分子生物学国家精品

你想知道基因是如何保持、表达和调控的吗?你想训练你的科研思维吗?请进入来自武汉大学生命科学学院刘青珍老师的分子生物学课堂

武汉大学

中国大学MOOC

生物

普通(中级)

8 周

  • 中文
  • 2141

课程概况

本课程在生物化学、遗传学和细胞生物学基本知识的基础上,从生物大分子水平阐述基因组的保持、基因组的表达和基因表达调控的机制。

本课程授课内容是学生将来从事生物学研究所需掌握的基础理论知识,除了分子生物学基础理论知识,课程还注重培养学生的科研思维能力和训练学生的学术表达能力,因为这两方面对学生的将来非常重要。

本课程2003年成为“国家理科基地名牌课程建设”项目,2005年获批“武汉大学精品课程建设”项目,2006年获批“湖北省精品课程”和“国家精品课程”项目,2007年获批“教育部分子生物学双语示范课程”项目,2011年获批“武汉大学分子生物学全英文教学课程”项目,2013年获批“国家精品资源共享课”项目,2015年开始在爱课程网站以MOOC形式开课,并于2017年获批国家精品在线开放课程。

相信课程一定有许多可以改进的地方。如果你对本课程有任何想法和建议,请你告诉我,我愿意与你一起,探索好的教学方法,不断提高该课程的教学效果,争取能够让你在我的分子生物学课程中有收获、有提高。

课程大纲

第一周 绪论
第一周-1:几句与基础理论无关的话——旨在使学生明白走好人生的每一步很重要
第一周-2:传统课堂教学中本课程的做法——使学生直观体会本课程教学方法和目的
第一周-3:希望和鼓励
第一周-4:课程介绍(1)—— 本课程的建设历史、教材、辅助教材和参考资源
第一周-5:课程介绍(2)—— 本课程的教学内容、日历、方法、目的和考核方式
第一周-6:第1章、第3-5章内容,使学生体会什么是科学研究和良好的学术表达
第一周-7:第2章中的经典实验,使学生体会什么是科学研究和良好的学术表达
第一周-8:本周总结、布置作业
第一周作业 查阅文献资料,完成小论文

第二周 基因组结构、染色质和核小体(一)
第二周-1: 本章前言—核小体的结构及调控对调控真核细胞中涉及DNA 的多数过程至关重要
第二周-2:基因组序列和染色体多样性(1)—环状和线性染色体面临的问题、每个细胞都维持特定的染色体数目
第二周-3:基因组序列和染色体多样性(2)—基因组大小、基因数目、基因密度及其与生物复杂度的关系
第二周-4:基因组序列和染色体多样性(3)—真核基因密度降低、假基因
第二周-5:染色体的复制和分离(1)—细胞分裂中真核染色体正确复制和分离至关重要的几个DNA 元件
第二周-6:染色体的复制和分离(2)—真核染色体的复制和分离
第二周作业

第三周 基因组结构、染色质和核小体(二)
第三周-1:核小体—核小体的组成和结构
第三周-2:染色质的高级结构—组蛋白H1和组蛋白N端尾巴与30 nm 纤丝结构
第三周-3:染色质结构的调控—核小体修饰、核小体重塑、DNA 的可接近性
第三周-4:核小体的组装—核小体的组装、组蛋白在子代染色体中的分布
第三周作业

第四周 讨论
第四周-1:介绍本周讨论1—老师介绍本周讨论1的背景
第四周-2:本周讨论1—学生讨论:DNA复制中两条链分开
第四周-3:介绍本周讨论2—老师介绍本周讨论2的背景
第四周-4:本周讨论2—学生讨论:多肽合成方向是从氨基端到羧基端
第四周-5:本周总结—老师总结本周讨论

第五周 DNA与RNA的结构
第五周-1:DNA的结构(1)—DNA的基本组成和结构
第五周-2:DNA的结构(2)—碱基翻出、DNA双螺旋
第五周-3:DNA的结构(3)—DNA变性和复性
第五周-4:DNA 拓扑学(1)—DNA 拓扑学的基本知识
第五周-5:DNA 拓扑学(2)—拓扑异构酶
第五周-6:RNA 的结构—RNA 的组成和结构特点
第五周作业

第六周 DNA的复制(一)
第六周-1:DNA 合成的化学基础—DNA复制的底物、产物以及反应中的能量变化
第六周-2:DNA 聚合酶的作用机制 (1)—DNA聚合酶识别4种dNTP及dNTP和rNTP的机制
第六周-3:DNA 聚合酶的作用机制 (2)—DNA聚合酶的结构及其在催化DNA合成中的作用机制
第六周-4:DNA 聚合酶的作用机制 (3)—DNA聚合酶的延伸性和校正功能
第六周-5:复制叉(1)—复制叉上两条链同时合成;RNA引物的产生和去除
第六周-6:复制叉(2)—在复制叉处多种蛋白协同工作
第六周作业

