《医学分子生物学》课程教学大纲

   

课程代码：25211

课程负责人：喻红

课程中文名称：分子生物学

课程英文名称：Molecular Biology

课程类别：必修

课程学分数：4

课程学时数：理论54 实验36

授课对象：临床医学专业（7年制、八年制）、口腔医学（八年制）

本课程的前导课程：医学基础化学、医学有机化学、细胞生物学、生物化学

 

一、教学目的与基本要求

分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，近年来已在医药卫生及其它领域有着突飞猛进的发展，已成为医学和生物学教学不可缺少的一部分。本课程的教学目的和任务，是掌握分子生物学的基本理论与技术，同时了解分子生物学在医学领域的应用。由于分子生物学理论与技术的发展十分迅速，新技术新方法层出不穷，本课程将根据学科的发展，介绍新的知识与技术。

（一）教学目的

掌握生命信息大分子核酸的结构与功能、基因信息的传递及其调控，了解基因诊断、基因治疗和基因工程等领域的基本理论和基本技术。为以后学习其他基础医学、临床医学，以及今后的发展提高打下基础。

（二）基本要求

1.基本理论知识

（1）掌握核酸等生命信息大分子结构与功能的联系。

（2）掌握基因与基因组的概念。原核生物与真核生物基因组的结构及特点。

（3）掌握遗传信息传递的途径、方式、调控及其在生命过程中的重要意义。

（4）了解基因工程的原理、方法及应用。

（5）了解癌基因与抑癌基因及其在肿瘤发生和发展中的作用。

（6）了解基因诊断和基因治疗的基本原理和方法。

2.基本技能

（1）掌握核酸的分离和纯化的基本方法。

（2）掌握基因克隆和表达的技术

（3）掌握DNA重组的基本方法。

（4）掌握研究生物大分子相互作用的技术

（5）掌握后基因组分子生物学技术

（6）熟悉核酸分子杂交的基本方法。

（7）熟悉DNA测序和PCR技术的原理及操作过程。

 

 

 

 

 

 

 

 二、课程内容与学时分配：

 

课程内容与学时分配表

内         容	学      时
核酸和蛋白质的结构与功能	6
基因组的结构与功能	9
基因表达的调控	6
基因工程	6
DNA序列测定	3
核酸分子杂交技术	3
核酸的体外扩增	8
转基因生物和基因打靶	3
DNA芯片技术	3
基因诊断	3
基因治疗	4

 

1. < >教学目的要求：

    

   熟悉分子生物学及医学分子生物学的定义。熟悉医学分子生物学研究内容；掌握分子生物学、医学分子生物学基本概念； 了解分子生物学理论和技术的发展历史及其在医学上的应用。了解分子生物学的创立，基因工程学的诞生及基因表达调控与细胞信号转导机理的研究。了解人类基因组计划与后基因组研究，了解细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡，了解线粒体病及肿瘤学研究。

    

   教学内容：

   第一节 分子生物学和医学分子生物学研究的主要内容

   第二节 分子生物学的历史回顾

   第三节 分子生物学在医学上的应用

    

   重点讲授：分子生物学的研究内容，人体发育调控和人体功能调控的分子生物学基础，基因与疾病的关系。

    

2. < >教学目的要求：

    

   掌握DNA一级、二级、三级结构，DNA甲基化，顺反子，核酶，反义RNA，蛋白质结构，核内不均一RNA和小分子核内RNA的基本概念；熟悉DNA双螺旋结构特点，原核、真核mRNA的结构特点；了解三股螺旋DNA，核酶类型和作用原理，蛋白质结构与功能关系。

    

   教学内容：

   第一节 核酸的结构和功能  

   第二节 蛋白质的结构和功能   

   第三节 生物大分子的相互作用

    

   重点讲授：核苷酸中的碱基成分。核酸中戊糖、核苷、及核苷酸的种类及结构。DNA的一级及二级结构的定义、结构特点。RNA的种类、结构和功能。蛋白质的结构，蛋白质结构和功能的关系，生物大分子相互作用的力。

    

3. < >教学目的要求：

    

   掌握基因，断裂基因，启动子，顺式作用元件，结构基因，反应元件，增强子，基因家族，沉默子，基因超家族，DNA多态性，转座子，重复序列，端粒 等基本概念；熟悉原核生物和真核生物基因组结构特点与功能；了解人类基因组的重复顺序、人类基因组计划。

