藥學分子生物學教學大綱

1、分子生物學教學大綱（供本科藥學專業(yè)使用）課程編號： 學時：64 其中實驗學時：24 一、課程的性質和任務分子生物學（molecular biology）是一門基礎醫(yī)學與藥學的必修課程，主要是在分子水平上闡明生命現象與本質的科學，是現代生命科學的“共同語音”，與醫(yī)藥學有著緊密的聯(lián)系。分子生物學又是生命科學中進展迅速的前沿學科，它的理論和技術已經滲透到其它基礎醫(yī)學和藥學的各個領域，其核心內容是通過生物的物質基礎核酸、蛋白質、酶等生物大分子的結構、功能及其相互作用等運動規(guī)律的研究來闡明生命分子基礎，從而探討生命的奧秘。藥學的研究對象是應用于人類疾病的診斷、預防和治療的藥物。由于分子生物學的新理新技術

2、不斷滲入到藥學研究領域，從而使藥物研究以化學、藥學的培養(yǎng)模式逐漸轉化成為以生命科學、藥學和化學相結合的新藥模式。此時，藥學分子生物學（pharmaceutical molecular biology）的概念也就應運而生。藥學分子生物學的研究內容仍主要以核酸（基因）的分子生物學為線索，從基因展開，圍繞dna復制、轉錄、翻譯和基因表達調控等方面予以論述，同時將分子生物學的原理、機制和技術運用于醫(yī)藥工業(yè)，為近代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展服務。近年來，隨著分子生物學的迅速發(fā)展促進了人們對許多疾病如惡性腫瘤、心血管疾病、神經系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病等重大疾病的認識，隨之出現了基因診斷和基因治療的新方法?？梢韵嘈牛S著

3、生物化學與分子生物學的進一步發(fā)展，必將給新藥研究帶來全新的理念。因此，學習和掌握藥學分子生物學的基本知識，除了更好地理解生命現象的本質與人體正常生理過程的分子機制外，更重要的是為進一步學習藥學其它課程和將來從事新藥研究打下扎實的理論基礎。二、相關課程的銜接在21世紀，分子生物學是一門重要的醫(yī)藥學專業(yè)基礎課，主要采用化學的原理和方法探討生命奧秘。因此學好分子生物學的前題既需要一定的醫(yī)學基礎知識，又需要相當的化學理論，如：生物遺傳學、細胞生物學、生物化學、無機化學、有機化學、藥物化學等；而掌握分子生物學又為學好后續(xù)課程藥理學、藥劑學、藥物分析、病理生理學、免疫學等課程奠定堅實的理論基礎。三、教學的

4、基本要求通過理論教學，使學生逐步掌握藥學分子生物學的基本知識和基本理論，學會從分子水平上分析和探討疾病的發(fā)病機制，從而為藥學研究服務，并運用分子生物學的理論與技術解決藥學研究領域中的實際問題。同時，通過各種教學活動盡量使學生掌握生物化學及分子生物學領域的基本實驗技術，了解學科重要的新進展和新技術，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，為學習后續(xù)的課程打下堅實的基礎。四、教學方法與重點、難點教學方法：貫徹理論聯(lián)系實際、基礎聯(lián)系專業(yè)的原則，發(fā)揮教師的主導作用，充分調動學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性。以課堂講授為主，運用啟發(fā)式教學，配合實驗教學和各種形式的多媒體教學，按教學計劃針對重點內容和疑難問

5、題開展多種形式的課堂討論，以加深學生對問題的理解和記憶，從而不斷提高教學質量。重點和難點：本教學大綱以人民衛(wèi)生出版社、史濟平主編、第二版藥學分子生物學為藍本編寫。重點為第一章 遺傳物質的分子結構、性質和功能；第二章 基因和基因組；第四章 dna的復制、突變、損傷和修復；第五章 轉錄、轉錄后加工；第六章 蛋白質生物合成翻譯；第七章 基因表達的調控；第八章 基因工程及其在醫(yī)藥工業(yè)中的應用。難點第七章 基因表達的調控。其余內容作一般了解五、建議學時分配教學內容講課學時實驗序號實驗學時備注緒 論1第一章：遺傳物質的分子結構、性質和功能4第二章：染色質、染色體、基因和基因組4第三章：可移動的遺傳因子和染

