2022年《生物化学》第七版教案

1、安阳职业技术学 院教 案院系：教 研 室：姓 名：课程名称：时 间课程 名称课程 简介对教 师的 要求教材 选用参考 书籍教 学 主 要 内 容备注单教案位：基础医学院教 研 室：生物化学教研室姓名：唐微课程名称：生物化学日期：2022 年 9 月授课章节授课对象学教 材时 间时授课地点教学 目的 要求教学 重点 难点教学 方法教具授课 提纲教 学 主 要 内 容备注一、中心法就、复制的概念,复制的基本规律1中心法就（ central dogma）： 遗传信息传递的规律；2复制的概念： 以 DNA为模板合成 DNA的过程称 DNA的复制,碱基互补配对规律是 DNA复制的分子基础；3. 复制的基

2、本规律：（1）半保留复制 半保留复制：DNA生物合成时,母链 DNA解开为两股单链,各自为模板按碱基互补配对规律,合成与模板互补的子链； 子代细胞的 DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一条单链 就完全重新合成, 两个子细胞的 DNA都和亲代 DNA碱基序列一 致,这种复制方式称为半保留复制；试验依据： 1958 年,M.Messelson 和 F.W.Stahl 用试验证 明半保留复制；意义：半保留复制的阐明, 对明白 DNA的功能和物种的延 续性有重大意义；接半保留复制的方式,子代保留了亲代 DNA的全部遗传信息,表达代与代之间（2）半不连续复制DNA碱基序列的一样性；DNA 双螺旋的

3、两股单链走向相反,一链为 5 至 3 方向,另一条链为 3 至 5 方向,复制时所形成的复制叉上的两股母链也是走向相反, 因此复制时, 沿母链的 3 至 5 是连续合成的而沿母链 5 至 3 方向为不连续合成的； 这种复制方式称为半不连续复制；二、 DNA 复制的酶学1. DNA 复制的化学反应复制是在酶的参加下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分子的共同参加；dNMPn+dNTP dNMP n+1+PPi 2. DNA 复制所需要的原料 底物： dATP、dGTP、dCTP、dTTP；聚合酶：依靠 DNA 的 DNA 聚合酶,简称为 DNA-pol ；模板：解开成单链的 DNA 母链；引物：一小

4、段 RNA ；其它酶和蛋白质因子；3. DNA 聚合酶类型及特点：DNA 聚合酶具有 5 3 的聚合性质,作用： DNA 的延 伸；5 3 的核酸的内切酶性质, 作用：切除错误 DNA 片段；3 5的核酸外切酶性质,作用：即时校对；4. 参加复制中的几何酶及其它酶；引发酶：合成一段 RNA 引物,供 DNA 复制的起始；解旋酶：将两螺旋 DNA 解开成单链,有利于复制；单链结合蛋白：将解开的双链结合,防止重新退火；DNA 连接酶：将 DNA 片段连接起来；拓扑酶：使打结的双链断裂后重新连接,消去超螺旋；三、 DNA 生物合成过程 1、复制的起始；DNA 的复制有固定的起始点,一般从富含 AT

5、较多的地 方开头复制；先是 DNA 解链酶将双链 DNA 解开成双链,然 后单链结合蛋白结合上去, 防止双链重新退火变成双链； 同时,引发酶合成一段与DNA 复制点碱基序列配对的RNA,供应OH 基团,为合成作预备；2、复制的延长；在 DNA 聚合酶的催化下, 依据碱基因互补配对规律逐加 入底物,链逐步延长；3、复制的终止；到达复制子末端后,水解引物,DNA 聚合酶填补缺口,DNA连接酶连接,完成 DNA 的复制；4、真核生物 DNA 复制后末端的补平；真核生物的 DNA 复制完成后, 5端由于没有引物,这时候由端粒酶补平；端粒酶是种反转录酶,自身带模板,在DNA 的末端逐步加上碱基,形成完整

