藥學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)大綱

PAGE1PAGE2《分子生物學(xué)》教學(xué)大綱MolecularBiology(供4年制藥學(xué)專業(yè)使用)一、課程目標(biāo)1、課程的性質(zhì)和目的分子生物學(xué)（MolecularBiology）是一門基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與藥學(xué)的必修課程，主要是在分子水平上闡明生命現(xiàn)象與本質(zhì)的科學(xué)，是現(xiàn)代生命科學(xué)的“共同語音”，與醫(yī)藥學(xué)有著緊密的聯(lián)系。分子生物學(xué)又是生命科學(xué)中進(jìn)展迅速的前沿學(xué)科，它的理論和技術(shù)已經(jīng)滲透到其它基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的各個領(lǐng)域，其核心內(nèi)容是通過生物的物質(zhì)基礎(chǔ)——核酸、蛋白質(zhì)、酶等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用等運(yùn)動規(guī)律的研究來闡明生命分子基礎(chǔ)，從而探討生命的奧秘。藥學(xué)的研究對象是應(yīng)用于人類疾病的診斷、預(yù)防和治療的藥物。由于分子生物學(xué)的新理新技術(shù)不斷滲入到藥學(xué)研究領(lǐng)域，從而使藥物研究以化學(xué)、藥學(xué)的培養(yǎng)模式逐漸轉(zhuǎn)化成為以生命科學(xué)、藥學(xué)和化學(xué)相結(jié)合的新藥模式。此時，藥學(xué)分子生物學(xué)（PharmaceuticalMolecularBiology）的概念也就應(yīng)運(yùn)而生。藥學(xué)分子生物學(xué)的研究內(nèi)容仍主要以核酸（基因）的分子生物學(xué)為線索，從基因展開，圍繞DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和基因表達(dá)調(diào)控等方面予以論述，同時將分子生物學(xué)的原理、機(jī)制和技術(shù)運(yùn)用于醫(yī)藥工業(yè)，為近代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。近年來，隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展促進(jìn)了人們對許多疾病如惡性腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病等重大疾病的認(rèn)識，隨之出現(xiàn)了基因診斷和基因治療的新方法?？梢韵嘈牛S著生物化學(xué)與分子生物學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，必將給新藥研究帶來全新的理念。因此，學(xué)習(xí)和掌握藥學(xué)分子生物學(xué)的基本知識，除了更好地理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)與人體正常生理過程的分子機(jī)制外，更重要的是為進(jìn)一步學(xué)習(xí)藥學(xué)其它課程和將來從事新藥研究打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。2、本課程與其它課程的聯(lián)系在21世紀(jì)，分子生物學(xué)是一門重要的醫(yī)藥學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課，主要采用化學(xué)的原理和方法探討生命奧秘。因此學(xué)好分子生物學(xué)的前題既需要一定的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識，又需要相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)理論，如：生物遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)等；而掌握分子生物學(xué)又為學(xué)好后續(xù)課程——藥理學(xué)、藥劑學(xué)、藥物分析、病理生理學(xué)、免疫學(xué)等課程奠定堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。二、課程學(xué)時分配總學(xué)時45，其中理論36學(xué)時，實(shí)踐教學(xué)（實(shí)驗9學(xué)時），課程主要內(nèi)容和學(xué)時分配見課程學(xué)時分配表。