《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》教學(xué)大綱

1、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)大綱課程編號：280301Z1課程名稱：分子生物學(xué)英文名稱：Medical Molecular Biology學(xué)時與學(xué)分：總學(xué)時：36 理論學(xué)時：20 實驗學(xué)時：16 學(xué)分：1.5先修課程：細(xì)胞生物學(xué) 生物化學(xué)適應(yīng)專業(yè)：醫(yī)學(xué)類五年制、七年制、八年制教材及參考書 ：醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)(第二版)胡維新主編.北京: 科學(xué)出版社. 2014醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)馮作化主編.北京: 人民衛(wèi)生出版社. 2005基因X (美)克萊博斯 等編著.北京：科學(xué)出版社. 2011Molecular Biology. Robert F. Weaver編著. (第二版). 北京：科學(xué)出版社. 2002 Molec

2、ular Cloning. Sambrook and Ruussell編著. (第三版). 西安：世界圖書出版公司. 2002 Medicine Molecular Biology. Timothy M. Cox & John Sinclair編著. 北京：科學(xué)出版社. 2000分子生物學(xué)基礎(chǔ)與臨床陳丙鶯，陳子興，主編. 南京：東南大學(xué)出版社. 2000醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)張迺蘅主編. 北京：北京醫(yī)科大學(xué)出版社，1999分子生物學(xué)習(xí)題集劉靜 曾海濤 主編.中南大學(xué)出版社.2012 一、課程的性質(zhì)和任務(wù)分子生物學(xué)是一門從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)及其規(guī)律的科學(xué)，近年來已在醫(yī)藥衛(wèi)生及其它領(lǐng)域有著突飛

3、猛進(jìn)的發(fā)展，已成為醫(yī)學(xué)教學(xué)不可缺少的一部分。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本理論、基本知識與基本技能，同時熟悉分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，了解分子生物學(xué)的主要新進(jìn)展和新技術(shù)。 二、課程的基本要求基本理論和基本知識了解分子生物學(xué)的定義、研究對象和研究內(nèi)容；分子生物學(xué)的發(fā)展簡史和醫(yī)學(xué)的關(guān)系。掌握基因、結(jié)構(gòu)基因及基因組的概念；真核基因與原核基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；順式作用元件的類型及特點(diǎn)；病毒、原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；人類基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。掌握基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控、操縱子、多順反子、反式作用因子、順式作用元件等基本概念；原核生物基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控機(jī)制；真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制。 熟悉

4、原核基因表達(dá)和真核基因表達(dá)的特點(diǎn)；原核生物基因轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控；真核生物基因組DNA水平調(diào)控的不同方式；轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的不同環(huán)節(jié)及意義；翻譯水平和翻譯后水平調(diào)控的基本環(huán)節(jié)。掌握DNA損傷與修復(fù)的概念；切除修復(fù)、重組修復(fù)和跨損傷修復(fù)的概念及機(jī)制。掌握限制性核酸內(nèi)切酶的概念與特點(diǎn)；載體的概念；質(zhì)粒的特點(diǎn)；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)的基本要素。掌握蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)及功能蛋白質(zhì)組學(xué)的概念；蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法：雙向電泳、質(zhì)譜技術(shù)、酵母雙雜交。掌握基因突變的概念；基因突變的類型及特點(diǎn)；基因突變的遺傳學(xué)效應(yīng)。熟悉血紅蛋白病的發(fā)病分子機(jī)制。了解疾病分子機(jī)制的研究策略。 掌握

