SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ DI TRUYỀN (MOLECULAR BIOLOGY AND GENETICS)

Kỹ Thuật - Công Nghệ - Báo cáo khoa học, luận văn tiến sĩ, luận văn thạc sĩ, nghiên cứu - Y dược - Sinh học 113 Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Kỹ thuật Hóa học Vietnam National University – HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Chemical Engineering Đề cương môn học SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ DI TRUYỀN (Molecular biology and genetics) Số tín chỉ 3 (3.0.6) MSMH 607005 Số tiết Tổng: 69 LT: 33 TH: TN: 0 BTLTL: 36 Tỉ lệ đánh giá BT:0 TN: 0 KT: 20 BTLTL: 10 Thi: 70 Hình thức đánh giá - Kiểm tra: trắc nghiệm, 60 phút - Thi: tự luận, 90 phút Môn tiên quyết Môn học trước Cơ sở sinh học 607001 Môn song hành CTĐT ngành Công nghệ Sinh học Trình độ đào tạo Đại học Cấp độ môn học 3 Ghi chú khác Mục tiêu của môn học Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về sinh học phân tử và di truyền học Môn học này bao gồm hai phần chính: sinh học phân tử và di truyền. Phần đầu tiên, sinh học phân tử, cung cấp cho sinh viên một cái nhìn sâu về cấu trúc và chức năng của các phân tử sinh học quan trọng như RNA, DNA và proteins có vai trò trong vận hành các quá trình sống. Phần này cũng đưa ra những phân tích cơ chế sinh hoá nhằm điều hoà việc duy trì và biểu hiện bộ gene prokaryote và eukaryote. Bên cạnh đó học thuyết trung tâm của sinh học phân tử, điều hoà biểu hiện gene, các cơ chế sao chép DNA, sửa sai, phiên mã, tái tổ hợp, và dịch mã cũng được giản dạy. Phần thứ hai liên quan đến di truyền cung cấp những kiến thức căn bản, nâng cao và cả những thay đổi trong di truyền Mendel, nhiễm sắc thể, sinh sản tế bào, xác định giới tính, những đặc tính liên kết giới tính, phân tích phả hệ, ứng dụng và kiểm tra di truyền. Ngoài ra những mảng kiến thức liên quan đến liên kết, tái tổ hợp, lập bản đồ di truyền, hệ thống di truyền vi sinh vật và virus, tính đa dạng của nhiễm sắc thể, những kỹ thuật thao tác di truyền cơ bản, ngành genomics và proteomics cũng được giảng dạy trong khoá học này. Course Description The aim of the course is to provide a general overview of the basic themes of molecular biology and genetics. This course includes two main part: molecular biology and genetics. The first part, molecular biology, give an in-depth look at the structure and function of biologically 213 important molecules including RNA, DNA, and proteins which drive living processes. Furthermore, it covers a detailed analysis of the biochemical mechanisms that control the maintenance, the expression of prokaryotic and eukaryotic genomes. The topics will emphasize in lectures and readings of relevant literature include the central dogma of molecular biology, gene regulation, DNA replication, repair, transcription, genetic recombination, and mRNA translation. In particular, the logic of experimental design and data analysis used to discorvery is also discussed.The second important part, genetics, is to supply knowledge related to the basic, extensions and modifications of Mendelian Genetics, chromosomes, cellular reproduction, sex determination, sex-linked characteristics, predigree analysis, applications and genetic testing. In addition, the range of topics including linkage, recombination, eukaryotic gene mapping, bacterial and viral genetic systems, chromosome variation, genetic engineering, genomic and proteomics are also mentioned in this part. Tài liệu học tập 1 Hồ Huỳnh Thùy Dương. Sinh học phân tử. NXB Giáo dục,2007. 2 Phạm Thành Hổ. Di truyền học. NXB Giáo dục, 2010. 