现代分子生物学

《现代分子生物学》
教学大纲
一、课程代码：06000014
二、课程名称：现代分子生物学 （Modern Molecular Biology）
三、学分： 3 学时： 36
四、适用专业：生物化学与分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学、
生物化工等
五、教学方式：课堂讲授为主，结合实例分析、独立设计与评论并附加课堂
讨论
六、先修课程：分子生物学、分子遗传学、生物化学、英语
七、教学目的与任务
《现代分子生物学》承接本科生《分子生物学》的知识体系和学科基础，
由七个专题组成，包括：（1）现代分子生物学的历史、哲学基础、学科特点
及发展方向；（2）遗传物质的组织结构及动态细胞；（3）遗传物质的维护：
DNA 的复制、损伤修复及重组和重排；（4）细胞周期、细胞凋亡、信号传导
及疾病的分子基础；（5）整合分子生物学-关键分子在细胞内的组织、协调
和相互作用；（6）遗传信息的传递流及其控制；（7）系统生物学-走向分子
群体， 包括基因组学、转录组学、蛋白组学、作用组学等。
《现代分子生物学》将更加注重分子生物学领域的新知识、新进展和生长
点的覆盖。修读本课程的研究生必须先修本科生《分子生物学》课程，并同
时熟悉《生物化学》、《遗传学》和《细胞生物学》的基础知识。在此前提下，
本课将为研究生提供系统、坚实、全面、宽广的现代分子生物学知识及技术
的讲授和培训。与此同时，本课也将为研究生熟悉《现代分子生物学》研究
思路、技术和方法加以引导。
八、教学专题内容、学时分配：
1、现代分子生物学的历史、哲学基础、学科特点及发展方向( 2 学时)
1.1 现代分子生物学的历史
1.2 现代分子生物学的知识结构和学科特征
1.3 现代分子生物学的发展方向-走向整合和系统
1.4 现代分子生物学的应用范围-分子医学、人造能源、现代农业…
2、 遗传物质的组织结构及动态细胞（7 学时）
2.1 核酸结构 （1 学时）
2.1.1 核酸结构
2.2.1 核酸的理化、光谱学和热力学性质性质
2.2.3 DNA 超螺旋
2.2.4 DNA 的非B 型构象及其分子生物学意义
2.2 原核与真核生物的染色体结构（5 学时）
2.2.1 原核生物的染色体结构
2.2.2 真核生物染色体结构
2.2.3 表观遗传学修饰
2.2.4 组蛋白密码假说
2.2.5 染色质重塑
2.3 基因组、特点及不同基因组比较(1 学时)
3、 遗传物质的维护：DNA 的复制、损伤修复及重组和重排（8 学时）
3.1 DNA 复制（3 学时）
3.1.1 DNA 复制概述
3.2.2 细菌基因组DNA 的复制
3.2.3 质粒DNA 复制
3.2.4 逆境过程中的DNA 复制
3.2.5 真核生物的DNA 复制的起始
3.2.6 真核生物基因组复制的调节控制及其过程
3.2.7 细胞周期、细胞周期关卡与DNA 复制
3.3 DNA 损伤 、修复（2 学时）
3.3.1 DNA 损伤和诱变（遗传效应）
3.3.2 DNA 损伤因素
3.3.3 DNA 损伤种类及遗传效应
3.3.4 DNA 修复（包括损伤逆转、切除修复等）
3.4 重组及重排（3 学时）
3.4.1 同源重组过程及研究动态
3.4.2 位点特异性重组过程及研究动态
3.4.3 转座重组过程及研究动态
3.4.4 非法重组过程及研究动态
3.5 遗传物质的稳定、突变与人类健康
4、细胞周期、细胞凋亡、信号传导及疾病的分子基础（5 学时）
4.1 细胞周期（2 学时）
4.1.1 细胞周期概论
4.1.1 细胞周期的时相及其控制
4.1.2 细胞周期关卡
4.1.2 细胞周期研究现状
4.2 细胞凋亡（1 学时）
4.2.1 细胞凋亡及四个主要阶段过程
4.2.2 细胞凋亡信号及其传导途径
4.2.3 细胞凋亡与细胞坏死的分子生物学差异
4.3 分子医学：肿瘤、癌症和遗传性疾病（1 学时）
4.3.1 肿瘤、癌基因和抑癌基因
4.3.2 基因组中的癌基因和抑制癌基因的作用机制
4.4 常见遗传性疾病的分子病理分析（1 学时）
