一、基本概况
课程名称：分子生物学（Molecular Biology）
课程代码：131010163
课程类别：专业基础课
学时/学分：40/2（其中理论40学时，实验0学时）
需预修课程：生物化学、植物学、微生物学
适用专业：适用种子科学与工程专业汉族班和双语班本科教学
课程简介
分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科。它渗透到生命科学的各个领域，特别是医药学和农学以及生物技术、生物工程等方面。本课程介绍分子生物学技术的基本原理和操作方法，并详述原核和真核生物表达系统等。通过该课程的讲授，使学生系统掌握分子生物学基本理论、技术和方法，初步掌握当今分子生物学应用发展趋势，为学习其他基础课程打下坚实的基础，为采用分子生物学技术研究课题奠定理论基础，及时跟踪发展动向，培养掌握分子生物学理论和技术的生物工程专业本科人才。
二、教学目标
学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：
1.理论、知识目标：使学生了解生命科学发展的方向与前沿使学生掌握分子生物学的概念、研究内容与特点，掌握生命活动中重要的生物大分子的结构与功能、遗传信息的表达及其调节控制等内容，了解分子生物学在生命科学等领域的应用与前景。
2.能力目标：具有一定解决复杂问题的能力。能够综合运用所掌握的理论知识和技能，对本专业相关领域复杂问题进行综合分析和研究，并提出相应对策或解决方案。
3.达成目标：从分子水平掌握生物学现象和生命活动的规律，了解分子生物学的学科前沿发展动态，关注学科研究中的热点问题，以达到培养学生科研思维和创新精神的目的，提高学生的综合素质。课程支撑种子科学与工程专业人才培养方案毕业要求的3、4项。
三、教学内容及教学要求
第一章绪论（讲课2学时）
教学内容：
1.分子生物学概述（基本含义，研究内容，在农业上的应用，与其他学科的关系）；
2.分子生物学发展简史；
3.分子生物学资源库。
教学要求：
1.了解分子生物学发展简史；
2.掌握分子生物学的主要研究内容；
3.了解分子生物学的发展和应用前景。
本章重点、难点：分子生物学的概念、研究内容与特点。
第二章核酸的结构与功能（讲课4学时）
教学内容：
1.核酸的化学组成与共价结构；
2.DNA的二级结构（双螺旋模型）；
3.DNA分子的高级结构；
4.真核生物的染色体及其组装；
5.核酸的变性、复性与分子杂交；
6.研究核酸的常用方法。
教学要求：
1.理解真核细胞染色体的组成；
2.了解组蛋白和非组蛋白的特性；
3.掌握DNA的化学组成，二级结构，DNA的高级结构；
4.掌握DNA的变性、复性和分子杂交。
本章重点、难点：
重点：DNA的化学组成，一级结构，DNA的二级结构，真核生物的染色体及其组装。
难点：真核生物的染色体及其组装。
第三章基因与基因组（讲课4学时）
教学内容：
1.基因的概念；
2.真核生物的断裂基因；
3.基因及基因组的大小与C值矛盾；
4.重叠基因；
5.基因组：原核生物基因组和真核生物基因组；
6.真核生物DNA序列组织；
7.基因家族；
8.人类基因组研究进展。
教学要求：
1.掌握基因、基因组、重叠基因、间隔基因、C值矛盾的概念；
2.掌握原核生物和真核生物基因组的差异；
3.了解基因组学的相关概念。
本章重点、难点：
重点：基因、基因组、重叠基因、间隔基因、C值矛盾的概念。
难点：原核生物和真核生物基因组的差异。
第四章遗传信息的传递（讲课14学时）
教学内容：
1.遗传信息传递概述；
2.核酸的复制和修复：DNA复制概述，细菌DNA复制和真核生物DNA复制，DNA损伤概念、原因和类型，DNA的修复与突变；
3.转录：转录概述，RNA生物合成概述，细菌的RNA聚合酶及其转录，真核生物的RNA聚合酶及其转录，真核生物转录的启动子，类型II基因转录的转录因子和转录起始复合物，类型I和III的转录因子和转录起始复合物，RNA转录的调节控制和抑制作用，RNA转录后的剪切与加工；
4.翻译：蛋白质生物合成概述，蛋白质生物合成的分子基础，翻译的过程，蛋白质合成的调节合成后的运输，蛋白质前体的共价修饰。蛋白质的折叠。