6、的 DNA 分子；5、滚环复制和 D 环复制；四、逆转录1、逆转录概念、逆转录酶的特点；以 RNA 为模板合成 DNA 的过程称逆转录；逆转录酶：依靠 RNA 的 DNA 聚合酶；2、逆转录的基本过程；五、 DNA 损耗（突变）与修复1、突变的意义（1）突变是进化、分化的分子基础；（2）只有基因型转变的突变；（3）致死性的突变；（4）突变是某些疾病的发病基础；2、引发突变的因素 引起突变的因素主要有物理因素、化学因素、化学诱变剂等；物理因素：紫外线和各种辐射,其中紫外引起 DNA 链上相邻 的两个嘧啶碱基发生共价结合,生成嘧啶二聚体或称 TT、CC二聚体；3、突变的分子转变类型；（1）错配（2

7、）缺失、插入和移框（3）DNA 分子重排4、DNA 损耗的修复类型；（1）光修复通过光修复酶使嘧啶二聚体解聚,DNA 复原正常；（2）切除修复 将损耗的 DNA 单链直接水解,然后以相对的 DNA 单链 的正常部分作模板而修复损耗的 DNA ；（3）重组修复损耗面太大,又不能准时修复的DNA 可先进行复制,然后把正常的 DNA 补到缺口,这样各部都有一条正常链,以之 为模板合成双链 DNA ；（4）SOS修复 DNA 损耗太多、难以连续复制而诱发出的一系列复制修 复过程；摸索题 1 什么是遗传信息传递的中心法就？2 DNA复制遵循什么原就？3 DNA聚合酶有什么性质,其作用是什么？4 参加 D

8、NA复制的几何酶有哪些,各起什么作用？5 什么是半不连续复制和半保留复制,各自的试验依据是什么？6 DNA复制的基本过程是什么？7 什么是冈奇片段？8 什么是复制叉（replication fork ）、复制体 replicasome、复制子replicon？9 什么是逆转录,其基本过程是什么？10 什么是突变,哪些因素引起 DNA突变？11 突变的分子转变类型有哪些？12 DNA损耗有几种类型,其修复过程如何？授课特点1.第一把前面所学的第一篇和其次篇的内容进行概要复习,再通过图片和实例切入到本篇所要学习的内容,承上启下；2.先介绍本篇和本章内容概要,教学目标和要求,使同学明白本篇和本章应当

9、学 习哪些内容和重点内容；3.就相应内容联系临床和生活实例,提高学习爱好；4.采纳启示式教学,适当提问,启发同学思维；5.介绍学习方法,提高教学成效；授课章节授课对象授课地点教学 目的 要求教学 重点 难点第三篇基因信息传递 第十一章转录2022 级本科学4 时 间2022.10.19/26 时临床专业 1、2、3 班5315 、5506 、2301 教室教 材生物化学 第七版人民卫生出版社1、把握 ：复制与转录的区分与联系,RNA聚合酶的组成、结构,原核生物和真核生物的启动子的组成特点,真核生物的转录后加工；2、熟识 ：顺式作用元件、反式作用因子,转录的基本过程；3、明白 ：RNA转录因子的

10、结合及启动；1. 重点：复制与转录的区分与联系,原核生物RNA聚合酶的组成及各亚基的功能,真核生物RNA聚合酶的种类及产物,原核生物转录终止子的类型及结构；2. 难点： 原核生物和真核生物启动子的组成及特点；教学 方法教具授课 提纲大课讲授,适当结合临床多媒体教学课件概述,遗传传递的中心法就、转录的概念等5mins 第一节转录的模板及引物1转录模板 10mins 2RNA 聚合酶 25mins 其次节转录过程1原核生物的RNA 聚合酶及其启动子20min 2真核生物的RNA 聚合酶及其启动15mins 小结 5mins 第三节转录的基本过程1原核生物转录的基本过程20mins 2真核生物转达录

