分子生物学教案.docx

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分子生物学教案

分子生物学授课设计

【篇一：

分子生物授课设计】

第一章绪论

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命实质、生命活动及

其规律的科学。

它是从生物化学，遗传学，微生物学和细胞生物学

等学科交融睁开而派生出来的边缘学科。

第一节分子生物学和医学分子生物学的研究范围

一、核酸的分子生物学

包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸储藏

的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的睁开和应用等

二、蛋白质的分子生物学

研究执行各种生命功能的主要大分子——蛋白质的结构与功能。

三、

信号转导的分子生物学

研究细胞内、细胞间信息传达的分子基础。

第二节分子生物学睁开简史

一、准备和酝酿阶段

㈠确定了蛋白质是生命现象的物质基础㈡确定了dna是生物遗传的

物质基础二、现代分子生物学的建立和睁开阶段㈠中心法那么的建立

㈡对蛋白质结构和功能的进一步认识

三、初步认识生命实质并开始改造生命的深入睁开阶段㈠基因工程

技术的建立㈡基因组研究的睁开㈢基因表达调控体系的揭穿㈣信号

转导体系研究的深入

第三节分子生物学与其他学科及医学的关系

一、分子生物学与其他学科及现代医学相辅相成二、分子生物学促

进中医药研究

㈠分子生物学在中医基础理论研究中的应用㈡分子生物学在中药研

究中的应用

第二章从核酸到基因组第一节核酸的分子组成

一、碱基〔base〕

组成核苷酸的碱基分为嘌呤〔pu）和嘧啶〔py）腺嘌呤（a）,鸟嘌呤（g）,

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

二、戊糖

ＲＮＡ中含有核糖ＤＮＡ中含有脱氧核糖

三、核苷〔nucleoside）和核苷酸（nucleotide）

核苷是由d-核糖或d-２脱氧核糖与嘌呤或嘧啶经过糖苷键连结构成

的化合物。

核苷酸是核苷与磷酸残基组成的化合物，即核苷的磷酸

第二节ＤＮＡ的结构

一、dna的一级结构

核酸链的简写式：

1、字符式：

５＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ３＇５＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧ３＇2、

线条式：

二、dna的二级结构⒈右手双螺旋结构

dna双螺旋学说的要点

1〕两条链沿逆平行方向伸展，围绕同一中心轴围绕呈右手双螺旋。

2〕主链在双链的外侧，侧链在双链的内侧。

3〕两条链之间的碱基相互当对，配对原那么为a-t，g-c。

故a/t=1，4〕

螺旋每上升一圈需10对碱基，螺距为3.4nm。

5〕双螺旋的牢固靠

氢键和碱基堆砌力。

⒉左手双螺旋结构

⒊十字结构

g/c=1，a+g/t+c=1。

⒋三股螺旋结构

影像重复序列

三、dna的三级结构

㈠闭环双链dna形成超螺旋结构

一些细菌和病毒的dna分子可形成封闭环状，并多扭曲成麻花状的

超螺旋结构。

㈡真核生物细胞核dna形成染色体结构⒈染色体的

组成主要化学成分:

dna、rna、组蛋白和非组蛋白。

组蛋白与dna的含量之比凑近1:

1，是染色体的牢固成分。

属于碱

性蛋白质，有5种，

即h1、h2a、h2b、h3和h4。

非组蛋白是酸性蛋白质，协助启动dna复制或转录，调控基因表达。

1%～3%，含量最少，变化较大，可能经过与组蛋白、非组蛋白相

互作

用调控基因表达。

⒉染色体的结构模型

㈢dna三级结构的生物学意义

1.dna分子的长度在双螺旋基础上高度压缩，有利于包装。

2.高级结构影响dna双螺旋的解链，影响dna与其他分子的作用，

从而影响基因表达。

四、线粒体dna的根本结构

线粒体dna为双链闭环分子，不与蛋白质形成核蛋白结构，分别在

线粒体基质的不相同地域内。

五、端粒与端粒酶

端粒:

以线性染色体形式存在的真核基因组dna尾端的一种特别结构。

组成：

端粒dna和端粒结合蛋白〔tbp〕。

结构特点：

d〔ttaggg〕n组成的5~8kb长的一段特化区。

功能：

保护线性dna的完满复制、保护染色体体尾端、决定细胞寿

命。

端粒酶：

促使端粒合成的酶。

组成：

rna和蛋白质，是特其他核糖核蛋白酶复合体。

功能：

以自己的rna为模板合成端粒序次并增加到染色体尾端。

六、

dna的变性、复性与分子杂交

1.dna变性：

指dna分子由牢固的双螺旋结构松解为无规那么线性结

构的现象。

变性的实质：

氢键断裂、碱基间的积聚力遇到破坏。

变性因素：

加热、极端的ph、有机溶剂、尿素及甲酰胺等。

变性后的改变：

溶液粘度降低。

溶液旋光性发生改变，添色效应。

解链温度〔融解温度〕——tm：

核酸分子内50%的双螺旋结构被

破坏的温度。

2.dna复性：

指变性dna在合适条件下，二条互补链全部或局部恢

复到天然双螺旋结构的

现象，它是变性的一种逆转过程。

热变性dna一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火。

3.分子杂交：

不相同本源的核酸变性后，合并在一处进行复性，形成

杂化双链的过程。

第二节rna的结构和功能

rna与dna不相同之处是：

核糖/脱氧核糖，尿嘧啶/胸腺嘧啶。

包括

ＡＭＰ、ＧＭＰ、ＣＭＰ、ＵＭＰ四种核苷酸。

【篇二：

分子生物学授课设计】

课次：

2

授课目标：

使学生认识遗传的细胞学基础，以及染色体的结构和畸

变。

要点：

掌握核小体的结构。

难点：

复习旧课：

认识授课收效。

导入新课：

第一章遗传的细胞学基础〔2学时〕

第一节原核生物和真核生物

〔提问学生，答复两者的异同〕

1原核生物：

原核生物没有真实的细胞核，遗传物质存在于整个细

胞中，无核膜，遗传物质dna有时相对集中，以裸露的形式存在，

虽能与少量蛋白质结合，但不组成染色体结构。

经常把原核生物的

核酸分子称作为原核生物染色体。

2真核生物有完满的细胞核，遗传物质存在于细胞核中，遗传物质

与特定的蛋白质结合，组装成染色体结构。

有线粒体、叶绿体、高

尔基体、内质网等细胞器。

有胞质流动。

等。

第二节细胞的结构和功能〔自学〕

第三节染色体

1879年，w.flemming提出了染色质〔chromatin〕这一术语，用

以描述染色后细胞核中强烈着色的细丝状物质。

今后的研究证明染色质和染色体〔细胞分裂中期〕是同一物质在不

同细胞周期中的形态表现。

是同一种物质组成，即dna＋蛋白质〔组蛋白、非组蛋白〕＋少量

的rna、无机盐、脂类、糖类，它们是在细胞周期中呈动向变化，间期为染色质，m期为染色体。

1染色体的形态特点

1.1着丝粒和主缢痕：

着丝粒〔centromere〕：

是染色体上纺锤丝的附着部位。

主缢痕：

是细胞分裂中期，染色体上有一不着色的缢缩部位，称为

主缢痕，是纺缍体连接丝与染色体的固定接点，能在细胞分裂中把

染色体牵引到细胞的两极，使染色体组合到子细胞的核中。

动粒〔kinetochore/着丝点〕：

有些动物的染色体的主缢痕两侧为

一对三层结构的特化部位。

这种结构不是全部的生物都有。

着丝粒和动粒是两个不相同的看法，前者指中期染色单体相互联系在

一起的特别部位，后者指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特

殊结构，它与仿锤丝微管相接触。

没有着丝点的染色体将成为游离

状，不能够组合到子细胞中去而被扔掉。

着丝粒的地址不相同在不相同染色体上，中着丝粒、近中着丝粒、近端

着丝粒、端着丝粒等染色体。

1.2副缢痕和随体

副缢痕：

