1、GDOU-B-11-213分子遺傳學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號1340093學(xué)分3總學(xué)時54理論54實(shí)驗(yàn)/上機(jī)0英文課程名Molecular Genetics開課院（系）農(nóng)學(xué)院開課系生物技術(shù)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(jī)制的遺傳學(xué)分支學(xué)科。經(jīng)典遺傳學(xué)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(xué)則主要研究基因的本質(zhì)（包括基因的化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和組織）、基因的功能以及基因的變化等問題。分子遺傳學(xué)是從微生物遺傳學(xué)發(fā)展起來的。雖然分子遺傳學(xué)研究已逐漸轉(zhuǎn)向真核生物方面，但是以原核生物為材料的分子遺傳學(xué)研究還占很大的比重。此外，由于微生物便于培養(yǎng)，所以在

2、分子遺傳學(xué)和重組DNA技術(shù)中微生物遺傳學(xué)的研究仍將占有重要的位置。分子遺傳學(xué)方法還可以用來研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。課 程 大 綱一、課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程為生物學(xué)學(xué)科各專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程的主要內(nèi)容為基因的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄以及和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯，基因突變，DNA的復(fù)制、修復(fù)，原核與真核生物的基因表達(dá)調(diào)控。二、課程的目的與基本要求：通過對本課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生掌握現(xiàn)代分子遺傳學(xué)的基本原理和概念，了解目前生命科學(xué)的主要熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，為獨(dú)立地閱讀分析原始文獻(xiàn)和從事專業(yè)研究打下基礎(chǔ)。三、面向?qū)I(yè)：生物技術(shù)四、先修課程: 生物化學(xué)、遺傳學(xué)五、本課程與其它課程的聯(lián)系：本課程設(shè)計(jì)為遺傳學(xué)之后續(xù)

3、課程。通過對本課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生掌握現(xiàn)代分子遺傳學(xué)的基本原理和概念，了解目前分子遺傳學(xué)的主要熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，為以后的基因工程、基因組學(xué)等學(xué)科打下基礎(chǔ)。六、教學(xué)內(nèi)容安排、要求、學(xué)時分配及作業(yè)：第一章 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)DNA（6學(xué)時）第一節(jié) DNA攜帶著兩類不同的遺傳信息（A）第二節(jié) DNA的一級結(jié)構(gòu)（A）第三節(jié) DNA的二級結(jié)構(gòu)（B）一、 Watson-Crick右手雙螺旋結(jié)構(gòu)二、 決定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素第四節(jié) DNA物理結(jié)構(gòu)的不均一性（B）一、 反向重復(fù)序列二、 富含A/T的序列三、 嘌呤和嘧啶的排列順序?qū)﹄p螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響第五節(jié) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的呼吸作用（A）第六節(jié) DNA的變性、復(fù)性、

4、雜交和Cot曲線（A）一、 變性二、 復(fù)性三、 雜交四、 Cot曲線第二章 有機(jī)體、染色體和基因（6學(xué)時）第一節(jié) 原核生物和真核生物（A）第二節(jié) 基因組大小與C值矛盾（B）第三節(jié) 原核生物染色體及其基因（B）一、 大腸桿菌染色體二、 噬菌體第四節(jié) 真核生物的染色體（B）一、 真核生物DNA復(fù)性動力學(xué)二、 真核生物染色體上的單一序列和重復(fù)序列以及衛(wèi)星DNA三、 衛(wèi)星DNA的等級結(jié)構(gòu)及其起源和進(jìn)化四、 染色質(zhì)和核小體五、 著絲點(diǎn)六、 端粒第五節(jié) 真核生物的基因（A）一、 不連續(xù)基因二、 基因家族與基因簇三、 串聯(lián)重復(fù)基因四、 細(xì)胞器基因第六節(jié) 基因定位（C）一、 遺傳交換定位法二、 接合定位法三、

