1、GDOU-B-11-213分子遺傳學課程教學大綱課程編號學分3總學時54理論54實驗/上機0英文課程名Molecular Genetics卜課院（系）農學院開課系生物技術修訂時間年 月 日課程簡介課程簡介：在分子水平上研究生物遺傳和變異機制的遺傳學分支學科。經典遺傳學的研究課題 主要是基因在親代和子代之間的傳遞問題；分子遺傳學則主要研究基因的本質（包括基 因的化學性質、結構和組織）、基因的功能以及基因的變化等問題。分子遺傳學是從微生 物遺傳學發展起來的。雖然分子遺傳學研究已逐漸轉向真核生物方面，但是以原核生物 為材料的分子遺傳學研究還占很大的比重。止匕外，由于微生物便于培養，所以在分子遺 傳學

2、和重組DNA技術中微生物遺傳學的研究仍將占有重要的位置。分子遺傳學方法還可 以用來研究蛋白質的結構和功能。課程大綱一、課程的性質與任務：本課程為生物學學科各專業本科生的學科基礎課。本課程的主要內容為基因的結構、 復制和轉錄以及和轉錄后調控、翻譯，基因突變， DNA勺復制、修復，原核與真核生物的 基因表達調控。二、課程的目的與基本要求：通過對本課程的學習，希望學生掌握現代分子遺傳學的基本原理和概念，了解目前 生命科學的主要熱點和發展趨勢，為獨立地閱讀分析原始文獻和從事專業研究打下基礎。三、面向專業：生物技術四、先修課程：生物化學、遺傳學五、本課程與其它課程的聯系：本課程設計為遺傳學之后續課程。通

3、過對本課程的學習，希望學生掌握現代分子遺 傳學的基本原理和概念，了解目前分子遺傳學的主要熱點和發展趨勢，為以后的基因工程、基因組學等學科打下基礎。 六、教學內容安排、要求、學時分配及作業： 第一章 遺傳的物質基礎 DNA （ 6學時）第一節 DNA 攜帶著兩類不同的遺傳信息（ A ）第二節DNA 的一級結構（A ）第三節DNA 的二級結構（B ）1、 Watson-Crick右手雙螺旋結構2、 決定雙螺旋結構的因素第四節 DNA 物理結構的不均一性（ B ）1、 反向重復序列2、 富含A/T 的序列3、 嘌呤和嘧啶的排列順序對雙螺旋結構穩定性的影響第五節DNA雙螺旋結構的呼吸作用（A ）第六節

4、DNA的變性、復性、雜交和Cot 曲線（A）1、 變性2、 復性3、 雜交4、 Cot 曲線第二章 有機體、染色體和基因（ 6 學時）第一節 原核生物和真核生物（ A ）第二節 基因組大小與C 值矛盾（B）第三節 原核生物染色體及其基因（ B）1、 大腸桿菌染色體2、 噬菌體第四節 真核生物的染色體（ B）1、 真核生物DNA 復性動力學DNA2、 真核生物染色體上的單一序列和重復序列以及衛星3、 衛星 DNA 的等級結構及其起源和進化4、 染色質和核小體5、 著絲點6、 端粒第五節 真核生物的基因（ A ）1、 不連續基因2、 基因家族與基因簇3、 串聯重復基因4、 細胞器基因第六節 基因定

5、位（ C）1、 遺傳交換定位法2、 接合定位法3、 染色體步行和染色體跳躍第七節 基因的分子進化（C）第八節 早期生命進化的三界系統理論（C）一、 原核生物之間的巨大差異基于 16s rRNA 堿基變化的通用系統發生分類法 內共生作用參與了真核生物的進化第三章 DNA 的復制（ 6 學時）第一節 DNA 的半保留復制（ A ）第二節 復制原點、方向和方式（A ）第三節 DNA 復制的酶學（ B ）1、 DNA的聚合反應和聚合酶2、 脫氧核甘三磷酸前體的來源3、 三種DNA 聚合酶的結構和功能4、 DNA連接酶5、 與 DNA 幾何學性質相關的酶第四節DNA 復制的半不連續性（ B ）1、 DN

6、A半不連續性復制的發現2、 引物和引發酶3、 前體片斷的連接第五節DNA復制機構的復雜性（C）第六節DNA復制的起始（ B ）1、 先導鏈合成的起始（上）：從新起始2、 先導鏈合成的起始（下）：共價延伸3、 后隨鏈的前體片斷的起始4、 由復制體進行先導鏈和后隨鏈的同時復制第七節復制的終止（ A ）1、 環形DNA復制的終止2、 線形DNA復制的終止第八節真核生物的DNA 復制（ A ）1、 真核生物的復制原點、復制元和復制元族2、 真核生物的 DNA 聚合酶和引發酶3、 SV40 的大 T 抗原與復制原點4、 SV40 以及其他真核生物的 DNA 復制過程5、 真核生物染色體末端DNA 的復制

