分子生物學(武漢大學建設的慕課)

分子生物學課程是武漢大學建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程，於2015年04月02日在中國大學MOOC首次開課，授課老師是劉青珍。據2021年11月中國大學MOOC官網顯示，該課程已經運行14個學期。

該課程共14周，包括緒論、基因組結構、染色質和核小體（一）、基因組結構、染色質和核小體（二）討論、DNA與RNA的結構、DNA的複製（一）、DNA的複製（二）、討論課、RNA剪接、基因組的表達中的重要一步——翻譯、基因組的調控、真核生物的基因表達調控、特殊的RNA - 調控RNA等。

基本介紹

• 中文名：分子生物學
• 建設院校：武漢大學
• 授課平台：中國大學MOOC
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
• 授課教師：劉青珍
• 開課時間：2015年04月02日（首次） 

課程建設

2003年，該課程成為“國家理科基地名牌課程建設”項目。

2005年，該課程獲批“武漢大學精品課程建設”項目。

2006年，該課程獲批“湖北省精品課程”和“國家精品課程”項目。

2007年，該課程獲批“教育部分子生物學雙語示範課程”項目。

2011年，該課程獲批“武漢大學分子生物學全英文教學課程”項目。

2013年，該課程獲批“國家精品資源共享課”項目。

2015年，該課程開始在愛課程網站以MOOC形式開課。

2017年12月26日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程”。

課程性質

課程背景

基因是遺傳物質的攜帶者。沒有基因的代代相傳，就沒有物種的穩定；沒有基因的表達，就沒有個體的生長；沒有基因的表達調控，就沒有個體的正常發育。如果你想知道基因是如何保持、表達和調控的，想訓練你的科研思維的，請進入來自武漢大學生命科學學院劉青珍老師的分子生物學課堂。

課程定位

該課程是將來從事生物學研究所需掌握的基礎理論知識課程，幫助學生掌握分子生物學基礎理論知識。

課程簡介

分子生物學課程，共分為14周，每周3-5小時左右。該課程主要講述生物化學、遺傳學和細胞生物學知識：第1 周：緒論；第2、3周：基因組結構、染色質和核小體；第4周：討論；第5周：DNA與RNA的結構；第6、7周：DNA的複製；第8周：討論課；第9、10周：RNA剪接；第11、12、13周：基因組的表達中的重要一步——翻譯和基因組的調控、真核生物的基因表達調控；第14周：特殊的RNA - 調控RNA等。

