分子生物學(xué)教案

分子生物學(xué)授課設(shè)計分子生物學(xué)授課設(shè)計分子生物學(xué)授課設(shè)計【篇一：分子生物授課設(shè)計】第一章緒論分子生物學(xué)是從分子水平上爭論生命現(xiàn)象、生命實質(zhì)、生命活動及其規(guī)律的科學(xué)。它是從生物化學(xué)，遺傳學(xué)，微生物學(xué)和細胞生物學(xué)等學(xué)科交融睜開而派生出來的邊緣學(xué)科。第一節(jié)分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的爭論范圍一、核酸的分子生物學(xué)包括核酸/基因組的構(gòu)造、遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，核酸貯存的信息修復(fù)與突變，基因表達調(diào)控和基因工程技術(shù)的睜開和應(yīng)用等二、蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)爭論執(zhí)行各種生命功能的主要大分子——蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能。三、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子生物學(xué)爭論細胞內(nèi)、細胞間信息傳達的分子根底。其次節(jié)分子生物學(xué)睜開簡史一、預(yù)備和醞釀階段㈠確定了蛋白質(zhì)是生命現(xiàn)象的物質(zhì)根底㈡確定了dna是生物遺傳的物質(zhì)根底二、現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和睜開階段㈠中心法那么的建立㈡對蛋白質(zhì)構(gòu)造和功能的進一步生疏三、初步生疏生命實質(zhì)并開頭改造生命的深入睜開階段㈠基因工程技術(shù)的建立㈡基因組爭論的睜開㈢基因表達調(diào)控體系的揭穿㈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)體系爭論的深入第三節(jié)分子生物學(xué)與其他學(xué)科及醫(yī)學(xué)的關(guān)系一、分子生物學(xué)與其他學(xué)科及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相輔相成二、分子生物學(xué)促進中醫(yī)藥爭論㈠分子生物學(xué)在中醫(yī)根底理論爭論中的應(yīng)用㈡分子生物學(xué)在中藥爭論中的應(yīng)用其次章從核酸到基因組第一節(jié)核酸的分子組成一、堿基〔base〕組成核苷酸的堿基分為嘌呤〔pu)和嘧啶〔py)腺嘌呤(a),鳥嘌呤胞嘧啶(c),胸腺嘧啶(t)和尿嘧啶(u)。ＲＮＡ中含有：Ａ、Ｇ、Ｃ、ＵＤＮＡ中含有：Ａ、Ｇ、Ｃ、Ｔ

(g),二、戊糖ＲＮＡ中含有核糖ＤＮＡ中含有脫氧核糖三、核苷〔nucleoside)和核苷酸(nucleotide)核苷是由d-核糖或d-２脫氧核糖與嘌呤或嘧啶經(jīng)過糖苷鍵連構(gòu)造成的化合物。核苷酸是核苷與磷酸殘基組成的化合物，即核苷的磷酸其次節(jié)ＤＮＡ的構(gòu)造一、dna的一級構(gòu)造核酸鏈的簡寫式：1、字符式：５＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ３＇５＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ３＇2、線條式：二、dna的二級構(gòu)造⒈右手雙螺旋構(gòu)造dna雙螺旋學(xué)說的要點1〕兩條鏈沿逆平行方向伸展，圍繞同一中心軸圍繞呈右手雙螺旋。2〕主鏈在雙鏈的外側(cè)，側(cè)鏈在雙鏈的內(nèi)側(cè)。3〕兩條鏈之間的堿基相互當對，配對為a-t，g-c。故a/t=1螺旋每上升一圈需10對堿基，螺距為3.4nm。5〕雙螺旋的結(jié)實靠氫鍵和堿基堆砌力。⒉左手雙螺旋構(gòu)造⒊十字構(gòu)造g/c=1，a+g/t+c=1。⒋三股螺旋構(gòu)造影像重復(fù)序列三、dna的三級構(gòu)造㈠閉環(huán)雙鏈dna形成超螺旋構(gòu)造一些細菌和病毒的dna分子可形成封閉環(huán)狀，并多扭曲成麻花狀的超螺旋構(gòu)造。㈡真核生物細胞核dna形成染色體構(gòu)造⒈染色體的組成主要化學(xué)成分:dna、rna、組蛋白和非組蛋白。組蛋白與dna的含量之比湊近1:1，是染色體的結(jié)實成分。屬于堿性蛋白質(zhì)，有5種，即h1、h2a、h2b、h3和h4。非組蛋白是酸性蛋白質(zhì)，幫助啟動dna復(fù)制或轉(zhuǎn)錄，調(diào)控基因表達。1%～3%，含量最少，變化較大，可能經(jīng)過與組蛋白、非組蛋白相互作用調(diào)控基因表達。

，4〕⒉染色體的構(gòu)造模型㈢dna三級構(gòu)造的生物學(xué)意義dna分子的長度在雙螺旋根底上高度壓縮，有利于包裝。高級構(gòu)造影響dna雙螺旋的解鏈，影響dna與其他分子的作用，從而影響基因表達。四、線粒體dna的根本構(gòu)造線粒體dna為雙鏈閉環(huán)分子，不與蛋白質(zhì)形成核蛋白構(gòu)造，分別在線粒體基質(zhì)的不一樣地域內(nèi)。五、端粒與端粒酶端粒:以線性染色體形式存在的真核基因組dna尾端的一種特別構(gòu)造。組成：端粒dna和端粒結(jié)合蛋白〔tbp〕。構(gòu)造特點：d〔ttaggg〕n組成的5~8kb長的一段特化區(qū)。功能：保護線性dna的完滿復(fù)制、保護染色體體尾端、打算細胞壽命。端粒酶：促使端粒合成的酶。組成：rna和蛋白質(zhì)，是特其他核糖核蛋白酶復(fù)合體。功能：以自己的rna為模板合成端粒序次并增加到染色體尾端。六、dna的變性、復(fù)性與分子雜交dna變性：指dna分子由結(jié)實的雙螺旋構(gòu)造松解為無規(guī)那么線性構(gòu)造的現(xiàn)象。變性的實質(zhì)：氫鍵斷裂、堿基間的積聚力遇到破壞。變性因素：加熱、極端的ph、有機溶劑、尿素及甲酰胺等。變性后的轉(zhuǎn)變：溶液粘度降低。溶液旋光性發(fā)生轉(zhuǎn)變，添色效應(yīng)。解鏈溫度〔融解溫度〕——tm：核酸分子內(nèi)50%的雙螺旋構(gòu)造被破壞的溫度。dna復(fù)性：指變性dna在適宜條件下，二條互補鏈全部或局部恢復(fù)到自然雙螺旋構(gòu)造的現(xiàn)象，它是變性的一種逆轉(zhuǎn)過程。熱變性dna一般經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，此過程稱之為退火。分子雜交：不一樣根源的核酸變性后，合并在一處進展復(fù)性，形成雜化雙鏈的過程。其次節(jié)rna的構(gòu)造和功能rna與dna不一樣之處是：核糖/脫氧核糖，尿嘧啶/胸腺嘧啶。包括ＡＭＰ、ＧＭＰ、ＣＭＰ、ＵＭＰ四種核苷酸?！酒悍肿由飳W(xué)授課設(shè)計】課次：2授課目標：使學(xué)生生疏遺傳的細胞學(xué)根底，以及染色體的構(gòu)造和畸變。要點：把握核小體的構(gòu)造。難點：復(fù)習(xí)舊課：生疏授課收效。導(dǎo)入課：第一章遺傳的細胞學(xué)根底〔2學(xué)時〕第一節(jié)原核生物和真核生物〔提問學(xué)生，答復(fù)兩者的異同〕1原核生物：原核生物沒有真實的細胞核，遺傳物質(zhì)存在于整個細胞中，無核膜，遺傳物質(zhì)dna有時相對集中，以暴露的形式存在，雖能與少量蛋白質(zhì)結(jié)合，但不組成染色體構(gòu)造。常常把原核生物的核酸分子稱作為原核生物染色體。2真核生物有完滿的細胞核，遺傳物質(zhì)存在于細胞核中，遺傳物質(zhì)與特定的蛋白質(zhì)結(jié)合，組裝成染色體構(gòu)造。有線粒體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細胞器。有胞質(zhì)流淌。等。其次節(jié)細胞的構(gòu)造和功能〔自學(xué)〕第三節(jié)染色體1879年，w.flemming提出了染色質(zhì)〔chromatin〕這一術(shù)語，用以描述染色后細胞核中猛烈著色的細絲狀物質(zhì)。今后的爭論證明染色質(zhì)和染色體〔細胞分裂中期〕是同一物質(zhì)在不同細胞周期中的形態(tài)表現(xiàn)。是同一種物質(zhì)組成，即dna＋蛋白質(zhì)〔組蛋白、非組蛋白〕＋少量的rna、無機鹽、脂類、糖類，它們是在細胞周期中呈動向變化，間期為染色質(zhì)，m期為染色體。染色體的形態(tài)特點著絲粒和主縊痕：著絲?！瞔entromere〕：是染色體上紡錘絲的附著部位。主縊痕：是細胞分裂中期，染色體上有一不著色的縊縮部位，稱為主縊痕，是紡綞體連接絲與染色體的固定接點，能在細胞分裂中把染色體牽引到細胞的兩極，使染色體組合到子細胞的核中。動粒〔kinetochore/著絲點〕：有些動物的染色體的主縊痕兩側(cè)為一對三層構(gòu)造的特化部位。這種構(gòu)造不是全部的生物都有。著絲粒和動粒是兩個不一樣的看法，前者指中期染色單體相互聯(lián)系在一起的特別部位，后者指主縊痕處兩個染色單體外側(cè)表層部位的特殊構(gòu)造，它與仿錘絲微管相接觸。沒有著絲點的染色體將成為游離狀，不能夠組合到子細胞中去而被扔掉。著絲粒的地址不一樣在不一樣染色體上，中著絲粒、近中著絲粒、近端著絲粒、端著絲粒等染色體。副縊痕和隨體副縊痕：每個染色體上除了主縊痕，個別染色體上還有一個較淡的縊縮部位；副縊痕常出此刻短臂上，與隨體相連；副縊痕常常與核仁的齊聚有關(guān)，稱核仁組織中心。隨體：與副縊痕相連的圓形或橢圓形小體。染色粒減數(shù)分裂的粗線期/先期，染色體上呈線性排列的念珠狀顆粒，是dna局部縮短形成的。端粒又稱端區(qū)，是染色體上的尾端染色粒，當缺失時，該染色體無正常功能。功能：保護染色體的完滿性和結(jié)實性，防范染色體尾端被酶解或兩條染色體的端區(qū)交融、喪失或重排。1.5染色單體染色單體〔chromatid〕：中期染色體由兩條染色單體組成，兩者在著絲粒的部位相互結(jié)合，每一條染色單體是由一條dna雙鏈經(jīng)過螺旋和折疊而形成的，到后期，著絲粒分裂，兩條染色單體分別。染色體的超微構(gòu)造染色質(zhì)由dna、組蛋白、非組蛋白及少量rna組成，比率為1：1：〔1-1.5〕：?？梢奷na與組蛋白的含量比較恒定，非組蛋白的含量變化較大，rna含量最少。核小體是染色體包裝的根本單位核小體是一種串珠狀構(gòu)造，由核心顆粒和連接dna兩局部組成，可描述以下〔圖12-11〕：①每個核小體單位包括約200bp的dna、一個組蛋白核心和一個h1；②由h2a、h2b、h3、h4各兩分子形成八聚體，組成核心顆粒；③dna分子以左手螺旋圍繞在核心顆粒表面，每圈80bp，共1.75圈，約146bp，兩端被h1鎖合；④相鄰核心顆粒之間為一段60bp的連接線dna。經(jīng)過核小體，dna長度壓縮了7倍，形成直徑為11nm的纖維。但是染色質(zhì)不以這種狀態(tài)存在，在電鏡下觀看用平易方法分其他染色質(zhì)是直徑30nm的纖維，這種纖維的形成有兩種講解：①由核小體螺旋化形成，每6個核小體繞一圈，組成外徑30nm的中空管，長度壓縮6倍；②由核小體纖維z字形折疊而成，長度壓縮40倍。對于更高級染色體包裝方式，到此刻尚不明確。有兩種模型：1〕螺線管模型：二級構(gòu)造是它由核小體長鏈螺旋化圍繞成為螺線體，６個核小體繞成一圈，成為縮短了六倍的螺線體；但是螺線管的進一步包裝成染色體卻不一樣看法。2〕支架環(huán)模型目前多認為30nm的纖維折疊為一系列的環(huán)〔loop〕圍繞并連接在非組蛋白支架上，這種支架環(huán)構(gòu)造進一步盤旋折疊，組后幫裝為染色單體構(gòu)造〔課本17頁圖1-7〕。