1、醫學分子生物學教學大綱課程編號：280301Z1課程名稱：分子生物學英文名稱：Medical Molecular Biology學時與學分：總學時：36 理論學時：20 實驗學時：16 學分：1.5先修課程：細胞生物學 生物化學適應專業：醫學類五年制、七年制、八年制教材及參考書 ：醫學分子生物學(第二版)胡維新主編.北京: 科學出版社. 2014醫學分子生物學馮作化主編.北京: 人民衛生出版社. 2005基因X (美)克萊博斯 等編著.北京：科學出版社. 2011Molecular Biology. Robert F. Weaver編著. (第二版). 北京：科學出版社. 2002 Molec

2、ular Cloning. Sambrook and Ruussell編著. (第三版). 西安：世界圖書出版公司. 2002 Medicine Molecular Biology. Timothy M. Cox & John Sinclair編著. 北京：科學出版社. 2000分子生物學基礎與臨床陳丙鶯，陳子興，主編. 南京：東南大學出版社. 2000醫學分子生物學張迺蘅主編. 北京：北京醫科大學出版社，1999分子生物學習題集劉靜 曾海濤 主編.中南大學出版社.2012 一、課程的性質和任務分子生物學是一門從分子水平研究生命現象、生命本質及其規律的科學，近年來已在醫藥衛生及其它領域有著突飛

3、猛進的發展，已成為醫學教學不可缺少的一部分。本課程的主要任務是使學生掌握分子生物學的基本理論、基本知識與基本技能，同時熟悉分子生物學在醫學領域的應用，了解分子生物學的主要新進展和新技術。 二、課程的基本要求基本理論和基本知識了解分子生物學的定義、研究對象和研究內容；分子生物學的發展簡史和醫學的關系。掌握基因、結構基因及基因組的概念；真核基因與原核基因的結構特點；順式作用元件的類型及特點；病毒、原核生物和真核生物基因組結構特點；人類基因組結構特點。掌握基因表達、基因表達調控、操縱子、多順反子、反式作用因子、順式作用元件等基本概念；原核生物基因轉錄起始的調控機制；真核生物轉錄水平的調控機制。 熟悉

4、原核基因表達和真核基因表達的特點；原核生物基因轉錄終止的調控；真核生物基因組DNA水平調控的不同方式；轉錄后調控的不同環節及意義；翻譯水平和翻譯后水平調控的基本環節。掌握DNA損傷與修復的概念；切除修復、重組修復和跨損傷修復的概念及機制。掌握限制性核酸內切酶的概念與特點；載體的概念；質粒的特點；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細胞中表達的基本要素。掌握蛋白質組、蛋白質組學及功能蛋白質組學的概念；蛋白質組學的基本研究方法：雙向電泳、質譜技術、酵母雙雜交。掌握基因突變的概念；基因突變的類型及特點；基因突變的遺傳學效應。熟悉血紅蛋白病的發病分子機制。了解疾病分子機制的研究策略。 掌握

5、基因診斷的概念及其特點；基因診斷的常用技術。熟悉基因診斷技術路線和方法的選擇；血紅蛋白病的基因診斷。掌握基因治療的概念、基本策略及常用載體；治療基因的受控表達原理與方法。10. 掌握人類基因組DNA提取的基本原理；堿裂解法小量提取質粒DNA的原理和方法；瓊脂糖凝膠電泳檢測質粒DNA方法；限制性核酸內切酶消化DNA的原理；重組質粒DNA的酶切鑒定方法；PCR反應的操作步驟以及PCR反應參數的選擇與優化；PCR擴增產物的瓊脂糖凝膠電泳檢測方法。熟悉人類基因組DNA提取的基本方法；瓊脂糖凝膠電泳的原理和操作。三、課程的基本內容以及重點、難點 緒論【目的要求】了解：分子生物學的定義、研究對象和研究內容

