北 京 工 业 大 学 - 北京工业大学

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1、北京工业大学 北京工业大学 “生物化学与分子生物学-2”课程教学大纲 英文名称：Biochemistry and Molecular Biology-1 课程编号：0006253 课程类型：学科基础必修课 学 时：64 学分：4 适用对象：生物医学工程（生物技术方向）本科生 先修课程：医用化学-1，医用化学 I-2，医用化学 I-3 一、课程性质和目的（任务） 一、课程性质和目的（任务） 生物化学与分子生物学是生物技术专业学科基础必修课程之一。本课程应在高等数 学、大学物理学、医用化学等课程之后开设，同时又是生理学、遗传学、细胞生物学、微生 物学等课程的专业基础课。 通过对本课程的学习， 使学

2、生对构成生物体的各类化学物质的结 构、性质、功能、代谢、基因表达及调控等方面的基本理论、基本规律、基本概念有全面、 系统的认识， 牢固掌握生物化学与分子生物学中有关的基本原理， 具备从事同生物化学与分 子生物学有关的科学活动的初步能力，并为后续课程的学习打好坚实的基础。 二、课程教学内容及要求 二、课程教学内容及要求 生物化学与分子生物学是一门研究生命现象化学本质的学科。组成生物体的主要成分 是糖类，脂类，蛋白质，核酸以及对生物体内的化学反应起催化和调节作用的物质酶、维生 素和激素。研究这些物质的组成、结构、性质和功能，构成了生物化学与分子生物学主要内 容的一个方面。 生物的重要特征在于它经常

3、进行自我更新， 生物体和外界进行物质交换是它 生存的基本条件， 因此生物化学与分子生物学的另一个内容是研究上述各种物质在生命体内 的分解和合成途径， 物质转化过程中的调节控制， 能量转换， 遗传信息的传递和表达等问题。 生物化学与分子生物学-1 的主要内容为基础生物化学部分，包括生物分子的结构、功能和 代谢、能量转换等。 生物化学与分子生物学-2 主要侧重于生物信息的传递、表达和调控等分子生物学方面 的内容。通过本课程的学习，熟知核酸的基本生物化学特性，熟知生物信息的储存与表达过 程，掌握核酸和蛋白质的基本代谢过程，特别是基因的一般结构与生物功能，掌握分子克隆 与 DNA 重组的基本技术与原理

4、，了解分子生物学的新成果，新进展。 本课程的重点及难点:本课程的重点及难点:基因的组织与结构，DNA 的复制，基因的转录和转录后加工，基 因表达的调控和基因工程原理。 本课程的具体内容及要求: 第一章 引言 4 学时 第一章 引言 4 学时 第一节 分子生物学简史 3 第二节 分子生物学的研究内容 3 第三节 分子生物学展望 3 第四节 核酸的结构(复习) 3 1. 核苷酸1 2. 核酸的共价结构1 3. DNA 的高级结构1 4. RNA 的高级结构1 第二章 染色体与 DNA10 学时 第二章 染色体与 DNA10 学时 教学重点：教学重点：重点讲述 DNA 复制的特点，DNA 修复的方式

5、；半保留复制的起始、延长、终止过 程和意义； DNA 聚合酶、拓扑异构酶、引物酶、DNA 连接酶的作用及引发体、冈崎片段的生 成、 连接酶的作用； 概述突变的意义、 类型。 重点讲述 DNA 重组的三种主要方式及基本过程， 概述 DNA 重组的发展现状及应用前景。 教学难点：教学难点：DNA 复制的特点，DNA 修复的方式。 考核要求：考核要求： 理解 DNA 的复制和 DNA 损伤的修复基本过程；掌握参与 DNA 复制的酶与蛋白质 因子的性质和种类；掌握 DNA 复制的特点；掌握真核生物与原核生物 DNA 复制的异同点；掌 握 DNA 的损伤与修复的机理；熟悉同源重组、特异位点重组、转座重组