11、的基本过程15mins 第四节真核生物转录后修饰1真核生物 mRNA 转录后加工15mins 2tRNA 转录后加工15mins 3rRNA 转录后加工10mins 总结 5mins教 学 主 要 内 容备注一、中心法就、转录的概念、转录的基本规律 1中心法就（ central dogma）：遗传信息传递的基本规律；2转录的概念： 以 DNA 为模板合成 RNA 的过程称转录,碱基互补配对规律是也是转录的分子基础；3.转录的基本规律：不对称转录,它包括发下两个主面含 义；（1）转录时只有一条链作模板进行转录；（2）模板并非永久在同一条链上；二、转录的化学反应及其原料1.转录的化学反应：复制是在

12、酶的参加下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分子的共同参加；NMPn+NTP NMPn+1+PPi 2.RNA 转录所需要的原料等：底物： ATP、GTP、CTP、TTP；聚合酶：依靠 DNA 的 RNA 聚合酶,简称为 RNA-pol ；模板：解开成单链的 DNA 母链；其它酶和蛋白质因子；3.转录的基本过程：与 DNA 链合成一样, RNA 链的合成也是从 5 向 3 端进行 的,此过程由 RNA 聚合酶（ RNA polymerase）催化； RNA 聚合酶第一在启动子部位（promoter）与 DNA 结合,形成转录泡transcription bubble,并开头转录；在原核生物中只有一

13、种 RNA聚合酶完成全部 RNA 的转录；而在真核生物中, 有 3 种不同的RNA 聚合酶掌握不同类型RNA 的合成； RNA 合成也同样遵循碱基配对的规章,只是 U 代替了 T；4.原核生物 RNA 聚合酶：RNA 聚合酶具有 53 的聚合性质；包括核心酶和全酶,核心酶由 2 构成,核心酶加上 因子为全酶,即 2 ,其中 亚基识别转录起始点, 亚基打算哪些基因被转录, 亚基与模板结合, 亚基具有催化功能；5. RNA 合成的一般特点：RNA 的合成与 DNA 合成从总体上看来特别相像,但有以下三方面明显不同： 所用的原料为核苷三磷酸, 而在 DNA 合成时就为脱氧核苷三磷酸； 只有一条 DN

14、A 链被用作模板,而 链分别用作模板；DNA 合成时两条 RNA 链的合成不需要引物,而 DNA 合成肯定要引物的引导；转录合成的 RNA 链,除了 U 替换为 T 外,与用作模板的 DNA 链互补,而与另一条非模板链相同；假如转录的 RNA是 mRNA ,其信息最终通过密码子打算蛋白质的合成；通常将用作模板进行RNA 转录的DNA 链称作为模板链template strand；而另一条就称为非模板链二、原核生物 RNA 的合成nontemplate strand. 通常把转录后形成一个 RNA 分子的一段 DNA 序列称为一个转录单位（ transcript unit）；一个转录单位可能刚好

15、是一个基因,也可能含有多个基因；在细菌等原核生物中一个转录单位通常含有多个基因,而真核生物中就大多含有一个基因；RNA的转录可以分为三步：1.RNA 链的起始； 2.RNA 链的延长；3.RNA 链的终止及新链的释放；RNA 链转录的起始第一是RNA 聚合酶在 因子的作用下与 DNA 上的启动子部位结合,并在 DNA 的双链解离,形成转录泡,为RNA 聚合没的催化下使 RNA 合成供应单链模板,并按碱基配对原就,结合核苷酸,在核苷酸之间形成磷酸二脂键,使其相连,形成 RNA 新链； 因子在 RNA 链伸长到 89个核酸后,就被释放,然后由核心酶催化 RNA 的延长；链的延长RNA 链的延长是在