6、色體外遺傳因子2第四章：dna的復制、突變、損傷和修復618第五章：轉錄、轉錄后加工5第六章：蛋白質生物合成翻譯628第七章：基因表達的調控6第八章：基因工程及其在醫(yī)藥工業(yè)中的應用638合 計40 24六、課程考核本課程考核采取閉卷考試，百分制辦法。成績不及格者，本課程不予通過。七、教材及主要參考書1 史濟平 藥學分子生物學.第二版. 北京：人民衛(wèi)生出版社2006年2月2 周愛儒生物化學第六版北京：人民衛(wèi)生出版社2004年1月3 劉德培. 醫(yī)學分子生物學. 北京：人民衛(wèi)生出版社2003年11月 4 朱玉賢，李毅. 現代分子生物學.第二版. 北京：高等教育出版社2002年7月5 ben

7、jamin lewin. genes. published by pearson prentice hall，2004.6 gerald karp. cell and molecular biology 3rd ed.(影印版). new york: john wiley & sons，inc. 2002.八、教學內容緒 論1、教學內容：分子生物學和藥學分子生物學的概念、分子生物學發(fā)展簡史、分子生物學研究的主要內容、分子生物學在現代醫(yī)藥科學中的應用。2、教學基本要求：掌握分子生物學和藥學分子生物學的概念。第一章 遺傳物質的分子結構、性質和功能1、教學內容： 核酸的種類和分布，核酸的化學

8、組成。核酸有兩大類：dna和rna。核酸的基本組成單位為核苷酸，組成dna的核苷酸為脫氧核糖核苷酸（dnmp），組成rna的核苷酸為核糖核苷（nmp）。核苷酸由磷酸、戊糖和堿基組成。組成dna分子的戊糖為d-2脫氧核糖，組成rna分子的戊糖為d-核糖。dna分子中的堿基為a、g、c、t，rna分子中的堿基為a、g、c、u，核酸分子中核苷酸之間通過3´-5´-磷酸二酯鍵連接。 dna的結構。dna的一級結構；dna的二級結構雙螺旋結構模型的要點，維持dna雙螺旋結構穩(wěn)定的因素，dna結構的多樣性；dna的三級結構（超螺旋結構）及功能；dna的拓撲結構；dna的四級結構。 三種

9、rna分子的結構特點及功能。端粒、端粒酶與核酶的概念及作用機制。dna的功能及基因治療。 dna的變性作用、增色效應，dna的解鏈溫度（tm），dna的復性和分子雜交，核酸在260nm波長下有最大紫外吸收。復性的概念，核酸的雜交分類和應用。生物芯片的概念和應用。 病毒的基本概念，病毒核酸的一般特征，dna病毒和rna病毒的核酸結構。 反義核酸的概念，反義技術及其應用。2、教學基本要求：掌握dna和rna的分子組成，核苷酸之間的連接方式。dna雙螺旋結構及維持穩(wěn)定的因素。三種rna分子的結構特點及功能。熟悉dna的變性、復性和分子雜交、增色效應、dna的解鏈溫度（tm）、核酶、端粒與端粒酶等概念

10、。病毒核酸的一般特征，反義核酸的概念。了解其余內容。3、重點與難點：重點為dna雙螺旋結構及維持穩(wěn)定的因素。三種rna分子的結構特點及功能。dna的變性、增色效應、dna的解鏈溫度（tm）、核酶等概念。難點為dna的超螺旋結構及功能，核酶的作用機制，雜交的原理和反義核酸作用的原理。第二章 染色質、染色體、基因和基因組1、 教學內容： 染色質和染色體，染色質和染色體的形態(tài)，化學成分及組成，染色質和染色體的功能，有絲分裂，減數分裂的過程，組蛋白和非組蛋白的磷酸化。 基因的定義，基因的功能；原核生物和真核生物的基因特征；細胞器基因，亞細胞結構基因特征，基因和順反子的關系。 基因組的定義，結構特點，基

