分子生物教案1.doc

《分子生物学》教案 一、课程性质 必修课 学目的要求 分子生物学是一门近年来发展迅速并且在生命科学领域里应用越来越广泛、影响越来越深远的一个学科。从学科角度来讲，分子生物学函盖面非常广，与生物化学和细胞生物学等生命科学主干课程有一些交叉。在学习本课程之前，学生已掌握了必要的数、理、化知识，并学习了植物学、动物学、微生物学与生物化学等课程。新兴起的基因组学和后基因组学研究现状通过与实验课相结合，系统地介绍与基因克隆相关的DNA技术，使学生们掌握一些基本的分子生物学技术。 材及有关参考书 ，《》高等教育出版社，赵寿元等，《现代遗传学》高等教育出版社，2001专业 生物科学、生物技术、生物工程、科学教育等专业课程内容第一章 绪论 教学目的：使学生对学有较全面的了解。 教学重点、难点：；对现代遗传学各发展阶段的认识。 课时安排：学时 什么是学？三、 ②定向改造某些生物的基因组结构，使它们具备某些特殊的经济价值。 ③在基础研究中的应用。如：基因的克隆与分析；启动子分析。 2．基因表达调控 因为蛋白质分子参与并控制了细胞的一切代谢活动，而决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸（主要是脱氧核糖核酸）分子编码，表现为特定的核苷酸序列，所以基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译。在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。 原核生物的基因组和染色体结构都比真核生物简单，转录和翻译在同一时间和空间内发生，基因表达的调控主要发生在转录水平。真核生物有细胞核结构，转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开，且在转录和翻译后都有复杂的信息加工过程，其基因表达的调控可以发生在各种不同的水平上。基因表达调控主要表现在信号传导研究、转录因子研究及RNA剪辑3个方面。 3．生物大分子结构功能----结构分子生物学 生物大分子的结构功能研究（又称结构分子生物学） 一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提:首先，它拥有特定的空间结构（三维结构）；其次，在它发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。 结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括结构的测定、结构运动变化规律的探索及结构与功能相互关系的建立3个主要研究方向。最常见的研究三维结构及其运动规律的手段是X射线衍射的晶体学（又称蛋白质晶体学），其次是用二维核磁共振和多维核磁研究液相结构，也有人用电镜三维重组、电子衍射、中子衍射和各种频谱学方法研究生物高分子的空间结构。 4．功能基因组学与生物信息学研究 先后完成了从大肠杆菌、酿酒酵母到线虫十余种模式生物基因组全序列的测定工作进展是非常令人振奋的。 但是也随之产生了新问题。大量涌出的新基因数据迫使我们不得不考虑这些基因编码的蛋白质有什么功能这个问题。四、RNA介导的基因表达调控网络；表观遗传（epigenetic）信息的整合；从数据整合到系统生物学（systems biology）。 第二章 教学目的：使学生了解并掌握教学重点、难点：。 课时安排：学时 教学内容： 一、一级结构的构成 所谓DNA的一级结构，就是指4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。核苷酸序列对DNA高级结构的形成有很大影响，如B-DNA中多聚（G-C）区易出现左手螺旋DNA（Z-DNA），而反向重复的DNA片段易出现发卡式结构等。 一级结构的序列测定 目前所用的DNA测序方法是在末端终止法的基础上发展起来的。由英国科学家Sanger提出的。Sanger在生物大分子的序列测定方面做出了杰出贡献。他曾在1953年利用小片段重迭法成功测定了胰岛素51个氨基酸序列，并获得诺贝尔奖。1977年又利用末端终止法测定了(X174噬菌体得DNA序列，第二次获得诺贝尔奖。 末端终止法又称为双脱氧法，基本原理是模拟体内DNA的复制过程在体外合成DNA，通过测定DNA片段的相对长度来推断核苷酸序列。 至于成分大家不要死记，可以回忆一下DNA复制过程需要哪几种组分：模板、dNTP、引物、DNA聚合酶，其中一种dNTP的磷酸基团用P32标记。除此之外还需要每个管中分别加入一种ddNTP。DDNTP是双脱氧核苷酸，由于在3(位上缺少-OH，无法与下一个单体之间形成磷酸二酯键，因此，一旦掺入DNA链的延伸后，便终止DNA的合成这样，在DNA聚合酶的作用下核苷酸链不断延伸，我们可以调整dNTP和ddNTP的浓度，使ddNTP在每个位置上都有一个掺入的机会。每个管都会产生一系列长短不一的DNA片段，其共同特征是末端的最后一个碱基是相同的。我们将所得的所有DNA片段进行凝胶电泳，长