分子生物学课程教案必威体育精装版版.pptxVIP

分子生物学课程教案必威体育精装版版

课程介绍与目标

DNA结构与功能

RNA结构与功能

蛋白质结构与功能

基因表达调控机制

分子生物学技术方法

生物信息学在分子生物学中应用

实验设计与操作注意事项

contents

目

录

01

课程介绍与目标

分子生物学定义

分子生物学是研究生物大分子，特别是蛋白质和核酸的结构、功能、相互作用及其在生命过程中的作用的科学。

发展历程

从20世纪50年代DNA双螺旋结构的发现开始，分子生物学经历了飞速的发展，逐渐揭示了生命的遗传、变异、进化等基本原理，为现代生物科学的发展奠定了基础。

知识目标

掌握分子生物学的基本概念、原理和方法，了解分子生物学的必威体育精装版研究进展。

能力目标

能够运用分子生物学知识分析和解决生物学问题，具备基本的实验技能和科研能力。

情感、态度和价值观目标

培养学生对生命科学的兴趣和热情，树立正确的科学观和生命观。

《分子生物学》（第二版），朱玉贤等编著，高等教育出版社。

教材

《分子克隆实验指南》（第三版），J.萨姆布鲁克等编著，科学出版社；《基因VIII》，B.阿尔伯茨等编著，科学出版社。这些参考书目涵盖了分子生物学的各个方面，有助于学生深入了解相关领域的知识和技术。

参考书目

02

DNA结构与功能

01

02

04

由两条反向平行的多核苷酸链组成，形成右手螺旋结构。

碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对。

磷酸和脱氧核糖交替连接，构成DNA链的基本骨架。

碱基对平面与螺旋轴垂直，相邻碱基对平面之间相距0.34nm。

03

复制起始

引发体合成

DNA链的延伸

复制终止

01

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03

04

识别复制起点，解开DNA双链。

合成RNA引物，提供DNA聚合酶结合的位点。

在DNA聚合酶的作用下，以亲代DNA链为模板，按碱基互补配对原则合成子代DNA链。

当复制叉相遇时，复制终止。

通过特定的酶直接对损伤的碱基或脱氧核糖进行修复。

直接修复

通过核酸内切酶切除损伤部位，再利用DNA聚合酶和连接酶进行修复。

切除修复

在复制发生错误时，通过重组酶将损伤部位从DNA链上切除，再利用模板合成正确的DNA序列。

重组修复

当细胞受到严重损伤时，会启动SOS修复机制，通过易错修复方式合成DNA，以保证细胞存活。

SOS修复

03

RNA结构与功能

以DNA为模板，通过RNA聚合酶催化合成RNA链。

转录

加工

转运

转录后的RNA需经过剪接、修饰等加工过程，成为成熟的mRNA、tRNA或rRNA。

加工后的RNA通过核孔转运至细胞质中，参与蛋白质合成或其他生物学过程。

03

02

01

转录水平调控

转录后水平调控

翻译水平调控

表观遗传学调控

通过转录因子等调控元件，影响RNA聚合酶的活性和转录效率。

通过microRNA等非编码RNA，与mRNA结合并抑制其翻译过程。

通过RNA剪接、修饰等加工过程，影响基因表达的产物和效率。

通过影响染色质结构和DNA甲基化等表观遗传学修饰，调控基因表达。

04

蛋白质结构与功能

包括溶解性、熔点、沸点等。

氨基酸的物理性质

包括酸碱反应、成肽反应、与茚三酮的反应等。

氨基酸的化学性质

根据侧链基团的性质，可分为脂肪族、芳香族和杂环族氨基酸等。

氨基酸的分类

包括Edman降解法、质谱法等，用于测定蛋白质中氨基酸的序列。

化学法

包括X射线晶体学、核磁共振等，用于解析蛋白质的空间结构。

物理法

利用计算机模拟和预测蛋白质的结构和功能。

生物信息学方法

基于已知结构的同源蛋白质进行建模，适用于序列相似度较高的蛋白质。

同源建模

穿线法

自由建模

集成方法

将目标蛋白质的序列穿入已知结构的模板蛋白质中，通过优化获得目标蛋白质的结构。

不依赖于已知结构的建模方法，通过计算模拟获得蛋白质的结构。

将多种预测方法结合起来，提高预测的准确性。

05

基因表达调控机制

翻译水平调控

通过影响翻译起始、延伸和终止等过程，控制蛋白质合成。

转录水平调控

通过转录因子与DNA特定序列结合，影响RNA聚合酶的活性和转录效率。

蛋白质修饰和定位

对蛋白质进行磷酸化、糖基化等修饰，以及通过信号肽引导蛋白质定位到特定细胞器。

03

转录后水平调控

包括mRNA剪接、加工、转运和定位等过程，影响mRNA的稳定性和翻译效率。

01

DNA水平调控

包括DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传修饰，影响基因转录活性。

02

转录水平调控

通过启动子、增强子等顺式作用元件，以及转录因子等反式作用因子，共同调控基因转录。

06

分子生物学技术方法

PCR技术原理

PCR（聚合酶链式反应）是一种在体外快速扩增特定DNA片段的技术。它利用DNA聚合酶的酶促反应，以一对特异性引物为引导，将模板DNA进行指数级扩增。

PCR技术应用

PCR技术在分子生物学研究中具有广泛应用，如基因克隆、DNA