課程學(xué)時分配表教學(xué)環(huán)節(jié)時數(shù)課程內(nèi)容理論實(shí)踐教學(xué)習(xí)題及討論小計實(shí)驗實(shí)訓(xùn)見習(xí)其他第一章：遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能268第二章：染色質(zhì)、染色體、基因和基因組22第三章：DNA的復(fù)制、突變、損傷和修復(fù)66第四章：轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工55第五章：蛋白質(zhì)生物合成—翻譯44第六章：基因表達(dá)的調(diào)控55第七章：基因工程及其在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用12315三、建議教材和教學(xué)參考書目1.教材：史濟(jì)平藥學(xué)分子生物學(xué)（第3版）北京：人民衛(wèi)生出版社，20072.主要參考書=1\*GB2⑴本杰明，盧因基因VIII余龍，江松敏，趙壽元主譯北京：科學(xué)出版社，2005=2\*GB2⑵朱玉賢《現(xiàn)代分子生物學(xué)》第三版北京：高等教育出版社，2007。

=3\*GB2⑶《分子遺傳學(xué)》張玉靜，科學(xué)出版社，2000年。

=4\*GB2⑷《分子生物學(xué)》羅伯特.維弗主編，劉進(jìn)元等譯，清華大學(xué)出版社，2007年。

=5\*GB2⑸《精編分子生物學(xué)實(shí)驗指南》F.奧斯伯等著顏?zhàn)臃f、王海林等譯科學(xué)出版社，2008。

四、課程考核本課程為考查課，采用理論課閉卷考試評定成績。五、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求通過理論教學(xué)，使學(xué)生逐步掌握藥學(xué)分子生物學(xué)的基本知識和基本理論，學(xué)會從分子水平上分析和探討疾病的發(fā)病機(jī)制，從而為藥學(xué)研究服務(wù)，并運(yùn)用分子生物學(xué)的理論與技術(shù)解決藥學(xué)研究領(lǐng)域中的實(shí)際問題。同時，通過各種教學(xué)活動盡量使學(xué)生掌握生物化學(xué)及分子生物學(xué)領(lǐng)域的基本實(shí)驗技術(shù)，了解學(xué)科重要的新進(jìn)展和新技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)的課程打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。第一章遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能【目的要求】掌握DNA和RNA的分子組成，核苷酸之間的連接方式。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)及維持穩(wěn)定的因素。三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能。熟悉DNA的變性、復(fù)性和分子雜交、增色效應(yīng)、DNA的解鏈溫度（Tm）、核酶、端粒與端粒酶等概念。病毒核酸的一般特征，反義核酸的概念。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】DNA的結(jié)構(gòu)與功能一、DNA一級結(jié)構(gòu)與種屬的差異二、DNA的二級結(jié)構(gòu)—雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三、DNA的三級結(jié)構(gòu)四、三鏈DNARNA的結(jié)構(gòu)與功能一、mRNA、tRNA、rRNA二、其他小分子RNA第三節(jié)核酸的分子雜交一、核酸分子雜交的基本原理二、核酸探針及標(biāo)記三、核酸的雜交與應(yīng)用第四節(jié)反義核酸及藥物一、反義核酸概念二、反義技術(shù)與藥物第五節(jié)RNAi一、RNAi的發(fā)現(xiàn)及作用方式RNAi的應(yīng)用【教學(xué)方法和時數(shù)】講授、多媒體2學(xué)時本章重點(diǎn)是掌握DNA結(jié)構(gòu)層次的概念及具體的結(jié)構(gòu)種類，熟悉RNA的結(jié)構(gòu)及功能，熟悉核酸干擾技術(shù)及印記技術(shù)。課外作業(yè)：名詞解釋：DNA一級結(jié)構(gòu)、分子雜交、印記技術(shù)、RNAi簡答題：DNA二級結(jié)構(gòu)要點(diǎn)第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組【目的要求】掌握基因的定義和功能，原核生物和真核生物的基因特征，基因組的定義及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，人類基因組的定義。熟悉染色質(zhì)和染色體的形態(tài)，化學(xué)組成。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)染色質(zhì)和染色體一、染色質(zhì)和染色體的形態(tài)：（一）染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)（二）、染色體的結(jié)構(gòu)要素二、染色質(zhì)和染色體的化學(xué)成分及組成染色質(zhì)和染色體的功能第二節(jié)基因一、基因的分子生物學(xué)定義：二、原核生物基因特性；三、真核生物基因特征；四、細(xì)胞器基因五、原核和真核細(xì)胞中基因和順反子的關(guān)系第三節(jié)基因組一、基因組的定義，二、基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）原核生物基因組結(jié)構(gòu)；（二）真核生物基因組結(jié)構(gòu)；（三）線粒體基因組結(jié)構(gòu)；（四）葉綠體基因組結(jié)構(gòu)。細(xì)胞器基因組結(jié)構(gòu)。人類基因組【教學(xué)方法和時數(shù)】課堂講授、多媒體演示2學(xué)時本章難點(diǎn)是原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，要求學(xué)生熟練掌握原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并注意兩者的區(qū)別。此外，基因也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一，要求學(xué)生熟練掌握基因的概念、化學(xué)本質(zhì)及基本結(jié)構(gòu)。課外作業(yè)：一、名稱解釋：基因；基因組；外顯子；內(nèi)含子；斷裂基因；端粒；基因家族；基因超家族；DNA指紋二、問答題：=1\*GB3①簡述真核生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。=2\*GB3②試分析原核生物與真核生物基因組結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)。第三章DNA的復(fù)制、突變、損傷和修復(fù)【目的要求】掌握半保留復(fù)制的概念、特點(diǎn)，參加復(fù)制的物質(zhì)，各種酶在復(fù)制中的作用。岡崎片段、Klenow片段、端粒、端粒酶、突變、逆轉(zhuǎn)錄、cDNA的的概念。端粒與端粒酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能，逆轉(zhuǎn)錄酶催化的反應(yīng)，逆轉(zhuǎn)錄研究的意義。熟悉DNA合成過程，突變的分子類型及DNA損傷修復(fù)的主要方式，真核生物DNA聚合酶。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)DNA的復(fù)制一、DNA復(fù)制的一般特征二、原核生物的DNA的復(fù)制三、真核生物的復(fù)制四、線粒體DNA復(fù)制】五、噬菌體和病毒DNA的復(fù)制第二節(jié)基因突變一、突變的概念和類型：二、突變原因第三節(jié)DNA修復(fù)系統(tǒng)一、復(fù)制修復(fù)二、損傷修復(fù)：三、復(fù)制后修復(fù)四、限制與修飾五、修復(fù)與疾病【教學(xué)方法和時數(shù)】課堂講授、多媒體演示6學(xué)時本章難點(diǎn)是DNA復(fù)制中的酶學(xué)問題，要求學(xué)生熟練掌握參與DNA復(fù)制的酶或蛋白質(zhì)，以及這些酶或蛋白質(zhì)作用特點(diǎn)和在復(fù)制過程中的順序及功能。重點(diǎn)掌握原核生物的DNA復(fù)制過程，對于真核生物只要熟悉與原核生物復(fù)制的不同。此外，復(fù)制的基本規(guī)律也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一，要求學(xué)生熟練掌握DNA復(fù)制的四大規(guī)律，以及半保留復(fù)制、半不連續(xù)復(fù)制、前導(dǎo)鏈、隨從鏈和岡崎片段等的概念。課外作業(yè)：一、名稱解釋：中心法則；半保留復(fù)制；岡崎片段；端粒；逆轉(zhuǎn)錄；DNA損傷；轉(zhuǎn)座二、問答題：=1\*GB3①簡述原核生物DNA復(fù)制過程中有哪些酶或蛋白質(zhì)參加，各有何作用。=2\*GB3②試分析端粒是如何維持DNA復(fù)制的完整性。=3\*GB3③原核生物的3種DNA聚合酶有何共同特征和區(qū)別？=4\*GB3④簡述DNA復(fù)制的基本特征。=5\*GB3⑤試述DNA損傷的類型以及DNA修復(fù)的類型。=6\*GB3⑥D(zhuǎn)NA重組有哪些類型？各概念如何？第四章轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工【目的要求】掌握復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)，大腸桿菌RNA聚合酶的組成，核心酶、全酶的作用。不對稱轉(zhuǎn)錄、結(jié)構(gòu)基因、模板鏈、編碼鏈、有意義鏈、反意義鏈、斷裂基因、外顯子、內(nèi)含子、核酶的概念。熟悉RNA編輯的概念，RNA合成過程，真核生物mRNA的前體加工。