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1、学习文档 仅供参考 医学分子生物学教学大纲临床医学八年制 课程编号：38030011 课程名称：医学分子生物学 学分：3 总学时：56 学时 理论学时：40 实验学时：16 先修课程要求：细胞生物学和生物化学 适应专业：临床医学八年制 参考教材：1.胡维新主编 医学分子生物学.北京:科学出版社.2007 2冯作化主编.医学分子生物学.北京:人民卫生出版社.2005 3.(美)本杰明 卢因编著.基因 VIII.北京：科学出版社.2004 4.Robert F.Weaver 编著.Molecular Biology(第二版).北京：科学出版社.2002 5.Sambrook and Ruussel
2、l 编著.Molecular Cloning(第三版).西安：世界图书出版公司.2002 6.胡维新主编.医学分子生物学长沙：中南大学出版社.2001 7 Timothy M.Cox&John Sinclair 编著.Medicine Molecular Biology.北京：科学出版社.2000 8冯作化主编.医学分子生物学.北京:人民卫生出版社.2001 9陈丙莺，陈子兴，主编.分子生物学基础与临床.南京：东南大学出版社.2000 10.张迺蘅主编.医学分子生物学.北京：北京医科大学出版社，1999 一、课程在培养方案中的地位、目的和任务 本课程是口腔医学七年制、临床医学八年制必修基础课，
3、分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质及其规律的科学，近年来已在医药卫生及其它领域有着突飞猛进的发展，已成为医学生教学不可缺少的一部分。本课程的教学目的和任务，是使学生掌握分子生物学的基本理论、基本知识与基本技能，同时熟悉分子生物学在医学领域的应用。了解分子生物学的主要新进展和新技术。二、课程的基本要求 1.基本理论和基本知识 1.基本理论和基本知识（1）了解分子生物学的发展简史和医学的关系。（2）基因、结构基因及基因组的概念；真核基因与原核基因的结构特点；顺式作用元件的类型及特点；病毒、原核生物和真核生物基因组结构特点；人类基因组结构特点。（3）基因表达、基因表达调控、操纵子、多顺
4、反子、反式作用因子、顺式作用元件等学习文档 仅供参考 基本概念；原核生物基因转录起始的调控机制；真核生物转录水平的调控机制。DNA 损伤与修复的概念；DNA 修复的主要方式：切除修复、重组修复和跨损伤修复的概念及机制。（4）DNA 双脱氧末端终止法、Southern blot 杂交、Northern blot 杂交、DNA 芯片技术和 PCR等技术原理及其应用；RT-PCR 和 Real-time PCR 技术原理及应用。（5）限制性核酸内切酶的概念与特点；载体的概念；质粒的特点；基因克隆的基本过程；外源基因在大肠杆菌和哺乳动物细胞中表达的基本要素。（6）蛋白质组、蛋白质组学的概念；蛋白质组学
5、的基本研究方法：双向电泳、质谱技术。（7）基因突变的概念；基因突变的类型及特点；基因突变的遗传学效应；常用的基因功能分析方法：转基因技术、基因敲除技术、反义技术、RNA 干扰技术。（8）基因诊断的概念及其特点；基因诊断的常用技术。（9）基因治疗的概念、基本策略及常用载体；治疗基因的受控表达原理与方法。2、基本技能（1）掌握人类基因组 DNA 提取的原理与方法。（2）掌握琼脂糖凝胶电泳的原理和方法。（3）掌握碱裂解法小量提取质粒 DNA 的原理和电泳分析方法。（4）掌握重组质粒 DNA 的酶切鉴定及电泳分析方法。（5）掌握 PCR反应的操作步骤及 PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测方法。三、课程的基本
6、内容以及重点难点 第一章 绪论 目的要求 了解：分子生物学的定义、研究对象和研究内容；分子生物学发展简史；生物遗传物质的发现；现代分子生物学的建立和深入发展；分子生物学与相关学科的关系；分子生物学在医学和生物学中的应用。讲课时数：2 学时 教学内容：第一节 分子生物学的研究对象 定义 内容 第二节 分子生物学发展简史 1.生物遗传物质的发现 2.现代分子生物学的建立 代分子生物学的深入发展 第三节 分子生物学与相关学科的关系 学习文档 仅供参考 2.分子生物学与细胞生物学 第四节 分子生物学与医学未来 2.分子生物学与基础医学 3.分子生物学和病理学 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学
