分子生物学（Molecular Biology）
（50学时）
一、前言
本课程面向生物技术专业和生物科学专业，学时50，学分3，属于专业必修课，先修课程为生物化学。
二、课程的性质、地位和任务：
本课程首先介绍分子生物学的含义,它在生命科学中的位置、发展现状及展望以及基因组织包括DNA结构、复制、突变、修复和重组。同时兼顾学科发展动向,着重涉及当今分子生物学应用技术即分子克隆工具酶、电泳技术、载体、DNA及RNA制备、构建DNA文库、遗传转化、基因表达、PCR、RFLP、RAPD,还介绍了蛋白质合成及分析。旨在使研究生了解现代分子生物学理论的新进展并为相关学科从分子水平上阐明问题提供知识和技术。
三、教学基本要求和方法：
通过对本课程的学习，要求学生掌握基因概念在分子水平上的发展与演变、基因的分子结构和特点、基因的复制、基因表达（在转录、翻译水平）的基本原理、基因表达调控的基本模式、基因发生突变与交换及DNA遗传多型性检测的分子生物学原理。
四、授课教材及主要参考书目 教材：
P.C.Turner,A.G.McLennan,A.D.Bates&M.R.H.White 1999 分子生物学（Molecular Biology） 科学出版社
参考书目：
黄翠芬 1987 遗传工程理论和方法 科学出版社 盛祖嘉等 1988 分子遗传学 复旦大学出版社 齐义鹏 1989 基因工程原理和方法 武汉大学出版社 吴乃虎 1991 基因工程原理 高等教育出版社 1998 基因工程原理(第二版) 科学出版社 金冬雁 黎孟枫等译 1992 分子克隆实验指南 科学出版社 谢友菊 1992 遗传工程概论 北京农业大学出版社 阎隆飞、张玉麟 1993 分子生物学 北京农业大学出版社 阎隆飞、张玉麟 1997 分子生物学(第二版) 北京农业大学出版社 徐洵、刘震乾 1993 DNA重组技术 科学出版社 卢圣栋 1993 现代分子生物学实验技术 高等教育出版社 李德葆 徐平1994 重组DNA原理和方法 淅江科学技术出版社 孙志贤 1995 现代生物化学理论与研究技术 军事医学科学出版社 林万明等 1995 PCR技术操作和应用指南 人民军医出版社 金冬雁 1996 英汉分子生物学与生物工程词汇 科学出版社
1 1998 基因及其操作原理 武汉大学出版社 金冬雁等 1996 核酸和蛋白的化学合成与序列分析 科学出版社 夏其昌 1997 蛋白质化学研究技术与进展 科学出版社 科学出版社名词室 1997 英汉生物学词汇（第二版） 科学出版社 朱玉贤等 1997 现代分子生物学 高等教育出版社 瞿礼嘉等 1998 现代生物技术导论 高等教育出版社 Robert.F.Weaver 2000 分子生物学(in English) 科学出版社 Sambrook J.等 1982 Molecular Cloning; A Laboratiry Manual 1989 (2nd edition) Cold Spring Harbor Laboratory Pre Turner等 1999 分子生物学(in English) 科学出版社
五、教学内容及学时分配： 第一章 细胞与大分子（2学时）
1、目的要求：掌握细胞和大分子的分类及用以分析的一些方法。
2、要点： 第一节 细胞分类
1.真细菌 2.古细菌 3.真核生物 4.分化 第二节 亚细胞器
1.细胞核 2.线粒体与叶绿体 3.内质网 4.微体 5.细胞器的分离 第三节 生物大分子
