生物化学教案完整.docx
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1、教 案授课日期: 年 月 日 教案编号:教学支配课 型:新授课教学方式:讲授性,主体参加教学教学资源相关视频,图片,多媒体授课题目(章、节)蛋白质化学教学目的与要求:1,驾驭蛋白质的元素组成特点,氨基酸的构造通式; 2、驾驭蛋白质一级构造、二级构造的概念、维系键;3、驾驭蛋白质的构造与功能的关系; 4、熟识蛋白质物化性质; 5、理解蛋白质的与医学的关系;重点与难点:重点:蛋白质的元素组成特点,氨基酸的构造通式难点:蛋白质物化性质教学内容与教学组织设计:详见附页课堂教学小结:一、蛋白质的变性 1 、概念:自然蛋白质受到物理、化学因素的影响,导致其空间构造的破坏,从而使蛋白质的理化性质发生变更和生
2、物功能的丢失称为蛋白质的变性作用。 2 、引起蛋白质变性的因素: 物理因素、化学因素 二、蛋白质的两性性质 蛋白质中所带的正电荷与负电荷相等而呈电中性(此时为两性离),此时溶液的 pH 称为该蛋白质的等电点,常用 pI 表示。 三、蛋白质具有两性电离、胶体、变性和沉淀的性质。 四、蛋白质的定性、定量测定方法有多种。 五、蛋白质具机体的有三大功能:。不同状态下的机体对蛋白质的需求与代谢状况有差异。构成人体的氨基酸有20种,其中8种是体内不能合成的,需从饮食种摄取。复习思索题、作业题:医院杀菌灭毒的方式有哪些?这些方式和蛋白质变性有何关系?课后反思:做好新课导入是胜利教学的关键,尽量做到学问点讲解
3、的深化简出,要留意结合日常生活学问和护理相关学问。教 学 主 要 内 容备 注绪论生物化学就是生命的化学。它是探讨活细胞和有机体中存在的各种化学分子与其所参加的化学反响的科学。 分子生物学:是探讨生物大分子构造、功能与其基因构造、表达与调控机制的科学。一、生物化学开展简史二、生物化学探讨内容1生物分子的构造与功能2 物质代谢与其调整 3遗传信息的传递与其调控三、生物化学与医学1生物化学与分子生物学在生命科学中占有重要的地位 2生物化学的理论与技术已浸透到医学科学的各个领域3生物化学的开展促进了疾病病因、诊断和治疗的探讨第一章 蛋白质的构造与功能一、蛋白质(protein)是由很多氨基酸(ami
4、no acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。蛋白质是细胞的重要组成部分,是功能最多的生物大分子物质,几乎在全部的生命过程中起着重要作用:1)作为生物催化剂,2)代谢调整作用,3)免疫爱护作用,4)物质的转运和存储,5)运动与支持作用,6)参加细胞间信息传递。二、蛋白质的分子组成1. 蛋白质的元素组成主要有C、H、O、N和S,各种蛋白质的含N量很接近,平均16%。通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式:蛋白质含量 ( g % ) = 含氮量( g % ) 6.252. 组成蛋白质的根本单位L-a-氨基酸:种类、三字英文缩写符号、根本构造。分类(非极性脂肪族氨基酸
5、、极性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸)。理化性质(两性解离与等电点、紫外汲取、茚三酮反响 )。3. 肽键是由一个氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合而形成的化学键。肽、多肽链;肽链的主链与侧链;肽链的方向(N-末端与C-末端),氨基酸残基;生物活性肽:谷胱甘肽与其重要生理功能,多肽类激素与神经肽。三、蛋白质的分子构造1. 蛋白质一级构造概念:蛋白质的一级构造指多肽链中氨基酸的排列依次。主要化学键肽键。二硫键的位置属于一级构造探讨范畴。 2. 蛋白质的二级构造概念:蛋白质分子中某一段肽链的部分空间构造,即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉与氨基酸残基侧链的构