    

   教学内容：

   第一节 病毒基因组

   第二节 原核生物基因组

   第三节 真核生物基因组

    

   重点讲授：病毒基因组结构和功能的特点，质粒，转位因子，真核生物基因组的结构。

    

   第四章  遗传信息的复制

   教学目的要求：

   掌握复制子，染色体DNA复制的基本概念；熟悉参与原核生物染色体DNA复制的酶与蛋白质，DNA复制的基本过程，熟悉逆转录与RNA复制的基本过程；了解真核生物染色体DNA复制的特点。

    

   教学内容：

   第一节 DNA的复制；

   第二节 DNA的损伤与修复；

   第三节 逆转录

   第四节 RNA复制。

    

   重点讲授：DNA复制的特征：半保留复制，复制的起始点与方向，半不连续合成。DNA损伤的修复。逆转录酶。RNA复制。

    

   第五章  遗传信息的表达

   教学目的要求：

   掌握遗传信息表达，转录，翻译，有意义链，转录模板链，开放阅读框，遗传密码等基本概念；熟悉原核生物RNA和蛋白质的生物合成基本过程，真核生物RNA和蛋白质合成特点；

    

   教学内容：

   第一节 转录

   第二节 翻译

   第三节 DNA、RNA、蛋白质生物合成的抑制剂

    

   重点讲授：原核生物蛋白质的生物合成，真核生物蛋白质合成的特点，肽链的翻译后加工，蛋白质生物合成的抑制剂。

    

   第六章  基因表达的调控

   教学目的要求：

   掌握基因表达，管家基因，组成性基因表达，诱导表达，阻遏表达，协调表达，表达调控，反式作用因子，表达组织特异性等基本概念；熟悉真核生物基因表达调控的各个水平，DNA水平调控的不同方式，反式作用因子的主要特点和调节方式，转录后调控的不同环节，翻译水平和翻译后水平调控的基本环节；了解反式作用因子结构域模式和反式作用因子的作用方式，基因表达的组织特异性和时相性。

    

   教学内容：

   第一节 原核生物基因表达的调控；

   第二节 真核生物基因表达的调控；

    

   重点讲授：真核生物在转录水平、翻译水平和翻译后水平的调控。

    

   1. < >教学目的要求：

       

      掌握受体的种类及结构与功能特点；熟悉细胞信号传导的主要途径及其作用机制；了解细胞信号传导研究在医学上的应用。

       

      教学内容：

      第一节 细胞通讯的分子基础；

      第二节 主要细胞信号传导的途径及其作用机制；

      第三节 细胞信号传导研究在医学中的意义。

       

      重点讲授：细胞信号转导的基本方式，受体，细胞内受体接到的信号转导过程。离子通道型受体及其信号转导，G蛋白偶联型受体及其信号转导。细胞信号转导过程的基本规律。细胞信号转导异常与疾病。

       

      第八章  基因工程

      教学目的要求：

      掌握DNA重组技术，基因工程，分子克隆，cDNA文库，基因组文库，转化，转染，转导等基本概念；掌握DNA聚合酶Ⅰ的特性与用途，DNA重组的基本过程；熟悉限制性内切酶的分类、作用特点，克隆载体和表达载体的基本特性，外源DNA导入大肠杆菌的各种方法；理解DNA分子体外连接的方式方法，重组体转化菌的筛选和鉴定；了解克隆基因体外表达过程和在大肠杆菌中表达的基本要素，外源蛋白质在大肠杆菌中表达形式。

       

      教学内容：

      第一节 基因工程中常用的工具酶；

      第二节 常用的克隆载体、表达载体；

      第三节 重组DNA技术的基本过程；

      第四节 目的基因的定点诱变及其应用。

       

      重点讲授：DNA重组技术，基因工程，分子克隆，cDNA文库，基因组文库，转化，转染，转导等基本概念； DNA聚合酶Ⅰ的特性与用途，DNA重组的基本过程；

       

      第九章  DNA序列测定

      教学目的要求：

      掌握Sanger双脱氧链终止法测序原理；熟悉Maxam-Gilbert化学修饰法原理及特点；了解DNA序列测定的策略和自动DNA测序。

       