3 H. Lodish, A. Berk, P. Matsudaira, C. A. Kaiser, M. Krieger, M. P. Scott, L. Zipursky, J. Darnell. Molecular cell biology (5th edition). W.H. Freeman and Company, 2005. 4 H. Lodish, A. Berk, C. A. Kaiser, M. Krieger, A. Bretscher, H. Ploegh, A. Amon, M. P. Scott. Molecular cell biology (7th edition). W.H. Freeman and Company, 2012. 5 R. F. Waver. Molecular biology (5th edition).McGraw-Hill, 2011. 6 D. P. Clark, N. Pazdernik. Molecular biology (2nd edition).Academic cell, 2012. 7 Benjamin A. Pierce. Genetics: A conceptual approach (4th edition). W. H. Freeman and Company, 2010. Mục tiêu môn học Tiếp cận và phân loại các đại phân tử sinh học, các mối liên kết yếu trong hệ thống sống Hiểu được cơ sở phân tử từ DNA đến Protein trong học thuyết di truyền trung tâm Hiểu được các nguyên lý điều hòa biểu hiện gen Hiểu được các kiến thức về di truyền học cơ bản về nhiễm sắc thể Biết và hiểu được các kiến thức cơ bản về di truyền học vi sinh vật Thể hiện nhận thức “Kỹ sư sẳn sàng làm việc” và những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyền. Course Goals Analyse and demonstrate large biomolecules, weak interactions in living systems. Analyse and demonstrate the molecular mechanisms in central dogma of molecular biology Comprehend and represent the principles of control of gene expression Comprehend and represent basic concepts of heredity and chromosome genetics Comprehend and represent bacterial and viral genetic systems Exhibit the spirit of “engineers ready to work” and recognize benefits from applications of molecular biology and genetics. 313 4. Chuẩn đầu ra STT Chuẩn đầu ra môn học CDIO L.O.1 Tiếp cận và phân loại các đại phân tử sinh học, các mối liên kết yếu trong hệ thống sống 1.3 L.O.1.1 – Về các đại phân tử sinh học L.O.1.2 – Về liên kết yếu 1.3 1.3 L.O.2 Hiểu được cơ sở phân tử từ DNA đến Protein trong học thuyết di truyền trung tâm 1.3 L.O.2.1 – DNA ổn định và biến động L.O.2.2 – RNA L.O.2.3 – Protein 1.3 1.3 1.3 L.O.3 Hiểu được các nguyên lý điều hòa biểu hiện gen 1.3 L.O.3.1 –Ở Prokaryote L.O.3.2 – Ở Eukaryote 1.3 1.3 L.O.4 Hiểu được các kiến thức về di truyền học cơ bản về nhiễm sắc thể 1.3 L.O.5 Biết và hiểu được các kiến thức cơ bản về di truyền học vi sinh vật 1.3 L.O.5.1 – Virus L.O.5.2- Vi khuẩn L.O.5.3- Vi nấm 1.3 1.3 1.3 L.O.6 Thể hiện nhận thức “Kỹ sư sẳn sàng làm việc” và những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyền. 4.1, 4.5, 4.6 L.O.6.1 – Giới thiệu về bạn một cách tự tin và ngắn gọn L.O.6.2 – Thiết lập hợp đồng nhóm L.O.6.3 – Minh họa việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyềntrong 1 tình huống cụ thể (Y học Môi trường Thực phẩm Nông nghiệp). 4.1 4.5 4.6 No Learning outcomes CDIO L.O.1 Analyse and demonstrate large biomolecules, weak interactions in living systems. 1.3 L.O.1.1 – Large biomolecules L.O.1.2 – Weak interactions 1.3 1.3 L.O.2 Analyse and demonstrate the molecular mechanisms in central dogma of molecular biology 1.3 L.O.2.1 – DNA – stability and destability L.O.2.2 – RNA L.O.2.3 – Protein 1.3 1.3 1.3 L.O.3 Comprehend and represent the principles of control of gene expression 1.3 L.O.3.1 –Prokaryote L.O.3.2 – Eukaryote 1.3 1.3 413 L.O.4 Comprehend and represent basic concepts of heredity and chromosome genetics 1.3 L.O.5 Comprehend and represent bacterial and viral genetic systems 1.3 L.O.5.1 – Virus L.O.5.2- Bacteria L.O.5.3- Yeast 1.3 1.3 1.3 L.O.6 Exhibit the spirit of “engineers ready to work” and recognize benefits from applications of molecular biology and genetics. 