中国海洋大学本科生课程大纲
课程名称 | 分子生物学/ Molecular Biology | 课程代码 | 074502201347 |
课程属性 | 学科基础 | 课时/学分 | 32/2 |
课程性质 | 选修 | 实践学时 | 0 |
责任教师 | 甄毓、米铁柱 | 课外学时 | 0 |
一、课程介绍
1. 课程描述：分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
2. 设计思路：本课程是为我校环境科学专业本科生开设的专业选修课，总学时为32学时。本课程主要从中心法则的角度阐述分子生物学的基本内容，通过对基因的组成、复制、转录、翻译等概念的学习，掌握遗传信息传递与基因表达过程及生物体内对这些过程的调控机制；同时系统介绍与基因克隆相关的基因操作技术，使学生掌握一些基本的分子生物学操作方法，为将来指导实践提供帮助。
3. 课程与其他课程的关系：本课程以生物化学、有机化学和其他专业基础课为基础，同时又为《环境生物学》、《生态毒理学》等专业课程的学习以及毕业实习和毕业设计等教学环节打下基础。要求修读学生必须熟悉生物化学、有机化学的基本概念，具备综合分析问题的能力。
二、课程目标
在完成该课程的学习后，要求学生掌握如下知识体系：（1）DNA、RNA和蛋白质的基本生物化学特性；（2）生物信息的储存与表达过程，特别是基因的一般结构与生物功能，基因活性的修饰与调节以及基因与发育的有关基础知识；（3）分子克隆与DNA重组的基本技术与原理，了解现代分子生物学的基本研究方法及其在环境领域中的应用。同时应该具备如下技能：（1）利用相关知识对生物体内的分子生物过程进行阐释；（2）掌握分子生物学操作的基本方法。此外，学生应建立一个系统性强、能与国际接轨的分子生物学知识体系，树立严谨科学和求是创新的工作态度，为今后在环境领域利用分子生物学手段解决相关环境问题奠定必要的基础，为从事环境污染评价与环境污染治理提供必要的技术贮备。
三、学习要求
要完成所有的课程任务，学生必须：
（1）在课前进行预习，了解课中讲授的主要内容，找到知识要点和各人的难点；按时上课,认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试，掌握学习内容，明确并理解知识的要点和难点；在课后回顾课中学习内容，认真完成作业，巩固对要点和难点的掌握。本课程将包含随堂讨论、作业展示等课堂活动，课堂表现是成绩考核的组成部分。
（2）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、事例分析、热点探讨等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成。这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。
四、参考教材与主要参考书
1、选用教材
《现代分子生物学》，编者：朱玉贤、李毅、郑晓峰，高等教育出版社，2013（第4版）
2、主要参考书
（1）张玉静等，《分子遗传学》科学出版社，2000
（2）Robert F. Weaver 著，郑用琏等译，《分子生物学》科学出版社，2010
（3）Watson J D等著，杨焕明译，《基因的分子生物学》科学出版社，2006
五、进度安排
序号 | 专题 | 主题 | 计划课时 | 主要内容概述 | 实验实践 内容 |
1 | 绪论 | 分子生物学的发展简史、应用和展望 | 2 | 分子生物学的发展、基本含义及主要研究内容，分子生物学的三条基本原理 | 无 |
2 | 染色体与DNA | DNA及其复制过程 | 4 | 染色体的组成与结构特征，DNA的一级结构、二级结构与高级结构特征；DNA复制的半保留复制及其不连续性；原核生物和真核生物的DNA复制特点；DNA修复系统的作用机理 | 无 |
3 | 从DNA到RNA | RNA及转录过程 | 4 | 原核与真核生物mRNA的不同特征；真核生物mRNA的转录后加工过程；原核与真核生物RNA聚合酶的作用机理；原核与真核生物启动子的基本结构、启动子的识别及启动子的作用机理 | 无 |
4 | 从mRNA到蛋白质 | 三联子遗传密码及翻译过程 | 4 | 三联子遗传密码的性质，蛋白质的生物合成、加工方式及机制、抑制蛋白质合成的原理 | 无 |
5 | 原核基因表达调控模式 | 原核基因表达调控模式 | 4 | 操纵子的基本组成，乳糖操纵子的正、负调控机制，色氨酸操纵子的负阻遏系统与弱化机制 | 布置课后作业：对转基因技术和转基因生物的认识 |
6 | 真核基因表达调控规律 | 真核基因表达调控规律 | 2 | 原核生物与真核生物基因表达上的差异，顺式作用元件、反式作用因子的结构特点与作用机制，真核生物在各调控层次（转录前、转录、转录后、翻译、翻译后）上的表达调控机制 | 课堂讨论：基因技术的利与弊 |
7 | 分子生物学研究方法 | 分子生物学基本研究方法 | 6 | DNA分子的切割与连接、分子杂交及凝胶电泳技术；重组质粒的筛选方法，分子杂交的类型及特点；PCR与实时定量PCR技术的原理；重组子导入受体细胞的方法；基因组DNA文库的概念及构建方法 | 课后实验方案设计：如何获得一段特定基因的表达序列？ |
8 | 疾病与人类健康 | 分子生物学在医学领域的应用 | 4 | 癌基因、原癌基因、抑癌基因的概念及相互之间的关系；HBV基因组的结构特征，复制方式与抗原组成 | 课后作业：乳腺癌术后可以做哪些预后监测的基因检测？ |
9 | 分子生物学在环境领域中的应用 | 分子生物学在环境领域中的应用 | 2 | 分子生物学在环境领域中应用的主要方法 | |
六、成绩评定
（一）考核方式A：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他
（二）成绩综合评分体系：
综合评价项目 | 得分 |
1. 课下作业、课堂讨论及平常表现 | 30 |
2. 期末考试成绩 | 70 |
总计 | 100 |
附：作业和平时表现评分标准
1）作业的评分标准
作业的评分标准 | 得分 |
1.严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，能提出不同的解决问题方案。 | 90-100分 |
2.基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的方案基本正确、基本合理。 | 70-80分 |
3.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的方案基本不正确、基本不合理。 | 40-60分 |
4.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正确和合理解决问题的方案。 | 0-30分 |
2）课堂讨论及平时表现评分标准
课堂讨论、平常表现评分标准 | 得分 |
1.资料的查阅、知识熟练运用，积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 90-100分 |
2.基本做到资料的查阅、知识的运用，能参与讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 70-80分 |
3.做到一些资料的查阅和知识的运用，参与讨论一般、不能阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态度一般。 | 40-60分 |
4.不能做到资料的查阅和知识的运用，不积极参与讨论，不能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 | 0-30分 |
七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：
Syllabus for undergraduate of OUC
Course name: Molecular BiologyCourse time: 32 h