11、因組的染色體倍數性和數目，遺傳圖譜、物理圖譜、基因圖譜。 人類基因組定義，人類基因組計劃研究的內容和意義，人類基因組的多態(tài)性與基因組藥學，后基因組研究計劃，人類基因組的生物信息在藥物研究中的應用。2、 教學基本要求：掌握基因的定義和功能，原核生物和真核生物的基因特征，基因組的定義及結構特點，人類基因組的定義。熟悉染色質和染色體的形態(tài)，化學組成。了解其余內容。3、重點與難點：重點為基因的定義與功能，原核生物和真核生物的基因特征，基因組的定義及結構特點，染色質和染色體的形態(tài)，化學組成。難點為染色質和染色體的功能，有絲分裂，減數分裂的過程，組蛋白和非組蛋白的磷酸化。 第三章 可移動的遺傳因子（轉座子

12、）和染色體外遺傳因子1、教學內容： 轉座子的定義，轉座子的分類和結構特征，轉座子機制，轉座效應，真核生物和原核生物的轉座子，逆轉錄病毒和逆轉錄轉座子。 質粒定義，質粒遺傳學類型，質粒dna的特征，特殊細菌質粒，真核生物中的質粒。 遺傳重組的定義和分類，同源重組的概念和分子機制，位點特異性重組的概念和機制，遺傳重組在分子生物學中的應用。2、 教學基本要求：掌握轉座子、質粒、同源重組、位點特異性重組的概念。熟悉轉座子的分類和結構特征，質粒的遺傳學類型，質粒dna的特征。了解其余內容。3、重點與難點：重點為轉座子的定義、分類和結構特征。質粒的定義、遺傳學類型，質粒dna的特征，同源重組、位點特異性重

13、組的概念。難點為轉座子機制，轉座效應，逆轉錄病毒和逆轉錄轉座子，同源重組和位點特異性重組的分子機制。第三章 dna的復制、突變、損傷和修復1、教學內容： dna復制的一般特征，半保留復制的概念、特點，復制叉、復制子、復制方向。dna復制的酶系，klenow片段，dna復制的過程，復制的半不連續(xù)性，先導鏈，后滯鏈。 原核生物與真核生物dna復制過程。端粒的復制和端粒酶、核酶。 線粒體dna復制，噬菌體和病毒dna的復制。逆轉錄病毒的復制，逆轉錄病毒與疾病，逆轉錄酶的三種催化活性。 基因突變的概念和類型，突變原因，突變體的分離與分析。 dna的修復系統(tǒng)。復制修復，損傷修復，復制后修復，限制與修飾，

14、dna的損傷修復系統(tǒng)與疾病。2、教學基本要求：掌握半保留復制的概念、特點，參加復制的物質，各種酶在復制中的作用。岡崎片段、klenow片段、端粒、端粒酶、突變、逆轉錄、cdna的的概念。端粒與端粒酶的結構特點與功能，逆轉錄酶催化的反應，逆轉錄研究的意義。熟悉dna合成過程，突變的分子類型及dna損傷修復的主要方式，真核生物dna聚合酶。了解其余內容。3、重點與難點：重點為各種酶在復制中的作用。岡崎片段、klenow片段、端粒、端粒酶、突變、逆轉錄、cdna的的概念。端粒與端粒酶的結構特點與功能，逆轉錄酶催化的反應，逆轉錄研究的意義。難點為dna復制的過程，突變的分子類型及主要的修復方式。第五章

15、 轉錄、轉錄后加工1、教學內容： 轉錄的概念，復制和轉錄的異同點。 大腸桿菌rna聚合酶的組成，核心酶、全酶的作用，模板與酶的辨認結合。真核生物rna聚合酶的種類及作用。 與轉錄起始和終止有關的dna結構，原核生物和真核生物啟動子、終止子結構。原核生物和真核生物轉錄起始位點的結構差異。 原核生物和真核生物轉錄過程及抑制劑，結構基因、不對稱轉錄、模板鏈、編碼鏈、有意義鏈、反意義鏈、轉錄因子、斷裂基因、外顯子、內含子、核酶的概念。原核生物與真核生物的轉錄過程，真核轉錄因子，特別是參與rna-pol轉錄的tf。 真核生物的轉錄后加工及機制，特別是真核生物mrna的前體加工，內含子的剪接過程。核酶的特