每个染色体上除了主缢痕，个别染色体上还有一个较淡的

缢缩部位；

副缢痕常出此刻短臂上，与随体相连；

副缢痕经常与核仁的齐聚有关，称核仁组织中心。

随体：

与副缢痕相连的圆形或椭圆形小体。

1.3染色粒

减数分裂的粗线期/先期，染色体上呈线性排列的念珠状颗粒，是

dna局部缩短形成的。

端粒又称端区，是染色体上的尾端染色粒，当缺失时，该染色体无

正常功能。

功能：

保护染色体的完满性和牢固性，防范染色体尾端被酶解或两

条染色体的端区交融、丧失或重排。

1.5染色单体

染色单体〔chromatid〕：

中期染色体由两条染色单体组成，两者

在着丝粒的部位相互结合，每一条染色单体是由一条dna双链经过螺旋和折叠而形成的，到后期，着丝粒分裂，两条染色单体分别。

2染色体的超微结构

染色质由dna、组蛋白、非组蛋白及少量rna组成，比率为1：

1：

〔1-1.5〕：

。

可见dna与组蛋白的含量比较恒定，非组蛋白的

含量变化较大，rna含量最少。

2.1核小体是染色体包装的根本单位

核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连接dna两局部组成，可

描述以下〔图12-11〕：

①每个核小体单位包括约200bp的dna、一个组蛋白核心和一个h1；②由h2a、h2b、h3、h4各两分子形成

八聚体，组成核心颗粒；③dna分子以左手螺旋围绕在核心颗粒表

面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被h1锁合；④相邻核

心颗粒之间为一段60bp的连接线dna。

经过核小体，dna长度压缩了7倍，形成直径为11nm的纤维。

但

是染色质不以这种状态存在，在电镜下观察用平易方法分其他染色

质是直径30nm的纤维，这种纤维的形成有两种讲解：

①由核小体

螺旋化形成，每6个核小体绕一圈，组成外径30nm的中空管，长

度压缩6倍；②由核小体纤维z字形折叠而成，长度压缩40倍。

对于更高级染色体包装方式，到此刻尚不明确。

有两种模型：

1〕螺线管模型：

二级结构是它由核小体长链螺旋化围绕成为螺线体，

６个核小体绕成一圈，成为缩短了六倍的螺线体；但是螺线管的进

一步包装成染色体却不相同看法。

2〕支架环模型

目前多认为30nm的纤维折叠为一系列的环〔loop〕围绕并连接在

非组蛋白支架上，这种支架环结构进一步盘旋折叠，组后帮装为染

色单体结构〔课本17页图1-7〕。

2.2特别结构的支架环结构

2.2.1灯刷染色体

这种染色体最早发现于鱼类、两栖类和爬行类卵母细胞减数分裂的

双线期。

双线期是卵黄合成的旺盛期。

由于染色体主轴两侧有侧环，

状如灯刷，故名灯刷染色体。

侧环是由dna分子外被基质所组成，基质的成分是新合成的rna和

蛋白质形成复合体，每个侧环代表一个转录单位，合成的rna供卵

细胞的发生和早期胚胎发育使用。

2.2.2多线染色体

在昆虫的细胞常有，1881年意大利的balbiani发现于双翅目摇蚊

幼虫的唾腺细胞。

其特点是：

①体积巨大〔，图1-11，p20〕，比其它体细胞染色体长100-200倍，体积大1000-2000倍，这是由于核内有丝分裂的结果，即染色体屡次复制而不分别。

②多线性，每条多线染色体由500-4000条解旋的染色体合并在一起形成。

③体细胞

联会，同源染色体亲密配对，并合并成一个染色体。

④横带纹，染

色后表现出明暗相间的带纹。

⑤膨突和环，在幼虫发育的某个阶段，

多线染色体的某些带区松懈膨大，形成膨突/胀泡〔puff〕，或巴氏

环〔balbianiring〕。

2.3常染色质和异染色质

间期核中染色质可分为常染色质〔euchromatin〕和异染色质

〔heterochromatin〕。