6、的方式及基本过程。 教学内容 教学内容 第一节 染色体1 第二节 DNA 的复制1 1. DNA 复制的基本特征 2. 原核生物 DNA 复制的机制 3. 真核生物 DNA 的复制 4. 滚环复制 5. D-环复制 6. DNA 复制的调控 7. 逆转录 第三节 DNA 的损伤与修复1 8. DNA 损伤的因素与类型 9. DNA 损伤的修复机制 第四节 DNA 的重组2 10. DNA 重组的一般概念 11. 同源重组 12. 位点特异性重组 13. 转座重组 第三章 生物信息的传递(上)从 DNA 到 RNA 8 学时 第三章 生物信息的传递(上)从 DNA 到 RNA 8 学时 教学重点

7、：教学重点：重点讲授 RNA 聚合酶的结构；真核生物与原核生物的转录过程，tRNA 和 rRNA 的 转录后加工过程；转录的调节控制，RNA 生物合成的抑制剂；强化不对称转录、模板链和编 码链等基本概念。了解真核生物 mRNA 的转录后加工过程等难点。 教学难点：教学难点：真核生物与原核生物的转录过程。 考核要求：考核要求：掌握启动子，终止子，逆转录，逆转座子等概念；全面了解 RNA 转录与复制的机 制；掌握转录的一般规律，启动子的作用机理， RNA 聚合酶的作用机理，逆转录的过程； 理解原核生物的转录过程，RNA 转录后加工过程及其意义；了解真核生物的转录过程，了解 RNA 的复制，掌握 R

8、NA 传递加工遗传信息的内容。 教学内容 教学内容 第一节 DNA 指导下 RNA 的合成 1 第二节 转录的调节控制 1 第三节 RNA 的转录后加工2 第四节 在 RNA 指导下 RNA 和 DNA 的合成3 第四章 生物信息的传递(下)从 mRNA 到蛋白质 8 学时 第四章 生物信息的传递(下)从 mRNA 到蛋白质 8 学时 教学重点：教学重点：概述 mRNA、tRNA，rRNA 在翻译过程中的作用和相互配合关系。重点讲授遗传密 码的特性， 强调 RNA 在遗传信息传递中的作用和加工方式。 重点讲授蛋白质合成的分子基础 和蛋白质合成的过程，强调肽链合成后的定向运输和加工。 教学难点：

9、教学难点：蛋白质合成的分子基础。 考核要求： 考核要求： ? 掌握蛋白质合成体系及蛋白质合成过程；熟悉蛋白质的运输及翻译后修饰。 ? 理解真核生物与原核生物蛋白质合成的区别 ? 识记并能熟练应用遗传密码的特性； 熟悉RNA在遗传信息传递中的作用， RNA的拼接； RNA的编辑。 ? 识记SD序列，分泌蛋白，分子伴侣，信号肽等概念； ? 理解蛋白质合成抑制因子的作用机理 教学内容 教学内容 第一节 遗传密码三联子 1 第二节 tRNA 1 第三节 核糖体 1 第四节 蛋白质合成的生物学机制 1 1. 蛋白质合成的特征 2. 原核生物蛋白质合成的机制 3. 真核生物蛋白质合成的机制 4. 线粒体与

10、叶绿体的蛋白质合成系统（非核心） 第五节 蛋白质合成的后加工和蛋白质运转机制 3 第五章 细胞代谢和基因表达与调控 16 学时 第五章 细胞代谢和基因表达与调控 16 学时 教学重点：教学重点：概述 mRNA、tRNA，rRNA 在翻译过程中的作用和相互配合关系。重点讲授遗传密 码的特性， 强调 RNA 在遗传信息传递中的作用和加工方式。 重点讲授蛋白质合成的分子基础 和蛋白质合成的过程，强调肽链合成后的定向运输和加工。 教学难点：教学难点：真核生物和原核生物基因表达调控机理。 考核要求： 考核要求： ? 理解代谢途径的交叉形成网络和代谢的基本要略 ? 理解酶促反应的前馈和反馈、酶活性的特异激