16、性，核酶研究的意義，rna的催化功能，rna編輯。2、教學基本要求：掌握復制和轉錄的異同點，大腸桿菌rna聚合酶的組成，核心酶、全酶的作用。不對稱轉錄、結構基因、模板鏈、編碼鏈、有意義鏈、反意義鏈、斷裂基因、外顯子、內含子、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。了解其余內容。3、 重點與難點：重點為復制和轉錄的區(qū)別，不對稱轉錄、結構基因、斷裂基因、外顯子、內含子、核酶的概念。真核生物mrna的前體加工。難點為轉錄過程，真核轉錄因子，內含子的剪接過程。第六章 蛋白質生物合成翻譯1、教學內容： 遺傳密碼的概念及密碼的破譯，遺傳密碼的特性，簡并性、擺動性的概念

17、，遺傳密碼的閱讀框架。 蛋白質的生物合成。參與翻譯的物質，mrna、trna、rrna、核糖體在蛋白質合成中的作用，翻譯的過程，原核生物與真核生物翻譯起始的不同，氨基酸活化，氨基酰-trna合成酶的作用各種蛋白質因子在翻譯中的作用，核蛋白體循環(huán)過程。多聚核蛋白體、核蛋白體循環(huán)、sd序列的概念。 蛋白質生物合成的調解，閱讀框漂移，翻譯錯誤，poly(a)尾，蛋白質生物合成的干擾和抑制，干擾素的抗病毒機制。 蛋白質轉運，分泌蛋白的轉運過程，蛋白質的轉運理論，原核生物與真核生物的蛋白跨膜運輸。蛋白質的靶向輸送、信號肽、分子伴侶的概念。 蛋白質合成后的折疊與修飾加工， 分子伴侶，修飾的方式。 功能蛋白

18、質研究進展。蛋白質工程的概念及技術路線，蛋白質的功能域及其模擬肽，蛋白質組學和藥物蛋白質組學。2、教學基本要求：掌握參與翻譯的物質，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，蛋白質的靶向輸送過程，幾種促進蛋白質折疊的大分子。了解其余內容。3、 重點與難點：重點為mrna、trna、rrna的作用，遺傳密碼的特性，遺傳密碼、sd序列、信號肽、分子伴侶的概念。難點為翻譯的過程，蛋白質分子折疊的機制，蛋白質的靶向輸送過程。第七章 基因表達調控1、教學內容： 基因表達調控的基本原理，順式作用元件、

19、反式作用因子、啟動子、增強子和沉默子的概念。真核生物基因表達調控時，核酸核酸、核酸蛋白質、蛋白質蛋白質相互作用的復雜性。基因表達的誘導和阻遏。 原核生物結構基因特點（多順反子），原核基因轉錄調節(jié)特點，操縱子的概念和組成。乳糖操縱子的結構及調節(jié)機制。原核生物色氨酸操縱子的結構及轉錄衰減調節(jié)。原核生物轉錄水平調控和翻譯水平調控。 真核生物基因結構特點，真核生物基因表達調控特點。染色質水平的調控，dna水平的調控，轉錄水平的調控，特別是rna-pol轉錄起始調節(jié)，順式作用元件的種類和作用，反式作用因子的分類、結構（dna結合域、轉錄激活域、二聚化結構域）及作用機制。翻譯水平的調控。2、教學基本要求：掌握基因、基因組、基因表達、基因表達的時間特異性和空間特異性、組成性表達、管家基因、順式作用元件、反式作用因子、啟動子、增強子、沉默子、操縱子、反義rna的概念。真核生物基因結構特點。熟悉原核基因轉錄調節(jié)特點，乳糖操縱子的結構及調節(jié)機制，真核啟動子的種類和功能，基本轉錄因子，轉錄因子特異的dna結合域（鋅指、亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)-螺旋）的結構特點。了解其余內容。3、重點與難點：重點為基因表達、組成性表達、管家基因、順式作用元件、反式作用因子、啟動子、增強子、反義rna的概念。操縱子的概念和組成。原核基因轉錄調節(jié)特點，真核生物基因結構特點，真核啟動子的種類和功能