4.1, 4.5, 4.6 L.O.5.1 – Introduce yourself confidently and briefly L.O.5.2 – Build teamwork L.O.5.3 – Demonstrate applications of single-cell protein technology in certain cases (Medicine and pharmacologyEnvironmentFood Industry Agriculture) 4.1 4.5 4.6 5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học Sinh viên được giới thiệu chi tiết chương trình học, các đầu sách có thể tham khảo vào buổi học đầu tiên. Sau mỗi giờ giảng, cán bộ giảng dạy sẽ hướng dẫn nội dung giờ học tới để sinh viên tự học và đọc trước chuẩn bị. Cán bộ giảng dạy gợi ý một số vấn đề cần thảo luận theo nội dung từng bài giảng. Bài học được giới thiệu tóm tắt dưới dạng Powerpoint. Sinh viên tự ghi chép nội dung của bài giảng và thảo luận một số vấn đề do cán bộ giảng dạy gợi ý hoặc nêu vấn đề cho cả lớp cùng bàn luận. Mỗi nhóm làm tiểu luận gồm 3 – 4 sinh viên tùy theo sỉ số lớp. Điểm tiểu luận chiếm 10 điểm thi cuối kỳ. Nội dung thi không giới hạn. Sinh viên được thông báo hình thức kiểm tra. Kiểm tra: 20 Bài tập lớnTiểu luận: 10 Thi: 70 Điều kiện dự thi: Sinh viên cần tham dự 100 tiểu luận Dự kiến danh sách cán bộ tham gia giảng dạy PGS. TS. Nguyễn Thúy Hương TS. Nguyễn Tấn Trung TS. Hoàng Anh Hoàng Nội dung chi tiết Tuần Chương Nội dung Chuẩn đầu ra chi tiết Hoạt động dạy và học Hoạt động đánh giá 1 Giới thiệu về môn học - Thông tin ThầyCô Giới thiệu về bạn một cách tự tin và ngắn Ø Người dạy: - Tự giới thiệu Bài tập trên lớp 513 - Các vấn đề liên quan đến môn học - Cách thức dạy và học gọn - Trình bày mẫu giới thiệu - Tổng hợp danh sách Ø Sinh viên: - Thực hành tự giới thiệu theo mẫu được cung cấp Thiết lập hợp đồng nhóm Ø Người dạy: - Giới thiệu lướt qua đề cương môn học - Giải thích các hoạt động cá nhân nhóm - Thúc đẩy hoạt động nhóm Ø Sinh viên: - Thảo luận về cách đánh giá môn học Bài tập về nhà 1 PHẦN 1. SINH HỌC PHÂN TỬ I. Dẫn nhập. 1. Thế nào là Di truyền học và Sinh học phân tử ? 2. Lược sử sự ra đời của Di truyền học và Sinh học phân tử. 3. Vai trò của Di truyền học và Sinh học phân tử trong Cách mạng sinh học. - Nắm được các mốc lịch sử quan trọng của phát triển ngành di truyền và sinh học phân tử. - Đánh giá được tầm quan trọng ngành di truyền và sinh học phân tử vào nông nghiệp, y dược, cuộc sống và nền tảng phát triển của sinh học hiện đại qua những ví dụ giáo viên cung cấp và sinh viên tìm hiểu thêm Ø Người dạy: truyền đạt nội dung chương. Minh họa bằng slide Ø Sinh viên: thảo luận theo nhóm và rút ra nhận xét Ø Người dạy: Kết luận- Dẫn dắt nội dung tiếp theo Bài tập về nhà 2 II. Các đại phân tử sinh học 1. Protein 2. Nucleic acid: DNA và RNA 3. Lipid 4.Polysaccharide Hiểu và nắm được các đại phân tử sinh học chính -Nắm được các tính chất hóa học, cấu trúc và chức năng của các đại phân tử sinh học trong tế bào - Nắm được trong tế bào gồm nhiều phức hợp phân tử được tạo thành do sự tương tác Ø Người dạy: truyền đạt nội dung chương. Minh họa bằng slide Ø Sinh viên: thảo luận theo nhóm và rút ra nhận xét Ø Người dạy: Kết luận- Dẫn dắt nội dung tiếp theo Bài tập về nhà 613 nhiều đại phân tử khác nhau. 2,3 III. Các liên kết hóa học yếu trong hệ thống sống 1. Định nghĩa và đặc điểm của các liên kết hóa học yếu 2. Các loại liên kết hóa học yếu cơ bản. 3. Một số vai trò của các liên kết hóa học yếu trong hệ thống sống - Hiểu và nắm được các liên kết hóa học yếu trong hệ thống sống. -Nắm được mối tương quan về năng lượng của những tương tác hóa học yếu so với tương tác cộng hóa trị. - Sinh viên có thể tìm những ví dụ cho từng liên kết hóa học yếu và sự ảnh hưởng của những liên kết này trong sự hình thành cấu trúc của các đại phân tử sinh học cũng như sự hình thành các tương tác giữa các đại phân tử sinh học. Ø Người dạy: truyền đạt nội dung chương. Minh họa bằn...