Course teacher: Zhen Yu, Mi Tiezhu
1.Course Overview
Molecular Biology is a selective course for environmental science students to improve their work skills. The main contents include DNA and its replication, RNA and transcription, genetic codes and translation, gene regulation patterns in prokaryotes and eukaryotes, primary molecular biology methods and techniques, molecular biology applied in medical field and environmental science.
2.Student Learning Outcomes
Students can master the basic concepts and theories of molecular biology, learn the primary theories, methods and techniques applied in environment science. The study will widen the academic sight and improve working skills in environmental researches, assessment, management and technology.
3.Course Expectations
The study will widen the academic sight and improve working skills in environmental researches, assessment, management and technology.
4.Assignments
Homework based on the key contents every chapter.
5.Books To Purchase
Modern Molecular Biology (4th), ed. Zhu Yuxian et al. High Education Press, 2013
6.Grading Policy
(1) Evaluation method: close-book test
(2) Evaluation time: as scheduled by Teaching Affairs Office
(3) Grading components
Comprehensive evaluation item | Points |
1.assignment, discussion and class performance | 30 |
2.final test | 70 |
Total | 100 |
7.Course Calendar
Chapters and Sections | Topic | Time | Key points | Assignment |
1. Introduction
| Discipline definition of molecular biology | 2 | concepts, history and primary disciplines of molecular biology | None |
2. Chromosome and DNA | DNA and its replication | 4 | physical and chemical structure of DNA; semiconservative and discontinuous replication; DNA polymerase; DNA replication system | None |
3. From DNA to RNA | RNA and transcription | 4 | transcription differences between prokaryotes and eukaryotes; mRNA post-transcriptional processing; RNA polymerase in prokaryotes and eukaryotes; Promoters in prokaryotes and eukaryotes | None |
4. From mRNA to protein
| Genetic codes and translation | 4 | characteristics of genetic code; Polypeptide synthesis and processing;protein synthesis inhibition | None |
5. Regulation of gene activity in prokaryotes
| Gene regulation patterns in prokaryotes | 4 | principles of regulation; Basic structure of operon; lacoperon; Trp operon and attenuator | Homework: understanding of transgene technology and transgenic organisms |
6. Regulation of gene activity in eukaryotes | Gene regulation patterns in eukaryotes | 2 | genetic differences of gene expression between prokaryotes and eukaryotes; cis-regulatory elements and trans-factor | Discussion: advantages and disadvantages of genetically modified organisms |
7. Basic molecular methods and techniques | Primary molecular biology methods and techniques | 6 | cutting and joining DNA molecules; molecular hybridization and gel electrophoresis;screening method of recombinant plasmid; PCR and real-time PCR; Sanger sequencing | Experiment design: How to get the expression sequence of a specific gene? |
8. Diseases and health | Molecular biology applied in medical field | 4 | oncogenes; proto-oncogenes;anti-oncogenes; structure of HBV genome | Homework: What gene tests can be used tomonitor breast cancer prognosis? |
9. Molecular methods in environment science | Molecular biology applied in environmental science | 2 | primary molecular biology methods and techniques applied in environmental science | |