7、 自学内容：第二章 基因与基因组 目的要求 掌握：基因、结构基因及基因组的概念；真核基因与原核基因的结构特点；顺式作用元件的类型及特点；病毒、原核生物和真核生物基因组结构特点；人类基因组结构特点。熟悉：基因组学的概念；人类基因组作图；质粒、转座因子、基因家族的特征。了解：乙肝病毒、反转录病毒基因组结构特点；人类基因组计划；基因组学的研究内容。重点：基因的结构，顺式作用元件的类型及特点；病毒、原核生物和真核生物基因组结构特 点；人类基因组特点。难点：基因的结构；人类基因组的结构特点。讲课时数：4 学时 教学内容：第一节 基因 1.基因概念的发展 2.基因的化学本质 3.基因的概念 4.基因的结构
8、 第二节 基因组 1.病毒基因组 2.原核基因组 3.真核基因组 4.人类基因组 5.基因组学 教学方法建议：讲授法为主 教学手段：多媒体教学 第五章 基因表达的调控 目的要求 掌握:基因表达、基因表达调控、操纵子、多顺反子、反式作用因子、顺式作用元件等基本概念；原核生物基因转录起始的调控机制；真核生物转录水平的调控机制。学习文档 仅供参考 熟悉:原核基因表达和真核基因表达的特点；原核生物基因转录终止的调控；真核生物基因组 DNA 水平调控的不同方式；转录后调控的不同环节及意义；翻译水平和翻译后水平调控的基本环节。了解:原核生物翻译水平的调控机制；反式作用因子的作用方式；基因表达的调控网络与协
9、同控制。重点:乳糖操纵子的转录调控机制；真核基因转录水平及转录后水平的调控机制。难点：原核基因操纵子的转录终止的调控机制。讲课时数：4 学时 教学内容：第一节 原核生物基因表达的调控 1原核生物基因表达的特点 2原核生物基因表达调控的机制 转录起始的调控；转录终止的调控；翻译水平的调控 第二节 真核生物基因表达的调控 1真核生物基因表达的特点 2真核生物基因表达调控的机制 基因组 DNA 水平的调控；转录水平的调控；转录后水平的调控；翻译水平的调控；翻译后水平调控 第三节 基因表达的调控网络与协同控制 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第六章 DNA损伤与修复 目的要求 掌握：DNA
10、 损伤与修复的概念；切除修复、重组修复和跨损伤修复的概念及机制。熟悉：真核生物诱导修复的主要机制。了解：DNA 损伤的因素；DNA 损伤和修复的生物学意义。重点：切除修复、重组修复和跨损伤修复的机制。难点:真核生物诱导修复的主要机制与特点。讲课时数：2 学时 教学内容：第一节 DNA损伤的原因及后果 1 DNA 分子的自发性损伤 DNA 复制产生误差；DNA 的自发性化学变化；2 物理因素引起的 DNA 损伤 紫外线照射引起的 DNA 损伤；电离辐射引起的 DNA 损伤；3 化学因素引起的 DNA 损伤 烷化剂对 DNA 的损伤；碱基类似物、修饰剂对 DNA 的损伤；DNA 损伤的后果 学习文
11、档 仅供参考 4.DNA 损伤的检测和 DNA 损伤相关的蛋白质 第二节 DNA修复 1错配修复 2.直接修复 3碱基切除修复 4.核苷酸切除修复 5重组修复 6跨损伤修复 7线粒体损伤和修复 8.基因的损伤与修复异常所致的疾病 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第七章 基因结构与表达分析的基本策略 目的要求：掌握：DNA 双脱氧末端终止法、Southern blot 杂交、Northern blot 杂交、DNA 芯片技术和PCR等技术原理及其应用；RT-PCR 和 Real-time PCR 技术原理及应用。熟悉：Western blot 原理及其应用。了解：RNA 酶保护试验原
