第一篇：關(guān)于分子生物學(xué)與醫(yī)藥的綜述

關(guān)于分子生物學(xué)與醫(yī)藥的綜述

分子生物學(xué)與醫(yī)藥

專業(yè)：11生技

姓名：檀慧芳

學(xué)號：1102021036 摘要：分子生物學(xué)是從分子水平上研究生物體生命活動及其規(guī)律的一門科學(xué)，其不僅是目前自然科學(xué)中進(jìn)展最迅速、最具活力和生氣的領(lǐng)域，也是新世紀(jì)的帶頭學(xué)科。在醫(yī)學(xué)中，分子生物學(xué)主要研究人體生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用及其同疾病發(fā)生、發(fā)展關(guān)系，乃至在診斷治療上的應(yīng)用[1]。醫(yī)藥是關(guān)于人類同疾病作斗爭和增進(jìn)健康的科學(xué)，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，與人民群眾的生命健康和生活質(zhì)量等切身利益密切相關(guān)。隨著分子生物學(xué)和醫(yī)藥的逐步發(fā)展，分子生物學(xué)被越來越廣泛的應(yīng)用到生物醫(yī)藥行業(yè)中。下文將通過對分子生物學(xué)和醫(yī)藥的介紹、分子生物學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用、分子生物學(xué)再生醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和展望這三方面內(nèi)容來介紹分子生物學(xué)與醫(yī)藥。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)

生物醫(yī)藥

應(yīng)用

發(fā)展趨勢與展望

1、分子生物學(xué)與生物醫(yī)藥簡介

1.1分子生物學(xué)

分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等所有生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的學(xué)科，是人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘，由被動地適應(yīng) 自然界轉(zhuǎn)向主動的改造和重組自然界的基礎(chǔ)科學(xué)。分子生物學(xué)從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動及其規(guī)律，它涵蓋了生命科學(xué)的各個領(lǐng)域，改變了或正在改變著整個生物學(xué)的面貌，其研究成果已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、食品、材料、能源、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[2]。分子生物學(xué)是研究所有生物學(xué)現(xiàn)象的分子基礎(chǔ)，內(nèi)容十分廣泛，但可以把分子生物學(xué)的研究內(nèi)容可以概括為以下五個方面：

1.基因與基因組的結(jié)構(gòu)與功能：基因的研究一直是影響整個分子生物學(xué)發(fā)展的主線。近20年來，由于重組DNA技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用，人們已經(jīng)改變了從表型到基因型的傳統(tǒng)研究基因的途徑，能夠直接從克隆目的基因出發(fā)，研究基因的功能及其與表型的關(guān)系，使基因的研究進(jìn)入了反向生物學(xué)階段。2.DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯：此方面研究的重點是DNA或基因怎樣在相關(guān)的酶與蛋白質(zhì)因子的作用下按照中心法則進(jìn)行自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，以及對mRNA分子剪接、加工、編輯和對新生多肽鏈折疊成為功能結(jié)構(gòu)的研究。

3.基因表達(dá)調(diào)控和研究：基因表達(dá)的實質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。在生物個體的生長、發(fā)育和繁殖過程中，遺傳信息的表達(dá)按照一定的時空發(fā)生變化，并且隨著內(nèi)外環(huán)境的變化而不斷地加以修正。基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在對上游調(diào)控序列、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄因子以及RNA剪輯等幾個方面。

4.DNA重組技術(shù)：DNA重組技術(shù)是20世紀(jì)70年代初興起的一門科學(xué)技術(shù)。應(yīng)用此技術(shù)能將不同的DNA片段進(jìn)行定向的連接，并且在特定的宿主細(xì)胞中與載體同時復(fù)制、表達(dá)。它的主要目的用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽也可用于定向改造某些生物有效阻止病情發(fā)展。DNA重組技術(shù)還被用來進(jìn)行基礎(chǔ)研究。分子生物學(xué)研究核心是遺傳信息的結(jié)構(gòu)、傳遞和控制，在這個過程中DNA重組技術(shù)必不可少。

5.結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)：任何一個生物大分子當(dāng)它在發(fā)揮生物學(xué)功能時需要有兩個前提：必須具有特定的空間結(jié)構(gòu)，并且在發(fā)揮生物學(xué)功能的過程中必定存在結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的變化。分子生物學(xué)已經(jīng)滲透到生物學(xué)的各個領(lǐng)域，正在改變著生物學(xué)的面貌[3]。

1.2生物醫(yī)藥

生物制藥是指運用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果，從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等，綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的原理

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關(guān)于分子生物學(xué)與醫(yī)藥的綜述

和方法制造可用于預(yù)防、治療和診斷制品的技術(shù)。改革開放以來，中國醫(yī)藥行業(yè)一直保持較快的增長速度，1978-2010年，醫(yī)藥工業(yè)產(chǎn)值年均增速達(dá)到15%以上，規(guī)模不斷擴大，經(jīng)濟(jì)運行質(zhì)量與效益不斷提高。我國已成為全球最大的藥物制劑生產(chǎn)國?！?013-2017年 中國生物制藥行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告》顯示，國家加大對生物技術(shù)創(chuàng)新和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度，使我國生物制藥行業(yè)保持快速發(fā)展勢頭[4]。數(shù)據(jù)顯示，2003-2010年中國生物制藥行業(yè)銷售收入年復(fù)合增長率達(dá)21.52%，2010年行業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模突破千億元，同比增速超過40%。認(rèn)為，未來十年，一批基因治療方案、藥物將進(jìn)入應(yīng)用階段。中國生物藥研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化能力也將大幅度提高，形成化學(xué)藥、中藥、生物藥三足鼎立的藥物新格局。我國將針對癌癥、心臟病、高血壓、糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等重大疾病，取得200個生物新藥證書，開發(fā)近200種生物藥，近400個生物藥進(jìn)入臨床試驗階段，中國生物制藥的高速發(fā)展時代已經(jīng)到來。

2、分子生物學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1分子生物學(xué)中的基因治療

基因治療（gene therapy）是指將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的。也就是將外源基因通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將其插入病人的適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因制造的產(chǎn)物能治療某種疾病。從廣義說，基因治療還可包括從DNA水平采取的治療某些疾病的措施和新技術(shù)[5]。

基因治療分為二種形式：一是體細(xì)胞基因治療，正在廣泛使用；二是生殖細(xì)胞基因治療，因能引起遺傳改變而受到限制?；蛑委煹陌屑?xì)胞主要分為兩大類：體細(xì)胞和生殖細(xì)胞，目前開展的基因治療只限于體細(xì)胞。(1)生殖細(xì)胞基因治療：生殖細(xì)胞基因治療是將正?；蜣D(zhuǎn)移到患者的生殖細(xì)胞（精細(xì)胞、卵細(xì)胞中早期胚胎）使其發(fā)育成正常個體，顯然，這是理想的方法。實際上，這種靶細(xì)胞的遺傳修飾至今尚無實質(zhì)性進(jìn)展?；虻倪@種轉(zhuǎn)移一般只能用顯微注射，然而效率不高，并且只適用排卵周期短而次數(shù)多的動物，這難適用于人類。而在人類實行基因轉(zhuǎn)移到生殖細(xì)胞，并世代遺傳，又涉及倫理學(xué)問題。因此，就人類而言，多不考慮生殖細(xì)胞的基因治療途徑。(2)體細(xì)胞基因治療：體細(xì)胞基因治療是指將正?；蜣D(zhuǎn)移到體細(xì)胞，使之表達(dá)基因產(chǎn)物，以達(dá)到治療目的。