課程大綱

第一周 緒論	第九周
第一周-1：幾句與基礎理論無關的話——旨在使學生明白走好人生的每一步很重要	第九周-1：RNA 聚合酶和轉錄周期—RNA 聚合酶的結構特徵、轉錄周期的大致過程
第一周-2：傳統課堂教學中本課程的做法——使學生直觀體會本課程教學方法和目的	第九周-2：細菌的轉錄周期（1）—σ70啟動子及其與啟動子的關係
第一周-3：希望和鼓勵	第九周-3：細菌的轉錄周期（2）—細菌轉錄的起始、延伸、終止；終止子
第一周-4：課程介紹（1）—— 本課程的建設歷史、教材、輔助教材和參考資源	第九周-4：真核細胞轉錄（1）—RNAPⅡ核心啟動子、RNAPⅡ轉錄的起始過程
第一周-5：課程介紹（2）—— 本課程的教學內容、日曆、方法、目的和考核方式	第九周-5：真核細胞轉錄（2）—RNAPⅡ的延伸、終止
第一周-6：第1章、第3-5章內容，使學生體會什麼是科學研究和良好的學術表達	第九周-6：RNA 聚合酶Ⅰ和Ⅲ催化的轉錄
第一周-7：第2章中的經典實驗，使學生體會什麼是科學研究和良好的學術表達	第九周作業
第一周-8：本周總結	第十周 RNA剪接
第一周作業 查閱文獻資料，完成小論文	第十周-1：RNA 剪接的化學基礎
第二周 基因組結構、染色質和核小體（一）	第十周-2：剪接體
第二周-1： 本章前言—核小體的結構及調控對調控真核細胞中涉及DNA 的多數過程至關重要	第十周-3：剪接過程（1）—剪接過程
第二周-2：基因組序列和染色體多樣性（1）—環狀和線性染色體面臨的問題、每個細胞都維持特定的染色體數目	第十周-4：剪接過程（2）—剪接的準確性
第二周-3：基因組序列和染色體多樣性（2）—基因組大小、基因數目、基因密度及其與生物複雜度的關係	第十周-5：選擇性（可變）剪接
第二周-4：基因組序列和染色體多樣性（3）—真核基因密度降低、假基因	第十周-6：RNA 編輯
第二周-5：染色體的複製和分離（1）—細胞分裂中真核染色體正確複製和分離至關重要的幾個DNA 元件	第十周-7：mRNA 轉運
第二周-6：染色體的複製和分離（2）—真核染色體的複製和分離	第十周-8：遺傳密碼—遺傳密碼的特點、抑制突變
第三周 基因組結構、染色質和核小體（二）	第十周作業
第三周-1：核小體—核小體的組成和結構	第十一周 基因組的表達中的重要一步——翻譯
第三周-2：染色質的高級結構—組蛋白H1和組蛋白N端尾巴與30 nm 纖絲結構	第十一周-1：本章概要
第三周-3：染色質結構的調控—核小體修飾、核小體重塑、DNA 的可接近性	第十一周-2：信使RNA
第三周-4：核小體的組裝—核小體的組裝、組蛋白在子代染色體中的分布	第十一周-3：轉移RNA
第三周作業	第十一周-4：胺基酸在tRNA上的載入
第四周 討論	第十一周-5：核糖體
第四周-1：介紹本周討論1—老師介紹本周討論1的背景	第十一周-6：翻譯起始
第四周-2：本周討論1—學生討論：DNA複製中兩條鏈分開	第十一周-7：翻譯延伸
第四周-3：介紹本周討論2—老師介紹本周討論2的背景	第十一周-8：翻譯終止
第四周-4：本周討論2—學生討論：多肽合成方向是從氨基端到羧基端	第十一周-9：依賴翻譯的mRNA和蛋白質穩定性調控
第四周-5：本周總結—老師總結本周討論	第十一周作業
第五周 DNA與RNA的結構	第十二周 基因組的調控
第五周-1：DNA的結構（1）—DNA的基本組成和結構	第十二周-1：本章概要
第五周-2：DNA的結構（2）—鹼基翻出、DNA雙螺旋	第十二周-2：轉錄調控的原理
第五周-3：DNA的結構（3）—DNA變性和復性	第十二周-3：轉錄起始的調控：細菌中的實例（1）—乳糖操縱子
第五周-4：DNA 拓撲學（1）—DNA 拓撲學的基本知識	第十二周-4：轉錄起始的調控：細菌中的實例（2）—通過使用不同的s 因子進行的調控
第五周-5：DNA 拓撲學（2）—拓撲異構酶	第十二周-5：轉錄起始的調控：細菌中的實例（3）—NtrC和MerR
第五周-6：RNA 的結構—RNA 的組成和結構特點	第十二周-6：轉錄起始的調控：細菌中的實例（4）—araBAD 操縱子
第五周作業	第十二周-7：λ 噬菌體的調控
第六周 DNA的複製（一）	十二周作業
第六周-1：DNA 合成的化學基礎—DNA複製的底物、產物以及反應中的能量變化	第十三周 真核生物的基因表達調控
第六周-2：DNA 聚合酶的作用機制 （1）—DNA聚合酶識別4種dNTP及dNTP和rNTP的機制	第十三周-1：本章概要
第六周-3：DNA 聚合酶的作用機制 （2）—DNA聚合酶的結構及其在催化DNA合成中的作用機制	第十三周-2. 從酵母到哺乳動物轉錄調控的保守機制
第六周-4：DNA 聚合酶的作用機制 （3）—DNA聚合酶的延伸性和校正功能	第十三周-3. 真核生物活化子募集蛋白複合物到基因上
第六周-5：複製叉（1）—複製叉上兩條鏈同時合成；RNA引物的產生和去除	第十三周-4. 信號整合與組合調控
第六周-6：複製叉（2）—在複製叉處多種蛋白協同工作	第十三周-5. 轉錄抑制子
第六周作業	第十三周-6. 信號轉導與轉錄調控蛋白的控制
第七周 DNA的複製（二）	第十三周-7. 組蛋白與DNA 修飾導致的基因“沉默”
第七周-1：DNA聚合酶的特化—不同DNA聚合酶、滑動夾和滑動夾裝載器	第十三周-8. 基因的表觀遺傳調控
第七周-2：DNA 在複製叉上的合成—DNA是如何在複製叉處被合成的	十三周作業
第七周-3：DNA 複製的起始—DNA複製起始相關元件	第十四周 特殊的RNA - 調控RNA
第七周-4：複製起始位點的選擇和激活（1）—大腸桿菌DNA 複製起始的模型	第十四周-1：本周內容
第七周-5：複製起始位點的選擇和激活（2）—真核染色體每個細胞周期複製一次的機制	第十四周-2： 細菌中RNA 介導的調控
第七周-6：結束複製—DNA 末端複製問題及解決方法	第十四周-3：干擾是真核生物的主要調控機制
第七周作業第八周 討論課	第十四周-4：miRNA 的合成與功能
第八周-2：小結—第六、七章小結	第十四周-5：介紹“DNA 末端複製問題”背景
第八周-3：討論介紹—老師引出討論內容	第十四周-6 ：討論：DNA 末端複製問題
第八周-4：討論—Mixing or Not Mixing	第十四周-7： “DNA 末端複製問題”小結
第八周-5：討論小結—老師對本周討論的小結	第十四周-8：課程總結
第八周-1：課程討論—課程教學方法、教學目的和學習方法的討論	十四周作業