1.蛋白质和核酸 2.多糖 3.脂类 4.复杂大分子 第四节 大分子的组装
1.蛋白质复合体 2.核蛋白 3.膜
4.非共价相互作用
第二章 原核与真核生物的染色体结构（2学时）
1、目的要求：掌握DNA如何整合进原核和真核生物复杂的基因组中。
2、要点
第一节 原核生物的染色体结构
1.大肠杆菌染色体 2.DNA结构域 3.基因组超螺旋 4.DNA结合蛋白 第二节 染色质结构
1.染色质 2.组蛋白 3.核小体 4.H1的功能 5.连接DNA 6.30nm纤丝 7.高级结构
第三节 真核生物的染色体结构
1.有丝分裂染色体 2.着丝粒 3.端粒 4.间期染色体 5.异染色质 6.常染色质 7.DNaseⅠ超敏性 8.CpG甲基化 9.组蛋白变异体和修饰 第四节 基因组复杂度
1.非编码DNA 2.复性动力学 3.单一序列DNA 4.串联基因簇 5.分散重复DNA 6.卫星DNA 7.遗传多态性 第五节 遗传信息流
1.中心法则 2.原核基因表达
3 3.真核基因表达
第三章 DNA复制（4学时）
1、目的要求：重点掌握DNA复制的过程，DNA复制在原核生物与真核生物中的区别。
2、要点：
第一节 DNA复制概述
1.半保留机制
2.复制子、复制起点与终点 3.半不连续复制 4.RNA引导 第二节 细菌的DNA复制
1.实验系统 2.起始 3.解旋 4.延伸 5.终止与分离 第三节 细胞周期
1.细胞周期 2.细胞周期4个时期 3.检验点及其调控
4.细胞周期蛋白和依赖于细胞周期蛋白的激酶 5.E2F和RB的调控
6.细胞周期的激活、抑制与癌症 第四节 真核生物的DNA复制
1.实验系统 2.起始点与起始 3.复制叉 4.核基质 5.端粒的复制
第四章 DNA损伤、修复与重组（4学时）
1、目的要求：了解导致DNA损伤的因素，掌握基因诱变、DNA重组和DNA修复的概念和方法。
2、要点： 第一节 诱变
1.突变
4 2.复制忠实性 3.物理诱变剂 4.化学诱变剂 5.直接诱变 6.间接诱变 第二节 DNA损伤
1.DNA损伤 2.氧化性损伤 3.烷基化 4.聚化加合物 第三节 DNA修复
1.光复活 2.烷基转移酶 3.切除修复 4.错配修复 5.遗传性的修复缺陷 第四节 重组
1.同源重组 2.位点特异性重组 3.转座作用
第五章 基因操作（4学时）
1、目的要求：掌握现有的对DNA进行操作的技术，学习用简单的DNA克隆策略图说明问题。
2、要点：
第一节 DNA克隆概述
1.DNA克隆 2.宿主和载体 3.亚克隆 4.DNA文库 5.筛选文库 6.克隆分析 第二节 质粒DNA的制备
1.载体质粒 2.质粒的小量制备 3.碱裂解
5 4.酚抽提 5.乙醇沉淀 6.氯化铯梯度 第三节 限制酶与电泳
1.限制性内切核酸酶 2.识别序列 3.黏末端 4.限制性酶解 5.琼脂糖凝胶电泳 6.DNA片段的分离
第四节 连接、转化与重组体分析
1.DNA连接 2.重组DNA分子 3.碱性磷酸酶 4.转化 5.筛选 6.转化率 7.筛选转化子 8.转化子的增殖与保存 9.凝胶分析 10.插入片段定向
第六章 克隆载体（4学时）
1、目的要求：了解常用的适合于各种用途的克隆载体。
2、要点：
第一节 质粒载体的设计
1.连接产物 2.双抗生素抗性 3.蓝—白颜色筛选 4.多克隆位点 5.已克隆插入片段的转录 6.表达载体 第二节 噬菌体载体
