《药学分子生物学》课程教学大纲.docx

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本科生课程大纲

课程名称

药学分子生物学

PharmaceuticalMolecularBiology

课程代码

100102101215

课程属性

学科基础

课时/学分

32/2

课程性质

必修

实践学时

责任教师

课外学时

课程属性：

公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：

必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述（中英文）：

本课程重点讲授药学分子生物学的基础理论知识和实验技术，包括核酸的结构、DNA复制、突变与修复、转录、翻译、基因表达调控、药物基因组学、药物转录组学、药物蛋白质组学、药物代谢组学、基因工程、核酸体外扩增、核酸检测、基因编辑、生物信息学等，并介绍分子生物学理论和技术在医药领域中的应用。

同时，在教学中对学生进行思政教育，包括爱国主义教育、辩证唯物主义教育、科学精神教育和思想品德教育等，使学生树立正确的“三观”，激发学生的“四个自信”，实现“三全育人”。

Thiscoursewillintroducethefundamentalconceptsof PharmaceuticalMolecularBiology.Topicswillinclude thestructureofnucleicacids,replication,mutation,DNArepair,transcription,translation,geneexpressionregulation,pharmaceuticalgenomics,pharmaceuticaltranscriptomics,pharmaceuticalproteomics,pharmaceuticalmetabonomics,geneengineering, PCR,nucleicaciddetection,geneediting,andbioinformatics. Thiscoursewillalsointroducethetechniquesofmolecularbiologyusedinmedicineandpharmacy.

2.设计思路：

在药学的研究和药物的开发过程中，分子生物学是不可或缺的一门学科，为药物新靶标的发现、药物的生产、药物机制的研究等提供了理论支撑和技术支持。

药学分子生物学是一门应用基础性学科，为适应药学学生的专业培养要求，本课程的内容将分为以下四个方面：

遗传物质的结构、性质和功能；遗传信息的传递；遗传信息的调控；分子生物学技术在医药领域中的应用。

针对生物大分子的结构、性质和功能，本课程围绕染色质的结构与功能、核酸（DNA和RNA）的结构与功能、基因表达过程相关酶（DNA聚合酶、RNA聚合酶和核糖体等）的结构、功能和基本概念进行系统介绍。

本课程通过对DNA合成（复制）、RNA合成（转录）和蛋白质合成（翻译）过程以及这些过程的调控机制的讲解，让学生掌握生物大分子在基因表达过程中的相互作用和调控规律。

分子生物学是一门快速发展的学科，新的理论与技术不断涌现，其理论与技术在医药领域的应用日新月异。

因此本课程在讲解分子生物学的基本理论的基础上，也注重对分子生物学基本技术（包括核酸提取、检测、PCR、电泳、克隆等技术）和新技术（组学、基因编辑、测序技术、CAR-T、生物信息学等技术）的介绍。

结合药学专业特点，梳理教学大纲，从已有教学内容中挖掘思政元素，并及时追踪国际科研前沿，不断把新的思政教育内容加入到授课内容中。

3. 课程与其他课程的关系：

先修课程：

有机化学、生物化学、微生物学。

二、课程目标

本课程目标是使学生全面认识分子生物学研究领域并掌握该学科的基本理论和技术，引导并培养学生解决药物研发中遇到的实际困难的能力，并培养学生的爱国情操、科学精神和高尚情操。

到课程结束时，学生将掌握分子生物学的基本概念和基本理论，熟悉基本的分子生物学技术，了解本领域的最新研究成果和发展状态，养成科学创新的思维方式，加深对生物化学、微生物学、细胞生物学、药理学、免疫学、生物制药等学科的理解，并能够利用这些理论和技术解决药物研发中遇到的问题。