基因治療按基因操作可分為兩類：一類為基因修正和基因置換，即將缺陷基因的異常序列進(jìn)行矯正，對缺陷基因精確地原位修復(fù)，不涉及基因組的其他任何改變。通過同源重組即基因打靶基因治療技術(shù)將外源正常的基因在特定的部位進(jìn)行重組，從而使缺陷基因在原位特異性修復(fù)。另一類為基因增強和基因失活，是不去除異常基因，而通過導(dǎo)入外源基因使其表達(dá)正常產(chǎn)物，從而補償缺陷基因等的功能；或特異封閉某些基因的翻譯或轉(zhuǎn)錄，以達(dá)到抑制某些異常基因表達(dá)。

基因治療的策略有基因矯正、基因置換、基因增補、基因失活、自殺基因、免疫治療、耐藥治療等幾種。基因治療步驟為治療性基因的獲得、基因載體的選擇、靶細(xì)胞的選擇、基因轉(zhuǎn)移方法、轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞的選擇鑒定、回輸體內(nèi)六步?；蛑委熝芯恳话阋舷铝幸螅孩贋橐衙鞔_了的單基因缺陷疾??；②僅限于體細(xì)胞；③靶細(xì)胞的親緣性和可操作性等；④有明顯療效和無或低危害性等；⑤表達(dá)水平穩(wěn)定時程長；⑥必須有動物實驗基礎(chǔ)。人類細(xì)胞基因治療的臨床實驗已經(jīng)開始。進(jìn)行基因治療必須具備下列條件：①選擇適當(dāng)?shù)募膊?，并對其發(fā)病機理及相應(yīng)基因的結(jié)構(gòu)功能了解清楚；②糾正該病的基因已被克隆，并了解該基因表達(dá)與調(diào)控的機制與條件；③該基因具有適宜的受體細(xì)胞并能在體外有效表達(dá)；④具有安全有效的轉(zhuǎn)移載體和方法，以及可供利用的動物模型。已對若干人類單基因遺傳病和腫瘤開展了臨床的基因治療。

2.2分子生物學(xué)應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)

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脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)分析應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)鑒定是近十幾年來的事，是將分子生物學(xué)方法應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對案件所涉及的生物檢材的DNA 進(jìn)行分型，達(dá)到個人識別或親子鑒定的目的。世界上有120 多個國家和地區(qū)已應(yīng)用DNA分析技術(shù)辦案，解決刑事案件、民事糾紛問題，以及追查尸體身源，包括戰(zhàn)爭及大型災(zāi)難中罹難者的個人識別等，個人同一認(rèn)定接近100%[6]。

2.2.1法醫(yī)DNA分析技術(shù)的理論基礎(chǔ)

DNA主要是由四種堿基腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鳥嘌呤G和胞嘧啶C組成，是存在于細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)—DNA包含了任一機體發(fā)育和功能所必需的全部信息。人類DNA含有3.2×109個堿基對，其中約99.9%的DNA序列是相同的，另外的0.1%在個體之間有差異（除同卵雙生外）。個體之間的DNA差異有的在個人特征如眼睛、發(fā)色和膚色中表現(xiàn)出來，更多的是不表現(xiàn)在個人的生理外觀特征上，必須用實驗室的特殊技術(shù)才能被測定出來。最早用于法醫(yī)檢驗的DNA技術(shù)—限制片段長度多態(tài)性檢驗（RFLP）被人們通俗形象地稱為DNA 指紋技術(shù)。DNA指紋技術(shù)引入到法醫(yī)物證鑒定后，由于DNA指紋的高度個體特異性，同一個體不同組織之間的一致性和遺傳穩(wěn)定性，使個體同一認(rèn)定成為現(xiàn)實。2.2.2法醫(yī)DNA分析的主要方法 DNA指紋技術(shù)：是1980年從人類DNA文庫中發(fā)現(xiàn)的一種可變串聯(lián)重復(fù)序列（variable number of tandem repeat ,VNTR），又名小衛(wèi)星DNA。之后，人們相繼發(fā)現(xiàn)了一些與之類似的可變區(qū)?；蚪M上存在著多位點的VNTR。VNTR主要分布于基因組的非編碼區(qū)，尤以染色體端粒部位居多。VNTR內(nèi)的“核心序列”（重復(fù)單元）長10擬70bp。不同個體基因組上同一VNTR位點的核心序列相同，但重復(fù)次數(shù)相差懸殊。故不同個體間同一位點VNTR區(qū)的DNA片斷長度變化較大，在群體中呈多態(tài)性，即VNTR長度片斷多態(tài)性。因此，這些多位點的VNTR長度片斷多態(tài)性就為法醫(yī)學(xué)中的個體識別提供了有利證據(jù)。

STR分型檢驗：STR是短串聯(lián)重復(fù)序列（short tandem repeat）的簡稱，又稱微衛(wèi)星DNA。STR是由2擬10bp重復(fù)單元組成的短串聯(lián)重復(fù)序列。片段長100bp-500bp。STR廣泛分布于人類基因組。據(jù)估計，人類基因組每20 bp就有一個3bp或4bp串聯(lián)重復(fù)序列的STR位點。Edwards等人研究發(fā)現(xiàn)，約50%STR位點具有高度多態(tài)性。這些高度多態(tài)性的STR為法醫(yī)個體識別提供了又一有利證據(jù)。

2.3分子生物學(xué)與中醫(yī)藥開發(fā)

長期以來，中藥以其確切的療效、低微的毒副作用以及沒有耐藥性而受到人們的信賴，特別是中藥獨特的雙向調(diào)節(jié)和整體調(diào)節(jié)效應(yīng)更成為當(dāng)前研究的重點。隨著分子生物學(xué)技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用，必將是中藥的開發(fā)應(yīng)用進(jìn)入一個新階段。2.3.1分子生物學(xué)為中藥的品種鑒定和質(zhì)量控制提供了機遇

我國中藥材種類繁多，資源豐富，然而來源復(fù)雜，過去一直采用形態(tài)分類法來鑒別生物物種，這種建立在宏觀觀測水平上的方法往往不完善，易致爭議，從而為中醫(yī)遣方用藥中道地藥材采用帶來困難。隨著分子生物學(xué)及分子克隆技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可以根據(jù)遺傳物質(zhì)DNA在不同生物個體的差異來鑒別生物物種，如利用限制性內(nèi)切酶酶切片段長度多態(tài)性(RFLD)來研究品種間、種屬間的DNA的變異情況，從而揭示不同品種間的親緣關(guān)系，為鑒別藥材品種提供依據(jù)；同時，這種方法也能為尋找新的藥用資源提供線索。而聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)的出現(xiàn)，以其DNA擴增產(chǎn)物的專一性強、不需進(jìn)行特殊純化，而且高速、高效、優(yōu)質(zhì)和全部自動化的優(yōu)點，為中藥材特別是貴重藥材的鑒別帶來了方便。此外，各種蛋白電泳分析如聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS—PAGE)等以及中藥血清學(xué)鑒別為制定中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供了可能性。

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2.3.2分子生物學(xué)促進(jìn)了中藥作用機理的研究