5、 整合分子生物学-关键分子在细胞内的组织、协调和相互作用 （2
学时）
5.1 现代分子生物学研究的新趋势-走向整合
5.2 各种途径的整合分析（结合上述各专题进行）
5.2.1 DNA 复制、同源重组、损伤修复、细胞周期的偶联
5.2.2 整合分子生物学研究技术及常用方法
6、遗传信息的传递流及其控制（10 学时）
6.1 原核生物的转录（1 学时）
6.1.1 转录的基本原则
6.1.2 大肠杆菌基因启动子、转录辅助因子及RNA 聚合酶
6.1.3 大肠杆菌δ70、32 等启动子及其和RNA 聚合酶作用机制
6.1.4 转录的起始、延伸和终止
6.2 原核生物的转录调控 (1 学时)
6.2.1 原核生物基因转录的操纵子控制
乳糖操纵子、 色氨酸操纵子
6.2.2 利用不同σ因子对转录的调节控制
6.2.3 核糖核酸开关机制
6.3 真核生物的基因转录 （1 学时）
6.3.1 启动子组织特征、三种RNA 聚合酶
6.3.2 RNA 聚合酶Ⅰ基因 ：核糖体重复
6.3.3 RNA 聚合酶Ⅲ基因：5S 基因、tRNA 基因和某些snRNA 转录
6.3.4 RNA 聚合酶Ⅱ基因 ：启动子和增强子
6.3.5 通用转录因子与RNA 聚合酶Ⅱ的起始
6.4 真核生物的转录调控( 1 学时)
6.4.1 真核生物的转录因子
6.4.2 真核生物基因表达的多层级控制机制
6.4.3 表位遗传学修饰及染色质重塑对真核生物基因转录调节控制原理
6.4.4 小分子RNA（MicroRNAs）对遗传信息表达的调节
6.5 RNA 加工与核糖核蛋白复合体、核糖体的形成（2 学时）
6.5.1rRNA 加工与核糖体
6.5.2tRNA 的加工、RNA 酶P 和核酶
6.5.3 mRNA 加工、hnRNP、snRNP 加工
6.5.4 可变 mRNA 加工
6.5.5 RNA 编辑加工
6.5.6 非编码RNA 分子及其分子生物作用
6.6 遗传密码与tRNA ( 2 学时)
6.6.1 遗传密码、特征及进化
6.6.2 tRNA 的结构和功能
6.7 蛋白质的合成与多肽折叠（2 学时）
6.7.1 蛋白质合成概论
6.7.2 原核生物蛋白质合成机制
6.7.3 真核生物蛋白质合成起始、延伸和终止
6.7.4 翻译调控与翻译后加工
6.7.5 蛋白质折叠机制及其过程
6.7.6 蛋白质折叠密码假说
6.7.7 蛋白质结构分子生物学
6.7.8 细菌、古细菌、真核生物蛋白质代谢比较分析
7、系统生物学-走向群体的分子生物学 （2 学时）
包括基因组学、转录组学、蛋白组学、作用组学等
7.1 基因组学
7.1.1 基因组学概论
7.1 .2 基因组研究技术
7.2 转录组及转录组学
7.2.1 转录及转录组、转录组学概论
7.2.2 转录组学研究技术
7.3 蛋白质组学
7.3.1 蛋白质组学概论
7.3.2 蛋白质组学研究技术和方法
7.4 作用组学
7.4.1 作用组学概论
7.4.2 作用组学方法和技术
九、教材、参考书及来源于专业核心杂志的参考文献
[1]现代分子生物学教程， 潘学峰 编著， 2009 年版，科学出版社，北京。
[2]基因的自身维护与疾病的发生，潘学峰著，2004 年版，科学出版社，北京。
[3]Gene VIII， Benjamin Lewin 编著，2004 版，科学出版社，北京
[4] 专题相关文献来自分子生物学核心杂志，由主讲教师负责指定
十、考核与成绩评定
平时成绩：三篇英文评论( 针对特定案例进行)、小测验（随机命题）、课堂回答
问题（语种不限）综合给定平时成绩。最终成绩则含平时成绩的25%和终考（英
文）成绩的75%给定。
十一、大纲说明
本大纲在制定过程中参照了国内、外同类院校分子生物学专业研究生及其相关专
业《现代分子生物学》授课内容，并根据北京理工大学《分子生物学》教学实际
编写而成的。适合于多学院分子生物学科硕士以上研究生的《现代分子生物学》
专业学位课教学。
十二、编写教师：潘学峰
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