5、 染色體步行和染色體跳躍第七節(jié) 基因的分子進(jìn)化（C）第八節(jié) 早期生命進(jìn)化的三界系統(tǒng)理論（C）一、 原核生物之間的巨大差異二、 基于16s rRNA堿基變化的通用系統(tǒng)發(fā)生分類法三、 內(nèi)共生作用參與了真核生物的進(jìn)化第三章 DNA的復(fù)制（6學(xué)時）第一節(jié) DNA的半保留復(fù)制（A）第二節(jié) 復(fù)制原點(diǎn)、方向和方式（A）第三節(jié) DNA復(fù)制的酶學(xué)（B）一、 DNA的聚合反應(yīng)和聚合酶二、 脫氧核甘三磷酸前體的來源三、 三種DNA聚合酶的結(jié)構(gòu)和功能四、 DNA連接酶五、 與DNA幾何學(xué)性質(zhì)相關(guān)的酶第四節(jié) DNA復(fù)制的半不連續(xù)性（B）一、 DNA半不連續(xù)性復(fù)制的發(fā)現(xiàn)二、 引物和引發(fā)酶三、 前體片斷的連接第五節(jié) DNA

6、復(fù)制機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性（C）第六節(jié) DNA復(fù)制的起始（B）一、 先導(dǎo)鏈合成的起始（上）：從新起始二、 先導(dǎo)鏈合成的起始（下）：共價延伸三、 后隨鏈的前體片斷的起始四、 由復(fù)制體進(jìn)行先導(dǎo)鏈和后隨鏈的同時復(fù)制第七節(jié) 復(fù)制的終止（A）一、 環(huán)形DNA復(fù)制的終止二、 線形DNA復(fù)制的終止第八節(jié) 真核生物的DNA復(fù)制（A）一、 真核生物的復(fù)制原點(diǎn)、復(fù)制元和復(fù)制元族二、 真核生物的DNA聚合酶和引發(fā)酶三、 SV40的大T抗原與復(fù)制原點(diǎn)四、 SV40以及其他真核生物的DNA復(fù)制過程五、 真核生物染色體末端DNA的復(fù)制六、 真核生物復(fù)制過程中的核小體結(jié)構(gòu)第九節(jié) 復(fù)制的調(diào)控（B）第四章 以修復(fù)作用為中心的DNA的安全

7、保障體系（4）第一節(jié) 復(fù)制修復(fù)（A）一、 尿嘧啶糖基酶系統(tǒng)二、 錯配修復(fù)系統(tǒng)第二節(jié) 損傷修復(fù)（A）一、 胸腺嘧啶二聚體的產(chǎn)生二、 胸腺嘧啶二聚體修復(fù)的生物學(xué)指征三、 胸腺嘧啶二聚體修復(fù)的分子生物學(xué)機(jī)制四、 其他損傷類型及其修復(fù)第三節(jié) 限制與修飾（A）一、 限制修飾現(xiàn)象二、 限制修飾系統(tǒng)三、 限制修飾系統(tǒng)的生物學(xué)意義第五章 突變（4學(xué)時）第一節(jié) 概述：突變定義及其分類（A）第二節(jié) 條件型突變（A）第三節(jié) 回復(fù)突變和抑制突變（A）一、 回復(fù)突變的鑒定和分類二、 基因內(nèi)抑制突變?nèi)?基因間抑制突變四、 基因間間接突變第四節(jié) 突變劑和突變生成（B）一、 堿基類似物在DNA復(fù)制時的滲入二、 DNA分子上

8、堿基的化學(xué)修飾三、 嵌合劑的致突變作用四、 轉(zhuǎn)座成分的致突變作用五、 增變基因六、 紫外線的致突變作用七、 突變熱點(diǎn) 第五節(jié) 離體定向誘變（B）第六章 轉(zhuǎn)錄（6學(xué)時）第一節(jié) 概述（B）第二節(jié) RNA合成的酶學(xué)（B）一、 RNA合成的基本特征二、 E.coli RNA聚合酶三、 真核生物的RNA聚合酶第三節(jié) 控制轉(zhuǎn)錄起始的DNA序列操作子和啟動子的結(jié)構(gòu)（B）一、 操縱元及其結(jié)構(gòu)二、 原核生物的啟動子結(jié)構(gòu)三、 鑒別RNA聚合酶等蛋白質(zhì)在DNA上結(jié)合位點(diǎn)的方法四、 真核生物的啟動子第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄的起始和延伸（B）第五節(jié) 轉(zhuǎn)錄的終止（A）一、 終止序列和釋放因子二、 終止與抗終止及抗終止因子三、 真核生