中藥治病的物質(zhì)基礎(chǔ)，是通過其所含的生物活性分子而發(fā)揮作用，中藥復(fù)方含多種生物活性成份，即是一種植物中藥，也常含多種化學(xué)成份，可能是某種或多種成份從各個方面調(diào)節(jié)病體內(nèi)的多個環(huán)節(jié)，使之逐漸恢復(fù)平衡，這種整體調(diào)節(jié)及雙向調(diào)節(jié)的效應(yīng)是西醫(yī)所不及的。利用分子生物學(xué)的既采用還原方法又辯證研究整體的綜合分析方法，從分子水平研究中藥作用原理，對促進(jìn)中藥開發(fā)有重要意義。國內(nèi)不少單位開展了中草藥的分子藥理學(xué)研究，如丹參注射液使血小板cAMP升高，有抗血小板聚集作用；血竭使血漿cAMP升高，cGMP降低，抑制血小板聚集，防止血栓形成。人參加強心肌收縮力，使心肌cAMP升高，cGMP降低。而對生理性腎虛的老齡大鼠肝組織DNA甲基酶活力及甲基化水平進(jìn)行的研究，發(fā)現(xiàn)補腎中藥能明顯提高大鼠DNA甲基酶活力和DNA甲基化水平，從而具有延緩衰老的作用，這就為從基因表達(dá)與調(diào)控角度闡述補腎中藥延緩衰老的機制提供了依據(jù)和啟示。日本學(xué)者山田等在對有關(guān)癌的研究中，明確了漢方藥可以調(diào)控癌基因及抑癌基因的表達(dá)，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡。國內(nèi)喬氏在中藥治療內(nèi)毒性休克機制的研究中發(fā)現(xiàn)，超量一氧化氮形成是引起溫病營血分證病理變化的主要因素，補腎益氣涼血方藥和清熱解毒方藥均能減輕內(nèi)毒素的致病作用，減少腫瘤壞死因子的產(chǎn)生，抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶基因表達(dá)及一氧化氮超量形成，從而減輕一氧化氮對機體的病理損傷；補腎益氣涼血方藥還具有提高糖皮質(zhì)激素水平及增強網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能[7]的作用。

2.3.4分子生物學(xué)有利于中藥的培育和新藥開發(fā)

當(dāng)前我國采用的中藥絕大多數(shù)為栽培品種，長期栽培的品種有許多難以解決的問題，如品種種質(zhì)老化，病毒寄生蔓延，種植費時、費工，繁殖系數(shù)低，難以適應(yīng)生產(chǎn)基地生產(chǎn)藥材的需要。運用分子生物學(xué)中的基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)，就能使這些問題迎刃而解。它一方面可對藥用植物品種實行遺傳改造，或構(gòu)建新型的抗逆力強的優(yōu)良品種，以加強中藥高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗新品種的選育；另一方面，用基因工程技術(shù)培育出的抗病毒、抗蟲害的新型中藥能減少農(nóng)藥施用，杜絕農(nóng)藥和重金屬的污染，從而增強了中藥使用的安全性，并促進(jìn)中藥出口[8]。而利用80年代建立的轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)技術(shù)和反義技術(shù)等分子生物學(xué)技術(shù)，不僅可以保護(hù)瀕危藥物，同時對有效成分明確的各種中藥可進(jìn)行有效成分的生物工程生產(chǎn)，從而促進(jìn)新的生物制品的開發(fā)。

3、分子生物學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和展望

20世紀(jì)后半葉以來分子生物學(xué)是生命科學(xué)乃至整個自然科學(xué)中發(fā)展最迅速的學(xué)科之一，不僅帶動了生物學(xué)乃至整個科學(xué)的發(fā)展，而且為醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)以及國防方面的研究開辟了廣闊的前景。20世紀(jì)末生物技術(shù)已形成的十大熱點為：基因擴增技術(shù)（PCR等）的應(yīng)用；人類基因組計劃；生物傳感器；蛋白質(zhì)工程；轉(zhuǎn)基因生物；細(xì)胞培養(yǎng)；反義物質(zhì)；重組微生物的田間試驗；神經(jīng)科學(xué)；農(nóng)業(yè)生物技術(shù)。分子生物學(xué)和遺傳學(xué)在20世紀(jì)末已經(jīng)走出了研究極少數(shù)臨床異常病例的小圈子，開始用于研究對付臨床普通性疾病，如動脈粥樣硬化、哮喘、高血壓、糖尿病、肥胖癥、骨質(zhì)疏松，甚至精神病等[9]。

21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)將是一分子生物學(xué)及其技術(shù)為帶動的分子醫(yī)學(xué)。分子醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)是對每個人的基因攜帶的遺傳信息的了解和對由這些基因控制其合成的蛋白質(zhì)的了解。隨著“人類基因組計劃”的實施與深入開展，這些信息一逐漸明朗。迄今，人們已經(jīng)完全了解了4000多個基因。生物工程也正在打亂醫(yī)藥工業(yè)的研究戰(zhàn)略。過去，這種研究主要是憑借經(jīng)驗對一些天然植物性或動物性物質(zhì)進(jìn)行研究、開發(fā)。而今，人們都在轉(zhuǎn)向利用重組技術(shù)、克隆技術(shù)等

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關(guān)于分子生物學(xué)與醫(yī)藥的綜述

研究、開發(fā)、生產(chǎn)基因藥物，并以產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益，充分顯示出分子生物學(xué)必將領(lǐng)導(dǎo)21世紀(jì)醫(yī)藥的迅猛發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：生物化學(xué)與分子生物學(xué)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)于2003年獲得碩士學(xué)位授予權(quán)，2004年開始招收碩士研究生，是江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的重點建設(shè)和優(yōu)勢學(xué)科之一。

碩士點有導(dǎo)師11人，其中博士生導(dǎo)師2人，教授7人，具有博士學(xué)位的9人，是一支以博士、碩士學(xué)歷教師為主要骨干，職稱和年齡結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。學(xué)科以科技部、農(nóng)業(yè)部、江西省動物生物技術(shù)重點實驗室和生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗室為依托，擁有較為先進(jìn)和完備的現(xiàn)代儀器設(shè)備，承擔(dān)了一批國家級重點項目和省級重點科研項目，研究經(jīng)費達(dá)1000余萬元，主要以生物大分子如DNA、RNA、蛋白質(zhì)（酶）、抗體、新活性物質(zhì)為對象，進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能、代謝、生物信息的研究方向。培養(yǎng)熟練掌握生物化學(xué)與分子生物學(xué)，以及生物學(xué)相關(guān)學(xué)科的基本理論和基礎(chǔ)知識，受到相關(guān)專業(yè)技能的訓(xùn)練，具備進(jìn)一步攻讀博士研究生的良好潛質(zhì)，同時具備較扎實理論知識、實踐技能和創(chuàng)新意識的高級專業(yè)人才。8年來共培養(yǎng)6屆畢業(yè)生88人，發(fā)表論文共160篇。其中SCI、EI、ISTP收錄14篇。在植物生物化學(xué)、動物生物化學(xué)、動物功能基因組學(xué)、生殖生物化學(xué)、植物資源利用等研究方向形成了自身的優(yōu)勢與特色。

第三篇：《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》教學(xué)大綱

分子生物學(xué)（Molecular Biology）

（50學(xué)時）

一、前言

本課程面向生物技術(shù)專業(yè)和生物科學(xué)專業(yè)，學(xué)時50，學(xué)分3，屬于專業(yè)必修課，先修課程為生物化學(xué)。

二、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)：

本課程首先介紹分子生物學(xué)的含義,它在生命科學(xué)中的位置、發(fā)展現(xiàn)狀及展望以及基因組織包括DNA結(jié)構(gòu)、復(fù)制、突變、修復(fù)和重組。同時兼顧學(xué)科發(fā)展動向,著重涉及當(dāng)今分子生物學(xué)應(yīng)用技術(shù)即分子克隆工具酶、電泳技術(shù)、載體、DNA及RNA制備、構(gòu)建DNA文庫、遺傳轉(zhuǎn)化、基因表達(dá)、PCR、RFLP、RAPD,還介紹了蛋白質(zhì)合成及分析。旨在使研究生了解現(xiàn)代分子生物學(xué)理論的新進(jìn)展并為相關(guān)學(xué)科從分子水平上闡明問題提供知識和技術(shù)。

