《分子生物学》教案
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《分子生物学》教案
《分子生物学》教案
一、课程基本信息
二、课程教材
P.C.特纳,A.G.迈克伦南,A.D.百茨,M.R.H.怀特.分子生物学（第二版）. 北京：科学出版社,2001.9.
三、教学对象
生物科学专业本科生。
四、主要参资料
[1] 朱玉贤,李毅.现代分子生物学（第二版）.北京：高等教育出版社,2002,7.
[2] Robert F. Weaver.分子生物学（影印版）.北京：科学出版社,2000,8.
[3] 孙乃恩等.分子遗传学.南京：南京大学出版社，1990.
[4] Joe Sambrook.分子克隆实验指南（第2版）.科学出版社,2002.
五、教学特色
利用动画让学生理解抽象的概念和重难点内容。
六、课程考核方式及成绩评定
《分子生物学》属于考试科目。平时课堂教学中的作业和课堂提问、课堂讨论占30%；期末闭卷考试占70%。
七、其他说明
每章或全书讲授完毕，给学生布置一定的习题。要求学生选读参考书，进一步巩固和补充课堂讲授内容，系统整理学习笔记。
八、教案 第一章绪论 Introduction（2学时）
1、教学目标：掌握分子生物学的基本概念与研究内容；了解分子生物学发展简史和分子生物学的一些分支学科；了解分子生物学的发展趋势。
2、教学重点：分子生物学的产生及概念，分子生物学的研究内容
3、教学难点：分子生物学的产生及概念，分子生物学的研究内容
4、教学方法与手段：多媒体教学、自学与课堂讨论相结合
5、教学过程
第一节生命科学的回顾(20分钟)
1、创世说与进化论；
2、细胞学说；
3、经典的生物化学和遗传学；
4、DNA的发现。
第二节分子生物学的概念和研究内容（30分钟）
1、什么是分子生物；
2、分子生物学研究领域的三大原则；
3、分子生物学研究领域。
第三节分子生物学发展简史（20分钟）
1、孕育阶段；
2、创立阶段；
3、发展阶段。
第四节分子生物学实际应用的现状和展望。（10分钟）
第二章核酸的性质与结构（3学时）
1、教学目标：掌握核酸的基本性质；掌握DNA的结构；掌握DNA分子变性、复性及分子杂交的原理。
2、教学重点：DNA的结构，DNA的变性与复性。
3、教学难点：DNA双螺旋结构及其多样性、DNA高级结构。
4、教学方法与手段：多媒体教学；讲解为主，自学与课堂讨论相结合。
5、教学过程 第一节核酸的化学组成（10分钟）
一、含氮碱基、核苷、核苷酸：简单回顾。
二、DNA的一级结构：详细讲解一级结构的特点
第二节DNA的二级结构（30分钟）
一、DNA双螺旋结构的提出：详细讲解双螺旋结构的参数（10分钟）。
二、影响双螺旋结构稳定性的因素：重点介绍碱基堆积力和疏水作用（5分钟）。
三、双螺旋结构的基本形式：重点介绍A-DNA、B-DNA、Z-DNA的结构特征和形成条件
（10分钟）。
四、一些DNA序列的不寻常结构：主要介绍反向重复序列中的回文结构、三螺旋和四螺
旋形成的条件（5分钟）。
第三节DNA的物理化学性质
一、DNA分子变性：重点介绍增色效应及其在DNA定量分析中的应用、影响Tm值的因
素（10分钟）。
二、DNA分子的复性：介绍复性的概念和影响复性的因素（5分钟）
三、分子杂交：介绍Southern blot、Northern blot、Western
blot和in situ hybridization（15
分钟）。
第四节超螺旋和拓扑异构酶
一、超螺旋：解释清楚正超螺旋和负超螺旋的概念（15分钟）
二、超螺旋状态的描述：解释清楚Vinograd方程式中L、T、W的含义、EB的作用（15
分钟）
三、拓扑异构酶：重点介绍TopI、TopII的作用机理和功能（10分钟）。 [复习题]
1、名词解释
反向重复序列DNA链的呼吸作用DNA变性
DNA的熔解温度DNA复性
2、简答题
＊DNA是否唯一的遗传物质？
＊如何确定DNA一级结构的方向性？
＊决定DNA双螺旋结构状态的因素如何？
＊B-DNA中出现的大沟、小沟有何差别？
＊DNA结构多态性及其产生的原因。
＊室温中蒸馏水中的DNA变化如何？为什么？
＊三螺旋、四螺旋DNA的形成条件如何？各自的基本结构情况
＊说明SV40的CCC DNA分子与EB结合过程中CCC的变化情况
＊Ⅰ、Ⅱ型拓扑异构酶的作用方式和结果的情况
第三章基因和基因组（3学时）
1、教学目标：掌握原核生物和真核生物基因的区别；真核生物的C值与C值矛盾。
2、教学重点：基因组的大小与C值矛盾；真核生物基因。
3、教学难点：真核生物DNA的复性动力学。
4、教学方法与手段：多媒体教学；讲授与自学相结合。
5、教学过程
第一节基因组的大小与C值矛盾
一、相关概念：重点介绍基因组和C值概念，简单介绍基因、基因组学、结构基因组学、
功能基因组学等概念（15分钟）。
二、C值矛盾与表现：阐明C值矛盾的表现，指出C值矛盾的原因（15分钟）。
第二节细菌和病毒基因组
一、大肠杆菌基因组：简略介绍大肠杆菌基因组的特点（5分钟）。
二、病毒基因组的特点：简单介绍，并交待λ噬菌体的COS位点形成的过程（5分钟）。
第三节真核生物的染色体与基因
一、真核生物染色体结构的回顾（不讲，让学生预习）
二、真核生物DNA的复性动力学：在介绍Cot曲线的基础上，让学生明白怎样通过真核生
物复性动力学研究来高度重复序列、中度重复序列和单一序列的估计方法（40分钟）
三、DNA的序列类型：重点介绍高度重复序列中的卫星、微卫星、小卫星DNA的特点、
及其在实践中的应用；简单介绍重点重复序列的类型和单拷贝序列（35分钟）。
四、基因簇与基因家族：介绍概念（5分钟）。
五、割裂基因：学生自学。
[复习题]
1、名词解释
基因组；C-值；C－值矛盾；基因家族；基因簇；割裂基因；Intron 内元；Exon 外元；持家基因；奢侈基因；卫星DNA。
2、简答题
（1）何为C值矛盾，其表现在哪些方面。
（2）E.coli的基因结构有何特点？
（3）真核生物复性动力学的复杂性计算、重复频率计算。（如何根据复性动力
学曲线判断真核生物各种序列类型及其复杂性）
（4）以E.coli、ΦX174噬菌体为例说明原核生物基因组织的特点。
（5）说出真核生物染色体结构中染色质丝的逐级组装过程。
（6）真核、原核生物的结构基因的主要组织特点。
3、计算题
（1）假定人类单个细胞总DNA为6×109核酸对，以B-构型存在。请问人类单个细胞DNA总长度为多少？它们又是如何被组装在直径相对来说极其微小的细胞核内？（人类46条染色体） （2）从四种不同生物分离的核酸中各种碱基的比率（％）如下
A T U G C (A+T/U)/(G+C) (A+G)/( C+T)
1 17 17 33 33 0.5 1.0
2 29 19 22 30 0.97 1.0
3 2
4 16 24 56 0.66 1.5
4 34 2.1 1.0
1）对于每个物种，回答以下问题
a、核酸是DNA还是RNA？
b、是双链还是单链？
2）填充物种四中缺少的碱基百分比
第四章 DNA复制（4学时）
1、教学目标：
理解DNA复制的半保留机制和半不连续复制，掌握细菌DNA复制过程及有重要作用的酶和蛋白质；了解细胞周期；了解真核生物DNA复制的特点。
2、教学重点：
①半保留复制的概念，半不连续复制的概念及相关定义（前导链、后随链、冈崎片段）；
②参与复制的酶和蛋白质因子及其作用；③DNA复制的机制
3、教学难点：
①DNA复制起始；②端粒酶的作用机制；③DNA复制的调控。
4、教学方法与手段：
以基因信息传递的中心法则、DNA复制和细胞分裂的关系开始本篇，并引入本章，适当复习DNA的结构和组成，以利本章讲述的展开，以DNA复制所需的条件为主线，讲授过程中联系前面已讲授的DNA双螺旋结构知识，做到知识的连贯，充分利用多媒体课件，用动画等形象、生动地讲授DNA生物合成过程。
（1）充分利用现代教学手段与方法，制作多媒体课件，做到图文并茂； （2）在一些重点或关键处可适当板书，起到突出重点、引导学生思路从而更易掌握的作用；
（3）课堂上多提问，与学生交流，调动他们的积极性，也可先设疑，在后续教学中引导学生寻找答案，做到深入浅出，逐层剥离。
5、教学过程
第一节DNA复制概述
一、DNA的半保留复制：介绍半保留复制的概念与Meselson-stahl实验证据（10分钟）。
二、复制的起点、方式和方向：介绍复制子、复制眼、复制叉的概念，详细介绍复制方式，
并用动画帮助学生进行理解（20分钟）。
三、DNA复制的半不连续性：介绍半不连续复制、先导链、后随链、冈崎片段的概念，半
不连续复制的实验证据（10分钟）。
四、DNA合成的引发：介绍引发酶在复制引发中的作用和DNA复制的转录激活的概念；
说明有机体选用RNA作为引物的原因（5分钟）。
五、后随链的合成及前体片段的连接：重点讲清后随链上所包含的事件。简要提出原核和
真核后随链合成的区别（5分钟）。
第二节DNA复制的酶学
一、DNA聚合反应和聚合酶：详细介绍DNA聚合酶的3'→5 '外切活性、5?→3?外切
活性和5'→ 3 '聚合活性。突出DNApolⅠ的5?－3?外切活性在切开平移和探针制备
中的应用（25分钟）。
二、DNA连接酶：简略介绍，指出T4连接酶的应用（2分钟）。
三、与DNA几何学性质相关的酶：简单介绍解螺旋酶和DNA旋转酶的作用（3分钟）。
第三节原核生物DNA复制