1.λ噬菌体 2.λ置换型载体 3.包装与侵染
6 4.噬菌斑的形成 5.λ溶原体 6.M13噬菌体载体 7.克隆到M13 8.质粒—M13杂合载体 第三节 黏粒、YAC与BAC 1.大片段DNA的克隆 2.黏粒载体 3.YAC载体
4.用酿酒酵母的筛选 5.BAC载体 第四节 真核生物载体
1.克隆到真核生物 2.转染真核细胞 3.穿梭载体 4.酵母附加型质粒 5.根癌农杆菌Ti质粒 6.杆状病毒 7.哺乳动物病毒载体 8.直接基因转移
第七章 基因文库与筛选（4学时）
1、目的要求：介绍用DNA文库来分离筛选新的基因序列的过程与方法。
2、要点：
第一节 基因组文库
1.具代表性的基因文库 2.文库大小 3.基因组DNA 4.载体 第二节 cDNA文库
1.mRNA分离、纯化与分级分离 2.cDNA的合成 3.cDNA末端的处理 4.与载体的连接 第三节 筛选流程
1.筛选
7 2.菌落及噬菌斑杂交 3.表达筛选 4.杂交扣留与释放 5.染色体步移
第八章 克隆DNA的分析与应用（2学时）
1、目的要求：了解涉及DNA测序和克隆序列分析方面的一些更加复杂和详细的方法，熟练掌握PCR技术的原理和过程。
2、要点：
第一节 克隆的鉴定
1.鉴定 2.限制图谱 3.部分酶解 4.核酸标记 5.DNA和RNA杂交 第二节 核酸测序
1.DNA测序 2.RNA测序 3.序列数据库 4.序列分析 5.基因组测序计划 第三节 聚合酶链式反应
1.PCR 2.PCR循环 3.模板 4.引物 5.酶
6.PCR的条件优化 7.PCR派生技术 第四节 克隆基因的组构
1.组构
2.在基因组DNA上定位cDNA 3.S1核酸酶作图 4.引物延伸 5.凝胶阻滞 6.DNaseⅠ足迹法
8 7.报道基因 第五节 克隆基因的诱变
1.缺失突变 2.定点诱变 3.PCR诱变 第六节 克隆技术的应用
1.应用 2.重组蛋白 3.遗传修饰生物体 4.DNA指纹分析 5.医学诊断 6.基因治疗
第九章
原核生物的转录（3学时）
1、目的要求：熟练掌握原核生物基因转录的原理、过程。
2、要点：
第一节 转录的基本原则
1.转录概述 2.起始 3.延伸 4.终止
第二节 大肠杆菌RNA聚合酶
1.大肠杆菌RNA聚合酶 2.α亚基 3.β亚基 4.β’亚基 5.σ因子 第三节 大肠杆菌σ70启动子
1.启动子序列 2.启动子大小 3.-10序列 4.-35序列 5.转录起始点 6.启动子效率
第四节 转录的起始、延伸与终止
1.启动子结合
9 2.DNA解旋 3.RNA链起始点 4.RNA链延伸 5.RNA链终止 6.依赖ρ的转录终止
第十章
原核生物的转录调控（3学时）
1、目的要求：熟练掌握一些被细菌用来调控特定基因表达的精细机制。
2、要点：
第一节 乳糖操纵子
1.操纵子 2.乳糖操纵子 3.乳糖阻抑物 4.诱导 5.cAMP受体蛋白 第二节 色氨酸操纵子
1.色氨酸操纵子 2.色氨酸阻抑物 3.弱化子 4.前导RNA结构 5.前导肽 6.弱化作用 7.弱化的重要性
第三节 不同σ因子对转录的调节
1.σ因子 2.启动子识别 3.热休克
4.枯草杆菌的孢子形成 5.噬菌体σ因子
第十一章
真核生物的转录（2学时）
1、目的要求：熟练掌握真核生物基因转录的基本原理和过程。
2、要点：
第一节 三种RNA聚合酶：性质与功能
1.真核生物RNA聚合酶 2.RNA聚合酶亚基
10 3.真核生物RNA聚合酶的活性 4.RNA聚合酶Ⅱ的CTD 第二节 RNA聚合酶Ⅰ基因：核糖体重复