16、 因子释放之后,在RNA 聚合酶四聚体核心酶的催化下进行；因RNA 聚合酶同时具有解开DNA 双链并使其重新闭合的功能；随着RNA 的延长, RNA 聚合酶使DNA 双链不断解开和重新闭合； RNA 转录泡的大小约为 18bp,而 RNA 合成的速度约为40bp/min；实际上, DNA 模板与新合成的 RNA 链之间配对特别少,可能只有 3bp,所以现在认为并 不是 DNA 模板与 RNA 链之间的氢键使转录复合体得以稳固；链的终止 当 RNA 链延长遇到终止信号 （ternination signal）时,RNA 转录复合体就发生解体, 而使新合成的 RNA 链释放出来； 现在 发觉在大肠

17、杆菌中有两类终止信号：一类只有在蛋白质 存在 的情形下,转录才会终止,称为依靠于 的终止子 （ -dependent terminator）；其次类使转录终止不需要 的参加,所以称为不依 赖于 的终止子（-independent terminator）. 三、真核生物转录后加工：实际上在原核生物中,RNA 的转录、蛋白质的合成以及mRNA 的降解通常是同时进行的；由于在原核生物中不存在核 膜分隔的核, 另外,RNA 的转录和多肽链的合成都是从 5 向 3方向进行, 只要 mRNA 的 5 端合成后, 即可以开头蛋白质的翻 译过程；在原核生物中 mRNA 的寿命一般只有几分钟；因此,往往在 3

18、端 mRNA 的转录仍没有最终终止, 5 端 mRNA 在完 成多肽链的合成后,已经开头降解；真核生物 RNA 的转录及加工：大多数真核生物的 mRNA 在转录后必需进行下面三方面的加工后（ 图 3-28）,才能运输到细胞质指导蛋白质的翻译；在 mRNA 前体的 5（cap）端加上 7-甲基鸟嘌呤核苷的帽子当 RNA 链合成大致达到 30 个核苷酸后, 就在其 5 端上 加上一个 7-甲基鸟嘌呤核苷的帽子,它含有二个甲基和稀有的5-5三磷酸键；其作用是在蛋白质翻译时识别起始位置以及防止被 RNA 酶降解；在 mRNA 前体的 3端加上聚腺苷酸 polyA 的尾巴真核生物中在 RNA 聚合酶催化

19、下合成 mRNA 的前体hnRNA,比实际 mRNA 要长一些；一般 hnRNA 的转录终止于加 polyA 尾巴的 3末端的下游 1000-2022 个核苷酸处,然后由核酸内切酶对其进行加工,切除余外的核苷酸；核酸内切酶一般在保守的共有序列 AAUAAA 的下游 11-30个核苷酸处停止切割；最终在 poly（A）聚合酶的催化下加上大约 200 个聚腺苷酸 polyA 尾巴,此过程一般称为聚腺苷酸化,它对增加mRNA 的稳固性以及从细胞核向细胞质的运输具有重要作用；3 假如基因中存在不编码的内含子序列,要进行剪接,将其切除真核生物基因与原核生物基因的一个显著的不同就是真核生物大多数基因内含有

20、大量的非编码序列；现在一般将一个基因中编码蛋白质合成的序列称为外显子（exon）,而非编码的序列就称为内含子（ intron）；由于在一个基因中编码序列之间 存在着大量的非编码序列, 所以刚转录的 hnRNA 同样既含有编码序列,也含有非编码序列；因此,必需对hnRNA 进行剪接,切除这些非编码序列,并将编码序列连接起来,才能进行蛋白 质的翻译；摸索题1 什么是转录 transcription,它和复制有什么区分和联系？2 原核生物启动子的组成、结构及特点 . 3 真核生物起动子的基本组成、结构及特点；4 原核生物转录的终止有几种方式？不依 因子的终止子的结构是什么. 5 什么是转录单位 tr