12、理及应用；原位杂交技术；流式细胞术的应用；免疫组化方法的应用；其它 PCR衍生技术。重点：Southern blot 杂交和 PCR等技术原理及应用；Northern blot 杂交、DNA 芯片技术、RT-PCR 和 Real-time PCR 技术原理及应用。难点：DNA 双脱氧末端终止法测序、RNA 酶保护试验原理及应用及 Real-time PCR 原理。讲课时数：6 学时 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 教学内容：第一节 DNA 序列分析 1.双脱氧末端终止法 2.化学降解法 3.DNA 序列分析的自动化 第二节 核酸分子杂交技术 1 核酸分子杂交的原理 2 Southe
13、rn 印迹杂交 3 Northern 印迹杂交 4 斑点杂交和狭缝印迹杂交 5 原位杂交 6 液相杂交 学习文档 仅供参考 第三节 聚合酶链式反应 1.PCR反应基本原理 2.耐热的 DNA 聚合酶 3.PCR引物及设计原则 4.PCR反应条件的优化 5.常用的 PCR改良技术 第四节 基因芯片和微阵列技术 1 芯片制备技术 2 样品制备与杂交反应 3 DNA 芯片技术的主要应用 第五节 Western 免疫印迹技术 第六节 基因结构与表达分析的其它技术 技术 单链构象多态性检测 第八章 基因工程与基因体外表达 目的要求 掌握：限制性核酸内切酶的概念与特点；载体的概念；质粒的特点；基因克隆的基
14、本过程；外源基因在大肠杆菌和哺乳动物细胞中表达的基本要素。熟悉：其他常用工具酶的特点；定点诱变技术原理；真核细胞转染的方法及基本原理。了解：昆虫表达系统、酵母表达系统特点；电子克隆概念。重点：基因克隆的基本过程。难点：互补筛选；转染细胞的筛选；定点诱变技术原理。讲课时数：6 学时 教学内容：第一节 基因克隆工具酶 1.限制性核酸内切酶 2.其他常用工具酶 第二节 基因克隆的载体 1.常用的克隆载体 质粒、噬菌体、黏性质粒、M13噬菌体、病毒载体 2.表达载体 原核表达载体、真核表达载体 第三节 基因克隆的基本过程 1.目的基因获取 2.载体的选择和准备 3.DNA片段的体外连接 4.重组 DN
15、A 导入宿主细胞 学习文档 仅供参考 5.重组 DNA 的筛选与鉴定 第四节 真核细胞的转染 1.真核细胞转染的方法与基本原理 2.转染细胞的筛选 第五节 基因的改造 1.基因定点诱变技术 2.基因定点诱变技术的应用 第六节 克隆基因的表达 1.大肠杆菌表达系统 2.哺乳动物细胞表达系统 3.其他表达系统 第七节 电子克隆 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第九章 蛋白质组学的研究方法和进展 目的要求 掌握：蛋白质组、蛋白质组学的概念；蛋白质组学的基本研究方法：双向电泳、质谱技术。熟悉：生物信息学在蛋白质组学研究中的应用；酵母双杂交技术；噬菌体外表显示技术及基于质谱的蛋白质相互作用研
16、究方法；蛋白质芯片技术。了解：蛋白质组学的产生与发展；定量蛋白质组学；疾病蛋白质组学的概念；蛋白质组学在 疾病研究中的应用。重点：蛋白质组学的基本研究方法。难点：蛋白质功能模式的研究方法。授课学时：2 学时 基本内容 第一节 蛋白质组学的概念及其发展简史 1蛋白质组学的概念 2蛋白质组学的产生和发展 第二节 蛋白质组学研究方法概述 1蛋白质组表达模式的研究方法 2蛋白质组功能模式的研究方法 第三节 蛋白质组学在疾病研究中的应用 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第十一章 疾病产生的分子基础 目的要求 掌握：基因突变的概念；基因突变的类型及特点；基因突变的遗传学效应；常用的基因功能 学
17、习文档 仅供参考 分析方法：转基因技术、基因敲除技术、反义技术、RNA 干扰技术。熟悉：血红蛋白病的发病分子机制；突变基因的结构分析方法、基因表达异常的主要分析方法的原理。了解：细胞间异常信号、细胞内因素、翻译后加工运输障碍及病原生物基因导致的疾病。重点：基因突变的类型、特点及遗传学效应；常用的基因功能分析方法。难点：疾病分子机制的研究策略。讲课时数：4 学时 教学内容：第一节 基因结构改变引起疾病 1基因突变的类型 2基因突变的遗传效应 4 结构基因变异引起疾病 5 调控序列变异引起疾病 第二节 细胞间异常信号导致基因表达异常 1细胞间信号异常与疾病 第三节 细胞内因素导致基因表达异常引起的