      教学内容：

      第一节Sanger双脱氧链终止法；

      第二节Maxam-Gilbert化学修饰法；

      第三节DNA测序自动化和大规模测序。

       

      重点讲授：Sanger双脱氧链终止法测序原理；

       

      第十章  核酸分子杂交技术

      教学目的要求：

      掌握核酸分子杂交，DNA变性、复性，熔解温度，固相杂交，液相杂交等基本概念；掌握核酸分子杂交的基本原理，Southern和Northern印迹杂交的基本原理、过程及应用；掌握探针的种类、特点及标记方法；熟悉原位杂交和液相杂交的基本原理及应用；了解探针的纯化方法。

       

      教学内容：

      第一节 核酸分子杂交的基本原理

      第二节 核酸分子杂交的基本方法

      第三节 探针标记

       

      重点讲授：核酸分子杂交，DNA变性、复性，熔解温度，固相杂交，液相杂交等基本概念；核酸分子杂交的基本原理，Southern和Northern印迹杂交的基本原理、过程及应用；探针的种类、特点及标记方法；

       

       

      第十一章  核酸的体外扩增

      教学目的要求：

      掌握聚合酶链反应（PCR）和RT-PCR的基本原理、实验基本条件；熟悉PCR反应条件的优化和注意事项，PCR引物设计的基本原则，原位PCR、定量PCR的原理和用途；了解PCR技术的其它类型；理解连接酶链反应（LCR）的原理及其特别用途，RNA-PCR的基本原理及其特点。

       

      教学内容：

      第一节 聚合酶链反应；

      第二节 连接酶链反应

      第三节 RNA的体外扩增

       

      重点讲授：聚合酶链反应（PCR）和RT-PCR的基本原理、实验基本条件；

       

      第十二章  转基因生物和基因打靶

      教学目的要求：

      掌握转基因动物，报告基因，结构基因，融合基因，基因打靶，基因敲除，基因敲入和胚胎干细胞等基本概念；熟悉转基因动物的基本原理、过程和应用；熟悉外源基因导入的各种方法，理解它们的原理；理解基因敲除的基本程序和正负选择原理；了解转基因动物和基因打靶在医学中的应用。

       

      教学内容：

      第一节 转基因动物

      第二节 转基因植物

      第三节 基因打靶

       

      重点讲授：转基因动物，报告基因，结构基因，融合基因，基因打靶，基因敲除，基因敲入和胚胎干细胞等基本概念；

       

      第十三章  DNA芯片技术

      教学目的要求：

      掌握DNA芯片、生物芯片、基因芯片等基本概念；熟悉生物芯片种类，DNA芯片类型，DNA芯片技术原理和检测的基本过程及应用；了解芯片制备的基本原理和方法。

       

      教学内容：

      第一节 概念；

      第二节DNA芯片技术的基本原理与方法；

      第三节DNA芯片技术的应用。

       

      重点讲授： DNA芯片、生物芯片、基因芯片等基本概念；分子杂交，检测分析

       

      第十四章  基因与疾病

      教学目的要求：

      掌握基因结构异常的分子机制；了解几种常见分子病与基因结构异常的关系；

       

      教学内容：

      第一节 基因结构异常的分子机制；

      第二节 基因结构变异与异常血红蛋白病

      第三节 基因结构变异与地中海贫血

      第四节 基因结构变异与血友病甲

      第五节 基因结构变异与血友病乙

       

      重点讲授：基因结构异常的分子机制

       

      第十五章  癌基因与抑癌基因

      教学目的要求：

      掌握癌基因与抑癌基因的概念；熟悉癌基因表达产物在细胞增殖信号传导中的作用。了解癌基因的激活和抑癌基因的失活与肿瘤发生的关系。

       

      教学内容：

      第一节 癌基因与抑癌基因

      第二节 癌基因与抑癌基因在细胞增殖中的作用

      第三节 癌基因和抑癌基因与肿瘤发生

       

      重点讲授：癌基因与抑癌基因的概念

       