Đại Học Quốc Gia TP.HCM

Trường Đại Học Bách Khoa

Khoa Kỹ thuật Hóa học

Vietnam National University – HCMC

Ho Chi Minh City University of Technology

Faculty of Chemical Engineering Đề cương môn học

SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ DI TRUYỀN (Molecular biology and genetics)

Môn tiên quyết

Mục tiêu của môn học

Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về sinh học phân tử và di truyền học

Môn học này bao gồm hai phần chính: sinh học phân tử và di truyền Phần đầu tiên, sinh học phân tử, cung cấp cho sinh viên một cái nhìn sâu về cấu trúc và chức năng của các phân tử sinh học quan trọng như RNA, DNA và proteins có vai trò trong vận hành các quá trình sống Phần này cũng đưa ra những phân tích cơ chế sinh hoá nhằm điều hoà việc duy trì và biểu hiện bộ gene prokaryote và eukaryote Bên cạnh đó học thuyết trung tâm của sinh học phân tử, điều hoà biểu hiện gene, các cơ chế sao chép DNA, sửa sai, phiên mã, tái tổ hợp, và dịch mã cũng được giản dạy Phần thứ hai liên quan đến di truyền cung cấp những kiến thức căn bản, nâng cao và cả những thay đổi trong di truyền Mendel, nhiễm sắc thể, sinh sản tế bào, xác định giới tính, những đặc tính liên kết giới tính, phân tích phả hệ, ứng dụng và kiểm tra di truyền Ngoài ra những mảng kiến thức liên quan đến liên kết, tái tổ hợp, lập bản đồ di truyền, hệ thống di truyền vi sinh vật và virus, tính đa dạng của nhiễm sắc thể, những kỹ thuật thao tác di truyền cơ bản, ngành genomics và proteomics cũng được giảng dạy trong khoá học này

Course Description

The aim of the course is to provide a general overview of the basic themes of molecular biology and genetics

