GD0U-B-11-213 《分子遗传学》课程教学大纲 课程编号1340093学分3总学时54理论54实验/上机0 英文课程名 Molecular Genetics 开课院（系）农学院开课系 生物技术修订时间年月目 课程简介 课程简介： 在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题 主要是基因在亲代和子代之间的传递问题：分子遗传学则主要研究基因的本质（包括基 因的化学性质、结构和组织)、基因的功能以及基因的变化等问题。分子遗传学是从微生 物遗传学发展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面，但是以原核生物 为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外，由于微生物便于培养，所以在分子遗 传学和重组DNA技术中微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。分子遗传学方法还可 以用来研究蛋白质的结构和功能。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程为生物学学科各专业本科生的学科基础课。本课程的主要内容为基因的结构 复制和转录以及和转录后调控、翻译，基因突变，DA的复制、修复，原核与真核生物的 基因表达调控。 二、课程的目的与基本要求： 通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的基本原理和概念，了解目前 生命科学的主要热点和发展趋势，为独立地阅读分析原始文献和从事专业研究打下基础。 三、面向专业：生物技术 四、先修课程：生物化学、遗传学 五、本课程与其它课程的联系： 本课程设计为遗传学之后续课程。通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗 传学的基本原理和概念，了解目前分子遗传学的主要热点和发展趋势，为以后的基因工
《分子遗传学》课程教学大纲 课程编号 1340093 学分 3 总学时 54 理论 54 实验/上机 0 英文课程名 Molecular Genetics 开课院（系） 农学院 开课系 生物技术 修订时间 年 月 日 课 程 简 介 课程简介: 在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题 主要是基因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学则主要研究基因的本质（包括基 因的化学性质、结构和组织）、基因的功能以及基因的变化等问题。分子遗传学是从微生 物遗传学发展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面，但是以原核生物 为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外，由于微生物便于培养，所以在分子遗 传学和重组 DNA 技术中微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。分子遗传学方法还可 以用来研究蛋白质的结构和功能。 课 程 大 纲 一、课程的性质与任务： 本课程为生物学学科各专业本科生的学科基础课。本课程的主要内容为基因的结构、 复制和转录以及和转录后调控、翻译，基因突变，DNA 的复制、修复，原核与真核生物的 基因表达调控。 二、课程的目的与基本要求： 通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的基本原理和概念，了解目前 生命科学的主要热点和发展趋势，为独立地阅读分析原始文献和从事专业研究打下基础。 三、面向专业：生物技术 四、先修课程: 生物化学、遗传学 五、本课程与其它课程的联系： 本课程设计为遗传学之后续课程。通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗 传学的基本原理和概念，了解目前分子遗传学的主要热点和发展趋势，为以后的基因工 GDOU-B-11-213