7、6、 真核生物復制過程中的核小體結構第九節 復制的調控（ B）第四章 以修復作用為中心的 DNA 的安全保障體系（ 4）第一節復制修復（A ）1、 尿嘧啶糖基酶系統2、 錯配修復系統第二節損傷修復（A ）1、 胸腺嘧啶二聚體的產生2、 胸腺嘧啶二聚體修復的生物學指征3、 胸腺嘧啶二聚體修復的分子生物學機制4、 其他損傷類型及其修復第三節 限制與修飾（ A ） 修飾現象 修飾系統 修飾系統的生物學意義第五章 突變（ 4 學時）第一節 概述：突變定義及其分類（ A ）第二節 條件型突變（ A ）第三節 回復突變和抑制突變（ A ）1、 回復突變的鑒定和分類2、 基因內抑制突變3、 基因間抑制突變4

8、、 基因間間接突變第四節 突變劑和突變生成（B）1、 堿基類似物在DNA 復制時的滲入2、 DNA 分子上堿基的化學修飾3、 嵌合劑的致突變作用4、 轉座成分的致突變作用5、 增變基因6、 紫外線的致突變作用7、 突變熱點第五節 離體定向誘變（ B ） 第六章 轉錄（ 6 學時）第一節概述（ B）第二節RNA 合成的酶學（B ）1、 RNA 合成的基本特征2、 E.coli RNA 聚合酶3、 真核生物的 RNA 聚合酶第三節 控制轉錄起始的 DNA 序列操作子和啟動子的結構（ B ）1、 操縱元及其結構2、 原核生物的啟動子結構3、 鑒別 RNA 聚合酶等蛋白質在 DNA上結合位點的方法4、

9、 真核生物的啟動子第四節轉錄的起始和延伸（B ）第五節轉 錄的終止（A ）1、 終止序列和釋放因子2、 終止與抗終止及抗終止因子3、 真核生物轉錄的終止第六節轉錄后處理（一）轉錄產物的修飾真核生物mRNA 的帽子和尾巴（ A ）1、 帽子2、 多聚（ A ）尾巴第七節 轉錄后處理 （二） 基因間序列的去除穩定 RNA 從多基因轉錄產物中的分離（A）1、 不穩定 RNA 與穩定 RNA2、 rRNA 的轉錄后處理3、 tRNA 的轉錄后處理第八節 轉錄后處理（三）內元的去除 RNA 的拼接（ A ）1、 概述2、 tRNA 的拼接3、 第I類內元的拼接4、 編碼 RNA 成熟酶的內元5、 第R類

10、內元的拼接6、 核基因 mRNA 內元的拼接第九節 轉錄后處理（四）不連續轉錄和反式拼接（B ）第十節逆 轉錄（A ） 第七章 翻譯（ 6 學時）第一節 tRNA 和遺傳密碼（ A ）1、 tRNA 的結構2、 密碼子與反密碼子3、 副密碼子與氨酰基tRNA 的合成4、 tRNA的豐富度與密碼子的使用頻率5、 密碼的通用性，線粒體密碼的特殊性和密碼的進化第二節 核糖體制造蛋白質的工廠（ B）1、 核糖體的結構2、 核糖體的裝配3、 核糖體突變4、 核糖體的活性位點第三節 肽鏈的合成（B）1、 合成的起始2、 延伸3、 終止和肽鏈的釋放第四節mRNA 的結構與翻譯（A ）1、 原核生物的多順反子

11、mRNA的翻譯2、 真核生物核糖體形成位點與雙功能mRNA3、 只有最后一個終止密碼子的多基因mRNA 的翻譯第五節 蛋白質在細胞內的越膜運輸、定位和翻譯后處理（ A ）1、 概述2、 細菌中蛋白質的越膜3、 真核生物蛋白質的轉運、分揀和錨定4、 翻譯后處理 第八章 原核生物基因表達的調控（ 6 學時）第一節 概述（ A ）第二節 正調控與負調控（ A ）第三節 操縱元的原型乳糖操縱元（ A ）1、 操縱元模型的提出2、 乳糖操縱元的調控機理節三、 四、 一、 二、 三、第、 、一、 二、節 、節 、節 三、 四、 五、 一、 二、 三、 四、 一、 二、 三、 四、 五、八阻遏蛋白與操縱子的