三、教學(xué)基本要求和方法：

通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握基因概念在分子水平上的發(fā)展與演變、基因的分子結(jié)構(gòu)和特點、基因的復(fù)制、基因表達(dá)（在轉(zhuǎn)錄、翻譯水平）的基本原理、基因表達(dá)調(diào)控的基本模式、基因發(fā)生突變與交換及DNA遺傳多型性檢測的分子生物學(xué)原理。

四、授課教材及主要參考書目 教材：

P.C.Turner,A.G.McLennan,A.D.Bates&M.R.H.White 1999 分子生物學(xué)（Molecular Biology）科學(xué)出版社

參考書目：

黃翠芬 1987 遺傳工程理論和方法 科學(xué)出版社 盛祖嘉等 1988 分子遺傳學(xué) 復(fù)旦大學(xué)出版社 齊義鵬 1989 基因工程原理和方法 武漢大學(xué)出版社 吳乃虎 1991 基因工程原理 高等教育出版社 1998 基因工程原理(第二版)科學(xué)出版社 金冬雁 黎孟楓等譯 1992 分子克隆實驗指南 科學(xué)出版社 謝友菊 1992 遺傳工程概論 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 閻隆飛、張玉麟 1993 分子生物學(xué) 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 閻隆飛、張玉麟 1997 分子生物學(xué)(第二版)北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 徐洵、劉震乾 1993 DNA重組技術(shù) 科學(xué)出版社 盧圣棟 1993 現(xiàn)代分子生物學(xué)實驗技術(shù) 高等教育出版社 李德葆 徐平1994 重組DNA原理和方法 淅江科學(xué)技術(shù)出版社 孫志賢 1995 現(xiàn)代生物化學(xué)理論與研究技術(shù) 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社 林萬明等 1995 PCR技術(shù)操作和應(yīng)用指南 人民軍醫(yī)出版社 金冬雁 1996 英漢分子生物學(xué)與生物工程詞匯 科學(xué)出版社 1998 基因及其操作原理 武漢大學(xué)出版社 金冬雁等 1996 核酸和蛋白的化學(xué)合成與序列分析 科學(xué)出版社 夏其昌 1997 蛋白質(zhì)化學(xué)研究技術(shù)與進(jìn)展 科學(xué)出版社 科學(xué)出版社名詞室 1997 英漢生物學(xué)詞匯（第二版）科學(xué)出版社 朱玉賢等 1997 現(xiàn)代分子生物學(xué) 高等教育出版社 瞿禮嘉等 1998 現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論 高等教育出版社 Robert.F.Weaver 2000 分子生物學(xué)(in English)科學(xué)出版社 Sambrook J.等 1982 Molecular Cloning;A Laboratiry Manual 1989(2nd edition)Cold Spring Harbor Laboratory Press Turner等 1999 分子生物學(xué)(in English)科學(xué)出版社

五、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配： 第一章 細(xì)胞與大分子（2學(xué)時）

1、目的要求：掌握細(xì)胞和大分子的分類及用以分析的一些方法。

2、要點： 第一節(jié) 細(xì)胞分類

1.真細(xì)菌 2.古細(xì)菌 3.真核生物 4.分化 第二節(jié) 亞細(xì)胞器

1.細(xì)胞核 2.線粒體與葉綠體 3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 4.微體 5.細(xì)胞器的分離 第三節(jié) 生物大分子

1.蛋白質(zhì)和核酸 2.多糖 3.脂類 4.復(fù)雜大分子 第四節(jié) 大分子的組裝

1.蛋白質(zhì)復(fù)合體 2.核蛋白 3.膜

4.非共價相互作用

第二章 原核與真核生物的染色體結(jié)構(gòu)（2學(xué)時）

1、目的要求：掌握DNA如何整合進(jìn)原核和真核生物復(fù)雜的基因組中。

2、要點

第一節(jié) 原核生物的染色體結(jié)構(gòu)

1.大腸桿菌染色體 2.DNA結(jié)構(gòu)域 3.基因組超螺旋 4.DNA結(jié)合蛋白 第二節(jié) 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)

1.染色質(zhì) 2.組蛋白 3.核小體 4.H1的功能 5.連接DNA 6.30nm纖絲 7.高級結(jié)構(gòu)

第三節(jié) 真核生物的染色體結(jié)構(gòu)

1.有絲分裂染色體 2.著絲粒 3.端粒 4.間期染色體 5.異染色質(zhì) 6.常染色質(zhì) 7.DNaseⅠ超敏性 8.CpG甲基化 9.組蛋白變異體和修飾 第四節(jié) 基因組復(fù)雜度

1.非編碼DNA 2.復(fù)性動力學(xué) 3.單一序列DNA 4.串聯(lián)基因簇 5.分散重復(fù)DNA 6.衛(wèi)星DNA 7.遺傳多態(tài)性 第五節(jié) 遺傳信息流

1.中心法則 2.原核基因表達(dá) 3.真核基因表達(dá)

第三章 DNA復(fù)制（4學(xué)時）

1、目的要求：重點掌握DNA復(fù)制的過程，DNA復(fù)制在原核生物與真核生物中的區(qū)別。

2、要點：

第一節(jié) DNA復(fù)制概述

1.半保留機制

2.復(fù)制子、復(fù)制起點與終點 3.半不連續(xù)復(fù)制 4.RNA引導(dǎo) 第二節(jié) 細(xì)菌的DNA復(fù)制

1.實驗系統(tǒng) 2.起始 3.解旋 4.延伸 5.終止與分離 第三節(jié) 細(xì)胞周期

1.細(xì)胞周期 2.細(xì)胞周期4個時期 3.檢驗點及其調(diào)控

4.細(xì)胞周期蛋白和依賴于細(xì)胞周期蛋白的激酶 5.E2F和RB的調(diào)控

6.細(xì)胞周期的激活、抑制與癌癥 第四節(jié) 真核生物的DNA復(fù)制

1.實驗系統(tǒng) 2.起始點與起始 3.復(fù)制叉 4.核基質(zhì) 5.端粒的復(fù)制

第四章 DNA損傷、修復(fù)與重組（4學(xué)時）

1、目的要求：了解導(dǎo)致DNA損傷的因素，掌握基因誘變、DNA重組和DNA修復(fù)的概念和方法。

2、要點： 第一節(jié) 誘變

1.突變 2.復(fù)制忠實性 3.物理誘變劑 4.化學(xué)誘變劑 5.直接誘變 6.間接誘變 第二節(jié) DNA損傷

1.DNA損傷 2.氧化性損傷 3.烷基化 4.聚化加合物 第三節(jié) DNA修復(fù)

1.光復(fù)活 2.烷基轉(zhuǎn)移酶 3.切除修復(fù) 4.錯配修復(fù) 5.遺傳性的修復(fù)缺陷 第四節(jié) 重組

1.同源重組 2.位點特異性重組 3.轉(zhuǎn)座作用

第五章 基因操作（4學(xué)時）

1、目的要求：掌握現(xiàn)有的對DNA進(jìn)行操作的技術(shù)，學(xué)習(xí)用簡單的DNA克隆策略圖說明問題。

2、要點：

第一節(jié) DNA克隆概述

1.DNA克隆 2.宿主和載體 3.亞克隆 4.DNA文庫 5.篩選文庫 6.克隆分析 第二節(jié) 質(zhì)粒DNA的制備

1.載體質(zhì)粒 2.質(zhì)粒的小量制備 3.堿裂解 4.酚抽提 5.乙醇沉淀 6.氯化銫梯度 第三節(jié) 限制酶與電泳

1.限制性內(nèi)切核酸酶 2.識別序列 3.黏末端 4.限制性酶解 5.瓊脂糖凝膠電泳 6.DNA片段的分離

第四節(jié) 連接、轉(zhuǎn)化與重組體分析

1.DNA連接 2.重組DNA分子 3.堿性磷酸酶 4.轉(zhuǎn)化 5.篩選 6.轉(zhuǎn)化率 7.篩選轉(zhuǎn)化子 8.轉(zhuǎn)化子的增殖與保存 9.凝膠分析 10.插入片段定向