程、基因组学等学科打下基础， 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章遗传的物质基础一一DNA(6学时) 第一节DNA携带着两类不同的遗传信息(A) 第二节DNA的一级结构(A) 第三节DNA的二级结构(B》 一、 Watson-Crick右手双螺旋结构 决定双螺旋结构的因素 第四节DNA物理结构的不均一性(B) 反向重复序列 富含AT的序列 嘌吟和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响 第五节DNA双螺旋结构的呼吸作用(A) 第六节DNA的变性、复性、杂交和Cot曲线(A) 恋性 复性 杂交 四、 Cot曲线 第二章有机体、染色体和基因(6学时) 第一节原核生物和直核生物(A) 第二节基因组大小与C值 子盾(B) 第三节原核生物染色体及其基因(B)》 大肠杆菌染色体 噬菌体 第四节真核生物的染色体(B) 真核生物DNA复性动力学 真核生物染色体 上的单一序列和重复序列以及卫星DNA 卫星DNA的等级结构及其起源和进化 四、 染色质和核小体 着丝点 六 端粒 第五节真核生物的基因(A 不连续基 基因家族与基因簇 串联重复基因 四 细胞器其因 第六节基因定位(C) 遗传交换定位法 接合定位法 染色体步行和染色体跳跃 第七节基因的分子进化(C) 第八节早期生命进化的三界系统理论(C) 、 原核生物之间的巨大差异
程、基因组学等学科打下基础。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 第一章 遗传的物质基础——DNA（6 学时） 第一节 DNA 携带着两类不同的遗传信息（A） 第二节 DNA 的一级结构（A） 第三节 DNA 的二级结构（B） 一、 Watson-Crick 右手双螺旋结构 二、 决定双螺旋结构的因素 第四节 DNA 物理结构的不均一性（B） 一、 反向重复序列 二、 富含 A/T 的序列 三、 嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响 第五节 DNA 双螺旋结构的呼吸作用（A） 第六节 DNA 的变性、复性、杂交和 Cot 曲线（A） 一、 变性 二、 复性 三、 杂交 四、 Cot 曲线 第二章 有机体、染色体和基因（6 学时） 第一节 原核生物和真核生物（A） 第二节 基因组大小与 C 值矛盾（B） 第三节 原核生物染色体及其基因（B） 一、 大肠杆菌染色体 二、 噬菌体 第四节 真核生物的染色体（B） 一、 真核生物 DNA 复性动力学 二、 真核生物染色体上的单一序列和重复序列以及卫星 DNA 三、 卫星 DNA 的等级结构及其起源和进化 四、 染色质和核小体 五、 着丝点 六、 端粒 第五节 真核生物的基因（A） 一、 不连续基因 二、 基因家族与基因簇 三、 串联重复基因 四、 细胞器基因 第六节 基因定位（C） 一、 遗传交换定位法 二、 接合定位法 三、 染色体步行和染色体跳跃 第七节 基因的分子进化（C） 第八节 早期生命进化的三界系统理论（C） 一、 原核生物之间的巨大差异
基于16sRNA碱基变化的通用系统发生分类法 内共生作用参与了真核生物的进化 第三章DNA的复制(6学时) 第一节DNA的半保留复制(A） 第二节复制原点、方向和方式(A) 第三节DNA复制的酶学(B) DNA的聚合反应和聚合酶 脱氧核甘三磷酸前体的来源 种DNA聚合酶的结构和功能 四、 DNA连接酶 五、 与DNA几何学性质相关的酶 第四节DNA复制的半不连续性(B) DNA半不连续性复制的发现 引物和引发酶 前体片断的 第五节DNA复制机构的复杂性(C) 第六节DNA复制的起始(B) 先导链合成的起始（上）：从新起始 先导链合成的起始（下）：共价延付 后随链的前体片断的起始 四、 由复制体进行先导链和后随链的同时复制 第七节复制的终止(A) 环形DNA复制的终止 线形DNA复制的悠止 第八节真核生物的DNA (A) 一、 真核生物的复制原点、复制元和复制元族 真核生物的DNA聚合醢和引发醢 