6、象 。主要化学键:氢键肽单元是指参加组成肽键的6个原子位于同一平面,又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的根本构造单位。元、 、芳香族氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸)、四种主要构造形式(螺旋、折叠、转角、无规卷曲)与影响因素。蛋白质分子中,二个或三个具有二级构造的肽段,在空间上互相接近,形成一个具有特别功能的空间构象,被称为模体(motif)。3. 蛋白质的三级构造概念:整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中全部原子在三维空间的排布位置。主要次级键疏水作用、离子键(盐键)、氢键、范德华力等。构造域(domain):大分子蛋白质的三级构造常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域,折迭得
7、较为严密,各行其功能,称为构造域。分子伴侣:通过供给一个爱护环境从而加速蛋白质折迭成自然构象或形成四级构造的一类蛋白质。4. 蛋白质的四级构造每条具有完好三级构造的多肽链,称为亚基 (subunit)。蛋白质分子中各亚基的空间排布与亚基接触部位的布局和互相作用,称为蛋白质的四级构造。各亚基之间的结合力疏水作用、氢键、离子键。5. 蛋白质的分类:依据组成分为单纯蛋白质和结合蛋白质,依据形态分为球状蛋白质和纤维状蛋白质。6. 蛋白质组学根本概念:一种细胞或一种生物所表达的全部蛋白质,即“一种基因组所表达的全套蛋白质”。探讨技术平台探讨的科学意义。四、蛋白质构造与功能的关系1. 蛋白质一级构造与功能
8、的关系一级构造是高级构造和功能的根底;一级构造相像其高级构造与功能也相像;氨基酸序列供给重要的生物进化信息;氨基酸序列变更可能引起疾病。2. 蛋白质空间构造与功能的关系蛋白质的功能依靠特定空间构造;肌红蛋白的构造与功能。血红蛋白构造、运输O 2功能,氧饱和曲线。协同效应:一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后,能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合实力的现象,称为协同效应。 变构效应:凡蛋白质(或亚基)因与某小分子物质互相作用而发生构象变更,导致蛋白质(或亚基)功能的变更,称为蛋白质的变构效应。蛋白质构象变更可引起疾病如疯牛病等。五、蛋白质的理化性质1两性解离等电点:当蛋白质溶液处于某一pH时
9、,蛋白质解离成正、负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。2胶体性质3变性、复性、沉淀与凝固蛋白质的变性(denaturation):在某些物理和化学因素作用下,蛋白质分子的特定空间构象被破坏,从而导致其理化性质变更和生物活性的丢失。变性的本质:破坏非共价键和二硫键,不变更蛋白质的一级构造。造成变性的因素:如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子与生物碱试剂等 。 蛋白质变性后的性质变更:溶解度降低、粘度增加、结晶实力消逝、生物活性丢失与易受蛋白酶水解。若蛋白质变性程度较轻,去除变性因素后,蛋白质仍可复原或部分复原其原有的构象和功能,称为复性。蛋白
10、质沉淀:在肯定条件下,蛋白疏水侧链暴露在外,肽链融会互相缠绕继而聚集,因此从溶液中析出。变性的蛋白质易于沉淀,有时蛋白质发生沉淀,但并不变性。 蛋白质的凝固作用(protein coagulation) :蛋白质变性后的絮状物加热可变成比拟坚实的凝块,此凝块不易再溶于强酸和强碱中。 4紫外汲取(280nm)、5呈色反响(茚三酮反响、双缩脲反响)。六、蛋白质的分别纯化与构造分析1. 蛋白质的分别纯化透析(dialysis):利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。超滤法:应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有肯定截留分子量的超滤膜,到达浓缩蛋白质溶液的目的。丙酮沉淀运用丙酮沉淀时,必需在0
