会医常院 分子生物学 教 案 课程名称 分子生物学 授课专业及层次 授课内容 绪论 学时数 2学时 学生掌握分子生物学的定义、研究内容:熟悉分子生物学的发展简史,了解 教学目的 分子生物学展望的内容 重点 分子生物学定义及研究内容 难点 基因组、功能基因组与生物信息学 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 孟德尔遗传定律、基因重组 教学法 讨论教学法、启发式 讲授内容纲要、要求及时间分配 绪论 简单介绍本门课程理论教学安排:实验教学安排:作业:考核等。 一、分子生物学的概念 10分钟 1、分子生物学定义:要求学生理解并攀握 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子 水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及基因表达 调控机理的基础学科。 广义一包括蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究,以及分子 水平上阐明生命的现象和生物学规律 狭义一主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调控 等过程,其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究 二、分子生物学发展的回顾:要求学生熟悉发展史上一些重要的事件 (一)孕育阶段(1820-1950年代) 1.19世纪及以前的时期生物学的研究 15分钟 2.人类对DNA和遗传信息传递的认识 10分钟 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页)
《众泰连路 分子生物学 (二)创立阶段(1950-1970年代) L.DNA双螺旋结构模型 10分钟 2.遗传信息中心法则 3.DNA半保留复制 4.操纵子学说 10分钟 5.遗传密码的破译 6.总结DNA的发现 (三)发展阶段(1970年代以后) 1.DNA重组技术带米生物技术重大突破 10分钟 2.转基因动植物的成功 3基因组研究的发展 10分钟 三、分子生物学的主要研究内容 L.DNA重组技术(又称基因工程) 10分钾 2.基因表达调控研究 3.生物大分子的结构功能研究一结构分子生物学 10分钟 4.基因组、功能基因组与生物信息学研究 四、分子生物学展望 五、复习思考题 1、如何认识分子生物学在现代生物学中的地位? 2、写出5件分子生物学发展的重要大事纪 3、分子生物学的研究内容包括哪几个方面? 4、DNA重组技术有什么样的应用前景? 六、分子生物学的学习方法及应注意的问趣 总结本节重点内容(通过本节学习,使学生对本课程有总体把握和认识) 5分钟
会医常院 分子生物学 教 案 课程名称 分子生物学 授课专业及层次 授课内容 染色体与DNA(I) 学时数 2学时 教学目的 熟悉核酸的分类和组成:组成染色体的组成成分及特点:掌握染色体的组装: 重点 组成染色体的成分、染色体的组装: 难点 染色体的组装 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 细胞生物学、生物化学 敦学法 讲授教学法、启发式 讲授内容纲要、要求及时间分配 第二章染色体与DNA(I) 一、核酸通论(熟悉)结合生物化学相关知识进行启发式教学 10分钟 1.核酸的早期的发现 2核酸的分类 3.核酸组成 二、染色体结合细胞生物学相关知识进行启发教学 (一)细胞周期 10分钟 (二)染色体与染色质(熟悉) (三)染色体的结构和组成 1.原核生物及真核生物(prokaryote)的染色体 15分钟 2真核细胞染色体的组成 2.1染色体蛋白质 211组蛋白特点 15分钟 2.1.2非组蛋白种类 10分钟 2.2真核细胞DNA序列 1)不重复序列/单一序列
《众泰连路 分子生物学 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) 2)中度重复序列 15分钟 3)高度重复序列 2.3染色体和核小体 20分钟 本节重点内容小结 5分钟
会医常院 分子生物学 教 案 课程名称 分子生物学 授课专业及层次 授课内容 染色体与DNA(2) 学时数 2学时 教学目的 掌握DNA的组成及结构,熟悉原核生物基因组的特点和真核生物基因组的结 构特点。 重点 DNA的结构:DNA复制的机理:复制的起点、方向、速度及方式 难点 DNA双螺旋结构模型特点:DNA的拓扑学特征:DNA复制机制 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科知识 生物化学(DNA双螺旋相关知识) 教学法 讨论教学法、启发式 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课讲述内容, 5分钟 第二章染色体DNA(2) 原核生物和真核生物基因组结构特点比较 15分钟 1、原核生物基因组结构特点 结构简炼:存在转录单元:有重叠基因 2、真核生物基因组结构特点 二、DNA的结构 1.DNA的一级结构:定义:多样性 10分钟 2.DNA的二级结构(以讨论、提问的方式讲解) 15分钟 ()定义 (2)DNA双螺旋结构模型特点:(1):(2):(3):(4:(5) (3)DNA双螺旋的稳定因素 (4)分类:右手螺旋:A-DNA,B-DNA(Watson-Crick模型结构) 10分钟 左手螺旋:乙-DNA(结合熟悉的模型讨论其他类型) 3.DNA高(三)级结构 15分钟
《众泰连路 分子生物学 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) 定义:可分为负超螺旋和正超螺旋两大类 4.DNA的拓扑学特征(结合绳索进行启发教学) 连接数:盘绕数:超螺旋数 三、DNA的复制 (一)DNA的半保留复制 I.DNA的半保留复制机理 15分钟 半保留复制的实验依据(举例58年Meselson和sahl说明) 2.DNA的半保留复制的起点、方向和速度 10分钟 DNA的半保留复制的起点:复制子:复制单元 复制方向:双向等速复制 本节重点内容小结 5分钟