第六章 克隆載體（4學(xué)時）

1、目的要求：了解常用的適合于各種用途的克隆載體。

2、要點：

第一節(jié) 質(zhì)粒載體的設(shè)計

1.連接產(chǎn)物 2.雙抗生素抗性 3.藍(lán)—白顏色篩選 4.多克隆位點 5.已克隆插入片段的轉(zhuǎn)錄 6.表達(dá)載體 第二節(jié) 噬菌體載體

1.λ噬菌體 2.λ置換型載體 3.包裝與侵染 4.噬菌斑的形成 5.λ溶原體 6.M13噬菌體載體 7.克隆到M13 8.質(zhì)粒—M13雜合載體 第三節(jié) 黏粒、YAC與BAC 1.大片段DNA的克隆 2.黏粒載體 3.YAC載體

4.用釀酒酵母的篩選 5.BAC載體 第四節(jié) 真核生物載體

1.克隆到真核生物 2.轉(zhuǎn)染真核細(xì)胞 3.穿梭載體 4.酵母附加型質(zhì)粒 5.根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒 6.桿狀病毒 7.哺乳動物病毒載體 8.直接基因轉(zhuǎn)移

第七章 基因文庫與篩選（4學(xué)時）

1、目的要求：介紹用DNA文庫來分離篩選新的基因序列的過程與方法。

2、要點：

第一節(jié) 基因組文庫

1.具代表性的基因文庫 2.文庫大小 3.基因組DNA 4.載體 第二節(jié) cDNA文庫

1.mRNA分離、純化與分級分離 2.cDNA的合成 3.cDNA末端的處理 4.與載體的連接 第三節(jié) 篩選流程

1.篩選 2.菌落及噬菌斑雜交 3.表達(dá)篩選 4.雜交扣留與釋放 5.染色體步移

第八章 克隆DNA的分析與應(yīng)用（2學(xué)時）

1、目的要求：了解涉及DNA測序和克隆序列分析方面的一些更加復(fù)雜和詳細(xì)的方法，熟練掌握PCR技術(shù)的原理和過程。

2、要點：

第一節(jié) 克隆的鑒定

1.鑒定 2.限制圖譜 3.部分酶解 4.核酸標(biāo)記 5.DNA和RNA雜交 第二節(jié) 核酸測序

1.DNA測序 2.RNA測序 3.序列數(shù)據(jù)庫 4.序列分析 5.基因組測序計劃 第三節(jié) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

1.PCR 2.PCR循環(huán) 3.模板 4.引物 5.酶

6.PCR的條件優(yōu)化 7.PCR派生技術(shù) 第四節(jié) 克隆基因的組構(gòu)

1.組構(gòu)

2.在基因組DNA上定位cDNA 3.S1核酸酶作圖 4.引物延伸 5.凝膠阻滯 6.DNaseⅠ足跡法 7.報道基因 第五節(jié) 克隆基因的誘變

1.缺失突變 2.定點誘變 3.PCR誘變 第六節(jié) 克隆技術(shù)的應(yīng)用

1.應(yīng)用 2.重組蛋白 3.遺傳修飾生物體 4.DNA指紋分析 5.醫(yī)學(xué)診斷 6.基因治療

第九章

原核生物的轉(zhuǎn)錄（3學(xué)時）

1、目的要求：熟練掌握原核生物基因轉(zhuǎn)錄的原理、過程。

2、要點：

第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄的基本原則

1.轉(zhuǎn)錄概述 2.起始 3.延伸 4.終止

第二節(jié) 大腸桿菌RNA聚合酶

1.大腸桿菌RNA聚合酶 2.α亞基 3.β亞基 4.β’亞基 5.σ因子 第三節(jié) 大腸桿菌σ70啟動子

1.啟動子序列 2.啟動子大小 3.-10序列 4.-35序列 5.轉(zhuǎn)錄起始點 6.啟動子效率

第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄的起始、延伸與終止

1.啟動子結(jié)合 2.DNA解旋 3.RNA鏈起始點 4.RNA鏈延伸 5.RNA鏈終止 6.依賴ρ的轉(zhuǎn)錄終止

第十章

原核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控（3學(xué)時）

1、目的要求：熟練掌握一些被細(xì)菌用來調(diào)控特定基因表達(dá)的精細(xì)機制。

2、要點：

第一節(jié) 乳糖操縱子

1.操縱子 2.乳糖操縱子 3.乳糖阻抑物 4.誘導(dǎo) 5.cAMP受體蛋白 第二節(jié) 色氨酸操縱子

1.色氨酸操縱子 2.色氨酸阻抑物 3.弱化子 4.前導(dǎo)RNA結(jié)構(gòu) 5.前導(dǎo)肽 6.弱化作用 7.弱化的重要性

第三節(jié) 不同σ因子對轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)

1.σ因子 2.啟動子識別 3.熱休克

4.枯草桿菌的孢子形成 5.噬菌體σ因子

第十一章

真核生物的轉(zhuǎn)錄（2學(xué)時）

1、目的要求：熟練掌握真核生物基因轉(zhuǎn)錄的基本原理和過程。

2、要點：

第一節(jié) 三種RNA聚合酶：性質(zhì)與功能

1.真核生物RNA聚合酶 2.RNA聚合酶亞基 3.真核生物RNA聚合酶的活性 4.RNA聚合酶Ⅱ的CTD 第二節(jié) RNA聚合酶Ⅰ基因：核糖體重復(fù)

1.核糖體RNA基因 2.核仁的作用 3.RNA聚合酶Ⅰ啟動子 4.上游結(jié)合因子 5.選擇因子1 6.TBP與TAF1 7.其他rRNA基因

第三節(jié) RNA聚合酶Ⅲ基因：5S基因與tRNA基因的轉(zhuǎn)錄

1.RNA聚合酶Ⅲ 2.tRNA基因 3.5S rRNA基因

4.可變的RNA聚合酶Ⅲ啟動子 5.RNA聚合酶Ⅲ的終止

第四節(jié) RNA聚合酶Ⅱ基因：啟動子與增強子

1.RNA聚合酶Ⅱ 2.啟動子 3.上游調(diào)控元件 4.增強子

第五節(jié) 通用轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶Ⅱ的起始

1.RNA聚合酶Ⅱ的基本轉(zhuǎn)錄因子 2.TFⅡD 3.TBP 4.TFⅡA 5.TFⅡB與RNA酶的結(jié)合 6.RNA聚合酶進(jìn)入之后的結(jié)合因子 7.TFⅡH作用下的CTD磷酸化 8.起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合體

第十二章

真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控（2學(xué)時）

1、目的要求：掌握一些重要的真核細(xì)胞基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控的例子。

2、要點：

第一節(jié) 真核生物的轉(zhuǎn)錄因子

1.轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu) 2.DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域 3.二聚體結(jié)構(gòu)域 4.轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域 5.阻抑物結(jié)構(gòu)域 6.轉(zhuǎn)錄調(diào)控的對象 第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄調(diào)控舉例

1.組成性轉(zhuǎn)錄：SP1 2.激素調(diào)控：類固醇激素受體 3.磷酸化調(diào)控：STAT蛋白 4.轉(zhuǎn)錄延伸：HIV Tat 5.細(xì)胞決定：myoD 6.胚胎發(fā)育：同源域蛋白

