教案學院生物工程課程名稱分子生物學適用專業生物科學課程類型專業必修課分子生物學課程教案課次1授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：緒論教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握分子生物學的基本概念、研究內容。熟悉分子生物學的發展階段及一些著名科學家的研究成果。了解分子生物學與其它學科的關系。教學重點及難點：通過分子生物學不同階段發展，深刻理解分子生物學研究的基本內容。教學基本內容方法及手段引言（主要介紹分子生物學的發展基礎）創世說與進化論細胞學說經典的生物化學和遺傳學DNA的發現分子生物學定義1.從廣義來講，是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態結構與功能，從分子水平闡明生命現象和生物學規律的基礎學科。2.從狹義來講，就是指核酸（或基因）的分子生物學，主要研究基因或DNA的復制、轉錄、表達和調控等過程及其有關的蛋白質和酶的結構與功能。分子生物學簡史準備與醞釀階段（19世紀后期→20世紀50年代初）分子生物學的建立和發展階段（20世紀50年代→20世紀70年代初，Waston和Crick的DNA雙螺旋模型。中心法則的建立。）初步認識生命本質并開始改造生命的深入發展階段（20世紀70年代→90年代，基因工程技術的建立）20世紀90年代→現在，基因組和后基因組時代（人類基因組計劃及其現狀）分子生物學的研究內容DNA的重組技術基因表達調控研究生物大分子的結構功能研究-結構分子生物學基因組、功能基因組與生物信息學研究多媒體教學，通過圖文的形式講述分子生物學基本概念及其發展過程中具有代表性的學術成果。分子生物學展望（主要介紹分子生物學與各個學科之間的關系）分子生物學是從生物化學發展出來的一門學科。與微生物學關系密不可分。與遺傳學關系密切。分子生物學極大豐富了遺傳學的內容，產生了分子遺傳學。與細胞生物學也關系密切。分子生物學與發育生物學相結合，使發育生物學的面貌大為改觀。與生理學關系密切。作業、討論題、思考題：復習DNA、RNA的結構與性質，預習下一章內容。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，2002。2.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，1997。課后小結：本章主要講述了分子生物學的定義、發展歷程、研究內容及與其他學科之間的關系。通過本章的學習，可以初步了解分子生物學的研究內容及其在生物學科發展中的重要性。分子生物學課程教案課次2授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：基因組和染色體的結構基因組和基因的一般概念病毒基因組的一般結構特點教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握基因組及基因等基本概念；熟悉病毒基因組的一般結構特點；了解原核生物、真核生物轉錄單位特點。教學重點及難點：深刻理解基因組、基因、基因組的結構等基本概念。教學基本內容方法及手段第一節基因組和基因的一般概念一、基因的分子生物學含義：最新的概念，一個基因可被定義為合成功能多肽或RNA順序必須的完全核酸順序（通常是DNA順序）。二、基因組的定義：是指在細胞或生物體中，一套完整單體的遺傳物質的總和。基因組的結構的含義：基因組的結構主要指不同DNA功能區域在DNA分子中的分布和排列情況。四、原核生物和真核生物的轉錄單位1.細菌操縱子產生多順反子mRNA2.大多數真核基因產生單順反子第二節病毒基因組的一般結構特點一、病毒概述完整的病毒顆粒包括外殼蛋白和內部的基因組DNA或RNA。根據基因組核酸類型分：DNA病毒和RNA病毒。根據病毒宿主分：植物病毒、動物病毒和細菌病毒（又稱噬菌體）。二、病毒基因組的結構特點1.不同病毒基因組大小相差較大。2.病毒基因組可由DNA組成，也可由RNA組成，但每種病毒顆粒只含有一種核酸。多媒體教學，盡量結合圖片講述基本概念及病毒基因組結構特點。3.DNA病毒基因組均由連續的DNA分子組成。4.