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的基本原理一、基本概念；二、轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同；第二節(jié)與轉(zhuǎn)錄起始和終止有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)一、原核生物啟動子和終止子二、真核生物啟動子三、轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)差異第三節(jié)原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄及抑制劑一、原核生物轉(zhuǎn)錄的起始二、原核生物轉(zhuǎn)錄的延長三、原核生物轉(zhuǎn)錄的終止和新合成RNA鏈的釋放四、真核生物的轉(zhuǎn)錄五、RNA生物合成抑制劑第四節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工及其機(jī)制一、mRNA的前體加工二、rRNA的前體加工三、tRNA前體加工四、RNA剪接五、催化活性六、A編輯【教學(xué)方法和時數(shù)】課堂講授、多媒體演示5學(xué)時本章難點(diǎn)是原核生物的轉(zhuǎn)錄，要求學(xué)生熟練掌握原核生物轉(zhuǎn)錄起始和轉(zhuǎn)錄延長中的RNA聚合酶的變化，理解轉(zhuǎn)錄延長中的轉(zhuǎn)錄空泡形成原因，掌握原核生物轉(zhuǎn)錄終止的兩種機(jī)制。此外，轉(zhuǎn)錄的基本特征及與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的調(diào)控元件也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生掌握并理解不對稱轉(zhuǎn)錄的含義，掌握啟動子的概念，以及原核生物和真核生物啟動子的構(gòu)成組件。課外作業(yè)：一、名稱解釋：不對稱轉(zhuǎn)錄；編碼鏈；模板鏈；通用轉(zhuǎn)錄因子；特異轉(zhuǎn)錄因子；mRNA編輯二、問答題：=1\*GB3①簡述復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的相似點(diǎn)和區(qū)別點(diǎn)。=2\*GB3②簡述原核生物轉(zhuǎn)錄終止方式。=3\*GB3③簡述原核生物啟動子的結(jié)構(gòu)與功能。=4\*GB3④簡述真核生物RNA加工成熟特點(diǎn)。第五章蛋白質(zhì)生物合成-翻譯及翻譯后過程【目的要求】掌握參與翻譯的物質(zhì)，mRNA、tRNA、rRNA的作用，遺傳密碼的特性，氨基酰-tRNA合成酶的作用。遺傳密碼、SD序列、信號肽、分子伴侶的概念。熟悉核蛋白體循環(huán)過程，蛋白質(zhì)的靶向輸送過程，幾種促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊的大分子。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)遺傳密碼一、遺傳密碼及密碼的破譯二、遺傳密碼的性質(zhì)三、閱讀框架第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成一、生物合成的模板-mRNA（一）原核生物mRNA的特點(diǎn)；（二）真核生物mRNA的特點(diǎn)；二、蛋白質(zhì)生物合成的場所-核糖體三、蛋白質(zhì)生物合成的機(jī)制（一）合成元件-tRNA、rRNA和蛋白質(zhì)因子（二）合成過程-起始、延長、終止四、多聚核蛋白體循環(huán)第三節(jié)蛋白質(zhì)合成后的折疊與修飾加工一、蛋白質(zhì)的正確折疊為其功能的基礎(chǔ)二、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)正確折疊的質(zhì)量保障機(jī)制三、蛋白質(zhì)翻譯后的加工修飾的方式及對功能蛋白的重要性第四節(jié)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)一、新合成的蛋白質(zhì)的分類運(yùn)輸?shù)囊话慵?xì)胞學(xué)過程二、蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)理論三、原核和真核生物的蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)【教學(xué)方法和時數(shù)】課堂講授、多媒體演示4學(xué)時本章難點(diǎn)是原核生物的蛋白質(zhì)合成，要求學(xué)生熟練掌握蛋白質(zhì)合成起始階段的過程，以及原核生物mRNA準(zhǔn)確定位于核糖體的機(jī)制，掌握蛋白質(zhì)延長階段的核蛋白體循環(huán)的概念及過程，掌握參與核蛋白體循環(huán)的延長因子種類及其作用，掌握原核生物釋放因子的種類及在蛋白質(zhì)合成終止中的作用。