9、物轉(zhuǎn)錄的終止第六節(jié) 轉(zhuǎn)錄后處理（一） 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的修飾真核生物mRNA的帽子和尾巴（A）一、 帽子二、 多聚（A）尾巴第七節(jié) 轉(zhuǎn)錄后處理（二）基因間序列的去除穩(wěn)定RNA從多基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的分離（A）一、 不穩(wěn)定RNA與穩(wěn)定RNA二、 rRNA的轉(zhuǎn)錄后處理三、 tRNA的轉(zhuǎn)錄后處理第八節(jié) 轉(zhuǎn)錄后處理（三）內(nèi)元的去除RNA的拼接（A）一、 概述二、 tRNA 的拼接三、 第類內(nèi)元的拼接四、 編碼RNA成熟酶的內(nèi)元五、 第類內(nèi)元的拼接六、 核基因mRNA內(nèi)元的拼接第九節(jié) 轉(zhuǎn)錄后處理（四）不連續(xù)轉(zhuǎn)錄和反式拼接（B）第十節(jié) 逆轉(zhuǎn)錄（A）第七章 翻譯（6學(xué)時）第一節(jié) tRNA和遺傳密碼（A）一、

10、tRNA的結(jié)構(gòu)二、 密碼子與反密碼子三、 副密碼子與氨酰基tRNA的合成四、 tRNA的豐富度與密碼子的使用頻率五、 密碼的通用性，線粒體密碼的特殊性和密碼的進(jìn)化第二節(jié) 核糖體制造蛋白質(zhì)的工廠（B）一、 核糖體的結(jié)構(gòu)二、 核糖體的裝配三、 核糖體突變四、 核糖體的活性位點(diǎn)第三節(jié) 肽鏈的合成（B）一、 合成的起始二、 延伸三、 終止和肽鏈的釋放第四節(jié) mRNA的結(jié)構(gòu)與翻譯（A）一、 原核生物的多順反子mRNA的翻譯二、 真核生物核糖體形成位點(diǎn)與雙功能mRNA三、 只有最后一個終止密碼子的多基因mRNA的翻譯第五節(jié) 蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的越膜運(yùn)輸、定位和翻譯后處理（A）一、 概述二、 細(xì)菌中蛋白質(zhì)的越膜

11、三、 真核生物蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)、分揀和錨定四、 翻譯后處理第八章 原核生物基因表達(dá)的調(diào)控（6學(xué)時）第一節(jié) 概述（A）第二節(jié) 正調(diào)控與負(fù)調(diào)控（A）第三節(jié) 操縱元的原型乳糖操縱元（A）一、 操縱元模型的提出二、 乳糖操縱元的調(diào)控機(jī)理三、 阻遏蛋白與操縱子的相互作用四、 乳糖操縱元的正調(diào)控第四節(jié) 操縱元的其他調(diào)控形式（B）一、 具有雙啟動子的半乳糖操縱元二、 阿拉伯糖操縱元：具有雙重功能（正控制和負(fù)控制）的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)三、 色氨酸操縱元：可阻遏系統(tǒng)第五節(jié) 基因轉(zhuǎn)錄的時序調(diào)控（A）一、 枯草桿菌中6亞基的更迭二、 大腸桿菌熱震驚基因的表達(dá)三、 T4噬菌體生長中RNA聚合酶亞基的修飾和6亞基的替換四、 T7噬

12、菌體生長過程中用噬菌體RNA聚合酶代替寄主的RNA聚合酶五、 入噬菌體早期、晚期基因轉(zhuǎn)錄以及裂解生長和溶原生長的調(diào)控第六節(jié) 基因轉(zhuǎn)錄的翻譯調(diào)控衰減子系統(tǒng)（B）一、 概述二、 衰減子的作用機(jī)制三、 衰減子的普遍性及其生物學(xué)意義四、 負(fù)責(zé)核甘酸合成的基因的衰減子第七節(jié) 翻譯水平的調(diào)控（B）一、 反義RNA的調(diào)控作用二、 mRNA本身的二級結(jié)構(gòu)影響翻譯的進(jìn)行三、 mRNA的壽命對基因表達(dá)的調(diào)控四、 蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控五、 嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng) 第八節(jié) DNA序列重排對基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控（B）第九章 真核生物基因表達(dá)的調(diào)控（4學(xué)時）第一節(jié) 概述（B）一、 真核生物基因調(diào)控的特點(diǎn)二、 活躍表達(dá)基因的數(shù)目三、 基因表達(dá)