第十三章 RNA加工與核糖核蛋白復(fù)合體（4學(xué)時）

1、目的要求：熟練掌握從新生RNA到成熟RNA分子的加工過程。

2、要點：

第一節(jié) rRNA加工與核糖體

1.RNA的加工類型 2.原核生物的rRNA加工 3.真核生物的rRNA加工 4.核糖核蛋白復(fù)合體及其研究 5.原核生物的核糖體 6.真核生物的核糖體

第二節(jié) tRNA的加工、RNA酶P和核酶

1.原核生物的tRNA加工 2.真核生物的tRNA加工 3.核糖核酸酶P 4.核酶

第三節(jié) mRNA加工、hnRNP和snRNP 1.mRNA的加工 2.hnRNP 3.snRNP顆粒 4.5’端加帽 5.3’端剪切及加尾 6.剪接

7.前mRNA的甲基化 第四節(jié) 可變mRNA加工

1.可變加工 2.可變poly(A)位點 3.可變剪接 4.RNA編輯

第十四章

遺傳密碼與tRNA（2學(xué)時）

1、目的要求：掌握遺傳密碼的特點以及tRNA在翻譯過程中的作用。

2、要點： 第一節(jié) 遺傳密碼

1.特性 2.破譯 3.特征 4.突變的效應(yīng) 5.通用性 6.可讀框 7.重疊基因

第二節(jié) tRNA的結(jié)構(gòu)與功能

1.tRNA的一級結(jié)構(gòu) 2.tRNA的二級結(jié)構(gòu) 3.tRNA的三級結(jié)構(gòu) 4.tRNA功能 5.tRNA的氨酰化 6.氨酰tRNA合成酶 7.校正

第十五章

蛋白質(zhì)合成（4學(xué)時）

1、目的要求：熟練掌握RNA通過遺傳密碼翻譯成成熟蛋白質(zhì)序列的過程。

2、要點：

第一節(jié) 蛋白質(zhì)合成概述

1.密碼子與反密碼子的相互作用 2.擺動現(xiàn)象 3.核糖體結(jié)合位點 4.多聚核糖體 5.起始tRNA 第二節(jié) 蛋白質(zhì)合成機制 1.基本過程 2.起始 3.延伸 4.終止

第三節(jié) 真核生物蛋白質(zhì)合成的起始

1.基本過程 2.掃描 3.起始 4.延伸 5.終止

第四節(jié) 翻譯調(diào)控與翻譯后加工

1.翻譯調(diào)控 2.多蛋白 3.蛋白質(zhì)定位 4.蛋白質(zhì)修飾 5.蛋白質(zhì)降解

第十六章

噬菌體與真核生物病毒（2學(xué)時）

1、目的要求：掌握重要的原核生物和真核生物病毒，了解它們對我們理解分子信息處理所作的貢獻(xiàn)。

2、要點： 第一節(jié) 病毒簡介

1.病毒 2.病毒基因組 3.復(fù)制策略 4.病毒毒性 第二節(jié) 噬菌體

1.一般特性

2.裂解性與溶源性侵染 3.噬菌體M13 4.λ噬菌體 5.轉(zhuǎn)座噬菌體 第三節(jié) DNA病毒

1.DNA病毒基因組：復(fù)制與轉(zhuǎn)錄 2.較小DNA病毒 3.較大DNA病毒 4.單純皰疹病毒-1 第四節(jié) RNA病毒

1.RNA病毒基因組的一般特性 2.病毒的反轉(zhuǎn)錄 3.反轉(zhuǎn)錄病毒 4.致癌性反轉(zhuǎn)錄病毒

5.反轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)及其表達(dá) 6.反轉(zhuǎn)錄病毒的突變率

第十七章

腫瘤病毒與癌基因（2學(xué)時）

1、目的要求：從病毒的研究的進(jìn)展以及分子生物學(xué)其他領(lǐng)域的知識累積了解癌癥的發(fā)生機制。

2、要點：

第一節(jié) 腫瘤病毒中的癌基因

1.癌癥 2.癌基因

3.致癌性反轉(zhuǎn)錄病毒 4.癌基因的分離 第二節(jié) 癌基因的分類

1.癌基因與生長因子 2.核癌基因 3.癌基因間的協(xié)同作用 第三節(jié) 腫瘤抑制基因

1.概述

2.腫瘤抑制基因存在的證據(jù) 3.RB1基因 4.P53基因 第四節(jié) 凋亡

1.凋亡

2.損傷或危險性細(xì)胞的清除 3.凋亡過程中細(xì)胞變化 4.線蟲中的凋亡作用 5.哺乳動物中的凋亡 6.凋亡在疾病和癌癥中的作用福建農(nóng)林大學(xué)生物科學(xué)專業(yè)

本科生《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗》教學(xué)大綱

80學(xué)時 3學(xué)分

一、課程的性質(zhì)和任務(wù)

分子生物學(xué)和生物工程學(xué)是兩門新興的學(xué)科，無論對基礎(chǔ)理論研究，還是生產(chǎn)實踐都將產(chǎn)生巨大的影響。生物化學(xué)與分子生物學(xué)是這兩門學(xué)科的重要基礎(chǔ)，是一門實踐性很強的實驗課程。掌握和應(yīng)用生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗技能，是學(xué)好這一課程的必要條件。

生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗技術(shù)不僅是生物化學(xué)教學(xué)重要的組成部分，而且在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和獨立工作的能力方面，有著不可替代的作用。

針對學(xué)生的培養(yǎng)方向，本課程以培養(yǎng)學(xué)生掌握生物技術(shù)與分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)實驗技能為主要目標(biāo)，力圖最大限度地利用我?，F(xiàn)有的實驗條件，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)和實踐，接觸和掌握從事生物技術(shù)研究所必要的實驗手段。通過有限的實驗室實踐，涵蓋生物化學(xué)與分子生物學(xué)各個方面的實驗內(nèi)容，以點帶面，突出重點，促進(jìn)學(xué)生對生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和掌握。

二、課程教學(xué)的基本要求

本課程的內(nèi)容以蛋白質(zhì)（含酶）、核酸及脂類的提取、分離、純化及鑒定為重點，兼及這些內(nèi)容的定性和基團(tuán)鑒定，以及糖類．維生素的實驗。本課程的實驗安排考慮到與化學(xué)基礎(chǔ)和后繼的專業(yè)實驗的銜接，盡量避免重復(fù)。在實驗項目安排方面，主要涉及提取、透析、凍干、層析、電泳、分光、離心、濃縮、PCR、分子雜交和基因表達(dá)等基礎(chǔ)實驗技能的訓(xùn)練。在時間安排上，針對本科生的學(xué)習(xí)特點，盡量安排每一個實驗可以在２－３小時內(nèi)完成，在課程結(jié)束前，適當(dāng)安排少量綜合實驗，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實驗手段的綜合能力。

本課程教學(xué)總時數(shù)為8０學(xué)時，實驗技術(shù)原理采取以學(xué)生自習(xí)為主，課堂進(jìn)行提要式的提示講解和必要的答疑的方式，使學(xué)生掌握實驗方法的基本原理和應(yīng)用范圍。本課程強調(diào)實驗技能訓(xùn)練的重要性，主要課時安排學(xué)生實驗，以便盡量提高學(xué)時利用率。為了節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施投資，提高儀器利用率，本課程采取開放式集中實驗的方式，要求學(xué)生在實施實驗之前，必須做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，擬好實驗方案，經(jīng)任課教師認(rèn)可后，方可進(jìn)入實驗室做實驗。課堂講授與實驗課的比例為１：10。