11、4低温下进展,丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液体积。蛋白质被丙酮沉淀后,应马上分别。除了丙酮以外,也可用乙醇沉淀。 盐析:(salt precipitation)是将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等参加蛋白质溶液,使蛋白质外表电荷被中和以与水化膜被破坏,导致蛋白质沉淀。 免疫沉淀:将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别相应的抗原蛋白,并形成抗原抗体复合物的性质,可从蛋白质混合溶液中分别获得抗原蛋白。 电泳:蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒,在电场中能向正极或负极挪动。这种通过蛋白质在电场中泳动而到达分别各种蛋白质的技术, 称为电泳(elctrophoresis)
12、。层析 原理:待分别蛋白质溶液(流淌相)经过一个固态物质(固定相)时,依据溶液中待分别的蛋白质颗粒大小、电荷多少与亲和力等,使待分别的蛋白质组分在两相中反复安排,并以不同速度流经固定相而到达分别蛋白质的目的 。超速离心。复习思索题1. 名词说明:蛋白质一级构造、蛋白质二级构造、蛋白质三级构造、蛋白质四级构造、肽单元、模体、构造域、分子伴侣、协同效应、变构效应、蛋白质等电点、电泳、层析2. 蛋白质变性的概念与本质是什么?有何实际应用?3. 蛋白质分别纯化常用的方法有哪些?其原理是什么?4. 举例说明蛋白质构造与功能的关系?20mins5 mins5 mins25 mins20 mins5 min
13、s20 mins10 mins10 mins5 mins10 mins5 mins20 mins10 mins10mins5 mins20 mins20mins15 mins教 案授课日期: 年 月 日 教案编号:教学支配课 型:新授课教学方式:讲授性,主体参加教学教学资源相关视频,图片,多媒体授课题目(章、节)核酸化学教学目的与要求:驾驭:核酸的分类、细胞分布,各类核酸的功能与生物学意义;核酸的化学组成;两类核酸(DNA与RNA)分子组成异同;核酸的一级构造与其主要化学键;DNA右手双螺旋构造要点与碱基配对规律;mRNA一级构造特点;tRNA二级构造特点;核酸的主要理化性质(紫外汲取、变性、
14、复性),核酸分子杂交概念。熟识:核酸的高级构造;核酸酶。理解:碱基和戊糖的构造;DNA其它二级构造形式;其它小分子RNA与RNA组学;人类基因组支配探讨的主要内容;snmRNA参加基因表达调控。重点与难点:重点: 两类核酸(DNA与RNA)的细胞分布,功能与生物学意义;化学组成;两类核酸分子组成异同;核酸的一级构造与其主要化学键;难点:DNA的空间构造。教学内容与教学组织设计:详见附页课堂教学小结:核酸是以核苷酸为根本组成单位的生物大分子,携带和传递遗传信息。分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类。核酸的化学组成元素组成:C、H、O、N、P(910%)分子组成:碱基(嘌呤碱,嘧啶碱
15、)、戊糖(核糖,脱氧核糖)和磷酸RNA主要有mRNA, tRNA, rRNA复习思索题、作业题:你所熟识的疾病中,哪些是基因突变导致的?课后反思:该章内容抽象,困难。尽量以流程图,要尽量用直观视频图片的方式将内容展示给学生。教 学 主 要 内 容备 注核酸是以核苷酸为根本组成单位的生物大分子,携带和传递遗传信息。分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两类,前者90%以上分布于细胞核,其余分布于核外如线粒体,叶绿体,质粒等。携带遗传信息,确定细胞和个体的基因型(genotype)。而RNA分布于胞核、胞液,参加细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。一. 核酸的
16、化学组成与一级构造核酸的化学组成元素组成:C、H、O、N、P(910%)分子组成:碱基(嘌呤碱,嘧啶碱)、戊糖(核糖,脱氧核糖)和磷酸1核苷酸中的碱基成分:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)。DNA中的碱基(A、G、C、T),RNA中的碱基(A、G、C、U)。2戊糖:D-核糖(RNA)、D-2-脱氧核糖(DNA)。3磷酸核酸与核苷酸:碱基与戊糖通过糖苷键连接形成核苷,核苷与磷酸连接形成核苷酸。重要游离核苷酸与环化核苷酸:NMP、NDP、NTP、cAMP、cGMP核酸的一级构造概念:核酸中核苷酸的排列依次,由于核苷酸间的差异主要是碱基不同,所以也称为碱基序列。
