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第一章绪论
分子生物学是目前自然科学中进展最迅速,最具有活力和生气的领域,也将是21世纪的带头学科。了解现代分子生物学发展历程;了解现代分子生物学的研究对象与主要内容;了解现代分子生物学的研究方法;了解现代分子生物学学习的意义和目标。
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●1.1引言
通过回顾历史,促进了分子生物学的诞生,DNA的发现和基因学说的创立,证明核酸是遗传信息的载体。
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●1.2分子生物学发展史
分子生物学发展历程,大致可分为三个阶段:准备和酝酿阶段,现代分子生物学的建立和发展阶段,遗传信息传递中心法则的建立。
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●1.3分子生物学主要研究内容及展望
现代生物学研究的发展,将以DNA重组技术(基因工程)、基因的表达调控、生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学)与基因组、功能基因组与生物信息学研究为主要研究内容。
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第二章染色体与DNA
了解遗传的现象和途径;了解染色体与基因、基因与性状的关系;遗传信息传递的规律,即中心法则;掌握DNA的复制特点与过程;熟悉DNA损伤与修复和DNA转座类型与机制。
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●2.1 染色体
染色体是细胞核中载有遗传信息的物质,染色体要确保在细胞世代中保持稳定,必须具有自主复制、保证复制的完整性、遗传物质能够平均分配的能力,因此,要熟悉染色体的组成、结构与包装过程等。
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●2.2DNA的结构
DNA是遗传信息的物质基础,基因是特定生物功能的DNA序列,因此要掌握DNA的结构、分类和组成。
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●2.3DNA的复制
熟悉DNA的复制机制、特点、方式和过程,这也是中心法则的第一步。
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●2.4DNA损伤和修复
由于染色体DNA在生命活动中有着重要的地位,为此,DNA复制的准确性以及日常生活中损伤修复作用对生物体生长发育起着极其重要的作用。
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●2.5DNA转座
转座是介导遗传物质的重排现象,和DNA的同源重组相比,其频率发生要低得多,但却具有重要的生物学意义。
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●2.6SNP理论与应用
DNA序列同一位置单个核苷酸变异所引起的多态性,具有较高的遗传稳定性,属于第三代遗传标记。
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第三章生物信息的传递(上)-从DNA到RNA
初步了解RNA的转录;熟练掌握启动子与增强子的概念并了解转录过程;熟悉原核生物和真核生物mRNA的特征;了解内含子的剪接、编辑与化学修饰。
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●3.1RNA的结构、分类和功能
RNA的结构特点,在细胞中的分布及其生物学功能。
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●3.2RNA转录的基本过程
无论是真核生物还是原核生物,转录要经过模板识别、转录起始、转录延伸和转录终止等过程。
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●3.3RNA聚合酶及启动子与转录起始
原核生物和真核生物RNA聚合酶结构、组成和特点。
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●3.4原核生物与真核生物mRNA的特征比较
原核生物与真核生物mRNA的特征比较
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●3.5真核生物RNA的转录后加工
真核生物RNA在转录后加工与修饰过程中,伴随着RNA的剪接过程,切除内含子,外显子拼接起来,形成成熟的RNA分子。
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●3.6真核生物RNA的修饰与核酶
真核生物RNA的修饰与核酶
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第四章生物信息的传递(下)-从mRNA到蛋白质
了解mRNA到蛋白质的发生过程;掌握rRNA和tRNA的结构、种类与功能;掌握蛋白质生物合成与运转机制。
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●4.1遗传密码一一三联子
三联子密码及其破译和密码子的性质。
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●4.2tRNA
tRNA具有三叶草型二级结构和L型的高级结构,tRNA的种类和功能。
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●4.3核糖体
核糖体是蛋白质合成的场所,生物细胞内,核糖体沿着mRNA模板向前移动,执行者蛋白质合成的生物学功能。
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●4.4蛋白质合成的生物学机制
核酸是生命体内基本的物质,通过中心法则将信息传进行递给,最终通过蛋白质来执行特点生物学功能,满足生物体生长发育需要。
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●4.5 蛋白质运输
蛋白质合成后,通过信号序列引入特点细胞器中,经过加工修饰形成特定的空间构象,去执行特定的生理生化反应。