This course includes two main part: molecular biology and genetics The first part, molecular biology, give an in-depth look at the structure and function of biologically

important molecules including RNA, DNA, and proteins which drive living processes Furthermore, it covers a detailed analysis of the biochemical mechanisms that control the maintenance, the expression of prokaryotic and eukaryotic genomes The topics will emphasize in lectures and readings of relevant literature include the central dogma of molecular biology, gene regulation, DNA replication, repair, transcription, genetic recombination, and mRNA translation In particular, the logic of experimental design and data analysis used to discorvery is also discussed.The second important part, genetics, is to supply knowledge related to the basic, extensions and modifications of Mendelian Genetics, chromosomes, cellular reproduction, sex determination, sex-linked characteristics, predigree analysis, applications and genetic testing In addition, the range of topics including linkage, recombination, eukaryotic gene mapping, bacterial and viral genetic systems, chromosome variation, genetic engineering, genomic and proteomics are also mentioned in this part

Tài liệu học tập

[1] Hồ Huỳnh Thùy Dương Sinh học phân tử NXB Giáo dục,2007 [2] Phạm Thành Hổ Di truyền học NXB Giáo dục, 2010

[3] H Lodish, A Berk, P Matsudaira, C A Kaiser, M Krieger, M P Scott, L Zipursky, J

[4] H Lodish, A Berk, C A Kaiser, M Krieger, A Bretscher, H Ploegh, A Amon, M P

Company, 2010

Mục tiêu môn học

• Tiếp cận và phân loại các đại phân tử sinh học, các mối liên kết yếu trong hệ thống sống • Hiểu được cơ sở phân tử từ DNA đến Protein trong học thuyết di truyền trung tâm • Hiểu được các nguyên lý điều hòa biểu hiện gen

• Hiểu được các kiến thức về di truyền học cơ bản về nhiễm sắc thể • Biết và hiểu được các kiến thức cơ bản về di truyền học vi sinh vật

• Thể hiện nhận thức “Kỹ sư sẳn sàng làm việc” và những lợi ích mang lại trong việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyền

Course Goals

• Analyse and demonstrate large biomolecules, weak interactions in living systems

• Analyse and demonstrate the molecular mechanisms in central dogma of molecular biology • Comprehend and represent the principles of control of gene expression

• Comprehend and represent basic concepts of heredity and chromosome genetics • Comprehend and represent bacterial and viral genetic systems

• Exhibit the spirit of “engineers ready to work” and recognize benefits from applications of molecular biology and genetics

4 Chuẩn đầu ra

hệ thống sống

1.3 L.O.1.1 – Về các đại phân tử sinh học

L.O.1.2 – Về liên kết yếu

trong việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyền

4.1, 4.5, 4.6 L.O.6.1 – Giới thiệu về bạn một cách tự tin và ngắn gọn

L.O.6.2 – Thiết lập hợp đồng nhóm

L.O.6.3 – Minh họa việc ứng dụng sinh học phân tử và di truyềntrong 1 tình huống cụ thể (Y học/ Môi trường/ Thực phẩm/ Nông nghiệp)

4.1 4.5 4.6

systems

1.3 L.O.1.1 – Large biomolecules

L.O.1.2 – Weak interactions

L.O.4 Comprehend and represent basic concepts of heredity and chromosome

applications of molecular biology and genetics

4.1, 4.5, 4.6 L.O.5.1 – Introduce yourself confidently and briefly

L.O.5.2 – Build teamwork

L.O.5.3 – Demonstrate applications of single-cell protein technology in certain cases (Medicine and pharmacology/Environment/Food Industry/ Agriculture)

4.1 4.5 4.6

5 Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học

Sinh viên được giới thiệu chi tiết chương trình học, các đầu sách có thể tham khảo vào buổi học đầu tiên Sau mỗi giờ giảng, cán bộ giảng dạy sẽ hướng dẫn nội dung giờ học tới để sinh viên tự học và đọc trước chuẩn bị Cán bộ giảng dạy gợi ý một số vấn đề cần thảo luận theo nội dung từng bài giảng

Bài học được giới thiệu tóm tắt dưới dạng Powerpoint Sinh viên tự ghi chép nội dung của bài giảng và thảo luận một số vấn đề do cán bộ giảng dạy gợi ý hoặc nêu vấn đề cho cả lớp cùng bàn luận

