朱玉賢分子生物學(xué)教案

1、朱玉賢分子生物學(xué)教案【篇一：分子生物學(xué)教案】教案課程名稱：分子生物學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)：36授課對(duì)象：生物技術(shù)專業(yè)、生物科學(xué)專業(yè)主講教材：分子生物學(xué)第三版朱玉賢等. 科學(xué)出版社.2008參考資料：molecular biology robert f.weaver 科學(xué)出版社影印版分子生物學(xué)精要速覽影印版. turner.pc et al 科學(xué)出版社2001 gene W» lewin.b. oxford university press199912345【篇二：分子生物學(xué)教案1】分子生物學(xué)教案一、課程性質(zhì)必修課二、教學(xué)目的要求分子生物學(xué)是一門近年來發(fā)展迅速并且在生命科學(xué)領(lǐng)域里應(yīng)用越來越廣泛、影響

2、越來越深遠(yuǎn)的一個(gè)學(xué)科。從學(xué)科角度來講，分子生物學(xué)函蓋面非常廣，與生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等生命科學(xué)主干課程有一些交叉。在學(xué)習(xí)本課程之前，要求學(xué)生已掌握了必要的數(shù)、理、化知識(shí)，并學(xué)習(xí)了植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)與生物化學(xué)等基礎(chǔ)課程。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握基因概念在分子水平上的發(fā)展與演變、基因的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、基因的復(fù)制、基因表達(dá)（在轉(zhuǎn)錄、翻譯水平）的基本原理、基因表達(dá)調(diào)控的基本模式、基因發(fā)生突變與交換及dna 遺傳多型性檢測(cè)的分子生物學(xué)原理，了解新興起的基因組學(xué)和后基因組學(xué)研究現(xiàn)狀。通過與實(shí)驗(yàn)課相結(jié)合，系統(tǒng)地介紹與基因克隆相關(guān)的dna 技術(shù)，使學(xué)生們掌握一些基本的分子生物學(xué)技術(shù)。三、教材及有關(guān)

3、參考書朱玉賢等，現(xiàn)代分子生物學(xué)高等教育出版社，2002benjamin lewin 編著余龍等主譯，gene皿科學(xué)出版社，2005趙壽元等，現(xiàn)代遺傳學(xué)高等教育出版社，2001孫乃恩等，分子遺傳學(xué)南京大學(xué)出版社，1990四、適用專業(yè)生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物工程、科學(xué)教育等專業(yè)五、授課學(xué)時(shí)36 學(xué)時(shí)六、課程內(nèi)容第一章 緒論教學(xué)目的：使學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史、分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容及發(fā)展前景有較全面的了解。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：基因概念的發(fā)展與演變；對(duì)現(xiàn)代遺傳學(xué)各發(fā)展階段的認(rèn)識(shí)。課時(shí)安排：4 學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：1、 什么是分子生物學(xué)？分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等所有生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)

4、律性和相互關(guān)系的科學(xué)。2、 分子生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史從 1847 年 schleiden 和 schwann 提出細(xì)胞學(xué)說，證明動(dòng)、植物都是由細(xì)胞組成的到今天，雖然不過短短一百多年時(shí)間，我們對(duì)生物大分子 -細(xì)胞的化學(xué)組成卻有了深刻的認(rèn)識(shí)。孟德爾的遺傳學(xué)規(guī)律最先使人們對(duì)性狀遺傳產(chǎn)生了理性認(rèn)識(shí)，而morgan 的基因?qū)W說則進(jìn)一步將性狀與基因相耦聯(lián)，成為分子遺傳學(xué)的奠基石。watson 和crick 所提出的脫氧核糖酸雙螺旋模型，為充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律鋪平了道路。在蛋白質(zhì)化學(xué)方面，繼sumner 在 1936 年證實(shí)酶是蛋白質(zhì)之后，sanger 利用紙電泳及層析技術(shù)于1953 年首次闡明胰島素的一

5、級(jí)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了蛋白質(zhì)序列分析的先河。而kendrew 和perutz 利用 x 射線衍射技術(shù)解析了肌紅蛋白(myoglobin )及血紅蛋白( hemoglobin )的三維結(jié)構(gòu)，論證了這些蛋白質(zhì)在輸送分子氧過程中的特殊作用，成為研究生物大分子空間立體構(gòu)型的先驅(qū)?？偨Y(jié)與分子生物學(xué)相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)。三、分子生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容1 dna 重組技術(shù)基因工程基因工程指將不同dna 片段（如某個(gè)基因或基因的一部分）按照人們的設(shè)計(jì)定向連接起來，在特定的受體細(xì)胞中與載體同時(shí)復(fù)制并得到表達(dá)，產(chǎn)生影響受體細(xì)胞的新的遺傳性狀。dna 重組技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景： 在生物技術(shù)制藥領(lǐng)域中的應(yīng)用。如：利用基因工程技術(shù)改

6、造傳統(tǒng)的制藥工業(yè)；利用克隆的基因表達(dá)生產(chǎn)有用的肽類和蛋白質(zhì)藥物或疫苗。2 基因表達(dá)調(diào)控因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子參與并控制了細(xì)胞的一切代謝活動(dòng)，而決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和合成時(shí)序的信息都由核酸（主要是脫氧核糖核酸）分子編碼，表現(xiàn)為特定的核苷酸序列，所以基因表達(dá)實(shí)質(zhì)上就是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。在個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育過程中生物遺傳信息的表達(dá)按一定的時(shí)序發(fā)生變化（時(shí)序調(diào)節(jié)），并隨著內(nèi)外環(huán)境的變化而不斷加以修正（環(huán)境調(diào)控）。原核生物的基因組和染色體結(jié)構(gòu)都比真核生物簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一時(shí)間和空間內(nèi)發(fā)生，基因表達(dá)的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。真核生物有細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄和翻譯過程在時(shí)間和空間上都被分隔開，且在轉(zhuǎn)錄和翻譯后都有復(fù)雜的信息加

