：放射性同位素标记物及检测、非放射性同位素标记物及检测（2）印迹技术的类型及应用：Southern Blotting：概念、基本过程、应用；Northern Blotting：概念、基本过程、应用；Western Blotting：概念、基本过程、应用；2 、PCR技术原理与应用（1）PCR的概念、历史背景。（2）PCR技术的特点：高度的敏感性；高度特异性；操作简便、快速；适用样品的广泛性。（3）PCR技术的工作原理：PCR的基本步骤：DNA模板变性、单链DNA模板与引物退火、引物延伸；PCR系统的组成：耐热DNA聚合酶：作用、特点；寡核苷酸引物：引物作用、引物设计原则；三磷酸脱氧核苷酸（dNTP）；模板DNA：模板DNA的纯度、模板DNA的量；PCR反应缓冲液及Mg2+：作用。（4）PCR技术的主要用途：目的基因的克隆；基因的体外突变；DNA和RNA的微量分析；DNA序列测定；基因突变分析。（5）几种重要的PCR衍生技术：逆转录PCR（RT-PCR）：原理、应用；原位PCR：原理、应用；适时PCR：原理、应用；3、 核 酸 序 列 分 析：化学裂解法(Maxam-Gilbert法)；DNA链末端合成终止法；DNA自动测序4、 基因文库：基因组DNA文库及cDNA文库的概念、方法5、遗传修饰动物模型的建立及应用：转基因技术、核转移技术、基因剔除技术的原理6、生 物 芯 片 技 术：基因芯片、蛋白质芯片的概念、应用 7、蛋白质相互作用研究技术：