特別構(gòu)造的支架環(huán)構(gòu)造燈刷染色體這種染色體最早覺察于魚類、兩棲類和爬行類卵母細胞減數(shù)分裂的雙線期。雙線期是卵黃合成的旺盛期。由于染色體主軸兩側(cè)有側(cè)環(huán)，狀如燈刷，故名燈刷染色體。側(cè)環(huán)是由dna分子外被基質(zhì)所組成，基質(zhì)的成分是合成的rna和蛋白質(zhì)形成復(fù)合體，每個側(cè)環(huán)代表一個轉(zhuǎn)錄單位，合成的rna供卵細胞的發(fā)生和早期胚胎發(fā)育使用。多線染色體在昆蟲的細胞常有，1881年意大利的balbiani覺察于雙翅目搖蚊幼蟲的唾腺細胞。其特點是：①體積巨大〔，圖1-11，p20〕，比其它體細胞染色體長100-200倍，體積大1000-2023倍，這是由于核內(nèi)有絲分裂的結(jié)果，即染色體屢次復(fù)制而不分別。②多線性，每條多線染色體由500-4000條解旋的染色體合并在一起形成。③體細胞聯(lián)會，同源染色體親切配對，并合并成一個染色體。④橫帶紋，染色后表現(xiàn)出明暗相間的帶紋。⑤膨突和環(huán)，在幼蟲發(fā)育的某個階段，多線染色體的某些帶區(qū)松懈膨大，形成膨突/脹泡〔puff〕，或巴氏環(huán)〔balbianiring〕。常染色質(zhì)和異染色質(zhì)間期核中染色質(zhì)可分為常染色質(zhì)〔euchromatin〕和異染色質(zhì)〔heterochromatin〕。常染色質(zhì)是進展爽朗轉(zhuǎn)錄的部位，呈松懈的環(huán)狀，電鏡下表現(xiàn)為淺染〔圖12-14〕；易被核酸酶在一些敏感的位點〔hypersensitivesites〕降解。異染色質(zhì)的特點是：在間期核中處于凝縮狀態(tài)，無轉(zhuǎn)錄活性，也叫非活動染色質(zhì)(inactivechromatin)；是遺傳惰性區(qū)；在細胞周期中表現(xiàn)為晚復(fù)制、早凝縮，即異固縮現(xiàn)象(heteropycnosis)。構(gòu)造〔組成〕異染色質(zhì)〔constitutiveheterochromatin〕：在全部細胞內(nèi)和永久都呈異固縮的染色質(zhì)，多定位于著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段，在間期齊聚成多個染色中心〔chromocenter〕，由相對簡潔的高度重復(fù)序列組成,如衛(wèi)星dna。兼性〔功能〕異染色質(zhì)〔facultativeheterochromatin〕：是指不同細胞種類或不一樣發(fā)育時期消滅的異染色質(zhì)區(qū)。雌性哺乳類動物的x染色體就是一類特其他兼性異染色質(zhì)。在哺乳動物細胞內(nèi)如有兩個x染色體〔尋常為雌性〕，那么其中的一個染色體常表現(xiàn)為異染色質(zhì)，稱巴氏小體〔barrbody〕。人的胚胎發(fā)育到16天今后，一條x染色體轉(zhuǎn)變?yōu)榘褪闲◇w，呈塊狀緊靠核膜，染色反響表現(xiàn)為深染。因此經(jīng)過檢查羊水中胚胎細胞的巴氏小體可展望胎兒的性別。染色體的大小和數(shù)目間期染色質(zhì)分別于細胞核，但在分裂期，染色質(zhì)經(jīng)過盤旋折疊壓縮近萬倍，包裝成大小不等、形態(tài)各異的短棒狀染色體。中期染色體由于形態(tài)比較結(jié)實是觀看染色體形態(tài)和計數(shù)的最正確時期。同一物種的染色體數(shù)目是相對結(jié)實的，性細胞染色體為單倍體〔haploid〕，用n表示，體細胞為2倍體〔diploid〕以2n表示，還有一些物種的染色體成倍增加成為4n、6n、8n等，稱為多倍體。同一個體的體細胞其實不是都是2倍體，如大鼠肝細胞有4n、8n、16n等多倍體細胞，果蠅卵巢滋潤細胞表現(xiàn)為2n、4n、8n、16n、32n、64n、128n等不一樣倍性，人類子宮內(nèi)膜細胞的染色體數(shù)目變化在2n=17-103，為非整倍性。染色體組的看法：一個個體生長發(fā)育所需的全部遺傳信息。