我們在課程成績評定上，不以一次考試定音的傳統(tǒng)考試方式，而強調(diào)平時和考試并重，基礎(chǔ)理論和實驗技能相結(jié)合的綜合評定方式（理論３０％，實驗技能考試３０％，平時觀察和記錄４０％）。

三、課程教學(xué)大綱及學(xué)時分配 1 緒論（3學(xué)時）常用生物化學(xué)實驗技術(shù)及原理（自學(xué)）2.1 樣品處理 2.1.1 透析

2.1.2 薄膜濃縮與冷凍干燥 2.2 層析技術(shù) 2.3 電泳技術(shù) 2.4 光譜技術(shù) 2.5 離心技術(shù) 2.6 PCR技術(shù) 3 學(xué)生實驗

3.1 氨基酸的分離鑒定───紙層析法（3學(xué)時）

了解層析技術(shù)的一般原理、分類及應(yīng)用范圍，重點掌握紙層層析法的原理及操作技術(shù)，用以分離游離氨基酸組分。3.2 多糖的薄層層析分離（5學(xué)時）

了解薄層層析的一般原理，掌握多糖的水解方法和硅膠G薄層層析的基本技術(shù)及其在可溶性糖分離鑒定中的應(yīng)用。

3.3 瓊脂糖凝膠柱層析測定蛋白質(zhì)分子量及分子量分布（8學(xué)時）

通過采用瓊脂糖凝膠柱層析測定蛋白質(zhì)分子量及分子量分布，學(xué)習(xí)和掌握凝膠柱層析法的工作原理和基本操作技術(shù)。

3.4 大蒜細(xì)胞ＳＯＤ的提取與分離（6學(xué)時）

通過大蒜細(xì)胞SOD的提取與分離，學(xué)習(xí)和掌握蛋白質(zhì)和酶的提取與分離的基本原理和操作方法。

3.5 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ測定蛋白質(zhì)的相對分子量（8學(xué)時）

通過利用SDS-PAGE測定蛋白質(zhì)分子量實驗，掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝膠電泳的原理和操作方法，以及SDS-PAGE測定蛋白質(zhì)分子量的原理和方法。3.6 酵母ＲＮＡ的提取與分離（8學(xué)時）

通過采用苯酚溶液提取法提取酵母RNA，采用地衣酚顯色法測定RNA含量，學(xué)習(xí)和掌握RNA的分離與測定的基本原理和技術(shù)。3.7 植物ＤＮＡ的提取與測定（8學(xué)時）

通過采用SDS提取法提取花椰菜DNA，采用二苯胺顯色法測定DNA含量，采用瓊 脂糖凝膠電泳鑒定DNA，學(xué)習(xí)和掌握RNA的分離與測定的基本原理和技術(shù)。3.8 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備和轉(zhuǎn)化（3學(xué)時）

通過本實驗，掌握大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化方法和技術(shù)。3.9 質(zhì)粒DNA的提取及酶切（8學(xué)時）

通過本實驗學(xué)習(xí)和掌握堿裂解法提取質(zhì)粒。3.10

DNA重組（2學(xué)時）

通過本實驗學(xué)會重組DNA連接以及鑒定重組子的方法。3.11

DNA序列測定——銀染色法（8學(xué)時）

通過本實驗，掌握銀染測序法。3.12 PCR基因擴增（6學(xué)時）

通過本實驗學(xué)習(xí)PCR反應(yīng)的基本原理與實驗技術(shù)。4 實驗技能考試（2學(xué)時）和實驗基礎(chǔ)理論考試（2學(xué)時）

四、參考文獻(xiàn)

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歐陽平凱：生物分離原理及技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，１９９９年２月第一版。６ 魏群：分子生物學(xué)實驗指導(dǎo)，高等教育出版社，１９９９年１２月第一版。７ 楊安鋼等：生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗技術(shù)，高等教育出版社，２００１年２月第一版。

８ 郭勇：現(xiàn)代生化技術(shù)，華南理工大學(xué)出版社，１９９６年８月第一版。

第四篇：醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)與實驗

1.簡述動物組織蛋白質(zhì)，DNA ,RNA提取的大致過程及原理。

答：共同的第一步都是取動物組織進(jìn)行清洗剪碎，然后用高速組織搗碎機破碎。

DNA的提取：

通過勻漿、離心得到細(xì)胞核組分，然后用SDS（十二烷基硫酸鈉，sodium dodecyl sulfate）裂解核膜，釋放出DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，再加入高濃度NaCl，以增加DNP的溶解度，然后加入氯仿—異戊醇混合液，振蕩、乳化，使蛋白質(zhì)變性，DNP復(fù)合物解離，離心后，DNA溶于上層水相，蛋白質(zhì)沉淀夾在水相和有機相之間得以除去，最后用有機溶劑沉淀出DNA。

RNA的提取:

取組織，剪成小塊，在乳缽種研碎，加20mLSDS-緩沖鹽溶液（見試劑1.）使成均漿，倒入磨口具塞錐形瓶內(nèi)，再加同樣體積的含水酚液，室溫下劇烈振蕩10分鐘。置冰浴中分層，在0-4℃下，以4000rpmn離心15分鐘。吸出上清液，加等體積氯仿－異戊醇，室溫下劇烈振蕩10分鐘，以4000rpm離心5分鐘，或在室溫下放置10分鐘使分層。吸出上清液（若有必要，該操作可反復(fù)多次），加2倍體積2%乙酸鉀的乙醇溶液，在冰浴中放置1小時使RNA沉淀，此沉淀液可在冰箱內(nèi)較長期存放。若要得到干燥制品，可將沉淀液以4000rpm離心10分鐘，傾去上清液。沉淀用少許75%乙醇、95%乙醇、無水乙醇各洗1次，同上法離心，傾去乙醇后，空氣干燥。

蛋白質(zhì)的提取:

1.組織稱重，切小塊放入管中。

2.配置含抑制劑的蛋白質(zhì)抽提試劑（1ml抽提試劑中加入5 μl蛋白酶抑制劑混合液，5 μl PMSF和5ul磷酸酶混合液）。

3.加入預(yù)冷的含抑制劑的蛋白質(zhì)抽提試劑（250mg組織中加入1ml抽提試劑）。

4.用勻漿器每次30秒低速勻漿，每次勻漿間隔冰浴1分鐘，至組織完全裂解。

5.裂解液于預(yù)冷的離心機中14，000xg離心15分鐘。上清液立刻轉(zhuǎn)移入新的離心管中保存待用。

原理：在細(xì)胞核內(nèi)，核酸通常是與某些組織蛋白質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物，因此在提取和制備DNA或RNA時，首先必須設(shè)法將這兩類核蛋白分開。在不同濃度的鹽溶液中，RNP與DNP的溶解度有很大的差別。在低濃度的NaCl溶液中，DNP的溶解度隨著NaCl濃度的增加而逐漸下降，當(dāng)NaCl 濃度為0.14mol/L時，DNP的溶解度僅為其在純水中溶解度的1%，而當(dāng)NaCl濃度繼續(xù)增加時，DNP的溶解度又漸次增大，當(dāng)NaCl濃度增至0.5 mol/L時，DNP的溶解度約與其在純水中的溶解度近似，當(dāng)NaCl濃度繼續(xù)增加至1.0 mol/L時，DNP的溶解度約為其在純水中的溶解度的兩倍，且隨著鹽濃度的上升，其溶解度仍繼續(xù)呈增大的趨勢。但RNP則與之不同，在0.14 mol/L的鹽溶液中，DNP溶解度很低，而RNP的溶解度仍相當(dāng)大，因此，通常采用0.14 mol/L的鹽溶液來除去RNP，使DNP仍保持在沉淀中，然后使用濃鹽溶液（1.7 mol/L濃度以上的NaCl）來提取DNP。