此外，參與蛋白質(zhì)合成的物質(zhì)也是本章重點(diǎn)內(nèi)容之一，要求學(xué)生熟練掌握3種RNA在蛋白質(zhì)合成中的作用，以及密碼子的概念和特點(diǎn)。熟悉蛋白質(zhì)翻譯后加工與靶向輸送。課外作業(yè)：一、名稱解釋：密碼子；氨基酸負(fù)載；核蛋白體循環(huán)；信號序列二、問答題：=1\*GB3①簡述遺傳密碼的基本特點(diǎn)。=2\*GB3②簡述3種RNA在蛋白質(zhì)合成中的作用。=3\*GB3③簡述原核生物肽鏈合成的主要步驟。=4\*GB3④簡述蛋白質(zhì)生物合成的加工修飾的方式。第六章基因表達(dá)的調(diào)控【目的要求】掌握基因、基因組、基因表達(dá)、基因表達(dá)的時間特異性和空間特異性、組成性表達(dá)、管家基因、順式作用元件、反式作用因子、啟動子、增強(qiáng)子、沉默子、操縱子、反義RNA的概念。真核生物基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。熟悉原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)，乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)制，真核啟動子的種類和功能，基本轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)錄因子特異的DNA結(jié)合域（鋅指、亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)-螺旋）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。了解其余內(nèi)容?！窘虒W(xué)內(nèi)容】第一節(jié)概述一、基因表達(dá)調(diào)控的元件和作用方式（一）基因表達(dá)的概念（二）基因表達(dá)調(diào)控的方式二、原核生物與真核生物的基因調(diào)控策略第二節(jié)原核基因表達(dá)調(diào)控一乳糖操縱子二、色氨酸操縱子三、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控四、翻譯水平調(diào)控第三節(jié)真核基因表達(dá)調(diào)控一、染色質(zhì)水平的調(diào)控；二DNA水平的調(diào)控；三、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控（一）順式調(diào)控元件(cis-regulatingelement)反式作用因子；【教學(xué)方法和時數(shù)】課堂講授、多媒體演示5學(xué)時本章難點(diǎn)是原核生物基因表達(dá)調(diào)控，要求學(xué)生熟練掌握操縱子的概念，掌握乳糖操縱子結(jié)構(gòu)組成，以及乳糖操縱子的正性調(diào)節(jié)、負(fù)性調(diào)節(jié)及協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)機(jī)制，理解色氨酸操縱子的衰減機(jī)制。此外，真核生物RNApol=2\*ROMANII轉(zhuǎn)錄起始水平的調(diào)控也是本章重點(diǎn)內(nèi)容之一，要求學(xué)生熟練掌握順式作用元件的概念及種類，反式作用因子的概念，以及轉(zhuǎn)錄因子的類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。課外作業(yè)：一、名稱解釋：基因表達(dá)；組成型表達(dá)；順式作用元件；反式作用因子；操縱子；增強(qiáng)子二、問答題：=1\*GB3①簡述真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)。=2\*GB3②簡述乳糖操縱子的作用機(jī)制。=3\*GB3③簡述色氨酸操縱子的衰減機(jī)制?；蚬こ碳捌湓卺t(yī)藥工業(yè)只的應(yīng)用【目的要求】掌握基因重組、基因工程、同源重組、DNA克隆、限制性核酸內(nèi)切酶、回文結(jié)構(gòu)、目的基因、基因載體、cDNA的概念。重組DNA技術(shù)的基本原理和操作步驟。熟悉自然界基因重組的類型，重要的DNA重組工具酶，基因載體的選擇和構(gòu)建。了解其余內(nèi)容。【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié)基因工程的誕生、原理和發(fā)展一、基因工程的基本原理二、基因工程技術(shù)的技術(shù)路線及應(yīng)用第二節(jié)基因工程相關(guān)的酶學(xué)一、限制性核酸內(nèi)切酶與DNA分子體外切割（一）限制性內(nèi)切酶的定義、命名和分類（二）限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)二、DNA連接酶三、聚合酶四、DNA和RNA的修飾酶五、核酸酶第三節(jié)基因工程的載體一、載體的概念和條件二、質(zhì)粒載體三、λ噬菌體載體四、Ｍ13絲狀噬菌