形態(tài)構(gòu)造功能不一樣的一個染色體群稱為染色體組?；蛟S來自二倍體生物一個配子中的全部染色體稱為染色體組或基因組。染色體的大小反響了基因組的大?。粏伪扼w染色體組中的dna含量來表示基因組的大小，稱為生物體的c值，c值是單倍體染色體的dna總量。同一物種的c值是恒定的，不一樣物種不一樣。核型與帶型核型〔karyotype〕/染色體組型：一種生物體細胞所具特有的染色體數(shù)目和每一條染色體所特有的形態(tài)特點〔包括染色體長度、著絲粒地址、臂比值、隨體的有無、次縊痕的數(shù)目和地址、異染色質(zhì)分布等〕等特點的總和稱為染色體組型。也有稱：一種生物體細胞所具染色體的圖譜〔形態(tài)特點〕。核型解析是指利用顯微攝影的方法，把生物系通通內(nèi)整套染色體拍攝下來，此后依照其相對恒定的特點進展解析的過程。成對的染色體按外形、大小依序次排列起來叫核型圖；核型代表一個物種的模式特點，最為結(jié)實。染色體分帶：由于有些不一樣的染色體其外面形態(tài)格外周邊，大小、著絲點地址、隨體有無、形態(tài)、副縊痕有無、地址都相像。因此不易區(qū)分。能夠用不一樣的染色劑去辦理染色體，使染色體在不一樣部位顯示出帶紋，不一樣染色體消滅帶紋的多少、寬窄、帶紋的地址都不同，而一樣染色體用同一種染色劑辦理后消滅的帶紋譜是一樣的，因此在差異染色體時又多了一種標記──染色體的帶型。染色體分帶技術(shù)〔先用酸、堿、酶辦理染色體后，再用染色劑染色后表現(xiàn)的帶紋〕是經(jīng)物理、化學(xué)因素辦理后，再用染料對染色體進展分化染色，使其表現(xiàn)特定的深淺不一樣帶紋〔band〕的方法。第四節(jié)細胞分裂〔自學(xué)〕第五節(jié)染色體畸變?nèi)旧w畸變:是指染色體的構(gòu)造或數(shù)目發(fā)生了特別的變化。染色體畸變可能是自覺的，也可經(jīng)過化學(xué)物質(zhì)或放射線辦理而引起。生物體內(nèi)的染色體數(shù)目和構(gòu)造是相對結(jié)實的，在自然因素和人為因素的影響下，遺傳物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。內(nèi)因：養(yǎng)分、溫度、生理外因：物理因素〔射線〕、化學(xué)藥劑染色體構(gòu)造變異構(gòu)造變異的產(chǎn)生染色體或許染色單體斷裂，主要有四各種類：缺失〔喪失了某個dna片段〕，重復(fù)〔增加了某個dna片段〕，倒位〔dna沒有增加和削減，而是某一dna片段的排列方向發(fā)生了轉(zhuǎn)變〕和易位(某一dna片段的染色的某一地址在移到另一個的地址上〕。缺失重復(fù)倒位易位染色體數(shù)目變異整倍數(shù)性變異染色體組：在生物細胞內(nèi)擁有不一樣形態(tài)、構(gòu)造、功能、又相互協(xié)調(diào)、共同掌握生物生長發(fā)育，組成一個完滿整體的一組染色體。一個染色體組中的染色體基數(shù)在很多屬的不一樣物種中一樣，用x來表示。留意：n與x的差異n是屬于個體發(fā)育范圍的看法，指的是配子世代染色體數(shù)，孢子體世代的染色體數(shù)。x是屬于系統(tǒng)發(fā)育范圍的看法，與生物的進化有關(guān)，表示一個染色體組的染色體數(shù)，表示真實的倍性。二倍體2n=2x=20多倍體2n=6x=42．單倍體指體細胞內(nèi)只有一個染色體組，即一倍體，由二倍體產(chǎn)生如玉米2n=2x=20的單倍體n=x=10．二倍體含兩個染色體組的個體多數(shù)動物．多倍體含3個或3個以上染色體組的個體，動物中沒有，植物中60%〔1〕同源多倍體多個染色體組源于同一物種〔2〕異源多倍體染色體組根源于不一樣物種，不一樣染色體組基數(shù)可以一樣，也以不一樣比方馬鈴薯是同源四倍體2n=4x=aaaa=48，4個染色體組源于同一物種，每組12條染色體，那么它的單倍體n=2x=24，進展減數(shù)分裂可形成12個二價體。小麥是異源六倍體2n=6x=aabbdd=4