常見基因重疊現象，即同一段DNA可編碼兩種甚至三種蛋白質分子，這種現象在其他生物細胞中僅見于線粒體DNA和質粒DNA中。5.病毒基因組大部分是用來編碼蛋白質的，只有很小一部分不編碼蛋白質。6.病毒基因組DNA序列中功能上相關的蛋白質基因往往叢集在基因組的一個或幾個特定的部位，形成一個功能單位或轉錄單元，它們可被一起轉錄成含有多個mRNA的分子（稱為多順反子mRNA），然后加工成各種蛋白質的mRNA模板。7.除逆轉錄病毒基因組有兩個拷貝外，至今發現的病毒基因組都是單倍體，每個基因在病毒顆粒中只出現一次。8.噬菌體的基因都是連續的，而多數真核細胞病毒常含不連續基因。作業、討論題、思考題：正確區分基因、轉錄單位、操縱子等基本概念，查資料概況AIDS病毒、乙肝病毒等病毒的基因組結構特點。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，2002。2.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，1997。3.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯。4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。課后小結：本章主要講述了基因組、基因、基因組結構等基本概念，容易混淆，需要對比理解。此外，病毒基因組結構特點需要在講述原核、真核生物基因組結構特點是進一步加深理解。分子生物學課程教案課次3授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：基因組和染色體的結構原核生物染色體基因組結構特點真核生染色體基因組的結構特點一、真核生物染色體的結構教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握原核生物基因組結構特點；熟悉真核染色體結構特點；了解原核生物染色體結構特點。教學重點及難點：理解原核生物基因組結構特點。教學基本內容方法及手段第三節、原核生物染色體基因組結構特點一、原核染色體的結構特點1.原核生物的遺傳物質以一大團或幾大團的形式集中在一起，形成類核，占細胞體積的大約三分之一。2.其質量大約80%為DNA，其他的為蛋白質和RNA，蛋白質對類核具有穩定作用。3.原核生物的DNA分子量較小，形成閉合環狀。4.E.coli的類核由支架和向四周伸出的100多個DNA環組成。5.支架是RNA和蛋白質的復合結構，四周的每個環就是一個獨立的功能區。長40Kb，13um。6.細菌染色體約75%的DNA編碼基因，余下25%為基因間DNA（intergenicDNA)。二、原核生物基因組結構特點1.細菌染色體基因組通常僅由一條環狀雙鏈DNA分子組成。2.基因組中只有一個復制起點。3.具有操縱子結構。4.在大多數情況下，編碼蛋白質的結構基因在細菌染色體基因組中是單拷貝的，但編碼rRNA的基因往往是多拷貝的，這可能有利于核糖體的快速組裝。5.和病毒基因組相似，不編碼的DNA部分所占比例比真核基因組少得多。6.具有編碼同工酶的同基因（isogene）多媒體教學，結合圖片對比講述原核基因在結構特點及真核生物染色體結構特點。7.除逆轉錄病毒基因組有兩個拷貝外，至今發現的病毒基因組都是單倍體，每個基因在病毒顆粒中只出現一次。8.噬菌體的基因都是連續的，而多數真核細胞病毒常含不連續基因。第四節真核生物染色體基因組的結構特點一、真核染色體的結構1．DNA是怎樣組裝在染色體中的？2．DNA為什么要包裝為染色體？3．染色質結構的調控：DNA與組蛋白八聚體相互作用。4.DNA復制時新舊組蛋白怎樣組裝形成核小體？作業、討論題、思考題：原核與真核生物染色體結構有何區別？基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。課后小結：主要講述了原核生物基因組結構特點，需要與病毒基因組結構特點進行對比講述方能增進理解。真核生物染色體結構特點需要在回憶的基礎上進行講述。分子生物學課程教案課次4授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第二章基因組和染色體的結構第四節真核生物染色體基因組的結構特點二、真核生物基因組的結構教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握C值、C值悖理等基本概念及真核生物基因組結構的總體特點；熟悉基因家族、重復序列等內容；了解重復序列在實際中的應用。教學重點及難點：理解真核生物染色體結構特點。教學基本內容方法及手段第四節、真核生物染色體基因組結構特點二、真核生物基因組的結構（一些特征性結構）（一）C值悖理1.C-值：在真核生物中，每種生物的單倍體基因組的DNA總量是恒定的，稱之為C-值（C-value），C-值是每種生物的一個特性。2.C-值悖理（C-valueparadox）：形態學的復雜程度與C-值大小的不一致稱為C-值悖理。（二）真核基因組的結構1．割裂基因（splitgene）在真核生物中，大多數編碼蛋白質的基因是不連續的，即在其編碼氨基酸的序列之間插入了不編碼的序列，故稱之為割裂基因。割裂基因中，編碼氨基酸的序列稱為外顯子（exon）；非翻譯的間插序列稱為內含子（intron）。2．基因家族基因家族（genefamily）：編碼一個蛋白質家族（也包括在結構和功能上相關聯的rRNA和tRNA等）的若干個基因稱為基因家族。一個基因家族的成員彼此在結構和功能上是相似的，但也包括假基因。3．重復序列1)單一序列（uniquesequence），即每個單拷貝基因組中含一個拷貝；多媒體教學，結合圖片對比講述真核生物基因組結構特點。2)中度重復序列（moderatelyrepetitivesequence），每個單倍體基因組中含<106拷貝；3)高度重復序列（highlyrepetitivesequence），每個單倍體基因組含>106拷貝；衛星DNA、小衛星DNA、微衛星DNA定義及其應用。4)反向重復序列。（三）真核生物基因組結構的總體特征1.真核基因組遠大于原核生物基因組，也比較復雜2.基因組中常具有許多復制起點3.基因組DNA與蛋白質結合形成染色體，儲存于細胞核內4.基因組中不編碼的區域遠多于編碼區域5.真核生物的轉錄產物一般為單順反子。6.高等真核生物的大部分基因有內含子，因此基因編碼區是不連續的。7.存在重復序列，重復次數可以是幾次、幾十次，甚至高達百萬次。8.高等真核生物基因組中存在一些可移動的DNA因素，這些因素的移動多被RNA介導，少數情況下被DNA介導。作業、討論題、思考題：思考病毒、原核與真核生物基因組結構的異同點。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。課后小結：主要講述了真核生物基因組結構特點及一些重要的基本概念，比較難理解，需要通過大量圖片來增加學生對本部分內容的掌握。分子生物學課程教案課次5授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第二章基因組和染色體的結構第五節幾種模式生物的特點教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握幾種常用模式生物的特點；熟悉幾種典型模式生物的應用領域；了解幾種模式生物的代表性研究成果。教學重點及難點：幾種模式生物的一般特點及其主要應用研究領域。教學基本內容方法及手段第五節幾種模式生物的特點一、什么叫模式生物？二、怎樣選擇模式生物？三、幾種常見的模式生物（一）噬菌體噬菌體（及其他病毒）基因組優點及用途：1.基因組一般很小，系統相對簡單，是一個研究生命基本過程及分子生物學基本問題的最簡單的系統。2.在重組DNA技術中，它們是非常重要的載體。3.經常被用來檢測各種化合物引起突變的能力。（二）細菌如大腸桿菌和芽孢桿菌，其優點是：1.細胞相對簡單的2.并且可以相對容易地培養和操作。3.基因組小，生活周期短，4.可自發產生突變。5.易于進行遺傳交換的系統。（三）釀酒酵母釀酒酵母的優點：1.基因組小2.可在實驗室里快速繁殖3.具有所有真核細胞的主要特征。4.基因組測序，遺傳學背景清楚多媒體教學，結合圖片對比講述模式生物特點。5.單倍體和雙倍體的存在促進了釀酒酵母的遺傳分析。6.容易產生精確的突變。7.生長時形態改變，可通過簡單的顯微觀察獲得許多有關細胞中發生的事件的信息。（四）秀麗新小桿線蟲優點：1.易培養，在培養皿里培養，飲食簡單，只吃細菌。