5、基因診斷的概念及其特點(diǎn)；基因診斷的常用技術(shù)。熟悉基因診斷技術(shù)路線和方法的選擇；血紅蛋白病的基因診斷。掌握基因治療的概念、基本策略及常用載體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法。10. 掌握人類基因組DNA提取的基本原理；堿裂解法小量提取質(zhì)粒DNA的原理和方法；瓊脂糖凝膠電泳檢測質(zhì)粒DNA方法；限制性核酸內(nèi)切酶消化DNA的原理；重組質(zhì)粒DNA的酶切鑒定方法；PCR反應(yīng)的操作步驟以及PCR反應(yīng)參數(shù)的選擇與優(yōu)化；PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的瓊脂糖凝膠電泳檢測方法。熟悉人類基因組DNA提取的基本方法；瓊脂糖凝膠電泳的原理和操作。三、課程的基本內(nèi)容以及重點(diǎn)、難點(diǎn) 緒論【目的要求】了解：分子生物學(xué)的定義、研究對象和研究內(nèi)容

6、；分子生物學(xué)發(fā)展簡史；生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)；現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和深入發(fā)展；分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系；分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用。【講課時數(shù)】1 學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 分子生物學(xué)的研究對象1.分子生物學(xué)的定義2.分子生物學(xué)的研究內(nèi)容第二節(jié) 分子生物學(xué)發(fā)展簡史1.生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)2.現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立3.現(xiàn)代分子生物學(xué)的深入發(fā)展第三節(jié) 分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1.分子生物學(xué)與生物化學(xué)2.分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)3.分子生物學(xué)與遺傳學(xué)4.分子生物學(xué)與生物技術(shù)第四節(jié) 分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)未來1.分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用2.分子生物學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué) 3.分子生物學(xué)和病理學(xué) 【教學(xué)方法（建議

7、）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第二章 基因與基因組【目的要求】掌握：基因、結(jié)構(gòu)基因及基因組的概念；真核基因與原核基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；順式作用元件的類型及特點(diǎn)；病毒、原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；人類基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。熟悉：基因組學(xué)的概念；人類基因組作圖；質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座因子、基因家族的特征。了解：乙肝病毒、反轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；人類基因組計劃；基因組學(xué)的研究內(nèi)容?！局攸c(diǎn)】基因的結(jié)構(gòu)，順式作用元件的類型及特點(diǎn)；病毒、原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；人類基因組特點(diǎn)?！倦y點(diǎn)】基因的結(jié)構(gòu)；人類基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?！局v課時數(shù)】2 學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】基因基因概念的發(fā)展基因的化學(xué)本質(zhì)基因的概念基因的結(jié)構(gòu)基因組

8、病毒基因組原核基因組真核基因組人類基因組基因組學(xué)【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第五章 基因表達(dá)的調(diào)控【目的要求】掌握: 基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控、操縱子、多順反子、反式作用因子、順式作用元件等基本概念；原核生物基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控機(jī)制；真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制；轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的不同環(huán)節(jié)及意義。熟悉: 原核基因表達(dá)和真核基因表達(dá)的特點(diǎn)；原核生物基因轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控；真核生物基因組DNA水平調(diào)控的不同方式；翻譯水平和翻譯后水平調(diào)控的基本環(huán)節(jié)；基因表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同控制。了解: 原核生物翻譯水平的調(diào)控機(jī)制；反式作用因子的作用方式。【重點(diǎn)】 乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制；真核基因轉(zhuǎn)錄水平及轉(zhuǎn)

9、錄后水平的調(diào)控機(jī)制?！倦y點(diǎn)】原核基因操縱子的轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控機(jī)制?！局v課時數(shù)】2 學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 原核生物基因表達(dá)的調(diào)控1原核生物基因表達(dá)的特點(diǎn)2原核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制 轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控；轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控；翻譯水平的調(diào)控第二節(jié) 真核生物基因表達(dá)的調(diào)控1真核生物基因表達(dá)的特點(diǎn)2真核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制 基因組DNA水平的調(diào)控；轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控；轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控；翻譯水平的調(diào)控； 翻譯后水平調(diào)控第三節(jié) 基因表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同控制轉(zhuǎn)錄調(diào)控物的活性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因表達(dá)的幾種方式轉(zhuǎn)錄過程與前體mRNA的加工協(xié)調(diào)mRNA出核運(yùn)輸與前體mRNA的加工和轉(zhuǎn)錄過程偶聯(lián)基因表達(dá)調(diào)控發(fā)生的多個環(huán)節(jié)【教學(xué)