三、学习要求

要完成所有的课程任务，学生必须：

（1）课前预习，知道本节课讲授内容的重点和难点，列出不能理解的知识点。

（2）按时上课，上课认真听讲，积极参与课堂讨论。

课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。

（3）课后复习，完成教师布置的作业。

这些作业要求学生按书面形式提交，延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。

（4）完成教师布置的课堂测验。

这些测验能加深对课程内容的理解、督促学生进行复习和预习。

（5）根据教师的安排进行小组讨论。

四、教学进度

序号

专题

或主题

计划课时

主要内容概述

实验实践内容

或课外练习等

课程思政内容

1

绪论

2

分子生物学的定义、研究内容、发展历史、在医药领域的应用

预测本年度的诺贝尔化学奖、生理学或医学奖

通过分子生物学发展史告诉学生，我国在该领域的贡献正在逐渐增加，激发学生的爱国热情。

2

遗传物质的分子结构、性质和功能

2

DNA和RNA的结构、性质、功能；核酸杂交；DNA测序

核酸能否作为药物？

1. 以DNA双螺旋发现的故事，告诉学生交流合作与打破常规思维在科研中的重要性；以富兰克林 罗莎琳德的例子鼓励学生不要害怕性别歧视，女性科学家也能取得卓越成就。

2. 以Sanger建立蛋白质和DNA测序技术的故事，教育学生科学研究要耐住寂寞，明确目标，坚持不懈。

3. 以基因芯片的例子，结合电脑芯片和手机芯片，提出很多高精尖的仪器设备我国都依赖于进口，我的国也有不厉害的地方，让同学们奋勇争先，为国争光。

3

染色体、基因、基因组、质粒和转座子

2

染色质和染色体的形态、化学组成、功能；基因和基因组的概念；原核生物、真核生物及病毒的基因特征；人类基因组计划；质粒特性和应用；转座子的定义、性质与应用；同源重组

根据癌基因和抑癌基因如何开发药物？

1. 通过人与人的基因高度相似的事实，告诉学生后天努力在个人成才过程中的重要性。

2. 以芭芭拉发现转座子的故事告诉学生要以事实为依据，不要迷信权威，更不能屈服于权威。

4

DNA的复制、突变、损伤和修复

4

DNA复制的概念；原核生物、真核生物、病毒DNA复制的基本过程；PCR的原理、步骤及应用；基因突变的概念、基本类型、产生原因；DNA修复的方式；限制与修饰。

列举至少5种PCR技术的应用并讨论PCR技术的意义；突变的影响，如何避免突变；DNA修复系统在药物开发中的作用

1. 从DNA突变的两面性，及进化和疾病，提出对事情的评价需要辩证的思维。

2. 介绍PCR在疾病诊断中的应用，突出在艾滋病诊疗方面的应用，并介绍艾滋病传播的几种途径。

在此基础上，强调个人良好的作风、生活习惯对于实现人生价值的重要性，引导并提醒同学们要时刻警惕疾病传播，洁身自爱，树立自尊、自爱的人格。

同时也应该对疾病患者抱有同情心，关爱身边的弱势群体。

3. 基因突变引出个体差异，从而引出精准医疗的概念，延伸到日常的学习和工作也要讲究方式与方法，要因人、因地、因时而异。

5

转录、转录后加工

3

转录的基本概念、DNA指导下的RNA聚合酶、与转录起始和终止相关的DNA结构；原核生物和真核生物转录的基本过程；转录抑制剂；原核生物和真核生物转录后加工的过程及机制。

以转录过程为靶点的药物有哪些？

1. 以施一公团队解析剪接体结构为例，告诉学生我国科学家在争分夺秒，潜心钻研，激发学生的爱国热情和科研兴趣。

2. 以真核生物RNA聚合酶III启动子、反式剪接、RNA编辑为例，教育学生要大胆假设，小心求证，不要拘泥于以往的经验。

3. 通过真核生物转录过程中DNA运动方式这一改写教科书的发现，教育学生不要迷信权威，新的技术往往会导致新的发现。

6

翻译、翻译后加工

3

遗传密码的概念及特性、阅读框架和开放阅读框架、参与蛋白质合成的物质（模板、场所、运输工具、蛋白因子等）；蛋白质合成的过程和机制；蛋白质合成的调节；蛋白质转运；蛋白质的跨膜运输；蛋白质合成后加工的方式；功能蛋白质研究进展。