18、疾病 1细胞内信号异常 2异常 DNA 甲基化 第四节 翻译后加工运输障碍引起疾病 1 翻译后加工 2 酪氨酸酶翻译后加工异常与白化病 第五节 蛋白质降解异常引起疾病 1 蛋白质降解异常 2 泛素-蛋白酶体途径 第六节 病原生物基因引起疾病 1 病原生物基因引起疾病的机理及特点 第七节 疾病分子机制的研究策略 1 基因结构人分析主要方法 2 基因表达水平分析主要技术 3 基因功能研究与疾病机制分析 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第十二章 基因诊断 目的要求 掌握：基因诊断的概念及其特点；基因诊断的常用技术。熟悉：基因诊断技术路线和方法的选择。了解：血红蛋白病、传染病和肿瘤的基因诊
19、断；指纹图的应用。重点：基因诊断的常用技术。难点：遗传病、肿瘤等疾病的基因诊断。学习文档 仅供参考 讲课时数：4 学时 教学内容：第一节 基因诊断的技术和方法 1.基因诊断概念、特点及临床意义 2.基因诊断中常用的分子生物学技术 核酸分子杂交、聚合酶链式反应、单链构象多态性、限制性片段长度多态性、单核苷 酸多态性、DNA 序列测定、生物芯片 3.基因诊断技术路线和方法的选择 直接诊断途径、间接诊断途径 第二节 遗传病的基因诊断 1.血红蛋白病 镰状细胞贫血病、地中海贫血 第三节 传染病的基因诊断 1.病毒性疾病 2.细菌引起的疾病 第四节 肿瘤的基因诊断 1.原癌基因与抑癌基因的检测 2.常见
20、肿瘤的基因诊断 第五节 基因诊断在法医学上的应用 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 第十三章 基因治疗原理与研究进展 目的要求 掌握：基因治疗的概念、基本策略及常用载体；治疗基因的受控表达原理与方法。熟悉：基因转移的基本技术；基因干预的基本策略；基因治疗的应用研究。了解：基因转移的靶细胞;基因治疗的前景与问题。重点：基因治疗的基本策略及常用载体；治疗基因的受控表达原理与方法。难点：治疗基因的受控表达原理与方法。讲课时数：4 学时 教学内容：第一节 基因治疗的基本策略 1基因置换 2基因添加 3 基因干预 4自杀基因治疗 学习文档 仅供参考 自杀基因系统；旁观者效应 5 基因免疫治疗
21、第二节 基因转移的基本技术 1病毒介导的基因转移系统 反转录病毒载体：反转录病毒前病毒的结构特点 腺病毒载体 腺病毒相关病毒 AAV载体 单纯性疱疹病毒(HSV)载体：HSV的特点与用途 2非病毒载体介导的基因转移系统 脂质体介导的基因转移技术 受体介导的转移技术 基因直接注射技术 第三节 基因转移的靶细胞 1造血细胞 2皮肤成纤维细胞 3肝细胞 4血管内皮细胞 5.淋巴细胞 6.肌肉细胞 7.肿瘤细胞 8.其他细胞 第四节 基因干预 1 反义 RNA 反义 RNA 与基因表达调控；受体介导反义 RNA 转移技术；反义 RNA 的应用前景 基因内部调节机制 2 RNA干扰 RNA 干扰现象；R
22、NA 干扰的机制；RNA 干扰的应用前景 3 核酶 核酶的设计；核酶的应用 1 三链 DNA 三链 DNA 与基因表达；作用机制；技术关键；三链 DNA 的应用研究；体内应用面临 的问题 第五节 治疗基因的受控表达 1基因内部的调节机制 2基因外部的调节机制 3利用病灶微环境使治疗基因特异性表达 4.治疗基因的诱导表达 Tet-Off/Tet-On 基因表达调控系统的原理 第六节 基因治疗的应用研究 1.遗传病的基因治疗研究 2.恶性肿瘤基因治疗研究 学习文档 仅供参考 肿瘤基因治疗的基本策略；肿瘤基因治疗的常用方法；3.病毒性疾病的基因治疗研究 调节机体免疫应答；抗病毒复制 4.其他疾病的基
23、因治疗研究基因治疗的应用研究基本技术的原理与方法的原理 3 病毒性疾病 4 其他疾病 第七节 基因治疗的前景与问题 1 安全性问题 2 伦理问题 3.当前存在的技术问题：基因调控元件的选择；安全高效载体的构建和转移技术的选择；靶细胞的选择 教学方法建议：讲授法 教学手段：多媒体教学 四、实验要求 1、实验目的：分子生物学实验是医学生实验技能与素质培养不可缺少的一个重要环节。通过分子生物学实验的教学，不仅使学生稳固和加强课堂所学的基础理论知识，更重要的是培养学生的实验操作能力、分析问题和解决问题的能力，养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风，培养学生的创新精神和创新能力。2、基本原理