会医常院 分子生物学 教 案 课程名称 分子生物学 授课专业及层次 授课内容 染色体与DNA(3) 学时数 2学时 草握原核生物DNA分子复制的过程及特点。草挥真原核生物DNA复制必需的 教学目的 成份。了解DNA复制的调控。 重点 DNA分子复制 难点 复制的成分、过程及调控 自学内容 DNA复制的调控 使用教具 多媒体 相关学科知识 生物化学相关知识 教学法 教授式、启发式教学法 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课讲述内容 5分钟 第二章染色体与DNA(3) ·、复制的几种主要方式:(结合动画进行启发式教学) 15分钟 1)线性DNA双链的复制 2)环状DNA双链的复制 二、DNA的复制有关的物质 I.DNA聚合酵:性质:原核生物的DNA聚合醇:真核生物的DNA聚I0分钟 合醇 2.DNA连接酶 3.DNA解螺旋酶/解链酶(DNA helicase) 4.DNA拓扑异构醇 5.单链结合蛋白 三、,DNA复制的过程 1.DNA复制过程的三个阶段(以大肠杆菌DNA复制为例) 15分钟 DNA复制的起始阶段,包括起始点,复制方向以及引发体的形成
《众泰连路 分子生物学 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页 DNA链的延长,包括前导链及随从链的形成和切除RNA引物后 10分钟 填补空缺及连接岗崎片段 15分钟 DNA复制的终止阶段。 20分钟 四、真核生物DNA的复制特点 1,真核生物与原核生物DNA复制不同点比较 2.真核生物DNA聚合酶的特性比较 5分钟 五、DNA复制的调控 小结DNA的复制: a.旋转酶(topoll)改变双螺旋的构象,解螺旋酶解开双链。 b.SSB结合到解开的单链上。 c.引发体合成RNA引物, d,DNA聚合酶IⅢ作用下合成先导链。 e.滞后链开始合成,形成第一个冈崎片段。 C复制叉继续前进,前导链连续合成,滞后链上合成新的RNA引物 g第二个冈崎片段形城,DNA聚合酶I切去引物,并加上脱氧核苷 三磷酸。 h.间隙被DNA连接酶封闭,链的终止。 本节重点内容小结 5分钟
会医常院 分子生物学 教 案 课程名称 分子生物学 授课专业及层次 授课内容 DNA的修复、转座 学时数2学时 教学目的掌握DNA的修复,掌握DNA的转座的机理 重点 DNA的修复、转座 难点 DNA的转座 自学内容 无 使用教具 多媒体 相关学科 遗传学重组知识 知识 教学法 讨论教学法、启发式 讲授内容纲要、要求及时间分配 复习上节课讲述内容 5分钟 染色体与DNA 五、DNA的修复 DNA修复DNA rn)是细胞对DNA受损伤后的一种反应,对个同的DNA15分钟 损伤,细胞可以有不同的修复反应。 5.1引起基因损伤的因素 1)物理因素 2)化学因素 3)生物因素 4)自发损伤或突变 5.2E.coli中存在4种基本的DNM修复系统(用讨论式方法讲授) (一)DNA错配修复(mismatch repair,MMR) DNA错配修复是细胞复制后的一种修复机制,具有维持DNA复制保真度,控 制基因变异的作用。图解错配修复。 10分钟 (二)碱基切除修复(basc-excision repair,BER) 碱基切除修复包括三个步骤:①DNAN-袖基化DNA glycoslase))识别异常碱 基,使异常嘌岭的NS和异常嘧啶的N3与脱氧核糖之间的健发生水解,DNA链上 形成无嘌岭嘧啶位点:②AP核酸内切酶(AP endonuclease,APE)在AP位点上游切
《众泰连路 分子生物学 讲授内容纲要、要求及时间分配(附页) 开缺口,使一端成为5瞬酸基,另一端成为3'.OH:③DNA多聚悔polymerase)重 新合成正确的碱基,最后山连接(igse)将其连接。 (三)核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair,NER) 10分钟 是机体正常细胞针对DNA加合物、紫外线导致的嘧啶二聚体等DNA链上较大 损伤的修复过程,它山多种DNA修复酶组成。 DNA切吉割第(excinuclease) (四)直接修复(direct repair): 10分钟 1,在DNA光解椭Photolyas)沁的作用下把在光下或经紫外光照射形成的环丁烷 陶腺密啶二体及64光化物(6-4 photoproduct)还原成为单体的过程. 2、生物体内还广泛存在着使06-甲基鸟紧岭脱甲基化的甲基转移裤,以防止形 成GT配对。 DNA修复小结: 生物在进化过程中狄得的DNA修复功能,对生物的生存和维持遗传的稳定性是 5分钟 全关重要的。 六、DNA的转座 转座因子(transposable element)是一种可以山染色体的一个位胥转移到另外位 5分钟 置的遗传因子,也就是一段可以发生转座(transposition)的DNA,又称为转座子 (transposon) 1.原核生物转座因子的种类 15分钟 1.l插入序列(insertion sequence,IS) S是最简单的转座子,除转座所需基因外不携带任何标记基因,它们是细菌染 色体或质粒DNA的正常组成部分。 S序列及其特征 1.2类插入序列(IS-like element) 是指IS10R,IS50R,IS903,它们的结构和IS相似,但不独立存在,一般作为 复合转座子两臂的组件. 1.3复合转座子(composite transposons) 复合转座子是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座子,其两翼 往往是两个相同或高度同源的S子列。 1.4TnA家族 2转座机制 10分钟 转座可分为复制性(Replicative transposon)和非复制性(Nonreplicative