以翻译（蛋白质合成）过程为靶标的药物有哪些？

根据所学知识找出抗细菌感染药物的靶标

从蛋白质糖基化修饰引出糖生物学，进而引出糖类药物，以管院士在厕所改造的实验室中发现我国第一个海洋药物PSS的故事告诉学生要继承老一辈科学家艰苦奋斗的精神，也让学生增强自豪感。

7

基因表达的调控

8

基因表达调控的各种元件及作用方式；操纵子的概念及操纵子的结构特点；原核生物在转录水平和翻译水平基因表达的调控方式；链霉菌的基因表达调控系统；真核生物在染色体水平、染色质水平、DNA水平、转录水平、转录后水平、翻译水平、翻译后修饰等水平基因表达的调控方式。

如果基因的表达失控会有什么后果？

根据所学知识列出针对特定靶标所能开发的药物形式

1. 通过真核生物表达调控特点“处事不变”，教育学生为人处世也要宠辱不惊。

2. 通过发现药物靶标及开发药物过程中的成功和失败案例，引导学生在科研工作中不能盲目跟风，学会分析实验数据，独立思考。

8

药物基因组学、药物转录组学、药物蛋白质组学、药物代谢组学、精准医疗

2

药物基因组学、药物转录组学、药物蛋白质组学、药物代谢组学、精准医疗的原理、方法及应用

组学技术在药物开发、精准医疗方面的作用。

1. 蛋白质组随时空的动态变化：

要用发展的、动态的眼光看待问题。

9

基因工程、合成生物学

2

基因工程的原理及基本步骤、发展历史；基因工程中常用的各种酶的分类、作用机制、应用；载体；基因克隆的基本步骤；基因工程生产药物的过程；合成生物学的原理及基本步骤、发展历史；合成生物学的应用

基因工程和合成生物学的应用

1. 以小保方晴子学术造假的案例，教育学生诚信是做人的底线，思想要天马行空，工作要脚踏实地。

2. 以转基因安全性问题让学生展开讨论，引导学生要科学的、辩证的看问题，不要人云亦云。

10

基因编辑

2

不同基因编辑的原理、步骤及应用

基因编辑技术对医学发展的意义

1. 以华人科学家张峰为例，唤起同学们的自豪感，激励同学们为中华之崛起而读书的崇高信念。

2. 以贺建奎事件为例，告诫学生科研要遵守法律、道德和伦理，始终有自己的坚守，不忘初心。

11

生物信息学

2

生物信息学在药学领域研究的基本内容及基本原理。

生物信息学基本数据库的使用，蛋白质结构预测的基本方法及计算机辅助药物设计的基本方法

生物信息学的发展前景

1. 以现有主要数据库、软件均为国外所有为例，指出我国在该领域的落后局面，激发同学爱国热情和科研兴趣。

2. 以青岛海洋科学与技术试点国家实验室智能超算药物组学计划为例，指出我国在该领域不断开拓创新，激发同学爱国热情和科研兴趣。

五、参考教材与主要参考书

1.参考教材：

《药学分子生物学》，张景海，人民卫生出版社，2016年，第五版

2.主要参考书：

1）《基因的分子生物学》，J.D.沃森，科学出版社，2015年，第一版

2）《Lewin 基因X（中文版）》，克雷布斯，科学出版社，2013年，第一版

3）《生物化学》，朱圣庚，徐长法，高等教育出版社，2016年，第四版

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：

成绩综合评分体系

比例%

1.课下作业、课堂讨论及平常表现

20

2.平时测验成绩

10

3.期末考试成绩

70

总计

100

附：

作业和平时表现评分标准

1）课下作业、课堂讨论及平时表现的评分标准

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，积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法。

17-20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，能参与讨论、能阐明自己的观点和想法。

13-16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，参与讨论一般、不能阐明自己的观点和想法。

8-12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，不积极参与讨论。

0-7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：