24、主要包括人类基因组 DNA 的提取原理、凝胶电泳基本原理、质粒 DNA 提取原理、限制性核酸内切酶作用原理、聚合酶链反应原理等。3、实验方式与基本要求 实验方式：实验在老师的指导下，由学生自己采取两人一组完成实验操作。具体基本要求如下：实验一：人类基因组 DNA 提取及琼脂糖凝胶电泳分析 1熟悉分子生物学实验的操作特点。2掌握人类基因组 DNA 提取的基本原理。3熟悉人类基因组 DNA 提取的基本方法。4熟悉琼脂糖凝胶电泳的原理和操作。实验二：质粒 DNA 的提取及电泳分析 1掌握碱裂解法小量提取质粒 DNA 的原理和方法。2掌握琼脂糖凝胶电泳检测质粒 DNA 方法。3熟悉质粒 DNA 提取与
25、真核细胞核 DNA 提取的异同点。实验三：DNA 的限制性酶切及电泳分析 1掌握限制性核酸内切酶消化 DNA 的原理。2掌握重组质粒 DNA 的酶切鉴定方法。3掌握琼脂糖凝胶电泳分析酶切结果。实验四：PCR及其产物电泳分析 学习文档 仅供参考 1熟悉 PCR反应的原理。2掌握 PCR反应的操作步骤以及 PCR反应参数的选择与优化。3掌握 PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳检测方法。4、实验项目的设置与内容提要 序号 实验项 目名称 实验 时数 每组 人数 实验 类型 实验 要求 实验 类别 内容提要 1 人类基因组 DNA 提取及琼脂糖凝胶电泳分析 4 2 研 究创 新性 必修 技术基础 用细胞裂
26、解液裂解细胞膜，收集细胞核，加入 SDS 破裂核膜，用蛋白酶 K使核蛋白降解成小片段并从 DNA 上解离下来，经苯酚氯仿抽提去除蛋白质，无水乙醇沉淀 DNA，75%乙醇洗涤 DNA 沉淀，真空干燥后，溶解于 TE 中即得到高分子量的DNA。然后经 1.0%琼脂糖凝胶电泳分析 DNA的质量。2 质粒 DNA的提取及电泳分析 4 2 研 究创 新性 必修 技术基础 采用碱裂解法小量提取质粒 DNA。首先收获过夜培养的细菌，然后通过在低盐、高 pH值情况下的变性和高盐、低 pH值情况下的复性，以及通过苯酚、氯仿去除蛋白质等过程将质粒 DNA 别离、纯化。并用 1.0%琼脂糖凝胶电泳分析质粒 DNA。
27、3 PCR 及其产物电泳分析 4 2 研 究创 新性 必修 技术基础 PCR 反应是在耐热的 DNA 聚合酶作用下，催化一对特异引物之间 DNA 片段合成的基因扩增技术。由变性、退火、延伸三个步骤组成一个循环周期。每个周期的产物又可作为下一周期的模板，如此循环往复，经过一定次数循环后，目的 DNA 分子的拷贝数大量增加。4 DNA的限制性酶切及电泳分析 实验考查 3 1 2 研 究创 新性 必修 技术基础 限制性核酸内切酶能够识别双链 DNA中特定的碱基顺序，EcoRI 酶的识别切割顺序为 5 GAATTC 3,切割后产生 3粘性末端；实验所用的重组质粒为我系构建，用 EcoRI 酶切割重组质
28、粒，琼脂糖凝胶电泳分析酶切结果，如果切下的片段和插入的片段基本相符，说明克隆基本成功，最后还需测序验证。学习文档 仅供参考 五、课程学时分配 内容 总学时 理论学时 实验学时 备注 绪论 2 2 0 基因与基因组 8 4 4 基因表达的调控 4 4 0 DNA 损伤与修复 2 2 0 基因结构与表达分析的基本策略 10 6 4 基因工程与基因体外表达 10 6 4 蛋白质组学的研究方法和进展 2 2 0 疾病产生的分子基础 7 4 3 基因诊断 4 4 0 基因治疗原理与研究进展 4 4 0 考试 3 2 1 总计 56 40 16 六、考核 1、考核方式：闭卷考试。2、成绩构成：成绩由理论成绩和实验成绩两部分构成。实验成绩由实验作业、平时考查、实验考查三部分组成。1理论考试：占总成绩的 80。学习完成后以笔试闭卷考核的方式组织考试，成绩按百分制计算。2实验考试：占总成绩的 20。由实验作业 20%、平时考查 20%、实验考查 60%三部分组成。平时考查标准：组号 出勤 衣着 实 验 操 作 实验结果 纪律 卫生 总评 满勤 迟到 缺席 优 良 一般 不合格 1 0 6 1 0 10 一 二 实验考查：主要考核实验原理、实验结果、实验技能、实验关键试剂的作用等知识。七、制订执笔者：审核者教研室主任或研究所所长：批准者教学院长：