2.世代繁殖快速，在25度受精的胚胎在12h內完成發育，在40h內成為一個性成熟的成蟲。3.有性繁殖使遺傳品系可以通過交配來構建；4.以及少量的透明細胞的存在使發育過程能被直接追蹤。（五）黑腹果蠅果蠅是研究發育和行為的首要模式系統之一：1.果蠅具有強大的生育能力。2.果蠅的生活周期很短。3.基因組簡單。（六）小鼠盡管小鼠與果蠅等生物相比生活周期緩慢且操作難度大，但是，小鼠是哺乳動物，與人類親緣關系近，是研究人類發育和疾病的優良模型。（七）擬南芥擬南芥具有以下特點：1．形態個體小，高度只有3Ocm左右；2．生活力強（用普通培養基就可作人工培養）3．生長周期快，從播種到收獲種子一般只需6周左右；4．種子多，每株每代可產生數千粒種子；5．形態特征簡單；6．基因組小，只有5對染色體。擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的。這種植物的全部基因組測序已經完成，7．擬南芥是自花受粉植物，基因高度純合，用理化因素處理突變率很高，容易獲得各種代謝功能的缺陷型。四、總結幾種模式生物的特點總結：1.基因組相對較小；2.生活周期短/繁殖快；3.有大量后代；4.有大量突變體；5.可以進行轉基因；6.基因組已經測序作業、討論題、思考題：預習下次課的內容基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。課后小結：本節主要講述了幾種模式生物的特點，內容容易混淆，需要進行對比講解。分子生物學課程教案課次6授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第三章DNA的復制第一節DNA復制的概況教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握半保留復制、復制子、復制叉、復制起點等基本概念。熟悉DNA復制的一般模型；了解核酸生物合成一般規則。教學重點及難點：DNA復制相關基本概念及DNA復制基本特征。教學基本內容方法及手段第一節DNA復制的概況一、核酸生物合成的一般規則1.絕大多數DNA或RNA合成，均按照Watson-Crick堿基互補原則，以拷貝預先存在的DNA鏈（模板鏈）的方式進行。2.核酸鏈合成的方向只有一個：5’→33.特異的聚合酶催化合成DNA或RNA。二、DNA復制的基本特征（多數生物）（一）DNA的半保留復制1.半保留復制定義；2.DNA半保留復制假說的提出及證實；（二）復制的起點、方向和速度1.復制起點1)定義：指DNA復制起始所必需的一段特殊的DNA序列。2)幾種生物復制起點的組成3)復制起點基本特征2.復制叉1)復制叉(replicationfork)2)復制眼（replicationeye）3．復制子(replicon)4.復制方向DNA鏈的合成主要有以下三種方式：1）兩個起點，兩個生長端，相向復制。2）一個起點，一個復制叉，單向復制。3）一個起點，兩個復制叉，雙向復制。多媒體教學，結合圖片對比講述DNA復制的基本特征。（三）半不連續復制（四）DNA合成的引發1.RNA引物2.DNA引物3.核苷酸引物（五）復制的幾種方式1.線性DNA的復制2.環狀DNA的復制θ型滾環型D-環型（六）參與DNA復制的酶1.解旋酶2.單鏈結合蛋白3.引發酶4.DNA聚合酶5.DNA拓撲異構酶6.連接酶三、DNA復制的一般模型1.雙螺旋DNA分子解旋2.RNA引物合成3.前導鏈和滯后鏈的合成4.RNA引物降解及缺口補齊5.新合成的DNA片段連接在一起作業、討論題、思考題：理解并區別DNA復制基本概念，如復制子、復制叉、復制起點等。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述了DNA復制的基本特征，內容非常重要，需要通過圖片進行對比講解。分子生物學課程教案課次7授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第三章DNA的復制第二節原核生物DNA的復制教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握DNA聚合酶=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII的性質及功能；熟悉原核生物DNA復制的起始、延伸、終止；了解原核生物參與DNA復制的其他酶及蛋白的結構與功能；教學重點及難點：原核生物DNA復制過程及參與酶的結構與功能。