Mỗi nhóm làm tiểu luận gồm 3 – 4 sinh viên tùy theo sỉ số lớp Điểm tiểu luận chiếm 10% điểm thi cuối kỳ

Nội dung thi không giới hạn Sinh viên được thông báo hình thức kiểm tra

• Kiểm tra: 20%

• Bài tập lớn/Tiểu luận: 10% • Thi: 70%

Điều kiện dự thi: Sinh viên cần tham dự 100% tiểu luận

Dự kiến danh sách cán bộ tham gia giảng dạy

PGS TS Nguyễn Thúy Hương TS Nguyễn Tấn Trung

TS Hoàng Anh Hoàng

Nội dung chi tiết

1 Giới thiệu về môn học

- Thông tin Thầy/Cô

2 Lược sử sự ra đời của Di truyền học và Sinh học phân tử

3 Vai trò của Di truyền học và Sinh học phân tử trong phân tử vào nông nghiệp, y dược, cuộc sống và nền tảng phát triển của sinh học hiện đại qua những ví dụ giáo viên cung cấp và sinh viên tìm hiểu

nhiều đại phân tử khác nhau

2,3 III Các liên kết hóa học yếu trong hệ thống sống

1 Định nghĩa và đặc điểm của các liên kết hóa học yếu 2 Các loại liên kết hóa học yếu cơ bản

3 Một số vai trò của các liên kết hóa học yếu trong hệ

-Nắm được mối tương quan về năng lượng

2 Cấu trúc của DNA

3 Biến tính, hồi tính và lai nucleic acid

4 Sự sao chép và sửa sai đảm bảo tính ổn định của DNA

5 Các biến động của DNA: đột biến, tái tổ hợp, các gen

biến động trong tiến

1 Mô hình điều hòa biểu

hiện gene ở Prokaryote

2 Mô hình điều hòa biểu

hiện gene ở Eukaryote

Nắm được cơ chế điều hòa biểu hiện gene ở mô hình prokaryote và eukaryote

Sinh viên có thể so sánh được sự khác nhau trong việc điều hòa biểu hiện gene ở hai mô hình này

Ø Người dạy: truyền

10 VIII : Nguyên tắc của vài kĩ thuật cơ bản trong Sinh

luận- Dẫn dắt nội dung tiếp theo

HỌC

IX Di truyền học Mendel

1 Gregor Mendel và quan

niệm về gene

2 Lai đơn tính chỉ ra được qui luật giao tử thuần khiết truyền cơ bản trong phân tích kết quả lai

hậu quả do quá trình đột biến diễn ra

Ø Người dạy: truyền

3 Các đặc điểm sinh học của virus : cấu trúc và sao chép

- Nắm được các đặc điểm di truyền học vi sinh vật và ưu thế của các đối tượng này trong nghiên cứu - Nắm được đặc điểm sinh học của virus, các

Ø Người dạy: truyền

4 Sự đa dạng của các bộ gen

chu trình tan và tiềm

tan của bacteriophage Ø Người dạy: Kết luận- Dẫn dắt nội dung tiếp theo truyền của các vi sinh vật như giao nạp, tải men và tảo lục đơn

Ø Người dạy: truyền từ bộ gene người được

Ø Người dạy: truyền

định chức năng của gene dựa vào thông tin từ bộ gene đã chức năng của toàn bộ protein trong tế bào

loài để nghiên cứu sự tiến

4-15 Sinh viên báo cáo tiểu luận với sự hướng dẫn của cán bộ

Ø Sinh viên và người dạy: Thảo luận Ø Người dạy: nhận

xét, đánh giá và tổng kết

8 Thông tin liên hệ

Bộ môn/Khoa phụ trách Công nghệ Sinh học

Giảng viên phụ trách PGS TS Nguyễn Thúy Hương

Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014

TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG