分子生物学电子教案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流分子生物学电子教案.精品文档.备 课 教 案学年学期:2007-2008春季学期课程名称:分子生物学(挂牌选课)主讲教师:李海英授课对象:2006级生命科学学院本科黑 龙 江 大 学第 1 教学周/第 3.4.5 节 (第 1 次课)教 学 基 本 内 容备注教学目的:通过本章的学习,使学生掌握分子生物学的广义及狭义概念,同时介绍分子生物学的发展简史和最新的分子生物学的研究成果,引导学生对科学的严谨、谦虚态度。教 具:多媒体课件教学重点:分子生物学狭义概念课时安排:3学时教学难点:DNA双螺旋模型的英文表述教学内容: 第一章 绪论第一节 分子
2、生物学的概念一、分子生物学产生的过程二、分子生物学的概念1. 广义 2.狭义三、分子生物学在生命科学中的位置第二节 分子生物学的发展简史一、DNA的发现二、Chargaff规律及DNA双螺旋模型MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDSWe wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A). This structure has novel feature which are of considerable biological interest.DNA DOU
3、BLE HELIX MODEL1、In the double helix,the two DNA strands are organized in an antiparallel arrangement.2、One strand is oriented 53and the other is oriented 35.3、The two strands run in opposite polarity .4、The bases of the two strands are complementary base pairing. 三、遗传信息传递的中心法则四、分子生物学研究的国内外动态复习题1、名词
4、:广义分子生物学 狭义分子生物学2、问答题: 列举510位获诺贝尔奖的科学家,简要说明其贡献。3、预习 DNA的结构与复制4、发给学生NATURE (April 25,1953)上发表的MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS学术论文。 1、启发式教学内容:引用教材作者的一句话“当你进入实验室时,要像脱去外衣那样放下你的想象力,因为实验操作不能有一丁点儿的想象,否则,你对事物的观察就回受影响;而当你翻开书本的时候,你又必须尽可能展开想象的翅膀,否则,你就不可能走在别人面前”启发学生的学习科学和实验操作的态度。2、互动教学内容:通过提问、互动的方式讲解、Charg
5、aff规律及DNA双螺旋模型。3、启发式教学内容引用两位科学家在NATURE上发表文章的第一自然段,引导学生对科学的严谨、谦虚的态度 第 2 教学周/第 3.4.5 节 (第 2 次课)教 学 基 本 内 容备注教学目的:本节讲述与分子生物学有关的细胞生物学知识,通过本章的学习,使学生掌握生物膜系统的组成;掌握核小体的结构特点;染色体的包装模型。教 具:多媒体课件教学重点:核小体的结构特点课时安排:3学时教学难点:核小体的结构特点教学内容:第二章 细胞、生物学的有关知识第一节 细胞的结构与功能1、生物膜系统(biomembrane system)2、质膜(plasma membrane)3、内
6、膜系统(internal membrane)第二节 染色体一、染色体的基本特征二、原核细胞染色体三、真核细胞染色体四、核小体The nucleosome is composed of a core of eight histone proteins and the DNA (core DNA, 146 bp) wrapped around them. The DNA between each nucleosome is called a linker DNA. Each eukaryote has a characteristic average linker DNA length (20-6
7、0 bp).五、染色体的包装结构1、多级螺旋模型(multiple coiling model)2、骨架放射环结构模型(Scaffold-radial loop structure model) 复习题1、问答题:染色体的多级螺旋模型(multiple coiling model)和骨架放射环结构模型(Scaffold-radial loop structure model)在三、四级结构上的区别2、预习下一次课程内容: DNA的结构与复制 1、课前提问DNA双螺旋模型的英文表述2、通过平面与立体图示讲解核小体的结构特点。3、通过几个重要的数字提示,引导学生记忆核小体的结构特点。第 3 教学周
8、/第 3.4.5 节 (第 3 次课)教 学 基 本 内 容备注教学目的:通过本章的学习,使学生掌握DNA的结构、DNA的复制、DNA复制的酶类和相关蛋白、本章重点内容为D,要求学生掌握SSBP、岗崎片段、复制叉、复制子等概念。教 具:多媒体课件、教具教学重点:DNA的复制过程及DNA复制的酶类和相关蛋白课时安排:3学时教学难点:DNA的复制;复制叉、复制子等概念、DNA超螺旋的形成教学内容: 第三章 DNA的结构与复制 第一节DNA的结构一、核酸的化学组成二、DNA分子的一级结构1、多聚核苷酸链 2、一级结构的概念三、DNA的二级结构1、碱基互补原则 2、大、小沟的差异 3、DNA结构的多态
9、性四、DNA的三级结构1、超螺旋状态的描述L (不变)= T (减少)+ W (由负变正)L 为连接数(Linking number ),双链DNA的交叉数, 不发生链断裂时,L为定值。T 为盘绕数(Twisting number ),双链DNA的缠绕数,初级螺旋圈数。W为超盘绕数(Writhing number)。直观上为双螺旋在空间的转动数。第二节 DNA的复制一、 DNA的半保留复制(Semi-Conservation Replication)1、DNA的半保留复制的英文表述In the course of DNA replication, the hydrogen bonds betw
10、een two bases break up, the double helix opens up and both strands serve as template for the synthesis of new DNA, producing complementary double-strands.The products of the reaction are two daughter double-stranded DNA molecules, each of which has one original template strand and one strand of newl