教學基本內容方法及手段第二節原核生物DNA復制一、DNA復制的酶（一）解旋酶（Helicase）是利用ATP的化學能，使親本DNA雙鏈在復制叉分離成單鏈的酶。（二）單鏈DNA結合蛋白1.主要起穩定作用，防止單鏈DNA重新退火形成雙螺旋2.防止單鏈DNA降解3.對它們的同源DNA聚合酶具有激活作用（三）引物酶（primerase）：在DNA復制中，催化RNA引物合成的特殊的RNA聚合酶叫引物酶。（四）DNA聚合酶（DNAPolymerases）E.coli中至少有5中DNA聚合酶。DNA聚合酶I和III都與DNA復制有關，另外3種酶特別用于DNA修復。1.DNA聚合酶I（PolI）：是一個102kD的多肽鏈。具有三種酶活性：DNA聚合酶活性3’→5’核酸外切酶活性5’→3’核酸外切酶活性2.DNA聚合酶III（PolIII）PolIII是DNA復制中主要負責DNA合成的酶。（五）拓撲異構酶（Topoisomerases）拓撲異構酶分為兩類：多媒體教學，結合圖片講述原核生物DNA復制酶的性質及復制過程。拓撲異構酶I：引起DNA單鏈斷裂。拓撲異構酶II：可以引起DNA雙鏈斷裂。（六）DNA連接酶（DNAligase）E.coliDNA連接酶的輔酶是NAD+，而T4DNA連接酶利用ATP作為輔因子。二、DNA復制的過程（E.coli）（一）復制起始：1.復制起始復合物的形成：2.開放型復合物的形成：3.前引物化復合物的形成：（二）復制的延伸前導鏈和后隨鏈的DNA合成由同一復制體負責。當前導鏈開始DNA復制和復制叉向前移動時，后隨鏈模板隨即向后回折成環，與聚合酶的另一個活性中心按前導鏈的取向締合。（三）復制的終止大腸桿菌的復制終止位點約相對于復制起點oriC。在復制叉匯合點兩側約100kb處各有一個終止區，終止區的ter序列中均含有一個23bp共有序列，Tus蛋白識別并結合于這一共有序列，它具有反解旋酶活性。作業、討論題、思考題：理解參與DNA復制的各種酶和蛋白分子的結構與功能。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述了原核生物DNA復制的酶及復制過程，重點需要學習和辨別DNA聚合酶I、II、III的性質及功能。分子生物學課程教案課次8授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第三章DNA的復制第三節真核生物DNA的復制教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握真核生物DNA復制相應酶及蛋白功能；端粒結構及端粒酶功能。熟悉真核生物DNA復制的起始、延伸、終止；端粒復制過程。了解真核與原核生物DNA復制的異同點。教學重點及難點：真核生物DNA復制相應酶的功能及復制過程。教學基本內容方法及手段第三節真核生物DNA復制一、真核DNA復制叉蛋白質1.DNA解旋酶2.復制蛋白A（replicationproteinA，RPA）RPA是單鏈DNA結合蛋白，以異源三聚體形式存在。除了參與DNA復制外，RPA還參與DNA重組和修復。3.DNA聚合酶α/引發酶復合物是唯一能合成RNA引物的酶。4.增殖細胞核抗原PCNA的分子構象類似于E.coli的DNA聚合酶III的β亞基。起夾子蛋白的作用。本身并沒有DNA結合活性，通過RFC結合于DNA。5.復制因子C（replicationfactorC，RFC）RFC的主要功能是促使PCNA環形分子結合于引物－模板鏈或雙螺旋DNA的切口處。這一功能是模板鏈上組裝并形成具有持續合成能力全酶的前提條件。RFC的功能類似于E.coli的γ復合物。起夾子裝載蛋白的作用。6.DNA聚合酶δ和εPolδ具有DNA聚合酶活性和3’-5’核酸外切酶活性。Polδ7.FEN1和RNaseHIFEN1的功能是特異地去除連接在岡崎片段5’端的RNA引物。RNaseHI是核酸內切酶，具有特殊的底物特異性多媒體教學，結合圖片講述真核DNA復制酶學基礎及復制過程。二、真核生物DNA復制過程1.引發體組裝2.DNA聚合酶α/δ轉換3.岡崎片段的成熟三、真核生物與原核生物DNA復制的區別1.復制子的多寡：2.岡崎片段長短：3.復制叉前進速度：4.合成引物的酶5.引物的去除及切口修復6.已發現的DNA聚合酶的種類四、真核生物DNA復制的最后一個問題：真核生物DNA復制末端缺口是怎樣填補的呢？（一）端粒：1.定義：端粒是真核染色體的末端序列，它們通常由首尾相接的富含TG的重復DNA序列構成。其生物學功能是保持染色體的穩定，它決定著細胞的壽命。2.結構：端粒結構有一個突出3’端單鏈區，長14-16bp。其結構模型可能是，單鏈回折，每個重復單位提供一個G，依次結合形成G四聚體（四鏈結構）。端粒結合蛋白識別并結合到該鏈，像“帽子”一樣保護DNA的末端。（二）端粒的復制1.端粒酶（telomerase）2.端粒復制過程作業、討論題、思考題：區別原核與真核生物DNA復制的異同。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述了原核生物DNA復制的酶及復制過程，重點需要學習和辨別DNA聚合酶I、II、III的性質及功能。分子生物學課程教案課次9授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第三章DNA的復制第四節DNA復制的忠實性教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握DNA復制忠實性得以維持的原因；熟悉維持DNA復制忠實性的機理；了解原核與真核復制忠實性維持的異同。教學重點及難點：維持DNA復制忠實性的機理。教學基本內容方法及手段第四節、DNA復制的忠實性細胞內DNA復制的一個突出特點是具有高度的忠實性，其誤差率只有10-9。細胞內DNA復制的高度忠實性依賴于多種因素，包括RNA引物的作用，DNA聚合酶的自我校正功能，幾種校正和修復系統，以及DNA本身的結構特征等。一、RNA引物和DNA聚合酶的自我校正：1.DNA聚合酶的自我校正（3’-5’大多數DNA聚合酶具有“自我校正”功能。確切地說，在DNA復制過程中，DNA聚合酶總是“先校正，后合成”。2.RNA引物：為什么在DNA復制中要使用需要清除的RNA作為引物，而不使用可以不必消除的DNA為引物呢？在DNA復制中，任何從頭合成的引物（不管是DNA還是RNA）都必然是誤差較大的拷貝，誤差率至少是10-4。RNA核苷酸序列本身自動成為必須清除的“壞拷貝”的顯著標志。二、錯配校正系統（mismatchproofreadingsystem)在研究一種突變率異常高的E.coli突變株時，人們發現了錯配校正系統。該系統可以消除因核酸外切酶校正缺陷產生的復制錯誤。E.Coli的錯配校正系統：E.coli錯配校正系統利用dam基因編碼的甲基化酶，可以將DNA所有的－GATC－序列中的A在N6位甲基化，但新合多媒體教學，結合圖片講述DNA復制的忠實性。成的DNA鏈中的A要晚一些才被甲基化。這就為區別新DNA鏈和模板鏈提供了基礎。(1)MutS識別并結合于DNA的錯配堿基處；(2)MutH在新DNA鏈（尚未甲基化）的－GATC－的5’側造成缺口。(3)MutL將MutS和MutH連結在一起，使新合成的DNA鏈和模板鏈形成環狀結構。(4)DNA解旋酶II和SSB蛋白等因子的參與下，核酸外切酶I切除新DNA鏈上包括錯配堿基在內的片段。(5)DNA聚合酶III和連接酶完成修復。真核生物（包括人類）細胞內也有類似于E.coli的MutS及MutL的錯配校正蛋白。某些真核生物（如酵母和果蠅）的DNA一般不發生任何甲基化，所以，在錯配校正過程中，這些生物可能通過其他方式來識別新舊DNA鏈的，但其切除錯配堿基及修復過程與細菌大致相同。作業、討論題、思考題：理解錯配校正系統工作原理。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述DNA復制的忠實性，需要深刻理解DNA復制高度忠實性的原因及其機理。分子生物學課程教案課次10授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第四章DNA的損傷修復第一節DNA損傷的類型及原因教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握DNA損傷的類型；熟悉引起DNA損傷的原因；了解DNA突變類型。