10、方法（建議）】講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第六章 DNA損傷與修復(fù)【目的要求】掌握：DNA損傷與修復(fù)的概念；DNA修復(fù)的主要方式：切除修復(fù)、重組修復(fù)和跨損傷修復(fù)的概念及機(jī)制。熟悉：真核生物誘導(dǎo)修復(fù)的主要機(jī)制。了解：DNA損傷的因素、類型及其效應(yīng)；DNA損傷和修復(fù)的生物學(xué)意義。【重點(diǎn)】DNA修復(fù)的主要方式及特點(diǎn)?！倦y點(diǎn)】 真核生物誘導(dǎo)修復(fù)的主要機(jī)制與特點(diǎn)?！局v課時數(shù)】2 學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) DNA損傷的原因及后果DNA分子的自發(fā)性損傷DNA復(fù)制產(chǎn)生誤差；DNA的自發(fā)性化學(xué)變化；物理因素引起的DNA損傷紫外線照射引起的DNA損傷；電離輻射引起的DNA損傷；化學(xué)因素引起的DNA損傷烷化劑對DNA

11、的損傷；堿基類似物、修飾劑對DNA的損傷；DNA損傷的后果 4. DNA損傷的檢測和DNA損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)第二節(jié) DNA修復(fù)1錯配修復(fù)2. 直接修復(fù)3堿基切除修復(fù)4. 核苷酸切除修復(fù)5重組修復(fù)6跨損傷修復(fù)7線粒體損傷和修復(fù)8. 基因的損傷與修復(fù)異常所致的疾病【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第七章 基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)分析的基本策略【目的要求】掌握：DNA雙脫氧末端終止法、 Northern blot雜交、 PCR、Real-time PCR技術(shù)原理及應(yīng)用、RNA干擾技術(shù)。熟悉：免疫共沉淀技術(shù)、酵母雙雜交系統(tǒng)、Western blot 原理及其應(yīng)用。了解：原位雜交技術(shù)；免疫組化 【重

12、點(diǎn)】PCR 技術(shù)原理及應(yīng)用；Northern blot雜交、 RNA干擾技術(shù)?！倦y點(diǎn)】PCR 技術(shù)原理【講課時數(shù)】3學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】 第一節(jié) DNA序列分析1. 雙脫氧末端終止法2. 化學(xué)降解法3. DNA序列分析的自動化第二節(jié) 核酸分子雜交技術(shù)核酸分子雜交的原理Southern印跡雜交Northern 印跡雜交斑點(diǎn)雜交和狹縫印跡雜交原位雜交液相雜交第三節(jié) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR反應(yīng)基本原理耐熱的DNA聚合酶PCR引物及設(shè)計原則PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化常用的PCR改進(jìn)技術(shù)第四節(jié) 基因芯片和微陣列技術(shù) 1芯片制備技術(shù) 2樣品制備與雜交反應(yīng) 3DNA芯片技術(shù)的主要應(yīng)用第五節(jié) Western免疫印跡技術(shù)第

13、六節(jié) 基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)分析的其它技術(shù)1.cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)2.PCR產(chǎn)物單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測3.限制性片段長度多態(tài)性【教學(xué)方法（建議）】講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué) 第八章 基因工程與基因體外表達(dá)【目的要求】掌握：限制性核酸內(nèi)切酶的概念與特點(diǎn)；載體的概念；質(zhì)粒的特點(diǎn)；基因克隆的基本過程；外源基因在大腸桿菌和哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)的基本要素。熟悉：其他常用工具酶的特點(diǎn)；定點(diǎn)誘變技術(shù)原理；真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的方法及基本原理。了解：昆蟲表達(dá)系統(tǒng)、酵母表達(dá)系統(tǒng)特點(diǎn)；電子克隆概念?！局攸c(diǎn)】基因克隆的基本過程。【難點(diǎn)】互補(bǔ)篩選；轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選；定點(diǎn)誘變技術(shù)原理。【講課時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】基因克隆工具酶1.限制

14、性核酸內(nèi)切酶2.其他常用工具酶第二節(jié) 基因克隆的載體1.常用的克隆載體 質(zhì)粒、噬菌體、黏性質(zhì)粒、M13噬菌體、病毒載體2.表達(dá)載體 原核表達(dá)載體、真核表達(dá)載體第三節(jié) 基因克隆的基本過程1.目的基因獲取2.載體的選擇和準(zhǔn)備3.DNA片段的體外連接4.重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞5.重組DNA的篩選與鑒定第四節(jié) 真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)染1.真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的方法與基本原理2.轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選第五節(jié) 基因的改造1.基因定點(diǎn)誘變技術(shù)2.基因定點(diǎn)誘變技術(shù)的應(yīng)用第六節(jié) 克隆基因的表達(dá)1.大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)2.哺乳動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)3.其他表達(dá)系統(tǒng)第七節(jié) 電子克隆【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第九章 蛋白質(zhì)組學(xué)的

15、研究方法和進(jìn)展【目的要求】掌握：蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)及功能蛋白質(zhì)組學(xué)的概念；蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法：雙向電泳、質(zhì)譜技術(shù)、酵母雙雜交。熟悉：生物信息學(xué)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用；定量蛋白質(zhì)組學(xué)；噬菌體表面顯示技術(shù)及基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)相互作用研究方法；蛋白質(zhì)芯片技術(shù)。了解：蛋白質(zhì)組學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展、蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用?！局攸c(diǎn)】蛋白質(zhì)組學(xué)的基本研究方法?！倦y點(diǎn)】蛋白質(zhì)功能模式的研究方法。【講課時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】蛋白質(zhì)組學(xué)的概念及其發(fā)展簡史1蛋白質(zhì)組學(xué)的概念2蛋白質(zhì)組學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第二節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法概述1蛋白質(zhì)組表達(dá)模式的研究方法2蛋白質(zhì)組功能模式的研究方法第三節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)在疾病

16、研究中的應(yīng)用【教學(xué)方法（建議）】講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第十一章 疾病產(chǎn)生的分子基礎(chǔ)【目的要求】掌握：基因突變的概念；基因突變的類型及特點(diǎn)；基因突變的遺傳學(xué)效應(yīng)。熟悉：血紅蛋白病的發(fā)病分子機(jī)制；細(xì)胞間異常信號、細(xì)胞內(nèi)因素、翻譯后加工運(yùn)輸障礙及病原生物基因?qū)е碌募膊?。了解：疾病分子機(jī)制的研究策略?！局攸c(diǎn)】基因突變的類型、特點(diǎn)及遺傳學(xué)效應(yīng)?！倦y點(diǎn)】疾病分子機(jī)制的研究策略?！局v課時數(shù)】2 學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】基因結(jié)構(gòu)改變引起疾病1基因突變的類型2基因突變的遺傳效應(yīng)3結(jié)構(gòu)基因變異引起疾病調(diào)控序列變異引起疾病細(xì)胞間異常信號導(dǎo)致基因表達(dá)異常 細(xì)胞間信號異常與疾病細(xì)胞內(nèi)因素導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起的疾病1細(xì)胞內(nèi)