提取出DNA或RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體（DNP）后，在將其中的蛋白質(zhì)除去

2.簡述基因工程的原理及過程。

答：基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品?；蚬こ碳夹g(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。

所謂基因工程（genetic engineering）是在分子水平上對基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)。是將外源基因通過體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使這個基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源物質(zhì)在其中“安家落戶”，進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新技術(shù)。它克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和障礙。一般步驟：1克隆重組：提取供體生物目的基因，酶解，連接到另一個DNA分子（克隆載體）上形成重組DNA；2轉(zhuǎn)化：將重組子轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，并在其中復(fù)制保存；3篩選鑒定：已吸收重組子的細(xì)胞；4大量培養(yǎng)監(jiān)測外源性基因是否表達(dá)。

3.比較原核生物與真核生物的基因表達(dá)調(diào)控機制。

答：

原核生物基因表達(dá)調(diào)控 真核生物基因表達(dá)調(diào)控

啟動因子：σ因子決定RNA聚合酶識別的特異性TF2D決定RNA聚合酶識別的特異性

轉(zhuǎn)錄激活：操縱子 調(diào)節(jié)蛋白順式作用元件轉(zhuǎn)錄因子

主要機制：操縱子模型具有普遍性順式作用元件具有普遍性

主要為負(fù)性調(diào)節(jié)（阻遏調(diào)節(jié)）主要為正性調(diào)節(jié)

特有機制：轉(zhuǎn)錄衰減染色體結(jié)構(gòu)變化

共同點： 1.基因表達(dá)都有時間特異性和空間特異性2.基因調(diào)控的多層次性和復(fù)雜性3轉(zhuǎn)錄起始部分是基因表達(dá)的基本調(diào)控點

4.簡述 PCR的原理及其應(yīng)用，引物設(shè)計的原則。

答：PCR的原理：以擴增的DNA分子為模板，以1對與模板互補的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，依半保留機制沿模板鏈延伸直至完成2條新鏈合成。通過變性，退火和延伸重復(fù)這一過程，即可使目的DNA片段得到擴增。反應(yīng)體系基本成分有模板DNA，特異引物，耐熱性DNA聚合酶，dNTP和含有 Mg2+的緩沖液。

PCR的主要用途：1目的基因的克隆；2.基因的體外突變3.DNA和RNA的微量分析4.DNA序列測定5.基因突變分析

PCRD的衍生技術(shù)：1錨定PCR(anchored PCR)2..不對稱PCR(asymmetric PCR)3.反向PCR(inverse PCR)4.多重PCR(multiplex PCR)5.逆轉(zhuǎn)錄PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)

引物設(shè)計的基本原則

①引物長度：15-30bp，常用為20bp左右。②引物堿基：G+C含量以40-60%為宜，G+C太少擴增效果不佳，G+C 過多易出現(xiàn)非特異條帶。ATGC最好隨機分布，避免5個以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列參照。③引物內(nèi)部不應(yīng)出現(xiàn)互補序列。④兩個引物之間不應(yīng)存在互補序列，尤其是避免3 ′端的互補重疊。⑤引物與非特異擴增區(qū)的序列的同源性不要超過70%，引物3′末端連續(xù)8個堿基在待擴增區(qū)以外不能有完全互補序列，否則易導(dǎo)致非特異性擴增。⑥引物3?端的堿基，特別是最末及倒數(shù)第二個堿基，應(yīng)嚴(yán)格要求配對，最佳選擇是G和C。⑦引物的5 ′端可以修飾。如附加限制酶位點，引入突變位點，用生物素、熒光物質(zhì)、地高辛標(biāo)記，加入其它短序列，包括起始密碼子、終止密碼子等。

5.簡southern blot的原理及其應(yīng)用。

答：原理： 將待檢測的DNA分子用/不用限制性內(nèi)切酶消化后，通過瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行分離，繼而將其變性并按其在凝膠中的位置轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素薄膜或尼龍膜上，固定后再與同位素或其它標(biāo)記物標(biāo)記的DNA或RNA探針進(jìn)行反應(yīng)。如果待檢物中含有與探針互補的序列，則二者通過堿基互補的原理進(jìn)行結(jié)合，游離探針洗滌后用自顯影或其它合適的技術(shù)進(jìn)行檢測，從而顯示出待檢的片段及其相對大小?？捎糜跈z測樣品中的DNA及其含量，了解基因的狀態(tài), 如是否有點突變、擴增重排等。

主要應(yīng)用于1.遺傳病診斷 2.DNA圖譜分析 3.PCR產(chǎn)物分析。例如在研究轉(zhuǎn)基因的時候，可用于檢測外源基因的插入和整合情況。

第五篇：生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)

專業(yè)簡介

學(xué)科：理學(xué)

門類：生物科學(xué)類

專業(yè)名稱：生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)是當(dāng)前自然科學(xué)中發(fā)展最快、實踐影響最大的學(xué)科之一。生物化學(xué)是研究生物有機體的化學(xué)組成和生命過程中化學(xué)變化的科學(xué)，屬于生命科學(xué)的基礎(chǔ)和前沿學(xué)科；分子生物學(xué)是從分子水平上研究生命現(xiàn)象，它與生物化學(xué)密切相關(guān)，正以驚人的速度發(fā)展，已成為當(dāng)前生物學(xué)發(fā)展的熱點。本專業(yè)研究的主要內(nèi)容包括：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，遺傳信息的傳遞及表達(dá)，代謝過程及其調(diào)控，生物資源活性成分的分離純化，生化與分子生物學(xué)技術(shù)的原理及應(yīng)用等。這些研究將為相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供理論和方法，并在工、農(nóng)、醫(yī)等領(lǐng)域有廣泛的實踐意義。

該專業(yè)的特點是側(cè)重于從分子和微觀水平來認(rèn)識和理解生命科學(xué)現(xiàn)象，學(xué)習(xí)從分子和微觀水平上改造生物和提取制備新型醫(yī)藥、食品、酶制劑、生物活性物質(zhì)等生物產(chǎn)品的方法。

專業(yè)信息

培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生掌握最新的理論知識和研究方法，力求使學(xué)生具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力、具有從事科研、教學(xué)、生產(chǎn)、管理等工作的能力。

培養(yǎng)要求：本專業(yè)要求學(xué)生全面、扎實地學(xué)習(xí)數(shù)、理、化、外語、計算機知識，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、普通遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)等現(xiàn)代生命科學(xué)基礎(chǔ)課程，同時強化基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、生物制藥、免疫學(xué)等知識和技能的訓(xùn)練。

修業(yè)年限：以4年制為基礎(chǔ)，實行三至六年的彈性學(xué)制。

授予學(xué)位：理學(xué)學(xué)士學(xué)位。

主干學(xué)科：免疫學(xué)及實驗、基因工程、酶工程、細(xì)胞工程及實驗、發(fā)酵工程及實驗、生物制藥學(xué)、生物技術(shù)大實驗。

主要課程：植物生物學(xué)及實驗、動物生物學(xué)及實驗、生物化學(xué)及實驗、微生物學(xué)及實驗、普通遺傳學(xué)及實驗、細(xì)胞生物學(xué)及實驗、分子生物學(xué)。

專業(yè)就業(yè)狀況

畢業(yè)生能勝任理、工、農(nóng)、醫(yī)、環(huán)境等領(lǐng)域的研究、開發(fā)、管理以及教學(xué)研究工作。畢業(yè)生可報考相關(guān)學(xué)科高層次研究生繼續(xù)深造，優(yōu)秀學(xué)生可保送進(jìn)入研究生階段學(xué)習(xí)。

院校分布(部分)

遼寧大學(xué)。