13、的不同水平：豐富mRNA和稀少mRNA四、 持家基因和奢侈基因五、 胚胎分化過程中有可能存在著相對簡單的分子開關(guān)第二節(jié) DNA水平的調(diào)控（A）一、 基因丟失二、 基因擴(kuò)增三、 基因重排第三節(jié) 活躍轉(zhuǎn)錄基因的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)（B）一、 轉(zhuǎn)錄基因的核小體結(jié)構(gòu)二、 DNA酶優(yōu)先敏感性和HMG蛋白質(zhì)三、 DNA酶超敏感點(diǎn)四、 組蛋白的修飾作用五、 DNA的甲基化和去甲基化第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控（A）一、 Brtten-Davidson模型二、 基因調(diào)控的順式作用成分三、 基因調(diào)控的反式作用因子四、 真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的機(jī)制第五節(jié) rRNA基因的轉(zhuǎn)錄：先終止還是先起始（B）第六節(jié) 意外的意外：RNA聚合酶啟動子

14、的多形性和三種RNA聚合酶及其啟動子的共通性（A）第七節(jié) 真核生物中轉(zhuǎn)錄的翻譯調(diào)控（A）第八節(jié) 轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控（B）一、 hnRNA的選擇性加工運(yùn)輸二、 mRNA前體的選擇性拼接第九節(jié) 翻譯水平的調(diào)控（B）一、 mRNA的穩(wěn)定性二、 mRNA翻譯起始的調(diào)控三、 真核生物蛋白質(zhì)合成的自體調(diào)控第十章 遺傳重組（6學(xué)時）第一節(jié) 概述（B）第二節(jié) 同源重組分子機(jī)制（B）一、 斷裂-復(fù)合及Holliday中間體的形成二、 Holliday中間體的拆分三、 異源雙鏈與基因轉(zhuǎn)換四、 細(xì)菌轉(zhuǎn)化、接合和轉(zhuǎn)導(dǎo)的重組機(jī)制第三節(jié) 同源重組的酶學(xué)機(jī)制RecA蛋白質(zhì)和RecBCD蛋白質(zhì)在同源重組中的作用（B）一、 Rc

15、eA蛋白質(zhì)在聯(lián)會和鏈交換中的作用二、 RceA蛋白質(zhì)和Holliday中間體的形成三、 RceBCD在同源重組中的作用和重組熱點(diǎn)四、 拆分Holliday中間體的酶活性五、 RceF途徑第四節(jié) 依賴于同源重組的位點(diǎn)特異性的序列代換酵母MAT序列的轉(zhuǎn)換（B）第五節(jié) 位點(diǎn)特異性重組（B）一、 入噬菌體DNA的整合與切除二、 入噬菌體整合的分子機(jī)制第六節(jié) 細(xì)菌中的轉(zhuǎn)座成分（B）一、 轉(zhuǎn)座成分概述二、 插入序列三、 復(fù)合轉(zhuǎn)座元四、 Tn10和Tn5的末端組件與轉(zhuǎn)座的調(diào)節(jié)五、 轉(zhuǎn)座的機(jī)制六、 Tn3及其轉(zhuǎn)座作用七、 作為轉(zhuǎn)座成分的Mu噬菌體八、 沙門氏菌鞭毛相變中的轉(zhuǎn)座機(jī)制第七節(jié) 真核生物中的轉(zhuǎn)座成分（

16、一） 真核生物轉(zhuǎn)座成分的分類及其典型代表（B）一、 真核生物中的轉(zhuǎn)座成分及其分類二、 酵母的Ty成分三、 果蠅的copia等轉(zhuǎn)座成分四、 玉米的轉(zhuǎn)座成分第八節(jié) 真核生物中的轉(zhuǎn)座成分（二）還原病毒（B）一、 通過DNA中間體復(fù)制其基因組RNA二、 還原病毒的基因組結(jié)構(gòu)三、 還原病毒基因組RNA到原病毒DNA的轉(zhuǎn)變過程四、 原病毒的基因表達(dá)五、 還原病毒的癌基因及其起源六、 還原病毒和轉(zhuǎn)座元的關(guān)系第九節(jié) 真核生物中的轉(zhuǎn)座成分（三） 非病毒返座元（B）一、 概述二、 RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的返座假基因和返座基因三、 RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的返座元四、 關(guān)于返座的機(jī)制七、實(shí)驗(yàn)名稱與類別:八、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容與要求（按上表實(shí)驗(yàn)序號分別填寫）九、教材與參考書：本