第七周 DNA的复制(二)
第七周-1:DNA聚合酶的特化—不同DNA聚合酶、滑动夹和滑动夹装载器
第七周-2:DNA 在复制叉上的合成—DNA是如何在复制叉处被合成的
第七周-3:DNA 复制的起始—DNA复制起始相关元件
第七周-4:复制起始位点的选择和激活(1)—大肠杆菌DNA 复制起始的模型
第七周-5:复制起始位点的选择和激活(2)—真核染色体每个细胞周期复制一次的机制
第七周-6:结束复制—DNA 末端复制问题及解决方法
第七周作业

第八周 讨论课
第八周-2:小结—第六、七章小结
第八周-3:讨论介绍—老师引出讨论内容
第八周-4:讨论—Mixing or Not Mixing
第八周-5:讨论小结—老师对本周讨论的小结
第八周-1:课程讨论—课程教学方法、教学目的和学习方法的讨论

第九周-1:RNA 聚合酶和转录周期—RNA 聚合酶的结构特征、转录周期的大致过程
第九周-2:细菌的转录周期(1)—σ70启动子及其与启动子的关系
第九周-3:细菌的转录周期(2)—细菌转录的起始、延伸、终止;终止子
第九周-4:真核细胞转录(1)—RNAPⅡ核心启动子、RNAPⅡ转录的起始过程
第九周-5:真核细胞转录(2)—RNAPⅡ的延伸、终止
第九周-6:RNA 聚合酶Ⅰ和Ⅲ催化的转录
第九周作业

第十周 RNA剪接
第十周-1:RNA 剪接的化学基础
第十周-2:剪接体
第十周-3:剪接过程(1)—剪接过程
第十周-4:剪接过程(2)—剪接的准确性
第十周-5:选择性(可变)剪接
第十周-6:RNA 编辑
第十周-7:mRNA 转运
第十周-8:遗传密码—遗传密码的特点、抑制突变
第十周作业

第十一周 基因组的表达中的重要一步——翻译
第十一周-1:本章概要
第十一周-2:信使RNA
第十一周-3:转移RNA
第十一周-4:氨基酸在tRNA上的加载
第十一周-5:核糖体
第十一周-6:翻译起始
第十一周-7:翻译延伸
第十一周-8:翻译终止
第十一周-9:依赖翻译的mRNA和蛋白质稳定性调控
第十一周作业

第十二周 基因组的调控
第十二周-1:本章概要
第十二周-2:转录调控的原理
第十二周-3:转录起始的调控:细菌中的实例(1)—乳糖操纵子
第十二周-4:转录起始的调控:细菌中的实例(2)—通过使用不同的s 因子进行的调控
第十二周-5:转录起始的调控:细菌中的实例(3)—NtrC和MerR
第十二周-6:转录起始的调控:细菌中的实例(4)—araBAD 操纵子
第十二周-7:λ 噬菌体的调控
十二周作业

第十三周 真核生物的基因表达调控
第十三周-1:本章概要
第十三周-2. 从酵母到哺乳动物转录调控的保守机制
第十三周-3. 真核生物活化子募集蛋白复合物到基因上
第十三周-4. 信号整合与组合调控
第十三周-5. 转录抑制子
第十三周-6. 信号转导与转录调控蛋白的控制
第十三周-7. 组蛋白与DNA 修饰导致的基因“沉默”
第十三周-8. 基因的表观遗传调控
十三周作业

第十四周 特殊的RNA - 调控RNA
第十四周-1:本周内容
第十四周-2: 细菌中RNA 介导的调控
第十四周-3:干扰是真核生物的主要调控机制
第十四周-4:miRNA 的合成与功能
第十四周-5:介绍“DNA 末端复制问题”背景
第十四周-6 :讨论:DNA 末端复制问题
第十四周-7: “DNA 末端复制问题”小结
第十四周-8:课程总结
十四周作业

预备知识

生物化学、遗传学和细胞生物学基本知识

证书或学分

学习报告:20%
参加讨论:20%
期末考试:50%
批改作业:10%
加 分:1-5分: 奖励对同学们的学习或本课程的教学有突出贡献者
60分为合格,85分及以上为优秀

参考资料

教 材:
Molecular
Biology of the Gene (第六版)
Cold Spring Harbor Press出版, 2007年出版
James
Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine,
Richard Losick
0-321-50781-9、 978-0-321-50781-5

辅助教材:
基因的分子生物学(第6版)
科学出版社
杨焕明 (译者), 等 (译者)
ISBN:978-7-030-24756-8

参考资料
1.Instant Notes in Molecular Biology(第二版),英国Bios科学出版社出版,Turner等编著,2000年版。
2.Molecular Biology(第三版),McGraw-Hill出版社,Robert Weaver著,2005年版。
3.分子生物学 (原书第四版),科学出版社,郑用链主译,2010.1.
4.现代分子生物学(第三版),高等教育出版社,朱玉贤、李毅、郑晓峰,2007.11.
5.分子生物学,高等教育出版社,陈启民、耿运琪,2010.3.
6.分子生物学教程(第三版),科学出版社,赵亚华,2011.
7.分子生物学(第3版中译版),科学出版社,译校:刘进元、刘文颖,2010.8.
8.分子生物学,化学工业出版社,杨建雄,2009.4.
9.基础分子生物学,科学出版社,叶林柏、郜金荣,2004.

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