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第五章分子生物学研究方法
了解重组DNA技术发展史上的重大事件;熟悉基因工程流程和步骤;掌握基因操作的主要技术原理;熟练掌握分子克隆技术;了解其他相关技术。
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●5.1DNA基本操作技术
DNA操作技术主要包括核酸凝胶电泳、细菌转化、PCR技术、分子杂交、DNA测序和分析等。
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●5.2rRNA基本操作技术
RNA操作技术包括总RNA提取、mRNA纯化、cDNA合成及文库构建等方法。
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●5.3基因工程
基因工程的定义和流程,限制性内切酶、DNA连接酶和载体是其重要的工具,该技术基因广泛用于生产生活当中。
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●5.4其他技术
主要用于研究蛋白质结构、表达和功能的相关技术,包括荧光定量PCR、 酵母双杂交系统RNA干扰、定点突变技术和RACE技术等。
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第六章基因表达与调控(上)--原核生物
了解原核生物基因表达方式和类型;熟练掌握乳糖操纵子的调控模式;掌握色氨酸操纵子和其他操纵子的调控机制的调控模式;理解原核生物种的转录后调控。
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●6.1原核基因表达调控总论
原核基因表达调控类型与特点,其中包括降解物对基因活性的调节、 细菌的应急反应以及弱化子对基因活性的影响等。
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●6.2乳糖操纵子与负控诱导系统
乳糖操纵子作用机制,属于可诱导调节。其中lac操纵子本底水平表达,大肠杆菌对乳糖的反应、葡萄糖效应、代谢物激活蛋白以及阻遏物基因产物及功能等也会影响乳糖操纵子的作用机制。
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●6.3色氨酸操纵子与负控阻遏系统
色氨酸操纵子作用机制,属于可阻遏调节。该操纵子在前导序列内存在弱化区,进而调节色氨酸的代谢活动。
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●6.4其它操作子的调控
半乳糖操纵子和阿拉伯糖操纵子的结构及其代谢途径。
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●6.5转录后水平上的调控
mRNA自身结构元件、稳定性、调控蛋白、稀有密码子 重叠基因、反义RNA、翻译的阻遏和魔斑现象都会对翻译有调控作用。
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第七章基因表达与调控(下)--真核生物
了解真核生物基因表达调控的特征;掌握真核生物的基因结构与转录;熟练掌握真核生物的基因转录水平的调控机制;3、掌握其他掌握水平上的基因调控。
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●7.1真核基因表达调控概述
真核基因存在断裂结构与基因家族,真核生物基因也具有复杂的基因表达方式、特点及其调控规律。
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●7.2DNA水平上的调控
DNA水平上存在染色体结构与调控、基因丢失与扩增、基因重排与变换以及DNA甲基化与基因活性的调控等方式。
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●7.3RNA水平上的调控
转录水平上的调控,包括顺式作用元件、反式作用因子和真核基因转录调控的主要模式;转录后水平上的调控,包括rRNA的加工成熟、tRNA的加工以及mRNA的加工成熟。
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●7.4蛋白质水平上的调控
翻译水平上的调控,包括mRNA的稳定性、3'-UTR序列及结构和蛋白质因子的修饰;翻译后水平上的调控,则包括蛋白质的化学修饰、蛋白质切割和折叠等。
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第八章疾病与人类健康
熟悉病毒的类型和增值过程;了解与人类紧密相关的肿瘤、爱滋病和乙型肝炎病毒的基因结构与特性;了解基因治疗的历史和现状。
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●8.1病毒结构与类型
病毒的组成、分子结构、主要类型以及病毒基因组结构与功能的特点。
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●8.2 肿瘤与癌症
肿瘤分为良性和恶性,恶性肿瘤就是癌症。癌症具有细胞分化和增殖异常、生长失去控制、浸润性和转移性等生物学特征,其发生是一个多因子、多步骤的复杂过程,与吸烟、感染、职业暴露、环境污染、不合理膳食、遗传因素密切相关。
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●8.3人类免疫缺陷病毒——HIV
HIV病毒粒子的形态结构、致病机理和传播途径。
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●8.4乙型肝炎病毒——HBV
肝炎病毒的分类及病毒粒子形态结构,HBV致病机理和传播途径。
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●8.5禽流感病毒
禽流行性感冒(Avian influenza,AI) 简称禽流感,又名真鸡瘟(Fowl plague)、欧洲鸡瘟、鸡疫等,是由A型流感病毒引起的从呼吸系统病变到全身败血症的一种高度急性传染病。流感病毒病毒结构、治病机理及其传播途径。
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●8.6SARS冠状病毒—— SARS-CoV
SARS病毒是冠状病毒的一个变种,是引起非典型肺炎的病原体。变种冠状病毒与流感病毒具有亲缘关系,但它是非常独特的一种冠状病毒,熟悉SARS-CoV的基因组结构与浸染过程等。