6、；分子生物學發展簡史；生物遺傳物質的發現；現代分子生物學的建立和深入發展；分子生物學與相關學科的關系；分子生物學在醫學和生物學中的應用。【講課時數】1 學時【教學內容】第一節 分子生物學的研究對象1.分子生物學的定義2.分子生物學的研究內容第二節 分子生物學發展簡史1.生物遺傳物質的發現2.現代分子生物學的建立3.現代分子生物學的深入發展第三節 分子生物學與相關學科的關系1.分子生物學與生物化學2.分子生物學與細胞生物學3.分子生物學與遺傳學4.分子生物學與生物技術第四節 分子生物學與醫學未來1.分子生物學在醫學和生物學中的應用2.分子生物學與基礎醫學 3.分子生物學和病理學 【教學方法（建議

7、）】 講授法【教學手段】多媒體教學第二章 基因與基因組【目的要求】掌握：基因、結構基因及基因組的概念；真核基因與原核基因的結構特點；順式作用元件的類型及特點；病毒、原核生物和真核生物基因組結構特點；人類基因組結構特點。熟悉：基因組學的概念；人類基因組作圖；質粒、轉座因子、基因家族的特征。了解：乙肝病毒、反轉錄病毒基因組結構特點；人類基因組計劃；基因組學的研究內容。【重點】基因的結構，順式作用元件的類型及特點；病毒、原核生物和真核生物基因組結構特點；人類基因組特點。【難點】基因的結構；人類基因組的結構特點。【講課時數】2 學時【教學內容】基因基因概念的發展基因的化學本質基因的概念基因的結構基因組

8、病毒基因組原核基因組真核基因組人類基因組基因組學【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學第五章 基因表達的調控【目的要求】掌握: 基因表達、基因表達調控、操縱子、多順反子、反式作用因子、順式作用元件等基本概念；原核生物基因轉錄起始的調控機制；真核生物轉錄水平的調控機制；轉錄后調控的不同環節及意義。熟悉: 原核基因表達和真核基因表達的特點；原核生物基因轉錄終止的調控；真核生物基因組DNA水平調控的不同方式；翻譯水平和翻譯后水平調控的基本環節；基因表達的調控網絡與協同控制。了解: 原核生物翻譯水平的調控機制；反式作用因子的作用方式。【重點】 乳糖操縱子的轉錄調控機制；真核基因轉錄水平及轉

9、錄后水平的調控機制。【難點】原核基因操縱子的轉錄終止的調控機制。【講課時數】2 學時【教學內容】第一節 原核生物基因表達的調控1原核生物基因表達的特點2原核生物基因表達調控的機制 轉錄起始的調控；轉錄終止的調控；翻譯水平的調控第二節 真核生物基因表達的調控1真核生物基因表達的特點2真核生物基因表達調控的機制 基因組DNA水平的調控；轉錄水平的調控；轉錄后水平的調控；翻譯水平的調控； 翻譯后水平調控第三節 基因表達的調控網絡與協同控制轉錄調控物的活性調節轉錄因子調節基因表達的幾種方式轉錄過程與前體mRNA的加工協調mRNA出核運輸與前體mRNA的加工和轉錄過程偶聯基因表達調控發生的多個環節【教學

10、方法（建議）】講授法【教學手段】多媒體教學第六章 DNA損傷與修復【目的要求】掌握：DNA損傷與修復的概念；DNA修復的主要方式：切除修復、重組修復和跨損傷修復的概念及機制。熟悉：真核生物誘導修復的主要機制。了解：DNA損傷的因素、類型及其效應；DNA損傷和修復的生物學意義。【重點】DNA修復的主要方式及特點。【難點】 真核生物誘導修復的主要機制與特點。【講課時數】2 學時【教學內容】第一節 DNA損傷的原因及后果DNA分子的自發性損傷DNA復制產生誤差；DNA的自發性化學變化；物理因素引起的DNA損傷紫外線照射引起的DNA損傷；電離輻射引起的DNA損傷；化學因素引起的DNA損傷烷化劑對DNA