21、anscription unit？6 举例说明什么是顺式作用元件 cis-acting elements ,什么是反式作用因子 trana-acting factors？7 什 么 是 基 因 gene 、 结 构 基 因 structural splitting gene？gene 、 断 裂 基 因8 什么是内元（intron）、外元 exon ？内元是真核生物的真质标志hall marker 吗？内含子都含而不露吗？9 真核生物转录后修饰有哪几种方式？分别是什么？10什么是增强子？它有什么作用特点？11什么是核酶,有什么特点？授课特点 1.第一把前面所学的第一篇和其次篇的内容进行概要复习

22、,再通过图片和实例切入 到本篇所要学习的内容,承上启下；2.先介绍本篇和本章内容概要, 教学目标和要求, 使同学明白本篇和本章应当学习 哪些内容和重点内容；3.就相应内容联系临床和生活实例,提高学习爱好；4.采纳启示式教学,适当提问,启发同学思维；5.介绍学习方法,提高教学成效；授课章节第三篇基因信息传递 第十三章基因表达调控授课对象2022 级本科学4 时 间2022.11.10/17 临床专业 1、2、3 班时授课地点5315 、5506 、2301 教室教 材生物化学 第七版人民卫生出版社1、把握： 基因及其基因表达的概念,原核生物表达调控的特点,操教学 目的 要求纵子的结构与功能,真核

23、基因组结构特点,顺式作用元件,反式作 用因子定义、类型,启动子、增强子、缄默子的含义；2、熟识： 真核基因表达调控的特点,基因表达调控的四个层次,基因表达调控的生物学意义,乳糖操纵子调剂机制；3、明白： 基因表达调控的基本原理,基因表达的时间性及空间性；1. 重点 ：乳糖操纵子和色氨酸操纵子的结构与功能,真核基因组结教学 重点 难点构特点,顺式作用元件,反式作用因子定义、类型,启动子或启动 序列、增强子、缄默子的含义；2. 难点： 基因表达的时间性及空间性,基因表达调控的基本原理,真核基因表达调控的特点；教学 方法教具授课 提纲大课讲授,适当结合临床和生活实际实例多媒体教学课件导入,概述5mi

24、ns 第一节基因表达调控的基本概念与原理一、基因表达的概念,基因表达的时间性及空间性10mins 二、基因表达的方式,基因表达调控的生物学意义10mins 三、基因表达调控的基本原理15mins 其次节原核生物基因表达调控一、原核生物基因表达调控特点20mins 二、乳糖操纵子的调剂机制25mins 三、其它转录调剂机机制15mins 第三节真核生物基因表达调控一、真核生物基因组结构特点15mins 二、真核生物基因表达调控特点15mins 三、真核基因转录激活调剂20mins 总结 10mins 教 学 主 要 内 容备注一、基因表达调控基本概念与原理 1基因、基因组的概念（1）基因概念的多

25、样性A断裂基因（ splitting gene）：编码序列为不编码序列隔开,B；其中,编码序列为外元,不编码序列为内元；真核生物 的基因大多数为断裂基因,或称不连续基因；C假基因 pseudogene：失去了基因功能的 DNA 序列；D重复基因 repeat gene：一个基因含有两个或两个以上的 拷贝数；E重叠基因（ overlapping gene）：基因部分重叠；F跳动基因（ transposon）：跳动基因也称转座子,指基因复 制到染色体的另一位置；（2）基因：染色体上的 DNA 片段；（3）基因组：一个物种的一整套遗传信息；2基因表达（1） 基因表达的概念：基因表达就是基因转录及翻译

26、过程,其中转录是基因表达的 第一步；（2） 基因表达的时空特异性 基因表达的特导性包括时间特异性和空间特异性；（3） 基因表达的方式 包括组成性表达、诱导和阻遏；（4） 基因表达调控的生物学意义 适应环境、维护生长和增殖；维护个体发育与分化；（5）基因表达调控的基本原理A基因表达的多级调控；B基因转录激活调剂基因要素：特异DNA 序列；顺式作用元件（启动子序列,如 TATA box、CCAAT box ）；调剂蛋白；DNA- 蛋白质、蛋白质 -蛋白质相互作用； RNA 聚合酶二、原核生物基因表达调剂 1、原核生物基因转录调剂特点（1）sigma因子打算 RNA 聚合酶识别特异性；原核生物细胞仅