      第十六章  基因诊断

      教学目的要求：

      掌握基因诊断的基本概念；掌握基因诊断中常用的分子生物学技术——核酸分子杂交、聚合酶链式反应（PCR）、单链构象多态性（SSCP）检测、限制性酶酶谱分析、DNA序列测定、DNA芯片技术；熟悉基因诊断的基本方法；了解遗传病、感染性疾病以及肿瘤的基因诊断的策略；了解基因诊断在法医学中的应用。

       

      教学内容：

      第一节 基因诊断的技术方法；

      第二节 遗传病的基因诊断；

      第三节 感染性疾病的基因诊断；

      第四节 肿瘤的基因诊断；

      第五节 基因诊断在法医学中的应用。

       

      重点讲授：基因诊断的基本概念；基因诊断中常用的分子生物学技术——核酸分子杂交、聚合酶链式反应（PCR）、单链构象多态性（SSCP）检测、限制性酶酶谱分析、DNA序列测定、DNA芯片技术

       

      第十七章  基因治疗

      教学目的要求：

      掌握基因治疗、基因标记、基因置换、基因添加、基因干预、反义RNA、核酶等基本概念；熟悉基因转移技术，逆转录病毒、腺病毒和腺相关病毒载体的特点；熟悉肿瘤基因治疗思路，理解抑癌基因治疗原理、实验研究和临床试验及肿瘤的免疫基因治疗；理解反义RNA在基因治疗中的意义和应用；了解其它基因转移方法；了解核酶及三链DNA在基因治疗中的意义和基本原理；了解基因治疗的前景与问题。

       

      教学内容：

      第一节 基因治疗的概念；

      第二节 基因治疗研究的主要内容或策略；

      第三节 基因转移技术和靶细胞；

      第四节 反义RNA、核酶和三链DNA在基因治疗中的应用；

      第五节 基因治疗的应用研究；

      第六节 基因治疗的前景与问题。

       

      重点讲授：基因治疗、基因标记、基因置换、基因添加、基因干预、反义RNA、核酶等基本概念

       

      三、教材与参考书

      教材：《医学分子生物学》，冯作化主编，人民卫生出版社，2001年出版

      参考书：

       

      四、考核方式

      平时小考：20％

      课件制作：10％

      小组学习：10％

      期末考试：60％

 

《医学分子生物学》教学课时安排表

 

内    容	学时数
第 一 章  绪论	1学时
第 二 章  核酸和蛋白质的结构与功能	1学时
第 三 章  基因组的结构与功能	2学时
第 四 章  遗传信息的复制	2学时
第 五 章  遗传信息的表达	2学时
第 六 章  基因表达的调控	2学时
第 八 章  基因工程	4学时
第 九 章  DNA序列测定	2学时
第 十 章  核酸分子杂交技术	4学时
第十一章  核酸的体外扩增	2学时
第十二章  转基因生物和基因打靶	2学时
第十三章  DNA芯片技术	2学时
第十六章  基因诊断	2学时
第十七章  基因治疗	4学时
实验录象	2学时
考    试	2学时
总    共	36学时

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

《分子生物学》实验教学大纲(医学专业)

   

课程代码：25211

课程负责人：喻 红

课程中文名称：分子生物学

课程英文名称：Molecular Biology

课程类别：必修

课程学分数：1 学分

课程学时数：实验时数36

面向专业：检验医学五年制、临床医学及口腔医学七年制、临床医学及口腔医学八年制

本课程的前导课程：医学基础化学、医学有机化学、细胞生物学、生物化学

 

一、实验教学目的和基本要求

分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，近年来已在医药卫生及其它领域有着突飞猛进的发展，已成为医学和生物学教学不可缺少的一部分。分子生物学实验教学是医学人才培养的重要基础课程。分子生物学实验是医学生实验技能与素质培养不可缺少的一个重要环节。本实验教学的主要目的是使学生巩固和加强课堂所学的基础理论知识，掌握分子生物学技术的基本理论与操作，同时了解分子生物学技术在医学研究领域的应用，更重要的是在实验中培养学生的实验操作能力、分析问题和解决问题的能力，养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风，培养学生的创新精神和创新能力。由于分子生物学的新技术新方法层出不穷，本课程将根据学科的发展，介绍新的知识与技术。