SV40的大T抗原与复制原点 SV40以及其他真核生物的DNA复制过程 真核生物染色体末端D A的复制 真核生物复制过程中的核小体结构 第九节复制的调控(B) 第四章以修复作用为中心的DNA的安全保隆体系(4) 笋一节复生制修复(A) 尿嘧 定糖基酶系统 错配修复系统 第二节损伤修复(A) 、 胸腺密啶二聚体的立生 胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征 胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制 四 其他损伤类型及其修复 三节限制与修饰(A)
二、 基于 16s rRNA 碱基变化的通用系统发生分类法 三、 内共生作用参与了真核生物的进化 第三章 DNA 的复制（6 学时） 第一节 DNA 的半保留复制（A） 第二节 复制原点、方向和方式（A） 第三节 DNA 复制的酶学（B） 一、 DNA 的聚合反应和聚合酶 二、 脱氧核甘三磷酸前体的来源 三、 三种 DNA 聚合酶的结构和功能 四、 DNA 连接酶 五、 与 DNA 几何学性质相关的酶 第四节 DNA 复制的半不连续性（B） 一、 DNA 半不连续性复制的发现 二、 引物和引发酶 三、 前体片断的连接 第五节 DNA 复制机构的复杂性（C） 第六节 DNA 复制的起始（B） 一、 先导链合成的起始（上）：从新起始 二、 先导链合成的起始（下）：共价延伸 三、 后随链的前体片断的起始 四、 由复制体进行先导链和后随链的同时复制 第七节 复制的终止（A） 一、 环形 DNA 复制的终止 二、 线形 DNA 复制的终止 第八节 真核生物的 DNA 复制（A） 一、 真核生物的复制原点、复制元和复制元族 二、 真核生物的 DNA 聚合酶和引发酶 三、 SV40 的大 T 抗原与复制原点 四、 SV40 以及其他真核生物的 DNA 复制过程 五、 真核生物染色体末端 DNA 的复制 六、 真核生物复制过程中的核小体结构 第九节 复制的调控（B） 第四章 以修复作用为中心的 DNA 的安全保障体系（4） 第一节 复制修复（A） 一、 尿嘧啶糖基酶系统 二、 错配修复系统 第二节 损伤修复（A） 一、 胸腺嘧啶二聚体的产生 二、 胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征 三、 胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制 四、 其他损伤类型及其修复 第三节 限制与修饰（A）
→、 限制一修饰现象 一 限制—修饰系统 限制一修饰系统的生物学意义 第五章突变(4学时) 第一节概述：突变定义及其分类(A) 第二节条件型突变(A) 第三节回复突变和抑制突变(A 回复突变的鉴定和分类 基因内抑制突 基因间抑制突变 四、 基因间间接突变 第四节突变剂和突变生成(B) 碱基类似物在DNA复制时的渗入 DNA分子上碱基的化学修饰 嵌合剂的致突变作用 四、 转座成分的致突变作用 五 增变基因 紫外线的致突变作用 突变热点 第五节离体定向诱变(B) 第六章转录(6学时) 筑一节概术(B) 第二节RNA合成的酶学(B RNA合成的基本特征 、 E.coli RNA聚合酶 三、 真核生物的RNA聚合酶 第三节控制转录起始的DNA序列 一一操作子和启动子的结构(B) 场纵元乃甘结松 原核生物的启动子结构 鉴别RNA聚合酶等蛋白质在DNA上结合位点的方法 四、 真核生物的启动子 第四节转录的起始和延伸(B) 第五节转录的终止(A) 终止序列和释放因子 终山 与抗终止及抗终止因子 真核生物转录的终止 第六节转录后处理（一）转录产物的修饰一一真核生物mRNA的帽子和尾巴(A) 帽子 名聚(A)尾 第七节转录后处理（二）基因间序列的去除一一稳定RNA从多基因转录产物中的分离 (A) 一、 不稳定RNA与稳定RNA
