分子生物学教案

教案学院生物工程课程名称分子生物学适用专业生物科学课程类型专业必修课分子生物学课程教案课次1授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：绪论教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握分子生物学的基本概念、研究内容。熟悉分子生物学的发展阶段及一些著名科学家的研究成果。了解分子生物学与其它学科的关系。教学重点及难点：通过分子生物学不同阶段发展，深刻理解分子生物学研究的基本内容。教学基本内容方法及手段引言（主要介绍分子生物学的发展基础）创世说与进化论细胞学说经典的生物化学和遗传学DNA的发现分子生物学定义1.从广义来讲，是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态结构与功能，从分子水平阐明生命现象和生物学规律的基础学科。2.从狭义来讲，就是指核酸（或基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程及其有关的蛋白质和酶的结构与功能。分子生物学简史准备与酝酿阶段（19世纪后期→20世纪50年代初）分子生物学的建立和发展阶段（20世纪50年代→20世纪70年代初，Waston和Crick的DNA双螺旋模型。中心法则的建立。）初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段（20世纪70年代→90年代，基因工程技术的建立）20世纪90年代→现在，基因组和后基因组时代（人类基因组计划及其现状）分子生物学的研究内容DNA的重组技术基因表达调控研究生物大分子的结构功能研究-结构分子生物学基因组、功能基因组与生物信息学研究多媒体教学，通过图文的形式讲述分子生物学基本概念及其发展过程中具有代表性的学术成果。分子生物学展望（主要介绍分子生物学与各个学科之间的关系）分子生物学是从生物化学发展出来的一门学科。与微生物学关系密不可分。与遗传学关系密切。分子生物学极大丰富了遗传学的内容，产生了分子遗传学。与细胞生物学也关系密切。分子生物学与发育生物学相结合，使发育生物学的面貌大为改观。与生理学关系密切。作业、讨论题、思考题：复习DNA、RNA的结构与性质，预习下一章内容。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，2002。2.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，1997。课后小结：本章主要讲述了分子生物学的定义、发展历程、研究内容及与其他学科之间的关系。通过本章的学习，可以初步了解分子生物学的研究内容及其在生物学科发展中的重要性。分子生物学课程教案课次2授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：基因组和染色体的结构基因组和基因的一般概念病毒基因组的一般结构特点教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握基因组及基因等基本概念；熟悉病毒基因组的一般结构特点；了解原核生物、真核生物转录单位特点。教学重点及难点：深刻理解基因组、基因、基因组的结构等基本概念。教学基本内容方法及手段第一节基因组和基因的一般概念一、基因的分子生物学含义：最新的概念，一个基因可被定义为合成功能多肽或RNA顺序必须的完全核酸顺序（通常是DNA顺序）。二、基因组的定义：是指在细胞或生物体中，一套完整单体的遗传物质的总和。基因组的结构的含义：基因组的结构主要指不同DNA功能区域在DNA分子中的分布和排列情况。四、原核生物和真核生物的转录单位1.细菌操纵子产生多顺反子mRNA2.大多数真核基因产生单顺反子第二节病毒基因组的一般结构特点一、病毒概述完整的病毒颗粒包括外壳蛋白和内部的基因组DNA或RNA。根据基因组核酸类型分：DNA病毒和RNA病毒。根据病毒宿主分：植物病毒、动物病毒和细菌病毒（又称噬菌体）。二、病毒基因组的结构特点1.不同病毒基因组大小相差较大。2.病毒基因组可由DNA组成，也可由RNA组成，但每种病毒颗粒只含有一种核酸。多媒体教学，尽量结合图片讲述基本概念及病毒基因组结构特点。3.DNA病毒基因组均由连续的DNA分子组成。4.常见基因重叠现象，即同一段DNA可编码两种甚至三种蛋白质分子，这种现象在其他生物细胞中仅见于线粒体DNA和质粒DNA中。5.病毒基因组大部分是用来编码蛋白质的，只有很小一部分不编码蛋白质。6.病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成一个功能单位或转录单元，它们可被一起转录成含有多个mRNA的分子（称为多顺反子mRNA），然后加工成各种蛋白质的mRNA模板。7.除逆转录病毒基因组有两个拷贝外，至今发现的病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现一次。8.噬菌体的基因都是连续的，而多数真核细胞病毒常含不连续基因。作业、讨论题、思考题：正确区分基因、转录单位、操纵子等基本概念，查资料概况AIDS病毒、乙肝病毒等病毒的基因组结构特点。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，2002。2.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，1997。3.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译。4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。课后小结：本章主要讲述了基因组、基因、基因组结构等基本概念，容易混淆，需要对比理解。此外，病毒基因组结构特点需要在讲述原核、真核生物基因组结构特点是进一步加深理解。分子生物学课程教案课次3授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：基因组和染色体的结构原核生物染色体基因组结构特点真核生染色体基因组的结构特点一、真核生物染色体的结构教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握原核生物基因组结构特点；熟悉真核染色体结构特点；了解原核生物染色体结构特点。教学重点及难点：理解原核生物基因组结构特点。教学基本内容方法及手段第三节、原核生物染色体基因组结构特点一、原核染色体的结构特点1.原核生物的遗传物质以一大团或几大团的形式集中在一起，形成类核，占细胞体积的大约三分之一。2.其质量大约80%为DNA，其他的为蛋白质和RNA，蛋白质对类核具有稳定作用。3.原核生物的DNA分子量较小，形成闭合环状。4.E.coli的类核由支架和向四周伸出的100多个DNA环组成。5.支架是RNA和蛋白质的复合结构，四周的每个环就是一个独立的功能区。长40Kb，13um。6.细菌染色体约75%的DNA编码基因，余下25%为基因间DNA（intergenicDNA)。二、原核生物基因组结构特点1.细菌染色体基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。2.基因组中只有一个复制起点。3.具有操纵子结构。4.在大多数情况下，编码蛋白质的结构基因在细菌染色体基因组中是单拷贝的，但编码rRNA的基因往往是多拷贝的，这可能有利于核糖体的快速组装。5.和病毒基因组相似，不编码的DNA部分所占比例比真核基因组少得多。6.具有编码同工酶的同基因（isogene）多媒体教学，结合图片对比讲述原核基因在结构特点及真核生物染色体结构特点。7.除逆转录病毒基因组有两个拷贝外，至今发现的病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现一次。8.噬菌体的基因都是连续的，而多数真核细胞病毒常含不连续基因。第四节真核生物染色体基因组的结构特点一、真核染色体的结构1．DNA是怎样组装在染色体中的？2．DNA为什么要包装为染色体？3．染色质结构的调控：DNA与组蛋白八聚体相互作用。4.DNA复制时新旧组蛋白怎样组装形成核小体？作业、讨论题、思考题：原核与真核生物染色体结构有何区别？基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。课后小结：主要讲述了原核生物基因组结构特点，需要与病毒基因组结构特点进行对比讲述方能增进理解。真核生物染色体结构特点需要在回忆的基础上进行讲述。分子生物学课程教案课次4授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第二章基因组和染色体的结构第四节真核生物染色体基因组的结构特点二、真核生物基因组的结构教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握C值、C值悖理等基本概念及真核生物基因组结构的总体特点；熟悉基因家族、重复序列等内容；了解重复序列在实际中的应用。教学重点及难点：理解真核生物染色体结构特点。教学基本内容方法及手段第四节、真核生物染色体基因组结构特点二、真核生物基因组的结构（一些特征性结构）（一）C值悖理1.C-值：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量是恒定的，称之为C-值（C-value），C-值是每种生物的一个特性。2.C-值悖理（C-valueparadox）：形态学的复杂程度与C-值大小的不一致称为C-值悖理。（二）真核基因组的结构1．割裂基因（splitgene）在真核生物中，大多数编码蛋白质的基因是不连续的，即在其编码氨基酸的序列之间插入了不编码的序列，故称之为割裂基因。割裂基因中，编码氨基酸的序列称为外显子（exon）；非翻译的间插序列称为内含子（intron）。2．基因家族基因家族（genefamily）：编码一个蛋白质家族（也包括在结构和功能上相关联的rRNA和tRNA等）的若干个基因称为基因家族。一个基因家族的成员彼此在结构和功能上是相似的，但也包括假基因。3．重复序列1)单一序列（uniquesequence），即每个单拷贝基因组中含一个拷贝；多媒体教学，结合图片对比讲述真核生物基因组结构特点。2)中度重复序列（moderatelyrepetitivesequence），每个单倍体基因组中含<106拷贝；3)高度重复序列（highlyrepetitivesequence），每个单倍体基因组含>106拷贝；卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA定义及其应用。4)反向重复序列。（三）真核生物基因组结构的总体特征1.真核基因组远大于原核生物基因组，也比较复杂2.基因组中常具有许多复制起点3.基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内4.基因组中不编码的区域远多于编码区域5.真核生物的转录产物一般为单顺反子。6.高等真核生物的大部分基因有内含子，因此基因编码区是不连续的。7.存在重复序列，重复次数可以是几次、几十次，甚至高达百万次。8.高等真核生物基因组中存在一些可移动的DNA因素，这些因素的移动多被RNA介导，少数情况下被DNA介导。作业、讨论题、思考题：思考病毒、原核与真核生物基因组结构的异同点。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。课后小结：主要讲述了真核生物基因组结构特点及一些重要的基本概念，比较难理解，需要通过大量图片来增加学生对本部分内容的掌握。分子生物学课程教案课次5授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第二章基因组和染色体的结构第五节几种模式生物的特点教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握几种常用模式生物的特点；熟悉几种典型模式生物的应用领域；了解几种模式生物的代表性研究成果。教学重点及难点：几种模式生物的一般特点及其主要应用研究领域。教学基本内容方法及手段第五节几种模式生物的特点一、什么叫模式生物？二、怎样选择模式生物？三、几种常见的模式生物（一）噬菌体噬菌体（及其他病毒）基因组优点及用途：1.基因组一般很小，系统相对简单，是一个研究生命基本过程及分子生物学基本问题的最简单的系统。2.在重组DNA技术中，它们是非常重要的载体。3.经常被用来检测各种化合物引起突变的能力。（二）细菌如大肠杆菌和芽孢杆菌，其优点是：1.细胞相对简单的2.并且可以相对容易地培养和操作。3.基因组小，生活周期短，4.可自发产生突变。5.易于进行遗传交换的系统。（三）酿酒酵母酿酒酵母的优点：1.基因组小2.可在实验室里快速繁殖3.具有所有真核细胞的主要特征。4.基因组测序，遗传学背景清楚多媒体教学，结合图片对比讲述模式生物特点。5.单倍体和双倍体的存在促进了酿酒酵母的遗传分析。6.容易产生精确的突变。7.生长时形态改变，可通过简单的显微观察获得许多有关细胞中发生的事件的信息。（四）秀丽新小杆线虫优点：1.易培养，在培养皿里培养，饮食简单，只吃细菌。2.世代繁殖快速，在25度受精的胚胎在12h内完成发育，在40h内成为一个性成熟的成虫。3.有性繁殖使遗传品系可以通过交配来构建；4.以及少量的透明细胞的存在使发育过程能被直接追踪。（五）黑腹果蝇果蝇是研究发育和行为的首要模式系统之一：1.果蝇具有强大的生育能力。2.果蝇的生活周期很短。3.基因组简单。（六）小鼠尽管小鼠与果蝇等生物相比生活周期缓慢且操作难度大，但是，小鼠是哺乳动物，与人类亲缘关系近，是研究人类发育和疾病的优良模型。（七）拟南芥拟南芥具有以下特点：1．形态个体小，高度只有3Ocm左右；2．生活力强（用普通培养基就可作人工培养）3．生长周期快，从播种到收获种子一般只需6周左右；4．种子多，每株每代可产生数千粒种子；5．形态特征简单；6．基因组小，只有5对染色体。拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。这种植物的全部基因组测序已经完成，7．拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。四、总结几种模式生物的特点总结：1.基因组相对较小；2.生活周期短/繁殖快；3.有大量后代；4.有大量突变体；5.可以进行转基因；6.基因组已经测序作业、讨论题、思考题：预习下次课的内容基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。课后小结：本节主要讲述了几种模式生物的特点，内容容易混淆，需要进行对比讲解。分子生物学课程教案课次6授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第三章DNA的复制第一节DNA复制的概况教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握半保留复制、复制子、复制叉、复制起点等基本概念。熟悉DNA复制的一般模型；了解核酸生物合成一般规则。教学重点及难点：DNA复制相关基本概念及DNA复制基本特征。教学基本内容方法及手段第一节DNA复制的概况一、核酸生物合成的一般规则1.绝大多数DNA或RNA合成，均按照Watson-Crick碱基互补原则，以拷贝预先存在的DNA链（模板链）的方式进行。2.核酸链合成的方向只有一个：5’→33.特异的聚合酶催化合成DNA或RNA。二、DNA复制的基本特征（多数生物）（一）DNA的半保留复制1.半保留复制定义；2.DNA半保留复制假说的提出及证实；（二）复制的起点、方向和速度1.复制起点1)定义：指DNA复制起始所必需的一段特殊的DNA序列。2)几种生物复制起点的组成3)复制起点基本特征2.复制叉1)复制叉(replicationfork)2)复制眼（replicationeye）3．复制子(replicon)4.复制方向DNA链的合成主要有以下三种方式：1）两个起点，两个生长端，相向复制。2）一个起点，一个复制叉，单向复制。3）一个起点，两个复制叉，双向复制。多媒体教学，结合图片对比讲述DNA复制的基本特征。（三）半不连续复制（四）DNA合成的引发1.RNA引物2.DNA引物3.核苷酸引物（五）复制的几种方式1.线性DNA的复制2.环状DNA的复制θ型滚环型D-环型（六）参与DNA复制的酶1.解旋酶2.单链结合蛋白3.引发酶4.DNA聚合酶5.DNA拓扑异构酶6.连接酶三、DNA复制的一般模型1.双螺旋DNA分子解旋2.RNA引物合成3.前导链和滞后链的合成4.RNA引物降解及缺口补齐5.新合成的DNA片段连接在一起作业、讨论题、思考题：理解并区别DNA复制基本概念，如复制子、复制叉、复制起点等。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述了DNA复制的基本特征，内容非常重要，需要通过图片进行对比讲解。分子生物学课程教案课次7授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第三章DNA的复制第二节原核生物DNA的复制教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握DNA聚合酶=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII的性质及功能；熟悉原核生物DNA复制的起始、延伸、终止；了解原核生物参与DNA复制的其他酶及蛋白的结构与功能；教学重点及难点：原核生物DNA复制过程及参与酶的结构与功能。教学基本内容方法及手段第二节原核生物DNA复制一、DNA复制的酶（一）解旋酶（Helicase）是利用ATP的化学能，使亲本DNA双链在复制叉分离成单链的酶。（二）单链DNA结合蛋白1.主要起稳定作用，防止单链DNA重新退火形成双螺旋2.防止单链DNA降解3.对它们的同源DNA聚合酶具有激活作用（三）引物酶（primerase）：在DNA复制中，催化RNA引物合成的特殊的RNA聚合酶叫引物酶。（四）DNA聚合酶（DNAPolymerases）E.coli中至少有5中DNA聚合酶。DNA聚合酶I和III都与DNA复制有关，另外3种酶特别用于DNA修复。1.DNA聚合酶I（PolI）：是一个102kD的多肽链。具有三种酶活性：DNA聚合酶活性3’→5’核酸外切酶活性5’→3’核酸外切酶活性2.DNA聚合酶III（PolIII）PolIII是DNA复制中主要负责DNA合成的酶。（五）拓扑异构酶（Topoisomerases）拓扑异构酶分为两类：多媒体教学，结合图片讲述原核生物DNA复制酶的性质及复制过程。拓扑异构酶I：引起DNA单链断裂。拓扑异构酶II：可以引起DNA双链断裂。（六）DNA连接酶（DNAligase）E.coliDNA连接酶的辅酶是NAD+，而T4DNA连接酶利用ATP作为辅因子。二、DNA复制的过程（E.coli）（一）复制起始：1.复制起始复合物的形成：2.开放型复合物的形成：3.前引物化复合物的形成：（二）复制的延伸前导链和后随链的DNA合成由同一复制体负责。当前导链开始DNA复制和复制叉向前移动时，后随链模板随即向后回折成环，与聚合酶的另一个活性中心按前导链的取向缔合。（三）复制的终止大肠杆菌的复制终止位点约相对于复制起点oriC。在复制叉汇合点两侧约100kb处各有一个终止区，终止区的ter序列中均含有一个23bp共有序列，Tus蛋白识别并结合于这一共有序列，它具有反解旋酶活性。作业、讨论题、思考题：理解参与DNA复制的各种酶和蛋白分子的结构与功能。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述了原核生物DNA复制的酶及复制过程，重点需要学习和辨别DNA聚合酶I、II、III的性质及功能。分子生物学课程教案课次8授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第三章DNA的复制第三节真核生物DNA的复制教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握真核生物DNA复制相应酶及蛋白功能；端粒结构及端粒酶功能。熟悉真核生物DNA复制的起始、延伸、终止；端粒复制过程。了解真核与原核生物DNA复制的异同点。教学重点及难点：真核生物DNA复制相应酶的功能及复制过程。教学基本内容方法及手段第三节真核生物DNA复制一、真核DNA复制叉蛋白质1.DNA解旋酶2.复制蛋白A（replicationproteinA，RPA）RPA是单链DNA结合蛋白，以异源三聚体形式存在。除了参与DNA复制外，RPA还参与DNA重组和修复。3.DNA聚合酶α/引发酶复合物是唯一能合成RNA引物的酶。4.增殖细胞核抗原PCNA的分子构象类似于E.coli的DNA聚合酶III的β亚基。起夹子蛋白的作用。本身并没有DNA结合活性，通过RFC结合于DNA。5.复制因子C（replicationfactorC，RFC）RFC的主要功能是促使PCNA环形分子结合于引物－模板链或双螺旋DNA的切口处。这一功能是模板链上组装并形成具有持续合成能力全酶的前提条件。RFC的功能类似于E.coli的γ复合物。起夹子装载蛋白的作用。6.DNA聚合酶δ和εPolδ具有DNA聚合酶活性和3’-5’核酸外切酶活性。Polδ7.FEN1和RNaseHIFEN1的功能是特异地去除连接在冈崎片段5’端的RNA引物。RNaseHI是核酸内切酶，具有特殊的底物特异性多媒体教学，结合图片讲述真核DNA复制酶学基础及复制过程。二、真核生物DNA复制过程1.引发体组装2.DNA聚合酶α/δ转换3.冈崎片段的成熟三、真核生物与原核生物DNA复制的区别1.复制子的多寡：2.冈崎片段长短：3.复制叉前进速度：4.合成引物的酶5.引物的去除及切口修复6.已发现的DNA聚合酶的种类四、真核生物DNA复制的最后一个问题：真核生物DNA复制末端缺口是怎样填补的呢？（一）端粒：1.定义：端粒是真核染色体的末端序列，它们通常由首尾相接的富含TG的重复DNA序列构成。其生物学功能是保持染色体的稳定，它决定着细胞的寿命。2.结构：端粒结构有一个突出3’端单链区，长14-16bp。其结构模型可能是，单链回折，每个重复单位提供一个G，依次结合形成G四聚体（四链结构）。端粒结合蛋白识别并结合到该链，像“帽子”一样保护DNA的末端。（二）端粒的复制1.端粒酶（telomerase）2.端粒复制过程作业、讨论题、思考题：区别原核与真核生物DNA复制的异同。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述了原核生物DNA复制的酶及复制过程，重点需要学习和辨别DNA聚合酶I、II、III的性质及功能。分子生物学课程教案课次9授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第三章DNA的复制第四节DNA复制的忠实性教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握DNA复制忠实性得以维持的原因；熟悉维持DNA复制忠实性的机理；了解原核与真核复制忠实性维持的异同。教学重点及难点：维持DNA复制忠实性的机理。教学基本内容方法及手段第四节、DNA复制的忠实性细胞内DNA复制的一个突出特点是具有高度的忠实性，其误差率只有10-9。细胞内DNA复制的高度忠实性依赖于多种因素，包括RNA引物的作用，DNA聚合酶的自我校正功能，几种校正和修复系统，以及DNA本身的结构特征等。一、RNA引物和DNA聚合酶的自我校正：1.DNA聚合酶的自我校正（3’-5’大多数DNA聚合酶具有“自我校正”功能。确切地说，在DNA复制过程中，DNA聚合酶总是“先校正，后合成”。2.RNA引物：为什么在DNA复制中要使用需要清除的RNA作为引物，而不使用可以不必消除的DNA为引物呢？在DNA复制中，任何从头合成的引物（不管是DNA还是RNA）都必然是误差较大的拷贝，误差率至少是10-4。RNA核苷酸序列本身自动成为必须清除的“坏拷贝”的显著标志。二、错配校正系统（mismatchproofreadingsystem)在研究一种突变率异常高的E.coli突变株时，人们发现了错配校正系统。该系统可以消除因核酸外切酶校正缺陷产生的复制错误。E.Coli的错配校正系统：E.coli错配校正系统利用dam基因编码的甲基化酶，可以将DNA所有的－GATC－序列中的A在N6位甲基化，但新合多媒体教学，结合图片讲述DNA复制的忠实性。成的DNA链中的A要晚一些才被甲基化。这就为区别新DNA链和模板链提供了基础。(1)MutS识别并结合于DNA的错配碱基处；(2)MutH在新DNA链（尚未甲基化）的－GATC－的5’侧造成缺口。(3)MutL将MutS和MutH连结在一起，使新合成的DNA链和模板链形成环状结构。(4)DNA解旋酶II和SSB蛋白等因子的参与下，核酸外切酶I切除新DNA链上包括错配碱基在内的片段。(5)DNA聚合酶III和连接酶完成修复。真核生物（包括人类）细胞内也有类似于E.coli的MutS及MutL的错配校正蛋白。某些真核生物（如酵母和果蝇）的DNA一般不发生任何甲基化，所以，在错配校正过程中，这些生物可能通过其他方式来识别新旧DNA链的，但其切除错配碱基及修复过程与细菌大致相同。作业、讨论题、思考题：理解错配校正系统工作原理。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述DNA复制的忠实性，需要深刻理解DNA复制高度忠实性的原因及其机理。分子生物学课程教案课次10授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章DNA的损伤修复第一节DNA损伤的类型及原因教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握DNA损伤的类型；熟悉引起DNA损伤的原因；了解DNA突变类型。教学重点及难点：重点是DNA损伤的原因、类型教学基本内容方法及手段第一节DNA损伤的类型及原因一、碱基的脱落1.热或酸破坏糖苷键。2.已改变的碱基会被专一性的DNA糖基化酶除去，从而形成无嘌呤或无嘧啶位点（AP位点）。二、碱基（或糖苷）的改变1.水解造成碱基脱氨基2.一些甲基化试剂、烷基化试剂及细胞中多种代谢产物都可能对碱基造成损伤，改变其正常功能。3.碱基类似物（如5-溴尿嘧啶为胸腺嘧啶类似物）的掺入DNA使原来的碱基转换成另一碱基。4.黄曲霉素等强力致癌物，能在DNA中导入大体积的加合物，从而在复制过程中改变遗传信息。错误碱基1.复制中错误碱基的掺入，以及碱基的互变异构等导致复制中错误碱基的掺入。碱基的插入或缺失1.在DNA复制或重组时，具有扁平分子结构的嵌入剂（如溴乙锭等）可造成DNA碱基增加或减少。2.此外，DNA聚合酶在复制过程中发生滑移，产生碱基缺失或插入。多媒体教学，结合图片讲述DNA损伤类型及其原因。嘧啶碱基二聚化1.紫外线照射使相邻嘧啶，尤其是胸腺嘧啶形成二聚体。DNA链断裂1.电离辐射或某些化学试剂（如博来霉素）及自由基等可使磷酸二酯键断裂。七、3’1.许多能产生游离基的试剂（如电离辐射和博来霉素）能使脱氧核糖裂解，结果在链的3’DNA链间共价交联1.具有两个功能基团的烷化剂，如丝裂霉素，可以使两条DNA链之间发生共价交联。九、DNA突变1.突变：DNA复制产生的一些差错如被漏校，或DNA的一些损伤未被修复，结果它们就会被遗传下去。DNA的这种永久性的改变叫突变。2.点突变：由单一碱基的改变而产生的突变。可以是一个碱基的缺失、插入、碱基转换（嘧啶－嘧啶，嘌呤－嘌呤）、碱基颠换（嘧啶－嘌呤，嘌呤－嘧啶）3.沉默突变（silentmutation）：遗传密码的改变并未引起氨基酸的改变，或尽管氨基酸发生了改变，但两种氨基酸的性质和结构相近，产物的生物学特性无明显改变，这种突变称为沉默突变。4.致死突变（lethalmutation）：影响到关键性氨基酸且导致产物生物功能丧失及生物体死亡的突变。5.渗漏突变（leakymutation）：某一氨基酸改变的结果是基因产物的功能基本上没有重大变化，改变的只是Km和最大速度等，这种突变称为渗漏突变。6.移码突变（frameshiftmutation）：碱基缺失或插入引起氨基酸读码框的移位所导致的突变称为移码突变。7.校正突变（suppressormutation）：移码突变有时可由同一基因内的另一碱基的缺失或插入所抵消，但要求第二个移码突变发生在前一突变位点的下游。这样的第二个移码突变称为校正突变作业、讨论题、思考题：区别不同损伤及各种突变类型。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述DNA损伤的类型及其原因。是下节课的基础，需要很好把握。分子生物学课程教案课次11授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第四章DNA的损伤修复第二节DNA损伤的修复机制教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握DNA损伤的主要修复机制原理；熟悉DNA移损合成；了解DNA聚合酶Y家族及SOS应答机制。教学重点及难点：重点是DNA损伤修复机制。教学基本内容方法及手段第二节DNA损伤的修复一、直接修复：1.光复活修复系统:2.O6-甲基鸟嘌呤上甲基的去除：二、切除修复：（一）碱基切除修复：1.DNA糖苷酶（glycosylases）特异识别DNA中发生改变的碱基，并通过水解将其去除；2.AP核酸内切酶识别裸露脱氧核糖位点，在其5’3.最后由DNA聚合酶和连接酶将缺口修复。（二）核苷酸切除修复：这种方式可以修复DNA双螺旋中发生的几乎所有类型大型损伤。这种方式的步骤是:1.通过一个巨大的多酶复合物识别DNA中发生的变形，而不是某种特殊的碱基改变。2.一旦发现了变形的损伤部位，这个复合物就在其两侧切断DNA链，接着解旋酶将切断的DNA片段除去.3.最后由DNA聚合酶和连接酶修补缺口。三、重组修复：以嘧啶二聚体为例，其重组修复大致步骤如下：1.第一个DNA双链（受体DNA）中的缺口，经过DNA重组被第二个正常的DNA分子（供体DNA）的同源拷贝所填补并修复。多媒体教学，结合图片讲述DNA损伤修复机制。2.供体DNA的一条链因重组修复而产生的新的缺口，可以通过一般途径修复。3.受体DNA中另一条链上的嘧啶二聚体经由核苷酸切除修复。四、移损DNA合成1.定义：有时，正在复制的DNA聚合酶会遇到没有被修复的严重损伤，如嘧啶二聚体或脱嘌呤位点等。这样的损伤是DNA聚合酶前进的障碍，所以复制机器必须越过损伤来进行拷贝，或被强行终止复制。在细胞内，有防故障机制使复制机器绕过受损的部位，这种机制就叫做移损合成（translesionsynthesis）。2.特点：这个机制有高度的易错性，易引入突变，但是移损合成使细胞避免了染色体不完全复制的更坏命运。3.步骤：1）当在模板中遇到损伤时，DNA聚合酶III与其滑动夹一起从DNA上脱离并被移损DNA聚合酶取代。2）移损DNA聚合酶越过模板链上的胸腺嘧啶二聚体继续进行DNA的合成。3）然后移损DNA聚合酶被DNA聚合酶III替代。DNA聚合酶的Y家族SOS应答作业、讨论题、思考题：区别几种损伤修复机制的异同点。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述DNA损伤的修复机制。需要对切除修复等主要修复机制加深理解和掌握。分子生物学课程教案课次12授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章RNA的生物合成第一节概述教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握基因表达、转录、反义链、有义链等基本概念及RNA聚合酶结构与功能；熟悉RNA生物合成基本过程；了解RNA结构与种类、RNA合成特点。教学重点及难点：重点反义链、有义链等基本概念、原核与真核RNA聚合酶的性质与功能。教学基本内容方法及手段第一节概述一、一些基本概念：1.基因表达2.转录（transcription）3.翻译（translation）4.反义链（antisensestrand）5.有义链（sensestrand）二、RNA的结构和种类：1.与DNA相比，RNA结构有以下4个特征：1)戊糖组分是核糖，而非脱氧核糖；2)4种碱基组分中有尿嘧啶U，没有胸腺嘧啶T；3)以单链形式存在，但约一半序列通过自身回折形成局部双链和双螺旋结构；4)含稀有（修饰）碱基较多。2.RNA分子的种类1)信使RNA（messengerRNA，mRNA）2)核糖体RNA（ribosomalRNA，rRNA）3)转移RNA（transferRNA，tRNA）三、RNA合成的特点：1.RNA是以DNA为模板，由RNA聚合酶以碱基互补的原则催化合成的；2.只有一条DNA链作为一个基因的RNA模板，也就是说转录是不对称的；3.RNA链由5’-3多媒体教学，结合图片讲述一些基本概念及RNA结构、RNA合成特点、合成基本过程等。四、转录的基本过程：1.模板识别阶段：2.转录起始：3.通过启动子阶段：4.转录的延伸：5.转录的终止：五、RNA聚合酶：1.原核生物RNA聚合酶：1)全酶（holoenzyme）2)核心酶（coreenzyme）3)各亚基的功能：2.真核生物RNA聚合酶：1)RNA聚合酶I2)RNA聚合酶II3)RNA聚合酶III作业、讨论题、思考题：正确理解和区分有义链、反义链等基本概念。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述一些基本概念、RNA生物合成基本过程及RNA聚合酶。RNA聚合酶是合成RNA的关键酶，需要很好把握。分子生物学课程教案课次13授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章RNA的生物合成第二节原核生物的RNA生物合成教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握启动子结构与功能；熟悉原核RNA生物合成基本过程；了解原核转录后加工及合成校正。教学重点及难点：原核生物启动子区结构与功能及RNA生物合成过程。教学基本内容方法及手段第二节原核生物的RNA生物合成一、启动子区的基本结构：1.基本概念：1)启动子（promotor）2)转录单元（transcriptionunit）3)转录起点2.启动子区有什么结构特点呢？1)－10区（Pribnowbox）2)－35区：TTGACA3)－10区与－35区之间的距离二、转录过程1.转录起始（注意转录复合物的变化）：1)封闭的二元复合物2)开放的二元复合物3)起始三元复合物4)延伸三元复合物2.转录延伸：1）当酶前进时，DNA被RNA聚合酶解链然后又复链；2）在RNA合成的延伸和终止时NusA因子可以代替σ因子3.转录终止：在细菌和噬菌体中，有两类转录终止子：1)依赖ρ因子的终止子（rho-dependentterminators）2)内在（或固有）终止子（intrinsicterminators）多媒体教学，结合图片讲述启动子结构特点即原核生物RNA合成过程。三、RNA的转录后加工1.tRNA及rRNA分子由某些新生RNA链的裂解及化学修饰形成。2.在有些RNA链末端加上核苷酸。如将CCA加到原来没有此序列的tRNA分子的3’3.碱基和核糖的修饰。rRNA的某些碱基被甲基化，或一些常见的核苷酸经修饰形成稀有碱基。四、RNA合成的校正在合成RNA链的过程中，RNA聚合酶还执行着两项校对（proofreading）功能：第一个为焦磷酸化编辑（pyrophosphorolyticedit）：聚合酶利用它的活性位点，在一个简单的逆向反应中，通过重新加入PPi，催化错误插入的核糖核苷酸的去除。第二种为水解编辑（hydrolyticediting）：在一些Gre因子激发下，聚合酶倒退一个或更多核苷酸并切开RNA产物，去除含有错误序列。作业、讨论题、思考题：正确理解原核生物启动子区各组成元件的结构与功能。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述原核生物基因启动子结构特点及RNA合成过程，是分子生物学研究领域比较成熟的内容，需要重点掌握。分子生物学课程教案课次14授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章RNA的生物合成第三节真核生物的RNA生物合成一、RNA聚合酶II催化的RNA合成二、RNA聚合酶I启动子三、RNAPolIII启动子：教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握RNA聚合酶II催化的RNA合成；熟悉RNA聚合酶I启动子、RNAPolIII启动子结构；了解RNA聚合酶I、III催化的RNA合成起始。教学重点及难点：重点RNA聚合酶II催化的RNA合成；教学基本内容方法及手段第三节真核生物RNA合成一、RNA聚合酶II催化的RNA合成：（一）、RNA聚合酶II及其启动子：1.RNA聚合酶II：2.典型的RNA聚合酶II启动子由以下两个区域组成：1)核心启动子（corepromoter）2)上游激活序列（upstreamactivatingsequence，UAS）3.增强子及其功能：（二）转录起始：1.基本转录装置的形成：1)TFIID结合于TATA框及其上游序列。2)按顺序先后依次加入TFIIA、TFIIB3)加入TFIIF/RNA聚合酶II4)TFIIE、TFIIH等加入，最后形成基本转录装置。2.转录起始：1)启动子区解旋（需要消耗ATP）2)流产性起始3)合成一定长度的RNA产物，同时聚合酶的CTD磷酸化，之后，聚合酶才能逃离启动子进入延伸。3.几个通用转录因子在起始中的作用多媒体教学，结合图片讲述真核生物各RNA聚合酶相应启动子结构特点及催化的转录起始过程。二、RNA聚合酶I启动子1.PolI的启动子包括两个部分：1)核心元件：位于转录起始位点周围2)UCE（上游控制元件，upstreamcontrolelement）2.转录起始需要两个因子参与，SL1和UBF。1)UBF首先结合到UCE的后半段；2)然后SL1在UBF的存在下结合到UCE的前半段；3)最后PolI结合上来，起始转录。三、PolIII启动子：PolIII启动子有各种形式，且绝大部分具有位于转录起点下游的不寻常的特征。比如tRNA基因的启动子：包含两个区域，盒子A和盒子B。1)TFIIIC复合体结合到启动子区域。2)然后TFIIIB结合到起点上游DNA上，3)最后PolIII结合上来，起始转录。作业、讨论题、思考题：比较真核与原核启动子结构特点。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述真核生物三种RNA聚合酶对应启动子结构特点及RNA合成过程，需要对应原核生物相应内容进行讲解，以加深学生理解。分子生物学课程教案课次15授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章RNA的生物合成第三节真核生物的RNA生物合成四、RNA加工（mRNA前体）教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握真核生物RNA剪接过程；熟悉RNA5’端加帽、3’了解RNA编辑过程。教学重点及难点：重点RNA剪接过程；教学基本内容方法及手段第三节真核生物的RNA生物合成四、RNA加工（mRNA前体）（一）5’CapO型：其符号为m7GpppXCapI型：其符号为m7GpppXmCapII型：m7GpppXmpYm（二）3’几乎所有的mRNA的polyA尾上游10-35个核苷酸处都有序列AAUAAA，少数为AUUAAA，是polyA的加尾信号。（三）RNA剪接1.真核生物中，大多数编码蛋白质的基因是割裂基因。2.RNA剪接(splicing)（pre－mRNA剪接）：1)内含子和外显子是如何相互区别并进行剪接的？RNA序列决定了在哪里进行剪接，剪接所须的RNA序列：a.5’剪接位点（b.3’剪接位点（c.分支点（branchpointsite）：最保守序列为Ad.多嘧啶区（Pytract）：靠近内含子3’2)剪接进行的机器－剪接体：RNA剪接是剪接体执行的。这个复合体包含约150种蛋白质和5种RNA，大小与核糖体差不多。3)剪接过程（剪接体成分的变化）：a.早期（E）复合体形成。多媒体教学，结合图片讲述真核生物各RNA加工方式及过程。b.A复合体形成。c.B复合体形成。d.C复合体形成。e.释放mRNA产物及snRNP。3.自剪接内含子的剪接（罕见）：自剪接内含子（self－splicingintron）：不需要剪接体就可以把自身从pre－mRNA上切下来的内含子。自剪接内含子类型:1)I类自剪接内含子2)II类自剪接内含子（四）RNA编辑（editing）：RNA编辑：是在RNA水平上改变遗传信息的加工过程，其结果导致成熟的RNA（主要是mRNA）编码序列和它的转录模板DNA编码序列之间不匹配。介导RNA编辑的机制有两种：1.位点特异性脱氨基作用2.引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。作业、讨论题、思考题：理解三种RNA剪接方式的异同。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述真核生物RNA加工的几种方式及其过程，属于重点掌握的内容，需要结合图片重点讲述、加深理解。分子生物学课程教案课次16授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第五章RNA的生物合成第四节微RNA第五节逆转录教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握微RNA、RNA干扰基本概念及原理；熟悉逆转录基本过程；了解微RNA的发现及逆转录的应用。教学重点及难点：重点是微RNA功能及其作用原理、逆转录原理；教学基本内容方法及手段第四节微RNA一、细胞内的RNA1.编码RNA：mRNA2.非编码RNA1)tRNA2)rRNA3)小分子RNAa.siRNAsb.miRNAsc.stRNAsd.smRNAe.tncRNAsf.snoRNAsg.snRNAs二、miRNA1.定义2.作用方式三、siRNA和RNAi1.定义2.siRNA的作用方式（RNAi）：3.RNAi的应用：多媒体教学，结合图片讲述微RNA及RNA干扰机理、逆转录过程。第五节逆转录一、逆转录和逆转录酶的发现二.逆转录病毒（retrovirus）：1.定义：2.逆转录病毒的基因组：三、逆转录酶（reversetranscriptase）1.定义2.功能及性质四、逆转录1.逆转录（reversetranscription）定义2.逆转录病毒基因组复制过程五、逆转录病毒的生活周期1.进入宿主细胞；2.逆转录合成双链DNA；3.整合和原病毒的形成；4.转录；5.翻译和包装。六、逆转录原理的应用－RT-PCR1.RT-PCR定义2.RT-PCR过程：3.RT-PCR的用途：作业、讨论题、思考题：思考miRNA及siRNA、逆转录在实际中可能具有的重要应用。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述微RNA结构及调控机理、逆转录原理，为本学科较新的内容，需要结合图片重点讲述、加深理解。分子生物学课程教案课次17授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章蛋白质的生物合成第一节mRNA与遗传密码教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握mRNA性质；熟悉遗传密码等基本概念；了解遗传密码性质。教学重点及难点：重点mRNA性质、遗传密码概念及性质。教学基本内容方法及手段第一节mRNA与遗传密码一、mRNA1.mRNA分子上只有部分序列会被翻译成多肽链2.真核细胞的mRNA几乎都只有一个ORF，而原核细胞的mRNA经常含有两个或多个ORF，因此可编码多个多肽链。3.原核细胞mRNA的ORF在起始密码子上游具有核糖体结合位点，用以募集翻译机器。4.真核细胞mRNA的5’和35.真核细胞mRNA通过5’6.在某些mRNA中，Kozak序列。该序列可以通过与起始tRNA相互作用而提高翻译的效率。7.3二、遗传密码：（一）遗传密码的定义：mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为遗传密码，也叫三联子密码。（二）通用遗传密码表：（三）、遗传密码的性质：1.遗传密码的简并性：2.遗传密码的普遍性与特殊性：3.密码子与反密码子的相互作用：多媒体教学，结合图片讲述mRNA、遗传密码性质及功能。作业、讨论题、思考题：理解mRNA结构与功能之间的联系。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述mRNA的一些重要结构及其功能，遗传密码概念及其性质，是蛋白质生物合成的基础。分子生物学课程教案课次18授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章蛋白质的生物合成第二节tRNA第三节核糖体教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握tRNA的结构与功能；熟悉核糖体结构与功能；了解rRNA的种类及功能。教学重点及难点：重点tRNA及核糖体的结构与功能。教学基本内容方法及手段第二节tRNA一、tRNA1.tRNA的结构：1)一级结构2)二级结构3)三级结构2.tRNA的功能：3.tRNA的种类1)起始tRNA和延伸tRNA：2)同工tRNA：3)校正tRNA：二、氨酰-tRNA合成酶：氨酰-tRNA合成酶是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异酶。第三节核糖体一、核糖体核糖体是蛋白质合成场所，由几十种蛋白质和几中rRNA组成的亚细胞颗粒。1.核糖体的结构核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒，包括两个亚基，大亚基约为小亚基相对分子质量的一倍。每个亚基包含一个主要的rRNA成分和许多不同功能的蛋白质分子，这些大分子大都以单拷贝存在。多媒体教学，结合图片讲述tRNA、核糖体结构与功能。2.核糖体的功能核糖体至少包括5个活性中心，即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位（A位）、结合或接受肽基tRNA的部位、肽基转移部位（P位）及形成肽键的部位（转肽酶中心）。此外，还应有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合部位。核糖体小亚基负责对模板mRNA的识别与结合。大亚基负责携带氨基酸及tRNA的功能，肽键的形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的结合等，即A位、P位、转肽酶中心等主要在大亚基上。作业、讨论题、思考题：掌握tRNA结构层次及其功能，核糖体的重要活性位点。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，19973.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译4.《GeneVIII》，BenjaminLewin编著，2004电子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物学精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)课后小结：本节主要讲述tRNA与核糖体的结构与功能，是蛋白质生物合成的基础。分子生物学课程教案课次19授课方式（请打√）理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第六章蛋白质的生物合成第四节原核生物蛋白质的生物合成一、氨基酸的激活二、翻译的起始三、肽链的延伸四、肽链的终止教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握蛋白质生物合成过程；熟悉蛋白质合成过程中能量消耗；了解蛋白质合成过程中参与的蛋白因子的功能。教学重点及难点：重点原核生物蛋白质生物合成过程。教学基本内容方法及手段第四节原核生物蛋白质的生物合成一、氨基酸的激活：第一步：由氨酰tRNA合成酶催化Met+tRNAfMet+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPi第二步：由转甲酰酶催化N10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+fMet-tRNAfMet二、翻译的起始：翻译起始可分3步：第一步，30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1、IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。第二步，在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对。第三步，带有tRNA、mRNA、3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。多媒体教学，结合图片讲述蛋白质生物合成过程。三、肽链的延伸：1.后续的AA-tRNA与核糖体的结合：2.肽键的生成：3.移位：四、肽链的终止：当终止密码子UAA、UAG或UGA出现在核糖体的A时，没有相应的AA-tRNA能与之结合，而释放因子能识别这些密码子并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键。作业、讨论题、思考题：起始氨基酸激活、蛋白质合成过程中能量消耗情况。基本教材和主要参考资料：1.《现代分子生物学》朱玉贤