17、信號異常2異常DNA甲基化第四節(jié) 翻譯后加工運(yùn)輸障礙引起疾病翻譯后加工酪氨酸酶翻譯后加工異常與白化病第五節(jié) 蛋白質(zhì)降解異常引起疾病蛋白質(zhì)降解異常泛素-蛋白酶體途徑病原生物基因引起疾病 病原生物基因引起疾病的機(jī)理及特點(diǎn)疾病分子機(jī)制的研究策略基因結(jié)構(gòu)人分析主要方法基因表達(dá)水平分析主要技術(shù)【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第十二章 基因診斷【目的要求】掌握：基因診斷的概念及其特點(diǎn)；基因診斷的常用技術(shù)。熟悉：基因診斷技術(shù)路線和方法的選擇；血紅蛋白病的基因診斷。了解：傳染病和腫瘤的基因診斷；指紋圖的應(yīng)用?！局攸c(diǎn)】基因診斷的常用技術(shù)。 【難點(diǎn)】遺傳病、腫瘤等疾病的基因診斷?！局v課時數(shù)】2學(xué)

18、時【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 基因診斷的技術(shù)和方法 1. 基因診斷概念、特點(diǎn)及臨床意義 2. 基因診斷中常用的分子生物學(xué)技術(shù) 3. 基因診斷技術(shù)路線和方法的選擇第二節(jié)遺傳病的基因診斷 血紅蛋白病第三節(jié)傳染病的基因診斷 1. 病毒性疾病 2. 細(xì)菌引起的疾病第四節(jié)腫瘤的基因診斷 1. 原癌基因與抑癌基因的檢測 2. 常見腫瘤的基因診斷第五節(jié)基因診斷在法醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)第十三章 基因治療原理與研究進(jìn)展【目的要求】掌握：基因治療的概念、基本策略及常用載體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法。熟悉：基因轉(zhuǎn)移的基本技術(shù)；基因干預(yù)的基本策略；基因治療的應(yīng)用研究。了解：基因轉(zhuǎn)

19、移的靶細(xì)胞;基因治療的前景與問題?！局攸c(diǎn)】基本策略及常用載體；治療基因的受控表達(dá)原理與方法?！倦y點(diǎn)】治療基因的受控表達(dá)原理與方法?！局v課時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)內(nèi)容】第一節(jié) 基因治療的基本策略1基因置換2基因添加 3基因干預(yù)4自殺基因治療5. 基因免疫治療第二節(jié) 基因轉(zhuǎn)移的基本技術(shù)1病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)2非病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng) 第三節(jié) 基因干預(yù)1 反義RNA 2 RNA干擾 3 核酶 第四節(jié) 治療基因的受控表達(dá) 1基因內(nèi)部的調(diào)節(jié)機(jī)制2基因外部的調(diào)節(jié)機(jī)制 3利用病灶微環(huán)境使治療基因特異性表達(dá)4. 治療基因的誘導(dǎo)表達(dá)第五節(jié) 基因治療的應(yīng)用研究1. 遺傳病的基因治療研究2. 惡性腫瘤基因治療研究3

20、. 病毒性疾病的基因治療研究4. 其他疾病的基因治療研究第六節(jié) 基因治療的前景與問題1 安全性問題2 倫理問題3. 當(dāng)前存在的技術(shù)問題【教學(xué)方法（建議）】 講授法【教學(xué)手段】多媒體教學(xué)四、實驗要求(一) 實驗方式：本大綱的實驗由學(xué)生（2人/組）獨(dú)立操作完成。在帶教老師的指導(dǎo)下，要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能基本掌握分子生物學(xué)常用實驗的基本原理和操作。（二）具體實驗要求如下： 實驗一：人類基因組DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳分析1熟悉分子生物學(xué)實驗的操作特點(diǎn)。2掌握人類基因組DNA提取的基本原理。3熟悉人類基因組DNA提取的基本方法。4熟悉瓊脂糖凝膠電泳的原理和操作。實驗二：質(zhì)粒DNA的提取及電泳分析1掌握堿裂解法小量提取質(zhì)粒DNA的原理和方法。2掌握瓊脂糖凝膠電泳檢測質(zhì)粒DNA方法。3熟悉質(zhì)粒DNA提取與真核細(xì)胞核DNA提取的異同點(diǎn)。實驗三：DNA的限制性酶切及電泳分析1掌握限制性核酸內(nèi)切酶消化DNA的原理。2掌握