11、的損傷；堿基類似物、修飾劑對DNA的損傷；DNA損傷的后果 4. DNA損傷的檢測和DNA損傷相關的蛋白質第二節 DNA修復1錯配修復2. 直接修復3堿基切除修復4. 核苷酸切除修復5重組修復6跨損傷修復7線粒體損傷和修復8. 基因的損傷與修復異常所致的疾病【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學第七章 基因結構與表達分析的基本策略【目的要求】掌握：DNA雙脫氧末端終止法、 Northern blot雜交、 PCR、Real-time PCR技術原理及應用、RNA干擾技術。熟悉：免疫共沉淀技術、酵母雙雜交系統、Western blot 原理及其應用。了解：原位雜交技術；免疫組化 【重

12、點】PCR 技術原理及應用；Northern blot雜交、 RNA干擾技術。【難點】PCR 技術原理【講課時數】3學時【教學內容】 第一節 DNA序列分析1. 雙脫氧末端終止法2. 化學降解法3. DNA序列分析的自動化第二節 核酸分子雜交技術核酸分子雜交的原理Southern印跡雜交Northern 印跡雜交斑點雜交和狹縫印跡雜交原位雜交液相雜交第三節 聚合酶鏈式反應PCR反應基本原理耐熱的DNA聚合酶PCR引物及設計原則PCR反應條件的優化常用的PCR改進技術第四節 基因芯片和微陣列技術 1芯片制備技術 2樣品制備與雜交反應 3DNA芯片技術的主要應用第五節 Western免疫印跡技術第

13、六節 基因結構與表達分析的其它技術1.cDNA末端快速擴增技術2.PCR產物單鏈構象多態性檢測3.限制性片段長度多態性【教學方法（建議）】講授法【教學手段】多媒體教學 第八章 基因工程與基因體外表達【目的要求】掌握：限制性核酸內切酶的概念與特點；載體的概念；質粒的特點；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細胞中表達的基本要素。熟悉：其他常用工具酶的特點；定點誘變技術原理；真核細胞轉染的方法及基本原理。了解：昆蟲表達系統、酵母表達系統特點；電子克隆概念。【重點】基因克隆的基本過程。【難點】互補篩選；轉染細胞的篩選；定點誘變技術原理。【講課時數】2學時【教學內容】基因克隆工具酶1.限制

14、性核酸內切酶2.其他常用工具酶第二節 基因克隆的載體1.常用的克隆載體 質粒、噬菌體、黏性質粒、M13噬菌體、病毒載體2.表達載體 原核表達載體、真核表達載體第三節 基因克隆的基本過程1.目的基因獲取2.載體的選擇和準備3.DNA片段的體外連接4.重組DNA導入宿主細胞5.重組DNA的篩選與鑒定第四節 真核細胞的轉染1.真核細胞轉染的方法與基本原理2.轉染細胞的篩選第五節 基因的改造1.基因定點誘變技術2.基因定點誘變技術的應用第六節 克隆基因的表達1.大腸桿菌表達系統2.哺乳動物細胞表達系統3.其他表達系統第七節 電子克隆【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學第九章 蛋白質組學的

15、研究方法和進展【目的要求】掌握：蛋白質組、蛋白質組學及功能蛋白質組學的概念；蛋白質組學的基本研究方法：雙向電泳、質譜技術、酵母雙雜交。熟悉：生物信息學在蛋白質組學研究中的應用；定量蛋白質組學；噬菌體表面顯示技術及基于質譜的蛋白質相互作用研究方法；蛋白質芯片技術。了解：蛋白質組學的產生與發展、蛋白質組學在疾病研究中的應用。【重點】蛋白質組學的基本研究方法。【難點】蛋白質功能模式的研究方法。【講課時數】2學時【教學內容】蛋白質組學的概念及其發展簡史1蛋白質組學的概念2蛋白質組學的產生和發展第二節 蛋白質組學研究方法概述1蛋白質組表達模式的研究方法2蛋白質組功能模式的研究方法第三節 蛋白質組學在疾病