一、 限制—修饰现象 二、 限制—修饰系统 三、 限制—修饰系统的生物学意义 第五章 突变（4 学时） 第一节 概述：突变定义及其分类（A） 第二节 条件型突变（A） 第三节 回复突变和抑制突变（A） 一、 回复突变的鉴定和分类 二、 基因内抑制突变 三、 基因间抑制突变 四、 基因间间接突变 第四节 突变剂和突变生成（B） 一、 碱基类似物在 DNA 复制时的渗入 二、 DNA 分子上碱基的化学修饰 三、 嵌合剂的致突变作用 四、 转座成分的致突变作用 五、 增变基因 六、 紫外线的致突变作用 七、 突变热点 第五节 离体定向诱变（B） 第六章 转录（6 学时） 第一节概述（B） 第二节RNA 合成的酶学（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 第三节控制转录起始的 DNA 序列——操作子和启动子的结构（B） 一、 操纵元及其结构 二、 原核生物的启动子结构 三、 鉴别 RNA 聚合酶等蛋白质在 DNA 上结合位点的方法 四、 真核生物的启动子 第四节转录的起始和延伸（B） 第五节转录的终止（A） 一、 终止序列和释放因子 二、 终止与抗终止及抗终止因子 三、 真核生物转录的终止 第六节转录后处理（一） 转录产物的修饰——真核生物 mRNA 的帽子和尾巴（A） 一、 帽子 二、 多聚（A）尾巴 第七节转录后处理（二）基因间序列的去除——稳定 RNA 从多基因转录产物中的分离 （A） 一、 不稳定 RNA 与稳定 RNA
RNA的转录后处理 tRNA的转录后处理 第八节转录后处理（三）内元的去除一一RNA的拼接(A) 概述 tRNA的拼接 第】类内元的拼接 四、 编码RNA成熟酶的内元 五、 第Ⅱ类内元的拼接 六 第七章翻译(6学时) 第一节tRNA和遗传密码(A) tRNA的结构 二 密码子与反密码子 副密码子与氨酰基tRNA的合成 四、 tRNA的丰富度与密码子的使用频率 密码的诵用性，线粒体密码的特殊性和密码的讲化 第二节核糖体 一制造蛋白质的工厂(B) 核糖体的结构 二 核糖体的装配 核糖体突变 四、 核糖体的活性位点 第三节肽链的合成(B) 合成的起始 二、 延伸 终止和肽链的释放 第四节mRNA的结构与翻译(A) 原核牛物的多师反子mRNA的翻译 核生物核糖体形成位点与双功能mRNA 只有最后 个终止密码子的多基因mRNA的翻译 第五节蛋白质在细胞内的越膜运输、定位和翻译后处理(A) 极述 细销中蛋白质的战膜 真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定 四 翻译后处理 第八章原核生物基因表达的调控(6学时) 第一节概述(A) 第二节正调控与负调控(A) 第三节操纵元的原型 一乳糖操纵元(A) 操纵元模型的提出 二、 乳糖操纵元的调控机理
二、 rRNA 的转录后处理 三、 tRNA 的转录后处理 第八节转录后处理（三）内元的去除——RNA 的拼接（A） 一、 概述 二、 tRNA的拼接 三、 第Ⅰ类内元的拼接 四、 编码 RNA 成熟酶的内元 五、 第Ⅱ类内元的拼接 六、 核基因 mRNA 内元的拼接 第九节转录后处理（四）不连续转录和反式拼接（B） 第十节逆转录（A） 第七章 翻译（6 学时） 第一节 tRNA 和遗传密码（A） 一、 tRNA 的结构 二、 密码子与反密码子 三、 副密码子与氨酰基 tRNA 的合成 四、 tRNA 的丰富度与密码子的使用频率 五、 密码的通用性，线粒体密码的特殊性和密码的进化 第二节 核糖体——制造蛋白质的工厂（B） 一、 核糖体的结构 二、 核糖体的装配 三、 核糖体突变 四、 核糖体的活性位点 第三节 肽链的合成（B） 一、 合成的起始 二、 延伸 三、 终止和肽链的释放 第四节 mRNA 的结构与翻译（A） 一、 原核生物的多顺反子 mRNA 的翻译 二、 真核生物核糖体形成位点与双功能 mRNA 三、 只有最后一个终止密码子的多基因 mRNA 的翻译 第五节 蛋白质在细胞内的越膜运输、定位和翻译后处理（A） 一、 概述 二、 细菌中蛋白质的越膜 三、 真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定 四、 翻译后处理 第八章 原核生物基因表达的调控（6 学时） 第一节 概述（A） 第二节 正调控与负调控（A） 第三节 操纵元的原型——乳糖操纵元（A） 一、 操纵元模型的提出 二、 乳糖操纵元的调控机理