教学的基本要求：

1．熟悉和掌握常用分子生物学实验仪器的使用方法，了解、掌握各种实验技能、技术、手段和方法，更重要的是了解各种实验研究方法的应用。

2．培养学生独立思考和独立工作的能力，学会联系理论知识，独立设计和进行实验，仔细观察和分析实验现象，学会正确处理数据及解释现象，从中得出科学的结论。

3．培养严谨科学的工作态度和作风，培养创新能力，为学习其他课程和今后从事医学领域的科研打下坚实的基础。

 

二、主要仪器设备

电冰箱   气浴恒温振荡器   721分光光度计  紫外可见分光光度计  电热三用水箱  电子天平 紫外透射反射分析仪   微量加样器（10ul， 100ul, 500ul,1000ul）  PCR仪  台式高速离心机  台式高速冷冻离心机  电泳仪  水平电泳槽  垂直电泳槽    压力蒸气灭菌器   隔水式恒温培养箱 

 

三、实验课程内容与学时分配

实验课程内容与学时分配表

序号	实验项目 名称	实验要求	学时	实验属性	每组人数	指导 教师	已开/未开
1	真核细胞基因组DNA的提取和鉴定	掌握提取真核细胞DNA的基本原理、提取方法。熟悉DNA纯度鉴定及定量方法。掌握琼脂糖凝胶电泳分离DNA的方法。	3+3	验证	24	生化系全体教师	已开
2	真核组织(肝脏)总RNA的制备	熟悉RNA分离提取的基本原理、提取方法。掌握分光光度法鉴定RNA纯度的方法。	3	验证	24	生化系全体教师	已开
3	RNA的甲醛变性琼脂糖凝胶电泳鉴定	理解RNA甲醛变性凝胶电泳的原理。掌握甲醛变性凝胶电泳分离RNA的方法	3	验证	24	生化系全体教师	已开
4	RT-PCR（聚合酶链式反应）分析基因表达	掌握RT-PCR的基本原理和实验方法，掌握PCR的基本实验操作和结果分析。了解PCR的应用。	6	设计	24	生化系全体教师	已开
5	感受态细菌制备；重组质粒的连接、转化、平板筛选；	熟悉感受态细菌制备、质粒转化的基本方法和操作过程。 掌握细菌质粒平板筛选的基本方法和操作技巧	5	验证	24	生化系全体教师	已开
6	质粒DNA的小量碱裂解法提取及琼脂糖凝胶电泳鉴定	了解质粒作为载体在基因工程中的应用。熟悉质粒提取的基本原理和方法。复习琼脂糖凝胶电泳分离DNA的结果	3+3	验证	24	生化系全体教师	已开
7	重组质粒DNA的限制性酶切分析及电泳鉴定	巩固DNA重组技术的基本概念及原理。掌握限制性核酸内切酶酶切电泳鉴定重组DNA的方法。	3	验证	24	生化系全体教师	已开
8	重组蛋白在E.coli菌株中的诱导表达与鉴定（SDS-PAGE）	掌握目的基因在E.coli中表达的基本原理和诱导表达方法。掌握蛋白质SDS-PAGE的基本原理和操作方法	3	验证	24	生化系全体教师	已开
9	分子生物学实验多媒体教学	巩固和加深学生对分子生物学基本实验技术的认识与掌握，培养学生独立设计和解决问题的能力	1	综合	24	生化系全体教师	已开

 

 

 

四、教材与参考书

教材：《医学生物化学与分子生物学实验技术》（第一版），武汉大学出版社，喻红、彭芳芳主编，2003年出版

参考书：

[1]《现代分子生物学实验技术》（第二版），中国协和医科大学出版社，卢圣栋主编，1999年出版

[2]《分子克隆实验指南》（第三版）科学出版社，J.萨姆布卢克等著，黄培堂译，2002年出版

[3]《精编分子生物学实验指南》科学出版社Ansubel FM et al著，颜子颖、王海林译，2001年出版

[4]《分子生物学与蛋白质化学实验方法》 化工出版社，斯潘格勒著。2006年出版

 

五、考核方式

实验评分办法：计40分  （实验作业20%、 平时考查20%、 课题设计考查60%）

实验作业：占实验成绩20%。

平时考查：占实验成绩的20%。主要考核实验结果、实验技能、实验关键试剂的作用等知识。

课题设计（笔试）：占实验成绩的60%。