教學重點及難點：重點是DNA損傷的原因、類型教學基本內容方法及手段第一節DNA損傷的類型及原因一、堿基的脫落1.熱或酸破壞糖苷鍵。2.已改變的堿基會被專一性的DNA糖基化酶除去，從而形成無嘌呤或無嘧啶位點（AP位點）。二、堿基（或糖苷）的改變1.水解造成堿基脫氨基2.一些甲基化試劑、烷基化試劑及細胞中多種代謝產物都可能對堿基造成損傷，改變其正常功能。3.堿基類似物（如5-溴尿嘧啶為胸腺嘧啶類似物）的摻入DNA使原來的堿基轉換成另一堿基。4.黃曲霉素等強力致癌物，能在DNA中導入大體積的加合物，從而在復制過程中改變遺傳信息。錯誤堿基1.復制中錯誤堿基的摻入，以及堿基的互變異構等導致復制中錯誤堿基的摻入。堿基的插入或缺失1.在DNA復制或重組時，具有扁平分子結構的嵌入劑（如溴乙錠等）可造成DNA堿基增加或減少。2.此外，DNA聚合酶在復制過程中發生滑移，產生堿基缺失或插入。多媒體教學，結合圖片講述DNA損傷類型及其原因。嘧啶堿基二聚化1.紫外線照射使相鄰嘧啶，尤其是胸腺嘧啶形成二聚體。DNA鏈斷裂1.電離輻射或某些化學試劑（如博來霉素）及自由基等可使磷酸二酯鍵斷裂。七、3’1.許多能產生游離基的試劑（如電離輻射和博來霉素）能使脫氧核糖裂解，結果在鏈的3’DNA鏈間共價交聯1.具有兩個功能基團的烷化劑，如絲裂霉素，可以使兩條DNA鏈之間發生共價交聯。九、DNA突變1.突變：DNA復制產生的一些差錯如被漏校，或DNA的一些損傷未被修復，結果它們就會被遺傳下去。DNA的這種永久性的改變叫突變。2.點突變：由單一堿基的改變而產生的突變。可以是一個堿基的缺失、插入、堿基轉換（嘧啶－嘧啶，嘌呤－嘌呤）、堿基顛換（嘧啶－嘌呤，嘌呤－嘧啶）3.沉默突變（silentmutation）：遺傳密碼的改變并未引起氨基酸的改變，或盡管氨基酸發生了改變，但兩種氨基酸的性質和結構相近，產物的生物學特性無明顯改變，這種突變稱為沉默突變。4.致死突變（lethalmutation）：影響到關鍵性氨基酸且導致產物生物功能喪失及生物體死亡的突變。5.滲漏突變（leakymutation）：某一氨基酸改變的結果是基因產物的功能基本上沒有重大變化，改變的只是Km和最大速度等，這種突變稱為滲漏突變。6.移碼突變（frameshiftmutation）：堿基缺失或插入引起氨基酸讀碼框的移位所導致的突變稱為移碼突變。7.校正突變（suppressormutation）：移碼突變有時可由同一基因內的另一堿基的缺失或插入所抵消，但要求第二個移碼突變發生在前一突變位點的下游。這樣的第二個移碼突變稱為校正突變作業、討論題、思考題：區別不同損傷及各種突變類型。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述DNA損傷的類型及其原因。是下節課的基礎，需要很好把握。分子生物學課程教案課次11授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第四章DNA的損傷修復第二節DNA損傷的修復機制教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握DNA損傷的主要修復機制原理；熟悉DNA移損合成；了解DNA聚合酶Y家族及SOS應答機制。教學重點及難點：重點是DNA損傷修復機制。教學基本內容方法及手段第二節DNA損傷的修復一、直接修復：1.光復活修復系統:2.O6-甲基鳥嘌呤上甲基的去除：二、切除修復：（一）堿基切除修復：1.DNA糖苷酶（glycosylases）特異識別DNA中發生改變的堿基，并通過水解將其去除；2.AP核酸內切酶識別裸露脫氧核糖位點，在其5’3.最后由DNA聚合酶和連接酶將缺口修復。（二）核苷酸切除修復：這種方式可以修復DNA雙螺旋中發生的幾乎所有類型大型損傷。這種方式的步驟是:1.通過一個巨大的多酶復合物識別DNA中發生的變形，而不是某種特殊的堿基改變。2.一旦發現了變形的損傷部位，這個復合物就在其兩側切斷DNA鏈，接著解旋酶將切斷的DNA片段除去.3.最后由DNA聚合酶和連接酶修補缺口。