《生物化学》第七版教案完整Word格式.docx

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单位

基础医学院

生物化学教研室

唐微

生物化学

日期

20XX年9月

授课章节

授课对象

学时

时间

授课地点

教材

教学

目的

重点

难点

方法

教具

授课

提纲

一、中心法则、复制的概念，复制的基本规律

1．中心法则（centraldogma）：

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，另一条单链则完全重新合成，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。

实验依据：

1958年，M.Messelson和F.W.Stahl用实验证明半保留复制。

意义：

半保留复制的阐明，对了解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，体现代与代之间DNA碱基序列的一致性。

（2）半不连续复制

DNA双螺旋的两股单链走向相反，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

复制是在酶的参与下的核苷酸聚合过程，需要多种生物分子的共同参与。

（dNMP）n+dNTP→（dNMP）n+1+PPi

2.DNA复制所需要的原料

底物：

dATP、dGTP、dCTP、dTTP；

聚合酶：

依赖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。

4.参与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较多的地方开始复制。

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，提供OH基团，为合成作准备。

2、复制的延长；

在DNA聚合酶的催化下，按照碱基因互补配对规律逐加入底物，链逐渐延长。

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的末端逐渐加上碱基，形成完整的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：

依赖RNA的DNA聚合酶。

2、逆转录的基本过程。

五、DNA损伤（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）只有基因型改变的突变；

（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、突变的分子改变类型；

（1）错配

（2）缺失、插入和移框

（3）DNA分子重排

4、DNA损伤的修复类型。

（1）光修复

通过光修复酶使嘧啶二聚体解聚，DNA恢复正常。

（2）切除修复

将损伤的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伤的DNA。

（3）重组修复

损伤面太大，又不能及时修复的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损伤太多、难以继续复制而诱发出的一系列复制修复过程。

思考题

1．什么是遗传信息传递的中心法则？

2．DNA复制遵循什么原则？

3．DNA聚合酶有什么性质，其作用是什么？

4．参与DNA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，各自的实验依据是什么？

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（replicationfork）、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．突变的分子改变类型有哪些？

12．DNA损伤有几种类型，其修复过程如何？

授课特点

1.首先把前面所学的第一篇和第二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，使学生明了本篇和本章应该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，提高学习兴趣；

4.采用启发式教学，适当提问，启迪学生思维；

5.介绍学习方法，提高教学效果。

第三篇基因信息传递·

第十一章转录

20XX级本科

临床专业1、2、3班

4

2008.10.19/26

5315、5506、2301教室

《生物化学》·

第七版·

人民卫生出版社

1、掌握：

复制与转录的区别与联系，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、熟悉：

顺式作用元件、反式作用因子，转录的基本过程。

3、了解：

RNA转录因子的结合及启动。

1.重点：

复制与转录的区别与联系，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。

大课讲授，适当结合临床

多媒体教学课件

概述，遗传传递的中心法则、转录的概念等5mins

第一节转录的模板及引物

1．转录模板10mins

2．RNA聚合酶25mins

第二节转录过程

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

2．tRNA转录后加工15mins

3．rRNA转录后加工10mins

总结5mins

一、中心法则、转录的概念、转录的基本规律

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）模板并非永远在同一条链上。

二、转录的化学反应及其原料

1.转录的化学反应：

（NMP）n+NTP→（NMP）n+1+PPi

2.RNA转录所需要的原料等：

ATP、GTP、CTP、TTP；

依赖DNA的RNA聚合酶，简称为RNA-pol；

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（RNApolymerase）催化。

RNA聚合酶首先在启动子部位（promoter）与DNA结合，形成转录泡（transcriptionbubble），并开始转录。

在原核生物中只有一种RNA聚合酶完成所有RNA的转录；

而在真核生物中，有3种不同的RNA聚合酶控制不同类型RNA的合成。

RNA合成也同样遵循碱基配对的规则，只是U代替了T。

4.原核生物RNA聚合酶：

RNA聚合酶具有5’→3’的聚合性质。

包括核心酶和全酶，核心酶由α2ββ’构成，核心酶加上σ因子为全酶，即σα2ββ’，其中σ亚基识别转录起始点，α亚基决定哪些基因被转录，β’亚基与模板结合，β亚基具有催化功能。

5.RNA合成的一般特点：

RNA的合成与DNA合成从总体上看来非常相似，但有以下三方面明显不同：

①所用的原料为核苷三磷酸，而在DNA合成时则为脱氧核苷三磷酸；

②只有一条DNA链被用作模板，而DNA合成时两条链分别用作模板；

③RNA链的合成不需要引物，而DNA合成一定要引物的引导。

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。

如果转录的RNA是mRNA，其信息最后通过密码子决定蛋白质的合成。

通常将用作模板进行RNA转录的DNA链称作为模板链（templatestrand）；

而另一条则称为非模板链（nontemplatestrand）.

二、原核生物RNA的合成

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（transcriptunit）。

一个转录单位可能刚好是一个基因，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，而真核生物中则大多含有一个基因。

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链转录的起始首先是RNA聚合酶在δ因子的作用下与DNA上的启动子部位结合，并在RNA聚合没的催化下使DNA的双链解离，形成转录泡，为RNA合成提供单链模板，并按碱基配对原则，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。

δ因子在RNA链伸长到8~9个核酸后，就被释放，然后由核心酶催化RNA的延伸。

链的延伸

RNA链的延伸是在δ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的延伸，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1