27、有一种RNA 聚合酶,核心酶参加转录延长,全酶具转录起始作用；在转录起始阶段,sigma 因子识别特异启动子序列；不同的 转录激活；（2）操纵子模型的普遍性；sigma 因子孙打算特异基因的除个别基因外, 原核生物绝大多数基因按功能相关性成 簇串联、密集于染色体上,共同组成一个转录单位操纵（operon）,因此,操纵子机制在原核基因调控中具有普遍意 义；（3）阻碍蛋白与阻碍机制的普遍性；在许多原核操纵子系统, 特异性的阻遏蛋白是掌握原核 启动序活性的重要因素；当阻遏蛋白与操纵序列结合或解散 时,就会发生特异基因的阻遏或去阻遏；原核基因调控普遍 涉及特异阻遏蛋白参加的开、关调剂机制；2、乳糖操纵

28、子和色氨酸操纵子的结构；（1）乳糖操纵子的结构 乳糖操纵子包括 ZYA 三个结构基因及其上游的调剂序 列：操纵子序列 O、启动子序列 P 及一个调剂基因 I；（2）阻遏蛋白的负性调剂（3）CAP 的正性调剂分解代谢物基因激活蛋白CAP 是同二聚体,在其分子内有 DNA 结合位点；当没有葡萄糖及 cAMP 浓度较高时,cAMP 与 CAP 结合,这时 CAP 结合在 lac 启动序列邻近的 CAP 位点,可促进转录；3、原核生物翻译水平的调剂；（1）蛋白质分子的自我调剂（2）反义 RNA 对翻译的调剂作用4其它转录调剂机制（1）转录衰减（2）基因重组（3）SOS反应 大肠杆菌经紫外线照耀会发生染

29、色体损耗或 DNA 复制 抑制,诱发一系列表型变化, 这一现象或过程称为 SOS反应（SOS response）；三、真核生物基因表达调剂 1、真核生物基因组结构特点；（1）真核基因组结构巨大；哺乳动物基因组 DNA 约由 3 109碱基对组成, 而大肠 杆菌的基因组 DNA 大约只有 4.2 106碱基对；（2）真核基因转录的产物为单顺反子；原核生物大多数基因按功能相关性成簇串联成操纵子,由 操 纵 子 机 制 控 制 转 录 生 成 的mRNA为 多 顺 反 子（poly-cistron）（3）真核生物的基因组中有重复序列；（4）真核生物的基由于不连续基因；真核生物的基因大多数为不连续基因

30、,即编码序列为不 编码的序列所隔开；2、真核生物基因表达调控特点；（1）RNA 聚合酶；真核生物有三种 RNA 聚酶,分别负责三种 RNA 的转录；（2）活性染色体结构变化；当基因被激活时, 可观看到染色体相应区域发生某些结 构和性质变化；（3）正性调剂占主导；真核生物广泛地采纳正性调剂,其缘由有：一、正性调 节机制更有效；负性调剂不经济；（4）转录与翻译分隔进行；真核细胞有细胞核及胞浆等区间分布,转录与翻译在不同亚细胞结构中进行；（5） 转录后修饰、加工；鉴于真核基因结构特点, 转录后剪接及修饰等过程比原核生物基因复杂；3、RNA pol和 pol的转录调剂；（1）RNA pol I 转录体