1.核糖体RNA基因 2.核仁的作用 3.RNA聚合酶Ⅰ启动子 4.上游结合因子 5.选择因子1 6.TBP与TAF1 7.其他rRNA基因
第三节 RNA聚合酶Ⅲ基因：5S基因与tRNA基因的转录
1.RNA聚合酶Ⅲ 2.tRNA基因 3.5S rRNA基因
4.可变的RNA聚合酶Ⅲ启动子 5.RNA聚合酶Ⅲ的终止
第四节 RNA聚合酶Ⅱ基因：启动子与增强子
1.RNA聚合酶Ⅱ 2.启动子 3.上游调控元件 4.增强子
第五节 通用转录因子与RNA聚合酶Ⅱ的起始
1.RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子 2.TFⅡD 3.TBP 4.TFⅡA 5.TFⅡB与RNA酶的结合 6.RNA聚合酶进入之后的结合因子 7.TFⅡH作用下的CTD磷酸化 8.起始转录复合体
第十二章
真核生物的转录调控（2学时）
1、目的要求：掌握一些重要的真核细胞基因的转录调控的例子。
2、要点：
第一节 真核生物的转录因子
1.转录因子结构域结构
11 2.DNA结合结构域 3.二聚体结构域 4.转录激活结构域 5.阻抑物结构域 6.转录调控的对象 第二节 转录调控举例
1.组成性转录：SP1 2.激素调控：类固醇激素受体 3.磷酸化调控：STAT蛋白 4.转录延伸：HIV Tat 5.细胞决定：myoD 6.胚胎发育：同源域蛋白
第十三章 RNA加工与核糖核蛋白复合体（4学时）
1、目的要求：熟练掌握从新生RNA到成熟RNA分子的加工过程。
2、要点：
第一节 rRNA加工与核糖体
1.RNA的加工类型 2.原核生物的rRNA加工 3.真核生物的rRNA加工 4.核糖核蛋白复合体及其研究 5.原核生物的核糖体 6.真核生物的核糖体
第二节 tRNA的加工、RNA酶P和核酶
1.原核生物的tRNA加工 2.真核生物的tRNA加工 3.核糖核酸酶P 4.核酶
第三节 mRNA加工、hnRNP和snRNP 1.mRNA的加工 2.hnRNP 3.snRNP颗粒 4.5’端加帽 5.3’端剪切及加尾 6.剪接
7.前mRNA的甲基化
12 第四节 可变mRNA加工
1.可变加工 2.可变poly(A)位点 3.可变剪接 4.RNA编辑
第十四章
遗传密码与tRNA（2学时）
1、目的要求：掌握遗传密码的特点以及tRNA在翻译过程中的作用。
2、要点： 第一节 遗传密码
1.特性 2.破译 3.特征 4.突变的效应 5.通用性 6.可读框 7.重叠基因
第二节 tRNA的结构与功能
1.tRNA的一级结构 2.tRNA的二级结构 3.tRNA的三级结构 4.tRNA功能 5.tRNA的氨酰化 6.氨酰tRNA合成酶 7.校正
第十五章
蛋白质合成（4学时）
1、目的要求：熟练掌握RNA通过遗传密码翻译成成熟蛋白质序列的过程。
2、要点：
第一节 蛋白质合成概述
1.密码子与反密码子的相互作用 2.摆动现象 3.核糖体结合位点 4.多聚核糖体 5.起始tRNA 第二节 蛋白质合成机制
13 1.基本过程 2.起始 3.延伸 4.终止
第三节 真核生物蛋白质合成的起始
1.基本过程 2.扫描 3.起始 4.延伸 5.终止
第四节 翻译调控与翻译后加工
1.翻译调控 2.多蛋白 3.蛋白质定位 4.蛋白质修饰 5.蛋白质降解
第十六章
噬菌体与真核生物病毒（2学时）