教学要求：
1.掌握原核生物DNA的复制特点，真核生物DNA的复制特点；了解DNA复制的调控。理解错配修复，碱基切除修复，核苷酸切除修复，DNA的直接修复；
2.掌握转录的基本过程；理解转录的主要成分；掌握启动子区的基本结构，启动子区的识别，酶与启动子区的结合，–10区和–35区的最佳间距，增强子及其功能，真核生物启动子对转录的影响；掌握原核生物mRNA的特征，真核生物mRNA的特征；掌握不依赖于ρ因子的终止，依赖于ρ因子的终止；理解RNA中的内含子；了解RNA的剪接，RNA的编辑和化学修饰；
3.理解三联子密码及其破译；掌握遗传密码的性质；理解tRNA的高级结构；掌握tRNA的功能和tRNA的种类；了解核糖体的结构；理解rRNA；掌握核糖体的功能；掌握氨基酸的活化，翻译的起始，肽链的延伸，肽链的终止；了解蛋白质前体的加工，蛋白质合成抑制剂。理解翻译-运转同步机制，翻译后转运机制。
本章重点、难点：
重点：DNA复制，RNA转录，RNA聚合酶特性，RNA转录后加工，mRNA的结构特点，蛋白质的翻译过程，参与蛋白质合成的元件。
难点：DNA复制，RNA转录，RNA转录后加工，蛋白质的翻译过程。
第五章 DNA的重组（讲课4学时）
教学内容：
1.同源重组；
2.位点特异性重组；
3.转座作用；
4.逆转录转座子。
教学要求：
1.掌握同源重组，位点特异性重组和转座作用；
2.理解逆转录转座子。
本章重点、难点：
重点：同源重组，位点特异性重组和转座作用。
难点：Holliday模型，转座作用。
第六章基因表达调控（讲课12学时）
教学内容：
1.基因表达调控概述；正调控和负调控，诱导和阻遏；
2.原核基因表达调控：操纵子学说，乳糖操纵子，色氨酸操纵子；
3.真核基因表达调控：管家基因，奢侈基因，真核基因表达调控的特点和层次，染色质水平的调控，DNA水平的表达调控，真核基因转录水平的调节机制，基因调控的作用元件，转录因子。
教学要求：
1.掌握弱化子对基因活性的影响；掌握降解物对基因活性的调节，理解细菌的应急反应； 了解酶的诱导—lac体系受调控的证据；掌握操纵子模型及其影响因子，理解lac操纵子DNA的调控区域—P、O区；掌握trp操纵子的阻遏系统；掌握弱化子与前导肽；了解半乳糖操纵子，阿拉伯糖操纵子，组氨酸操纵子，阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答，二组分调控系统和信号转导，多启动子调控的操纵子；了解翻译起始的调控，稀有密码子对翻译的影响，重叠基因对翻译的影响，多聚（A）对翻译的影响，翻译的阻遏，魔斑核苷酸水平对翻译的影响；
2.理解真核基因表达调控的相关概念及一般规律；理解真核基因染色质水平和DNA水平的调控方式；掌握真核基因DNA水平和转录水平调控成分及调控模式；了解真核基因其他水平上的表达调控方式。
本章重点、难点：
重点：操纵子模型，lac操纵子DNA的调控区域—P、O区，trp操纵子的阻遏系统；弱化子与前导肽，真核基因DNA水平的表达调控，真核基因转录水平的调节机制。
难点：乳糖操纵子和色氨酸操纵子，真核基因DNA水平的表达调控，真核基因转录水平的调节机制。
四、考核方式及成绩评定
本课程的成绩将由平时成绩（考勤、课堂提问等）、实验成绩（参与情况+实验报告）和期末考试成绩三部分组成，其中平时成绩占20%、实验成绩占20%、期末考试成绩占60%；期末考试采用闭卷笔试。
五、教材及参考书目
教材：《分子生物学原理与应用》，张桦、麻浩、石庆华编著，2013年，中国农业出版社：标准书号：ISBN 978-7-109-18141-0。
参考书目：
1.《现代分子生物学》第四版，朱玉贤、李毅、郑晓峰、郭红卫编著，高等教育出版社，2013年，标准书号：ISBN 978-7-040-35158-3。
2.《分子生物学教程》第三版，赵亚华编著，科学出版社，2011年，标准书号：ISBN 978-7-030-31689-9。
3.《分子生物学》，杨岐生编著，浙江大学出版社，2010年，标准书号：ISBN 978-7-308-03628-3。
