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1、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、准备和酝酿阶段确定了蛋

2、白质是生命现象的物质基础 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 中心法那么的建立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 基因工程技术的建立 基因组研究的睁开 基因表达调控体系的揭穿 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分子生物学在中医基础理论研究中的应用 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 (

3、g),胞嘧啶(c), 胸腺嘧啶 (t) 和尿嘧啶 (u) 。中含有：、 中含有：、二、戊糖中含有核糖 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-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的结构一、dna 的一级结构核酸链的简写式：1、字符式：p p 2、线条式：二、dna 的二级结构 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

4、-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。 左手双螺旋结构 十字结构g/c=1 ，a+g/t+c=1 。 三股螺旋结构影像重复序列三、dna 的三级结构闭环双链 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。 真核生物细胞核 dna 形成染色体结构 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

5、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。 染色体的结构模型dna 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： dtt

6、aggg n 组成的 58kb 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

7、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、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

8、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

9、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

10、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，

11、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

12、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 ：每个核小体单位包括约 200bp 的 dna 、 一个组蛋白核心和一个 h1 ；由 h2a 、h2b 、h3、h4 各两分子形成八聚体，组成核心颗粒； dna 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；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

13、纤维的形成有两种讲解：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；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，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

14、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：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。多线性

15、，每条 多线染色体由 500-4000 条解旋的染色体合并在一起形成。体细胞联会，同源染色体亲密配对，并合并成一个染色体。横带纹，染色后表现出明暗相间的带纹。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balbiani ring 。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 hypersensitivesites 降解。异染色质的特点是：在间期核中处于凝

16、缩状态，无转录活性，也叫非活动染色质 (inactive chromatin) ；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 constitutive heterochromatin ：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 facultative heterochromatin ：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

17、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 barr body 。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 di

18、ploid 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

19、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

20、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

21、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

22、、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=422.1.1 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=102.1.2 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

23、，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

24、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) +。 2单体 monosomic ：在原有二倍体中，少掉其中的某一条，即 2n-1. n-1 +。 3双三体 double trsomic ：在二倍体的基础上，某二对染色体都增加一条， 2n+1+1 ，(n-2) +2。 4双单体 double monosomic ：两对都少 1 条，2n-1- 1 ，n-2 +2。5四体 tetrasomic

25、 ：某对染色体多出二条个， 2n+2 ，n-1 +。6缺体 nullisomic ：某一对染色体都丧失了 2n-2 ，n-1 。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 542021 年 3 月 2 日授课设计首页授课设计章节备课