1、目的要求：掌握重要的原核生物和真核生物病毒，了解它们对我们理解分子信息处理所作的贡献。
2、要点： 第一节 病毒简介
1.病毒 2.病毒基因组 3.复制策略 4.病毒毒性 第二节 噬菌体
1.一般特性
2.裂解性与溶源性侵染 3.噬菌体M13 4.λ噬菌体 5.转座噬菌体 第三节 DNA病毒
1.DNA病毒基因组：复制与转录 2.较小DNA病毒 3.较大DNA病毒
14 4.单纯疱疹病毒-1 第四节 RNA病毒
1.RNA病毒基因组的一般特性 2.病毒的反转录 3.反转录病毒 4.致癌性反转录病毒
5.反转录病毒基因组结构及其表达 6.反转录病毒的突变率
第十七章
肿瘤病毒与癌基因（2学时）
1、目的要求：从病毒的研究的进展以及分子生物学其他领域的知识累积了解癌症的发生机制。
2、要点：
第一节 肿瘤病毒中的癌基因
1.癌症 2.癌基因
3.致癌性反转录病毒 4.癌基因的分离 第二节 癌基因的分类
1.癌基因与生长因子 2.核癌基因 3.癌基因间的协同作用 第三节 肿瘤抑制基因
1.概述
2.肿瘤抑制基因存在的证据 3.RB1基因 4.P53基因 第四节 凋亡
1.凋亡
2.损伤或危险性细胞的清除 3.凋亡过程中细胞变化 4.线虫中的凋亡作用 5.哺乳动物中的凋亡 6.凋亡在疾病和癌症中的作用
15 福建农林大学生物科学专业
本科生《生物化学与分子生物学实验》教学大纲
80学时 3学分
一、课程的性质和任务
分子生物学和生物工程学是两门新兴的学科，无论对基础理论研究，还是生产实践都将产生巨大的影响。生物化学与分子生物学是这两门学科的重要基础，是一门实践性很强的实验课程。掌握和应用生物化学与分子生物学实验技能，是学好这一课程的必要条件。
生物化学与分子生物学实验技术不仅是生物化学教学重要的组成部分，而且在培养学生分析和解决问题的能力，严谨的科学态度和独立工作的能力方面，有着不可替代的作用。
针对学生的培养方向，本课程以培养学生掌握生物技术与分子生物学研究的基础实验技能为主要目标，力图最大限度地利用我校现有的实验条件，使学生通过本课程的学习和实践，接触和掌握从事生物技术研究所必要的实验手段。通过有限的实验室实践，涵盖生物化学与分子生物学各个方面的实验内容，以点带面，突出重点，促进学生对生物化学与分子生物学课程学习内容的理解和掌握。
二、课程教学的基本要求
本课程的内容以蛋白质（含酶）、核酸及脂类的提取、分离、纯化及鉴定为重点，兼及这些内容的定性和基团鉴定，以及糖类．维生素的实验。本课程的实验安排考虑到与化学基础和后继的专业实验的衔接，尽量避免重复。在实验项目安排方面，主要涉及提取、透析、冻干、层析、电泳、分光、离心、浓缩、PCR、分子杂交和基因表达等基础实验技能的训练。在时间安排上，针对本科生的学习特点，尽量安排每一个实验可以在２－３小时内完成，在课程结束前，适当安排少量综合实验，以培养学生应用实验手段的综合能力。
本课程教学总时数为8０学时，实验技术原理采取以学生自习为主，课堂进行提要式的提示讲解和必要的答疑的方式，使学生掌握实验方法的基本原理和应用范围。本课程强调实验技能训练的重要性，主要课时安排学生实验，以便尽量提高学时利用率。为了节省基础设施投资，提高仪器利用率，本课程采取开放式集中实验的方式，要求学生在实施实验之前，必须做好预习准备，拟好实验方案，经任课教师认可后，方可进入实验室做实验。课堂讲授与实验课的比例为１：10。