常染色质是进行爽朗转录的部位，呈松懈的环状，电镜下表现为浅

染〔图12-14〕；易被核酸酶在一些敏感的位点〔hypersensitive

sites〕降解。

异染色质的特点是：

在间期核中处于凝缩状态，无转录活性，也叫

非活动染色质（inactivechromatin）；是遗传惰性区；在细胞周期中

表现为晚复制、早凝缩，即异固缩现象（heteropycnosis）。

结构〔组成〕异染色质〔constitutiveheterochromatin〕：

在所

有细胞内和永久都呈异固缩的染色质，多定位于着丝粒区、端粒、

次缢痕及染色体臂的某些节段，在间期齐聚成多个染色中心

〔chromocenter〕，由相对简单的高度重复序列组成,如卫星dna。

兼性〔功能〕异染色质〔facultativeheterochromatin〕：

是指不

同细胞种类或不相同发育时期出现的异染色质区。

雌性哺乳类动物的x

染色体就是一类特其他兼性异染色质。

在哺乳动物细胞内如有两个x

染色体〔平时为雌性〕，那么其中的一个染色体常表现为异染色质，

称巴氏小体〔barrbody〕。

人的胚胎发育到16天今后，一条x染

色体转变为巴氏小体，呈块状紧靠核膜，染色反响表现为深染。

因

此经过检查羊水中胚胎细胞的巴氏小体可展望胎儿的性别。

3染色体的大小和数目

间期染色质分别于细胞核，但在分裂期，染色质经过盘旋折叠压缩

近万倍，包装成大小不等、形态各异的短棒状染色体。

中期染色体

由于形态比较牢固是观察染色体形态和计数的最正确时期。

同一物种的染色体数目是相对牢固的，性细胞染色体为单倍体

〔haploid〕，用n表示，体细胞为2倍体〔diploid〕以2n表示，

还有一些物种的染色体成倍增加成为4n、6n、8n等，称为多倍体。

同一个体

的体细胞其实不是都是2倍体，如大鼠肝细胞有4n、8n、16n等多倍体

细胞，果蝇卵巢滋润细胞表现为2n、4n、8n、16n、32n、64n、

128n等不相同倍性，人类子宫内膜细胞的染色体数目变化在2n=17-

103，为非整倍性。

染色体组的看法：

一个个体生长发育所需的全部遗传信息。

形态结

构功能不相同的一个染色体群称为染色体组。

也许来自二倍体生物一

个配子中的全部染色体称为染色体组或基因组。

染色体的大小反响了基因组的大小；

单倍体染色体组中的dna含量来表示基因组的大小，称为生物体的

c值，c值是单倍体染色体的dna总量。

同一物种的c值是恒定的，不相同物种不相同。

4核型与带型

核型〔karyotype〕/染色体组型：

一种生物体细胞所具特有的染色

体数目和每一条染色体所特有的形态特点〔包括染色体长度、着丝

粒地址、臂比值、随体的有无、次缢痕的数目和地址、异染色质分

布等〕等特点的总和称为染色体组型。

也有称：

一种生物体细胞所

具染色体的图谱〔形态特点〕。

核型解析是指利用显微摄影的方法，把生物系通通内整套染色体拍

摄下来，尔后依照其相对恒定的特点进行解析的过程。

成对的染色

体按形状、大小依序次排列起来叫核型图；核型代表一个物种的模

式特点，最为牢固。

染色体分带：

由于有些不相同的染色体其外面形态十分周边，大小、

着丝点地址、随体有无、形态、副缢痕有无、地址都相似。

因此不

易区分。

能够用不相同的染色剂去办理染色体，使染色体在不相同部位

显示出带纹，不相同染色体出现带纹的多少、宽窄、带纹的地址都不

同，而相同染色体用同一种染色剂办理后出现的带纹谱是相同的，

因此在差异染色体时又多了一种标记──染色体的带型。

染色体分带技术〔先用酸、碱、酶办理染色体后，再用染色剂染色

后表现的带纹〕是经物理、化学因素办理后，再用染料对染色体进

行分化染色，使其表现特定的深浅不相同带纹〔band〕的方法。

第四节细胞分裂〔自学〕

第五节染色体畸变

染色体畸变:

是指染色体的结构或数目发生了异常的变化。

染色体畸

变可能是自觉的，也可经过化学物质或放射线办理而引起。

生物体内的染色体数目和结构是相对牢固的，在自然因素和人为因

素的影响下，遗传物质发生改变。

内因：

营养、温度、生理

外因：

物理因素〔射线〕、化学药剂

1染色体结构变异

结构变异的产生染色体也许染色单体断裂，

主要有四各种类：

缺失〔丧失了某个dna片段〕，重复〔增加了某

个dna片段〕，倒位〔dna没有增加和减少，而是某一dna片段的排列方向发生了改变〕和易位（某一dna片段的染色的某一地址在移

到另一个新的地址上〕。

1.1缺失

1.2重复

1.3倒位

1.4易位

2染色体数目变异

2.1整倍数性变异

染色体组：

在生物细胞内拥有不相同形态、结构、功能、又相互协调、

共同控制生物生长发育，组成一个完满整体的一组染色体。

一个染

色体组中的染色体基数在很多属的不相同物种中相同，用x来表示。

注意：

n与x的差异

n是属于个体发育范围的看法，指的是配子世代染色体数，孢子体

世代的染色体数。

x是属于系统发育范围的看法，与生物的进化有关，表示一个染色

体组的染色体数，表示真实的倍性。

二倍体2n=2x=20多倍体2n=6x=42

2.1.1．单倍体

指体细胞内只有一个染色体组，即一倍体，由二倍体产生如玉米

2n=2x=20的单倍体n=x=10

2.1.2．二倍体含两个染色体组的个体多数动物

2.1.3．多倍体含3个或3个以上染色体组的个体，动物中没有，植

物中60%

〔1〕同源多倍体多个染色体组源于同一物种

〔2〕异源多倍体染色体组本源于不相同物种，不相同染色体组基数可

以相同，也以不相同

比方马铃薯是同源四倍体2n=4x=aaaa=48，4个染色体组源于同一

物种，每组12条染色体，那么它的单倍体n=2x=24，进行减数分裂可形成12个二价体。

小麦是异源六倍体2n=6x=aabbdd=42，6个染色体组本源于3个

不相同物种，每组7个染色体。

2.2非整倍体变异

整倍体：

染色体数目以染色体组为单位增减。

非整倍体〔aneuploid〕体内的染色体数目比该物种的正常合子染

色体数〔2n〕多或少一个致使假设干个染色体。

超倍体〔hyperploid〕：

比正常合子染色体数〔2n〕多出假设干条的

非整倍体。

亚倍体〔hypopid〕：

比正常合子染色体数〔2n〕少于假设干条的非

整倍体：

1〕三体〔trisomic〕：

在原有二倍体的基础上，多出其中的某一条，

即2n+1.（n-1）Ⅱ+Ⅲ。

2〕单体〔monosomic〕：

在原有二倍体中，少掉其中的某一条，

即2n-1.〔n-1〕Ⅱ+Ⅲ。

3〕双三体〔doubletrsomic〕：

在二倍体的基础上，某二对染色

体都增加一条，2n+1+1，（n-2）Ⅱ+2Ⅲ。

4〕双单体〔doublemonosomic〕：

两对都少1条，2n-1-1，

〔n-2〕Ⅱ+2Ⅰ。

5〕四体〔tetrasomic〕：

某对染色体多出二条〔个〕，2n+2，

〔n-1〕Ⅱ+Ⅳ。

6〕缺体〔nullisomic〕：

某一对染色体都丧失了2n-2，〔n-1〕Ⅱ。

7〕双体〔disomic〕：

正常的2n个体〔二倍体〕

归纳小结：

染色体的结构，核小体，畸变

部署作业：

1）核小体的结构组成？

2）染色体畸变包括哪些方面？

授课后记：

【篇三：

080306分子生物学授课设计】

山西农业大学

授课设计

第学期

学院名称动物科技学院课程名称课程性质授课对

象生动061，生动062，水产051授课教师曹果清职称使

用教材授课时数54

2021年3月2日

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授课设计〔章节备课〕