31、系的掌握；（2）RNA pol III 转录体系的掌握；4、RNA pol对转录的调剂（1）顺式作用元件 DNA 序列,主要包括启动子、增强 指调剂基因表达的 子及缄默子（2）反式作用因子参加基因表达调控的蛋白质部分,如基本转录因子、亮氨酸拉链、锌指结构；5转录后水平的调剂（1）hnRNA加工成熟的调剂；（2）mRNA动输、胞浆内稳固性的调剂 6翻译水平的调剂（1）翻译起始因子（ eIF ）活性的调剂；（2）RNA结合蛋白对翻译起始的调剂；摸索题：1什么是基因 gene,什么是结构基因 structural gene,什 么 是 假 基 因 pseudo-gene, 什 么 是 断 裂 基 因

32、 splitting gene,什么是跳动基因 jumping gene？2什么是基因表达 gene expression.试述基因表达变化的特 点及其调控对生物体的重要性；3为什么说转录起始的调控是基因表达调控的中心环节 . 4举实际例子说明操纵元 0peron的组成元件及其作用,并 分析可阻遏的操纵元和可诱导的操纵元的调控方式；5真核生物基因组 genome in eukaryote的结构特点有哪 些？6比较真核和原核生物的基因表达和基因表达调控相像和 不同之处；7论述启动子（ promotor）、增强子 enhancer和转录因子 transcriptional factors的概念、结

33、构、功能及其相互关系；8什么缄默子 silencer、衰减子 attenuater,各有什么作用？授课特点1.第一把第十二章的内容进行概要复习,所要学习的内容,承上启下；再通过生物界遗传进化的规律导入至本篇2.先介绍本章内容概要,教学目标和要求,使同学明白本章应当学习哪些内容和重 点内容；3.就相应内容联系临床和生活实例,提高学习爱好；4.采纳启示式教学,适当提问,启发同学思维；5.突出重点,将难点讲清晰；授课章节 授课对象授课地点第三篇基因信息传递 第十四章基因重组与基因工程2022 级本科学4 时 间2022.11.24/30 时临床专业 1、2、3 班5315 、5506 、2301 教

34、室教 材生物化学 第六版人民卫生出版社1、把握： 基因重组和基因工程的概念,转化作用、限制性核酸内切教学 目的 要求酶、基因载体、 cDNA 文库、基因组 DNA 文库的概念,目的基因的 来源,基因载体的类型；2、熟识： 同源重组、特异位点的基因重组、转座重组的概念和基本过程,重组 DNA 技术的操作步骤；3、明白：重组 DNA 技术与医学的关系, 重组 DNA 技术的操作程序；教学 重点 难点1. 重点 ：细菌基因转移的接合作用、转化作用和转导作用,限制性 核酸内切酶、基因载体、 cDNA 文库、基因组 DNA 文库的概念,目 的基因的来源,基因载体的类型；2. 难点： 重组 DNA 技术基

35、本原理和操作步骤；教学 方法教具大课讲授,适当结合临床和生活实际实例多媒体教学课件概述,基因重组与基因工程概念5mins 第一节DNA 的重组一、同源重组15mins 二、位点特异性重组15mins 三、接合、转化、转导20mins 四、转座 20mins 授课 提纲小结 5 mins 其次节重组 DNA 技术一、重组 DNA 技术相关概念15mins 二、重组 DNA 技术基因原理25mins 三、重组 DNA 技术的讨论进展15mins 四、重组 DNA 技术与医学的关系15mins 总结 10mins 教 学 主 要 内 容备注一、基因重组和基因工程的概念 1基因重组概念基因重组或称遗传

36、重组是指由于不同DNA 链的断裂和连接而产生的 DNA 片段的交换和重新组合,形成新的 DNA分子的过程；因此,新的 DNA 分子中含有原先的两个 DNA 分子的片段；严格说来,全部DNA 均是重组 DNA ；在遗传工程中,人们只是设法在试管中转变和连接 DNA 分子,企 图引起基因表达发生比较简洁的转变；在这里,人们只是模 仿大自然在进化过程中进行的重组和突变而已；2基因工程概念 基因工程 genetic engineering）是指采纳人工方法将不同 来源的 DNA 进行重组,并将重组后的 DNA 引入宿主细胞中 进行增殖或表达的过程；二、自然界的基因重组 依据重组的机制和对蛋白质因子的要