11、活剂和抑制剂 ? 掌握细胞膜结构对代谢的调节和控制作用 ? 了解细胞信号传递和细胞增殖调节机理 ? 掌握操纵子学说的核心 ? 掌握各种水平上的基因表达调控， 理解转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的 基因表达调控，熟练掌握基因表达与DNA甲基化，熟练掌握蛋白质磷酸化与信号传 导 ? 掌握原癌基因及其调控 教学内容 教学内容 第一节 细胞代谢1 1. 细胞代谢的调节网络 2. 酶活性的调节 3. 细胞信号传递系统 第二节 基因表达调控的一般概念1 第三节 原核生物的基因表达调控1 1. 原核基因表达调控总论 2. DNA 水平上的基因表达调控 3. 转录水平上的基因表达调控 4. 乳糖操纵子

12、5. 色氨酸操纵子 6. 其他操纵子 7. 入噬菌体基因表达调控 8. 翻译水平上的基因表达调控 第四节 真核生物的基因表达调控1 1. 真核细胞的基因结构：基因家族(gene family)，真核基因的断裂结构，真核生物 DNA 水平的调控，基因表达与 DNA 甲基化 2. 顺式作用元件与基因调控：BrittenDavidson 模型，染色质结构对转录的影响， 启动子及其对转录的影响，增强子及其对转录的影响 3. 反式作用因子对转录的调控：CAAT 区结合蛋白 CTFNFl，TATA 和 GC 区结合蛋白， RNA 聚合酶及其下游启动区结合蛋，其他转录因子及分子机制 4. 激素及其影响：固醇

13、类激素的作用机理，多肽激素的作用机理，激素的受体 5. 其他水平上的基因调控：RNA 的加工成熟，翻译水平的调控，蛋白质的加工成熟 第五节 肿瘤的分子基础和肿瘤的治疗3 1. 肿瘤概述 2. 癌基因和抑癌基因 3. 癌基因的恶性激活机制 4. 细胞信号转导 第六章 基因分子生物学18 学时 第六章 基因分子生物学18 学时 教学重点：教学重点：DNA 克隆的基本原理，基因的分离、合成和测序，克隆基因的表达，人类基因组 计划及核酸顺序分析，RNA 和 DNA 的测序方法及其过程，蛋白质工程 教学难点：教学难点：基因工程 考核要求：考核要求： 掌握基因工程操作的一般步骤， 了解人类基因组计划及核酸

14、顺序分析， 掌握 RNA 和 DNA 的测序方法及其过程，了解蛋白质工程的进展 教学内容：教学内容： 第一节 重组 DNA 技术发展史上的重大事件3 第二节 基因工程的主要内容和步骤 1 第三节 基因扩增技术1 第四节 基因治疗1 第五节 病毒分子生物学3 第六节 分子诊断3 三、课程教学要求 三、课程教学要求 生物化学与分子生物学-1 和-2 教学计划学时分别为 64 学时。本课程采用多媒体互动教 学方法，通过课堂教学与课后习题、自学、讨论相结合的方式，加强直观教学，启发诱导， 突出重点和难点，调动学生的思维活动，培养分析问题和解决问题的能力。使学生掌握和了 解本学科的基本理论、 基本知识及

15、基本技能， 为本专业方向的学生提供必要的生物技术专业 知识。 生物化学与分子生物学-1 和-2 的基本要求（1）学习组成生物体的主要成分是糖类，脂 类，蛋白质，核酸以及对生物体内的化学反应起催化和调节作用的物质酶、维生素和激素， 要由浅入深，前后内容融会贯通，完整、系统地掌握其基础理论、基本知识和基本技能； （2） 讲授上述各种物质在生命体内的分解和合成途径，物质转化过程中的调节控制，能量转换， 遗传信息的传递和表达等问题； （3）熟记基本概念，掌握基本知识。 作业方面：每章节结束时均留有 34 道复习题。适当留有作业，用以了解学生的学习 态度，加强对所学知识的复习和巩固。 考试环节：闭卷考试，考试内容覆盖本课所学的全部内容。主要是考察学生对所学知识 的全面掌握和理解程度。占总成绩的 70%，其余 30%成绩是平时成绩，包括学习态度、作 业完成情情况。 四、实践环节