12、相互作用乳糖操縱元的正調控B）具有雙啟動子的半乳糖操縱元阿拉伯糖操縱元：具有雙重功能（正控制和負控制）的調節蛋白質色氨酸操縱元：可阻遏系統A）枯草桿菌中 6 亞基的更迭大腸桿菌熱震驚基因的表達T4 噬菌體生長中 RNA 聚合酶亞基的修飾和 6 亞基的替換T7 噬菌體生長過程中用噬菌體 RNA 聚合酶代替寄主的 RNA 聚合酶入噬菌體早期、晚期基因轉錄以及裂解生長和溶原生長的調控B）概述衰減子的作用機制衰減子的普遍性及其生物學意義負責核甘酸合成的基因的衰減子8）反義 RNA 的調控作用mRNA 本身的二級結構影響翻譯的進行mRNA 的壽命對基因表達的調控蛋白質合成的自體調控嚴謹反應DNA 序列重

13、排對基因轉錄的調控（ B ）真核生物基因表達的調控（ 4 學時）第一節 概述（B）1、 真核生物基因調控的特點2、 活躍表達基因的數目3、 基因表達的不同水平：豐富 mRNA 和稀少 mRNA4、 持家基因和奢侈基因5、 胚胎分化過程中有可能存在著相對簡單的分子開關第二節DNA 水平的調控（ A ）1、 基因丟失2、 基因擴增3、 基因重排第三節 活躍轉錄基因的染色質結構（B）轉錄基因的核小體結構DNA酶I優先敏感性和HMG蛋白質DNA酶I超敏感點組蛋白的修飾作用DNA 的甲基化和去甲基化轉錄水平的調控（ A ）一、 二、 三、 四、 五、第Brtten-Davidson 模型2、 基因調控的

14、順式作用成分3、 基因調控的反式作用因子4、 真核基因轉錄調控的機制第五節rRNA 基因的轉錄：先終止還是先起始（ B ）第六節 意外的意外：RNA聚合酶田啟動子的多形性和三種 RNA聚合酶及其啟動子的共通性（A ）第七節 真核生物中轉錄的翻譯調控（ A ）第八節 轉錄后水平的調控（ B）1、 hnRNA的選擇性加工運輸2、 mRNA前體的選擇性拼接第九節 翻譯水平的調控（ B）1、 mRNA的穩定性2、 mRNA翻譯起始的調控3、 真核生物蛋白質合成的自體調控 第十章 遺傳重組（ 6 學時）第一節 概述（ B）第二節 同源重組分子機制（B）1、 斷裂 -復合及Holliday 中間體的形成2

15、、 Holliday 中間體的拆分3、 異源雙鏈與基因轉換4、 細菌轉化、接合和轉導的重組機制第三節 同源重組的酶學機制 RecA 蛋白質和 RecBCD 蛋白質在同源重組中的作用（ 8）1、 RceA 蛋白質在聯會和鏈交換中的作用2、 RceA 蛋白質和Holliday 中間體的形成3、 RceBCD 在同源重組中的作用和重組熱點4、 拆分 Holliday中間體的酶活性5、 RceF途徑第四節 依賴于同源重組的位點特異性的序列代換酵母 MAT 序列的轉換（ B）第五節 位點特異性重組（ B）1、 入噬菌體 DNA 的整合與切除2、 入噬菌體整合的分子機制第六節 細菌中的轉座成分（B）1、

16、轉座成分概述2、 插入序列3、 復合轉座元4、 Tn10和Tn5的末端組件與轉座的調節5、 轉座的機制6、 Tn3 及其轉座作用7、 作為轉座成分的 Mu 噬菌體8、 沙門氏菌鞭毛相變中的轉座機制第七節 真核生物中的轉座成分（一） 真核生物轉座成分的分類及其典型代表（ B ）1、 真核生物中的轉座成分及其分類2、 酵母的 Ty 成分3、 果蠅的copia等轉座成分4、 玉米的轉座成分第八節 真核生物中的轉座成分（二）還原病毒（ B）1、 通過 DNA 中間體復制其基因組RNA2、 還原病毒的基因組結構3、 還原病毒基因組RNA 到原病毒 DNA 的轉變過程4、 原病毒的基因表達5、 還原病毒的癌基因及其起源6、 還原病毒和轉座元的關系第九節 真核生物中的轉座成分（三） 非病毒返座元（B）1、 概述2、 RNA聚合酶n轉錄產物的返座假基因和返座基因3、 RNA聚合酶田轉錄產物的返座元4、 關于返座的機制 七、實驗名稱與類別 八、 實驗目的、內容與要求 （按上表實驗序號分別填寫） 九、教材與參考書：本課程選用教材:分