37、求不同 ,可以将狭义的基因重组分为三种类型,即同源重组、 位点特异性重组和反常重组；同源重组的发生依靠于大范畴的 DNA 同源序列的联会 ,在重组过程中 ,两条染色体或 DNA 分子相互交换对等的部分；真核生物的非姊妹染色单体的交换、细菌以及某些低等真核生物的转化、细菌的转导接合、噬菌体的重组等都属于这种类型；大肠杆菌的同源重组需要RecA 蛋白,类似的蛋白质也存在于其他细菌中；位点特异性重组发生在两个DNA 分子的特异位点上；它的发生依靠于小范畴的 DNA 同源序列的联会 ,重组也只限于这个小范畴；两个 DNA 分子并不交换对等的部分 ,有时是一个 DNA 分子整合到另一个 DNA分子中；这

38、种重组不需要RecA 蛋白的参加；反常重组发生在次序不相同的 DNA 分子间 ,在形成重组分子时往往依靠于DNA 的复制而完成重组过程；例如,在转座过程中 ,转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段,或从一条染色体转移到另一条染色体；这种类型的重组也不需要 RecA 蛋白的 参加；1、同源重组的概念和机制；最基本的 DNA 重组方式,同源重组是指发生在同源序 列间的重组,它通过链的断裂和再连接,在两个 DNA 分子 同源序列间进行单链或双链片段的交换,又称基因重组；2、细菌的基因转移与重组 接合作用、转化作用、转化作用；3、特异位点重组 噬菌体 DNA 的整合,细菌的特异位点重组,免疫球 蛋

39、白的基因重排；4、转座重组 转座子 transposon, Tn 1950 年麦克林托克 McClintock 在对玉米籽粒颜色遗传 进行观看时所发觉；转座子在移位过程中,导致 DNA 链的 断裂 /重接,或是某些基因启动 /关闭；（1）原核细胞转座子 其原型是 E.coli 的 ISinsertion sequence, 插入序列 ,一个 细菌细胞常带少于 10 个 IS 序列； IS 两端存在着反向重复序 列 IRinverted repeat,IR 长短不一； IS 本身没有任何表型效 应,只携带和它转座作用有关的基因,称转座酶基因；（2）真核细胞转座子 真核细胞中转座子以玉米和果蝇讨论

40、最多；玉米中至少有 4 种影响突变和基因重组的转座子；果蝇中有多个在基因组 内随机分布而能重复移动的转座子；而在其他高等生物基因 组中都存在与玉米或果蝇转座子相像的序列；真和细胞基因 组流淌性可能比原核细胞更大；三、重组 DNA技术 1、重组 DNA 技术相关概念等（1）概念：（2）DNA 克隆（3）工具酶 在重组 DNA 技术中,常需要一些工具酶进行基因操作；如限制性核酸内切酶、连接酶等（4）目的基因需要进行克隆的外源基因（5）基因载体携带外源基因进行入宿主的特别DNA ,如制裁粒等；2、重组 DNA 技术基本原理及操作步骤：（1）目的基因的猎取方法,人工合成；基因组 DNA 文库；cDNA 文库；聚合酶链式反应；A直接从染色体 DNA 中分别：仅适用于原核生物基因的分 离,较少采纳；B依据已知多肽链的氨基酸次序,利用遗传密码表推定其 核苷酸次序再进行人工合成； 适应于编码小分子多肽的基因；C从 mRNA 合成 cDNA ：采纳肯定的方法钓取特定基因的mRNA ,再通过逆转录酶催化合成其互补DNA（cDNA）,除去 RNA 链后,再用 DNA 聚合酶合成其互补 DNA 链,从而 得到双链 DNA ；这一方法通常可得到可表达的完整基因；利用 PCR 合成：D如已知目的基因两端的序列,就可采纳聚合酶链反应（polymerase chain react