7、工過程，其基因表達(dá)的調(diào)控可以發(fā)生在各種不同的水平上?；虮磉_(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在信號(hào)傳導(dǎo)研究、轉(zhuǎn)錄因子研究及rna 剪輯 3 個(gè)方面。3 生物大分子結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)生物大分子的結(jié)構(gòu)功能研究（又稱結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)）一個(gè)生物大分子，無論是核酸、蛋白質(zhì)或多糖，在發(fā)揮生物學(xué)功能時(shí)，必須具備兩個(gè)前提:首先，它擁有特定的空間結(jié)構(gòu)（三維結(jié)構(gòu)）；其次，在它發(fā)揮生物學(xué)功能的過程中必定存在著結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的變化。結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)就是研究生物大分子特定的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化與其生物學(xué)功能關(guān)系的科學(xué)。它包括結(jié)構(gòu)的測(cè)定、結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的探索及結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的建立3 個(gè)主要研究方向。最常見的研究三維結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的手

8、段是x 射線衍射的晶體學(xué)（又稱蛋白質(zhì)晶體學(xué)），其次是用二維核磁共振和多維核磁研究液相結(jié)構(gòu)，也有人用電鏡三維重組、電子衍射、中子衍射和各種頻譜學(xué)方法研究生物高分子的空間結(jié)構(gòu)。4 功能基因組學(xué)與生物信息學(xué)研究先后完成了包括從大腸桿菌、釀酒酵母到線蟲等十余種模式生物基因組全序列的測(cè)定工作，并于2002 年 2 月 12 日完成人類基因組測(cè)序工作。世界兩大最著名的學(xué)術(shù)刊物nature 和 science 同時(shí)發(fā)表了人類基因組全序列。基因組測(cè)序工作的進(jìn)展是非常令人振奮的。但是也隨之產(chǎn)生了新問題。大量涌出的新基因數(shù)據(jù)迫使我們不得不考慮這些基因編碼的蛋白質(zhì)有什么功能這個(gè)問題。在這些基因組中通常有一半以上基因

9、的功能是未知的。因此讀懂基因組稱為后基因組時(shí)代的生命科學(xué)領(lǐng)域面臨的巨大的挑戰(zhàn)。在功能基因組時(shí)代，應(yīng)用生物信息學(xué)方法，高通量地注釋基因組所有編碼產(chǎn)物的生物學(xué)功能是一個(gè)重要的特征。生物信息學(xué)是在各種“組學(xué) ”研究的推動(dòng)下發(fā)展起來的.傳統(tǒng)的研究方法是只研究某一個(gè)基因或蛋白質(zhì)或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，而“組學(xué) “的研究是采用高通量的技術(shù)分析細(xì)胞中全部的基因和蛋白質(zhì)，這樣勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生海量的信息，因此，人們必須尋求一種高速度、高效率、大規(guī)模的方式積累數(shù)據(jù)處理分析方法。四、分子生物學(xué)展望未來的發(fā)展方向：不同模式生物基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的比較分析；rna 介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；表觀遺傳(epigenetic )信息的整合；從數(shù)據(jù)整

10、合到系統(tǒng)生物學(xué)( systems biology )。第二章 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)dna教學(xué)目的：使學(xué)生了解并掌握dna 的結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：dna 的一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，dna 的二級(jí)結(jié)構(gòu)及超螺旋結(jié)構(gòu)。課時(shí)安排：4 學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) dna 的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、一級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成所謂 dna 的一級(jí)結(jié)構(gòu)，就是指4 種核苷酸的連接及其排列順序，表示了該 dna 分子的化學(xué)構(gòu)成。核苷酸序列對(duì)dna 高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成有很大影響，如b-dna 中多聚(g-c )區(qū)易出現(xiàn)左手螺旋dna ( z-dna )，而反向重復(fù)的dna 片段易出現(xiàn)發(fā)卡式結(jié)構(gòu)等。二、 一級(jí)結(jié)構(gòu)的序列測(cè)定目前所用的dna 測(cè)序方法是在末端終止

11、法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由英國(guó)科學(xué)家sanger 提出的。sanger 在生物大分子的序列測(cè)定方面做出了杰出貢獻(xiàn)。他曾在1953 年利用小片段重迭法成功測(cè)定了胰島素 51 個(gè)氨基酸序列，并獲得諾貝爾獎(jiǎng)。1977 年又利用末端終止法測(cè)定了 ?x174 噬菌體得dna 序列，第二次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。末端終止法又稱為雙脫氧法，基本原理是模擬體內(nèi)dna 的復(fù)制過程在體外合成dna ，通過測(cè)定dna 片段的相對(duì)長(zhǎng)度來推斷核苷酸序列。至于成分大家不要死記，可以回憶一下dna 復(fù)制過程需要哪幾種組分：模板、dntp 、引物、dna 聚合酶，其中一種dntp 的磷酸基團(tuán)用p32 標(biāo)記。除此之外還需要每個(gè)管中分別加入一種ddntp 。 ddntp是雙脫氧核苷酸，由于在3?位上缺少-oh ，無法與下一個(gè)單體之間形成磷酸二酯鍵，因此，一旦摻入dna 鏈的延伸后，便終止dna 的合成這樣，在dna 聚合酶的作用下核苷酸鏈不斷延伸，我們可以調(diào)整dntp 和 ddntp 的濃度，使ddntp 在每個(gè)位置上都有一個(gè)摻入的機(jī)會(huì)。每個(gè)管都會(huì)產(chǎn)生一系列長(zhǎng)短不一的d