16、研究中的應用【教學方法（建議）】講授法【教學手段】多媒體教學第十一章 疾病產生的分子基礎【目的要求】掌握：基因突變的概念；基因突變的類型及特點；基因突變的遺傳學效應。熟悉：血紅蛋白病的發病分子機制；細胞間異常信號、細胞內因素、翻譯后加工運輸障礙及病原生物基因導致的疾病。了解：疾病分子機制的研究策略。【重點】基因突變的類型、特點及遺傳學效應。【難點】疾病分子機制的研究策略。【講課時數】2 學時【教學內容】基因結構改變引起疾病1基因突變的類型2基因突變的遺傳效應3結構基因變異引起疾病調控序列變異引起疾病細胞間異常信號導致基因表達異常 細胞間信號異常與疾病細胞內因素導致基因表達異常引起的疾病1細胞內

17、信號異常2異常DNA甲基化第四節 翻譯后加工運輸障礙引起疾病翻譯后加工酪氨酸酶翻譯后加工異常與白化病第五節 蛋白質降解異常引起疾病蛋白質降解異常泛素-蛋白酶體途徑病原生物基因引起疾病 病原生物基因引起疾病的機理及特點疾病分子機制的研究策略基因結構人分析主要方法基因表達水平分析主要技術【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學第十二章 基因診斷【目的要求】掌握：基因診斷的概念及其特點；基因診斷的常用技術。熟悉：基因診斷技術路線和方法的選擇；血紅蛋白病的基因診斷。了解：傳染病和腫瘤的基因診斷；指紋圖的應用。【重點】基因診斷的常用技術。 【難點】遺傳病、腫瘤等疾病的基因診斷。【講課時數】2學

18、時【教學內容】第一節 基因診斷的技術和方法 1. 基因診斷概念、特點及臨床意義 2. 基因診斷中常用的分子生物學技術 3. 基因診斷技術路線和方法的選擇第二節遺傳病的基因診斷 血紅蛋白病第三節傳染病的基因診斷 1. 病毒性疾病 2. 細菌引起的疾病第四節腫瘤的基因診斷 1. 原癌基因與抑癌基因的檢測 2. 常見腫瘤的基因診斷第五節基因診斷在法醫學上的應用【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學第十三章 基因治療原理與研究進展【目的要求】掌握：基因治療的概念、基本策略及常用載體；治療基因的受控表達原理與方法。熟悉：基因轉移的基本技術；基因干預的基本策略；基因治療的應用研究。了解：基因轉

19、移的靶細胞;基因治療的前景與問題。【重點】基本策略及常用載體；治療基因的受控表達原理與方法。【難點】治療基因的受控表達原理與方法。【講課時數】2學時【教學內容】第一節 基因治療的基本策略1基因置換2基因添加 3基因干預4自殺基因治療5. 基因免疫治療第二節 基因轉移的基本技術1病毒介導的基因轉移系統2非病毒載體介導的基因轉移系統 第三節 基因干預1 反義RNA 2 RNA干擾 3 核酶 第四節 治療基因的受控表達 1基因內部的調節機制2基因外部的調節機制 3利用病灶微環境使治療基因特異性表達4. 治療基因的誘導表達第五節 基因治療的應用研究1. 遺傳病的基因治療研究2. 惡性腫瘤基因治療研究3

20、. 病毒性疾病的基因治療研究4. 其他疾病的基因治療研究第六節 基因治療的前景與問題1 安全性問題2 倫理問題3. 當前存在的技術問題【教學方法（建議）】 講授法【教學手段】多媒體教學四、實驗要求(一) 實驗方式：本大綱的實驗由學生（2人/組）獨立操作完成。在帶教老師的指導下，要求學生通過學習，能基本掌握分子生物學常用實驗的基本原理和操作。（二）具體實驗要求如下： 實驗一：人類基因組DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳分析1熟悉分子生物學實驗的操作特點。2掌握人類基因組DNA提取的基本原理。3熟悉人類基因組DNA提取的基本方法。4熟悉瓊脂糖凝膠電泳的原理和操作。實驗二：質粒DNA的提取及電泳分析1掌握堿裂解法小量提取質粒DNA的原理和方法。2掌握瓊脂糖凝膠電泳檢測質粒DNA方法。3熟悉質粒DNA提取與真核細胞核DNA提取的異同點。實驗三：DNA的限制性酶切及電泳分析1掌握限制性核酸內切酶消化DNA的原理。2掌握