17、核苷酸间的连接键3,5-磷酸二酯键、方向(53)与链书写方式。二、DNA的空间构造与功能1、 DNA的二级构造双螺旋构造2chargaff规则:Chargaff规则:腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数总是相等(=T),鸟嘌呤的含量总是与胞嘧啶相等(G=C);不同生物种属的DNA碱基组成不同,同一个体不同器官、不同组织的DNA具有一样的碱基组成。B-DNA构造要点:DNA是一反向平行的互补双链构造 亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧、而碱基位于内侧,两条链的碱基互补配对, A-T形成两个氢键,G-C形成三个氢键。积累的疏水性碱基平面与线性分子构造的长轴相垂直。两条链呈反平行走向,一条链53,另一条
18、链是35。)。DNA是右手螺旋构造 DNA线性长分子在小小的细胞核中折叠形成了一个右手螺旋式构造。螺旋直径为2nm。螺旋每旋转一周包含了10对碱基,每个碱基的旋转角度为36。螺距为3.4nm;碱基平面之间的间隔 为0.34nm。DNA双螺旋分子存在一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove),目前认为这些沟状构造与蛋白质和DNA间的识别有关。DNA双螺旋构造稳定的维系 横向靠两条链间互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性积累力维持,尤以碱基积累力更为重要。Z-DNA、A-DNA。2、 DNA的高级构造超螺旋超螺旋构造(superhelix 或superco
19、il):DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋构造。 原核生物DNA的高级构造是环状超螺旋真核生物染色质(chromatin)DNA是线性双螺旋,它缠绕在组蛋白的八聚体上形成核小体。组蛋白:富含Lys和Arg的碱性蛋白质,包括H1、H2A、H2B、H3、H4。由很多核小体形成的串珠样构造又进一步盘曲成直径为 30nm 的中空的染色质纤维,称为螺线管。螺线管再经几次卷曲才能形成染色单体。人类细胞核中有 46条染色体,这些染色体的 DNA总长达1.7m,经过这样的折叠压缩,46 条染色体总长亦不过 200nm 左右。4、DNA的功能:DNA的根本功能是以基因的形式荷载遗传信息,并作为基因复制和转录的模板
20、。它是生命遗传的物质根底,也是个体生命活动的信息根底。5、人类基因组支配探讨的主要内容。三、RNA的构造与功能(一)mRNA:特点(含量最少(2-3%),种类多,代谢最快(寿命短) 构造:原核细胞mRNA整个分子分为三部分,即5非编码序列、编码序列、 3非编码序列。真核细胞mRNA分子分为五部分帽子、 5非编码序列(前导序列)、编码序列、 3非编码序列(拖尾序列)和尾巴(二)tRNA:10-15%,70-90个核苷酸 特点:(稀有碱基多,分子量小)构造:二级构造:三叶草形 主要组成:四臂三环三级构造:倒L形(三)、 rRNA:特点(含量最大70-80%,甲基化多)种类:原核:23S、16S、5
21、S, 真核:28S、18S、5S、5.8S与多种蛋白质结合形成核糖体(大亚基、小亚基),是蛋白质合成场所。四、DNA的理化性质与其应用(一)变性概念:在物理、化学因素的影响下,DNA双螺旋构造解为单链的现象称为变性。变性不会破坏DNA的共价键构造。只是破坏DNA的氢键和碱基积累力。变性后的特点:特点:1.紫外汲取增加。增色效应:DNA变性过程中,其紫外汲取增加的现象。变性因素:强酸碱、有机溶剂、高温等等。影响因素:1.G+C含量。2.DNA的困难程度(均一性):均一性好,则熔解温度范围窄。3.介质的离子强度:离子强度高,则Tm值高。(二)复性:概念:变性DNA重新成为双螺旋构造的现象。特点:紫
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