朱玉贤分子生物学教案

1、朱玉贤分子生物学教案【篇一：分子生物学教案】教案课程名称：分子生物学学时数：36授课对象：生物技术专业、生物科学专业主讲教材：分子生物学第三版朱玉贤等. 科学出版社.2008参考资料：molecular biology robert f.weaver 科学出版社影印版分子生物学精要速览影印版. turner.pc et al 科学出版社2001 gene W» lewin.b. oxford university press199912345【篇二：分子生物学教案1】分子生物学教案一、课程性质必修课二、教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

2、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，要求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基础课程。通过对本课程的学习，使学生掌握基因概念在分子水平上的发展与演变、基因的分子结构和特点、基因的复制、基因表达（在转录、翻译水平）的基本原理、基因表达调控的基本模式、基因发生突变与交换及dna 遗传多型性检测的分子生物学原理，了解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。三、教材及有关

3、参考书朱玉贤等，现代分子生物学高等教育出版社，2002benjamin lewin 编著余龙等主译，gene皿科学出版社，2005赵寿元等，现代遗传学高等教育出版社，2001孙乃恩等，分子遗传学南京大学出版社，1990四、适用专业生物科学、生物技术、生物工程、科学教育等专业五、授课学时36 学时六、课程内容第一章 绪论教学目的：使学生对分子生物学的发展简史、分子生物学的研究内容及发展前景有较全面的了解。教学重点、难点：基因概念的发展与演变；对现代遗传学各发展阶段的认识。课时安排：4 学时教学内容：1、 什么是分子生物学？分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规

4、律性和相互关系的科学。2、 分子生物学的发展简史从 1847 年 schleiden 和 schwann 提出细胞学说，证明动、植物都是由细胞组成的到今天，虽然不过短短一百多年时间，我们对生物大分子 -细胞的化学组成却有了深刻的认识。孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，而morgan 的基因学说则进一步将性状与基因相耦联，成为分子遗传学的奠基石。watson 和crick 所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。在蛋白质化学方面，继sumner 在 1936 年证实酶是蛋白质之后，sanger 利用纸电泳及层析技术于1953 年首次阐明胰岛素的一

5、级结构，开创了蛋白质序列分析的先河。而kendrew 和perutz 利用 x 射线衍射技术解析了肌红蛋白(myoglobin )及血红蛋白( hemoglobin )的三维结构，论证了这些蛋白质在输送分子氧过程中的特殊作用，成为研究生物大分子空间立体构型的先驱。总结与分子生物学相关的诺贝尔奖。三、分子生物学的主要研究内容1 dna 重组技术基因工程基因工程指将不同dna 片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。dna 重组技术有着广阔的应用前景： 在生物技术制药领域中的应用。如：利用基因工程技术改

6、造传统的制药工业；利用克隆的基因表达生产有用的肽类和蛋白质药物或疫苗。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

7、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

8、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包括从大肠杆菌、酿酒酵母到线虫等十余种模式生物基因组全序列的测定工作，并于2002 年 2 月 12 日完成人类基因组测序工作。世界两大最著名的学术刊物nature 和 science 同时发表了人类基因组全序列。基因组测序工作的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。在这些基因组中通常有一半以上基因

9、的功能是未知的。因此读懂基因组称为后基因组时代的生命科学领域面临的巨大的挑战。在功能基因组时代，应用生物信息学方法，高通量地注释基因组所有编码产物的生物学功能是一个重要的特征。生物信息学是在各种“组学 ”研究的推动下发展起来的.传统的研究方法是只研究某一个基因或蛋白质或转录产物，而“组学 “的研究是采用高通量的技术分析细胞中全部的基因和蛋白质，这样势必会产生海量的信息，因此，人们必须寻求一种高速度、高效率、大规模的方式积累数据处理分析方法。四、分子生物学展望未来的发展方向：不同模式生物基因调控网络的比较分析；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

10、合到系统生物学( systems biology )。第二章 遗传的物质基础dna教学目的：使学生了解并掌握dna 的结构与功能教学重点、难点：dna 的一级结构的测定，dna 的二级结构及超螺旋结构。课时安排：4 学时教学内容：第一节 dna 的一级结构一、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。二、 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

11、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d