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2015年04月02日~2015年07月23日	劉青珍	1-2小時每周	10135
第2次開課	2015年11月05日~2016年01月31日			7353
第3次開課	2016年04月15日~2016年06月30日		2-3小時每周	5173
第4次開課	2016年10月12日~2016年12月30日		3-5小時每周	6106
第5次開課	2017年03月21日~2017年07月11日		2-4小時每周	11202
第6次開課	2017年10月09日~2018年02月10日		2-3小時每周	11690
第7次開課	2018年03月29日~2018年06月29日		2-4小時每周	11409
第8次開課	2018年09月06日~2018年12月07日		3-5小時每周	7411
第9次開課	2019年03月01日~2019年05月31日			9841
第10次開課	2019年09月27日~2019年12月31日			13133
第11次開課	2020年03月06日~2020年06月06日			18601
第12次開課	2020年11月03日~2021年01月05日			5819
第13次開課	2021年03月05日~2021年06月18日			6792
第14次開課	2021年10月30日~2022年01月10日			待定

教學目標

1. 幫助學生掌握分子生物學基礎理論知識，從生物大分子水平理解基因組的保持、基因組的表達以及基因表達調控的機制。

2. 啟發和培養學生的科研思維能力。

3. 加強和提高學生的學術表達能力。

學習預備

預備知識

學習該課程前，應先預備生物化學、遺傳學和細胞生物學基本知識。

學習資料

教材

書名	作者	出版時間	出版社
《Molecular Biology of the Gene （第六版）》	James Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick	2007年	Cold Spring Harbor Press

輔助教材

書名	作者	出版時間	出版社
《基因的分子生物學（第6版）》	楊煥明 （譯者） 等	2009年7月1日	科學出版社

參考教材

書名	作者	出版時間	出版社
《現代分子生物學（第五版）》	朱玉賢、李毅、鄭曉峰，郭紅衛	20019年6月	高等教育出版社
《基礎分子生物學（第4版）》	鄭用鏈主編	2021年4月	高等教育出版社
《分子生物學 (原書第四版)》	鄭用鏈主譯	2010年1月	科學出版社
《Molecular Biology of the Gene （第七版）》	James Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick	2016年	Cold Spring Harbor Press

教師簡介

劉青珍，女，博士，武漢大學生命科學學院教授，主要開展病毒學的基礎理論研究，重點研究細胞凋亡在病毒與宿主相互作用中的作用，主持國家自然科學基金面上項目和參與973、863等項目，曾獲得湖北省自然科學技術進步獎勵自然科學獎二、三等獎。