我们在课程成绩评定上，不以一次考试定音的传统考试方式，而强调平时和考试并重，基础理论和实验技能相结合的综合评定方式（理论３０％，实验技能考试３０％，平时观察和记录４０％）。
三、课程教学大纲及学时分配
16 1 绪论（3学时）
2 常用生物化学实验技术及原理（自学） 2.1 样品处理 2.1.1 透析
2.1.2 薄膜浓缩与冷冻干燥 2.2 层析技术 2.3 电泳技术 2.4 光谱技术 2.5 离心技术 2.6 PCR技术 3 学生实验
3.1 氨基酸的分离鉴定───纸层析法（3学时）
了解层析技术的一般原理、分类及应用范围，重点掌握纸层层析法的原理及操作技术，用以分离游离氨基酸组分。 3.2 多糖的薄层层析分离（5学时）
了解薄层层析的一般原理，掌握多糖的水解方法和硅胶G薄层层析的基本技术及其在可溶性糖分离鉴定中的应用。
3.3 琼脂糖凝胶柱层析测定蛋白质分子量及分子量分布（8学时）
通过采用琼脂糖凝胶柱层析测定蛋白质分子量及分子量分布，学习和掌握凝胶柱层析法的工作原理和基本操作技术。
3.4 大蒜细胞ＳＯＤ的提取与分离（6学时）
通过大蒜细胞SOD的提取与分离，学习和掌握蛋白质和酶的提取与分离的基本原理和操作方法。
3.5 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测定蛋白质的相对分子量（8学时）
通过利用SDS-PAGE测定蛋白质分子量实验，掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理和操作方法，以及SDS-PAGE测定蛋白质分子量的原理和方法。 3.6 酵母ＲＮＡ的提取与分离（8学时）
通过采用苯酚溶液提取法提取酵母RNA，采用地衣酚显色法测定RNA含量，学习和掌握RNA的分离与测定的基本原理和技术。 3.7 植物ＤＮＡ的提取与测定（8学时）
通过采用SDS提取法提取花椰菜DNA，采用二苯胺显色法测定DNA含量，采用琼
17 脂糖凝胶电泳鉴定DNA，学习和掌握RNA的分离与测定的基本原理和技术。 3.8 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化（3学时）
通过本实验，掌握大肠杆菌感受态细胞的制备及转化方法和技术。 3.9 质粒DNA的提取及酶切（8学时）
通过本实验学习和掌握碱裂解法提取质粒。 3.10
DNA重组（2学时）
通过本实验学会重组DNA连接以及鉴定重组子的方法。 3.11
DNA序列测定——银染色法（8学时）
通过本实验，掌握银染测序法。 3.12 PCR基因扩增（6学时）
通过本实验学习PCR反应的基本原理与实验技术。 4 实验技能考试（2学时）和实验基础理论考试（2学时）
四、参考文献
１
张立名，王贤舜： 现代生物化学分析原理， 中国科学技术大学出版社，１９９１年４月第一版。
２
王重庆等： 高级生物化学实验教程，北京大学出版社，１９９４年６月第一版。 ３
张龙翔等：生化实验方法和技术（第二版），高等教育出版社，１９９７年７月第二版。
４
赵亚华：生物化学实验技术教程，华南理工大学出版社，２０００年８月第一版。 ５
欧阳平凯：生物分离原理及技术，化学工业出版社，１９９９年２月第一版。 ６ 魏群：分子生物学实验指导，高等教育出版社，１９９９年１２月第一版。 ７ 杨安钢等：生物化学与分子生物学实验技术，高等教育出版社，２００１年２月第一版。
８ 郭勇：现代生化技术，华南理工大学出版社，１９９６年８月第一版。