11、y synthesized DNA. So the bases of the two daughter double-stranded DNA molecules are the same as the original DNA molecules. Thus, replication is semi-conservative.2、1958 Meselson-stahl设计的CsCl超离心试验二、复制起点、方向和速度三、复制的过程1、原点(origin,ori)、复制叉(replication fork)2、单链DNA结合蛋白(single strand binding protein,SSB
12、P)3、RNA引物酶4、先导链(leading strand) 后滞链/后随链(lagging strand)5、半不连续复制(semi-discontinuous replication)岗崎片段(Okazaki fragment)6、DNA聚合酶, DNA连接酶第三节 DNA复制的酶类和相关蛋白四、DNA复制的酶学(Enzymology of DNA Replication)(一) DNA聚合酶 (polymerase)(二)DNA解螺旋酶 (helicase)(三)DNA旋转酶 (Topoisomerase)(四)DNA连接酶 (DNA Ligase)复习题1、 某一B-DNA共有265
13、0个碱基对,每一个螺旋含10个碱基。现将DNA分子的一端固定,另一端朝双螺旋相反方向旋转8圈后,使两端封闭,请用L=T+W公式说明DNA超螺旋的变化。2、DNA构型研究进展相关综述。(1000字左右) 1、 课前提问结合图示说明核小体的结构特点2、互动教学内容:1、DNA二级结构中碱基互补配对原则,看似简单,但问一问为什么?能回答上的学生会很少。通过学生回答问题,引导学生在学习中要深入研究,多问几个为什么。2、DNA二级结构中大、小沟的差异与作用2、DNA结构的多态性3、提示学生DNA DNA超螺旋的形成图示的书写的严密性课堂互动内容:曾经认为DNA的复制是全保留复制,每个双螺旋分子都作为新的
14、子代双螺旋分子的模板,如果这样,在Meselson 和Stahl的实验中他们将得到什么结果? 课堂提问:DNA聚合酶和DNA连接酶的区别?第 4 教学周/第 3.4.5 节 (第 4 次课)教 学 基 本 内 容备注教学目的:通过本章的学习,使学生掌握大肠杆菌的DNA复制过程,了解X174DNA的复制过程,比较真核生物与原核生物DNA复制的异同点;掌握PCR技术的原理、操作。教 具:多媒体课件教学重点:大肠杆菌的DNA复制过程、PCR技术的原理课时安排:3学时教学难点:PCR技术的原理及英文表述教学内容: 第四节 原核生物DNA复制(DNA replication in Prokaryote)
15、(一) E. coli 的DNA复制1、E. coli 的复制基因2、E. coli 的DNA复制的过程(二) X174DNA的复制第五节 真核生物DNA的复制一、原核生物和真核生物DNA复制的比较二、真核生物DNA复制的特点第六节 聚合酶链反应(PCR)(一) PCR的基本原理The polymerase chain reaction (PCR) is used to amplify a sequence of DNA using a pair of oligonucleotide primers each complementary to one end of the DNA target
16、 sequence.The two primers are extended toward each other by a DNA polymerase in a reaction cycle of three steps: denaturation, annealing, extension.PCR allows specific DNA sequence to be amplified over a million fold. Amplified DNA is used for the analysis of genes.(二)PCR的反应过程(三)PCR的反应体系(四)PCR技术的优缺点
17、(五)PCR技术的应用复习题1、 PCR产物的忠实性(可靠性)。2、 PCR设计引物遵循的原则。3、 大肠杆菌染色体的分子量大约2.5X109Da,核苷酸的平均分子量是330Da,两个邻近核苷酸之间的距离是0.34nm;双螺旋每一转的高度是3.4nm,请问:(1)该分子的二级结构有多长(2)该DNA有多少转? 课前提问:1、DNA的半不连续复制2、岗崎片段的英文表述课堂互动内容:1、真核生物DNA复制过程中核小体结构中的组蛋白发生怎样的变化?2、环状DNA双链的复制类型。课堂互动内容自1983年PCR技术问世年到发明人 Dr. Kary Mullis 1993年获得诺贝尔化学奖经历了10年的时
18、间,那么一项技术得到广泛应用、认同需要什么?第 5 教学周/第 3.4.5 节 (第 5 次课)教 学 基 本 内 容备注教学目的:通过本章的学习,使学生掌握DNA损伤的来源、DNA突变、DNA修复的多样性。教 具:多媒体课件教学重点:甲基化指导的错配修复转座子的结构特征课时安排:3学时教学难点:PCR技术的原理及英文表述教学内容:第七节 DNA的修复一、DNA损伤的来源二、DNA突变(DNA mutation)1、突变2、点突变3、沉默突变(silent mutation)4、致死突变(lethal mutation)5、渗漏突变(leaky mutation) 三、DNA修复的多样性1、直
19、接修复: 300-600nm光的作用2、切除修复: UvrABC核酸内切酶3、错配修复: Dam甲基化酶 Mut S:结合于错配碱 Mut H:结合于GATC Mut L:使Mut S 和Mut H连结成复合物 4、易错修复: 重组修复 应急措施(SOS response)第八节 DNA的转座一、转座子的分类和结构特征1、转座子的概念(transposon, Tn)Transposition is a specific form of genetic recombination that moves certain genetic elements from one DNA site to a
20、nother.These mobile genetic elements are called transposable elements or transposons.Movement occurs through recombination between the DNA sequences at the ends of the transposons and a sequence in the host DNA with little sequence selectivity.2、转座子的结构特征(1)反向重复序列(inverted repetitive sequence,IR)(2)编
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