三、重組修復：以嘧啶二聚體為例，其重組修復大致步驟如下：1.第一個DNA雙鏈（受體DNA）中的缺口，經過DNA重組被第二個正常的DNA分子（供體DNA）的同源拷貝所填補并修復。多媒體教學，結合圖片講述DNA損傷修復機制。2.供體DNA的一條鏈因重組修復而產生的新的缺口，可以通過一般途徑修復。3.受體DNA中另一條鏈上的嘧啶二聚體經由核苷酸切除修復。四、移損DNA合成1.定義：有時，正在復制的DNA聚合酶會遇到沒有被修復的嚴重損傷，如嘧啶二聚體或脫嘌呤位點等。這樣的損傷是DNA聚合酶前進的障礙，所以復制機器必須越過損傷來進行拷貝，或被強行終止復制。在細胞內，有防故障機制使復制機器繞過受損的部位，這種機制就叫做移損合成（translesionsynthesis）。2.特點：這個機制有高度的易錯性，易引入突變，但是移損合成使細胞避免了染色體不完全復制的更壞命運。3.步驟：1）當在模板中遇到損傷時，DNA聚合酶III與其滑動夾一起從DNA上脫離并被移損DNA聚合酶取代。2）移損DNA聚合酶越過模板鏈上的胸腺嘧啶二聚體繼續進行DNA的合成。3）然后移損DNA聚合酶被DNA聚合酶III替代。DNA聚合酶的Y家族SOS應答作業、討論題、思考題：區別幾種損傷修復機制的異同點。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述DNA損傷的修復機制。需要對切除修復等主要修復機制加深理解和掌握。分子生物學課程教案課次12授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第五章RNA的生物合成第一節概述教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握基因表達、轉錄、反義鏈、有義鏈等基本概念及RNA聚合酶結構與功能；熟悉RNA生物合成基本過程；了解RNA結構與種類、RNA合成特點。教學重點及難點：重點反義鏈、有義鏈等基本概念、原核與真核RNA聚合酶的性質與功能。教學基本內容方法及手段第一節概述一、一些基本概念：1.基因表達2.轉錄（transcription）3.翻譯（translation）4.反義鏈（antisensestrand）5.有義鏈（sensestrand）二、RNA的結構和種類：1.與DNA相比，RNA結構有以下4個特征：1)戊糖組分是核糖，而非脫氧核糖；2)4種堿基組分中有尿嘧啶U，沒有胸腺嘧啶T；3)以單鏈形式存在，但約一半序列通過自身回折形成局部雙鏈和雙螺旋結構；4)含稀有（修飾）堿基較多。2.RNA分子的種類1)信使RNA（messengerRNA，mRNA）2)核糖體RNA（ribosomalRNA，rRNA）3)轉移RNA（transferRNA，tRNA）三、RNA合成的特點：1.RNA是以DNA為模板，由RNA聚合酶以堿基互補的原則催化合成的；2.只有一條DNA鏈作為一個基因的RNA模板，也就是說轉錄是不對稱的；3.RNA鏈由5’-3多媒體教學，結合圖片講述一些基本概念及RNA結構、RNA合成特點、合成基本過程等。四、轉錄的基本過程：1.模板識別階段：2.轉錄起始：3.通過啟動子階段：4.轉錄的延伸：5.轉錄的終止：五、RNA聚合酶：1.原核生物RNA聚合酶：1)全酶（holoenzyme）2)核心酶（coreenzyme）3)各亞基的功能：2.真核生物RNA聚合酶：1)RNA聚合酶I2)RNA聚合酶II3)RNA聚合酶III作業、討論題、思考題：正確理解和區分有義鏈、反義鏈等基本概念。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述一些基本概念、RNA生物合成基本過程及RNA聚合酶。RNA聚合酶是合成RNA的關鍵酶，需要很好把握。分子生物學課程教案課次13授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第五章RNA的生物合成第二節原核生物的RNA生物合成教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握啟動子結構與功能；熟悉原核RNA生物合成基本過程；了解原核轉錄后加工及合成校正。教學重點及難點：原核生物啟動子區結構與功能及RNA生物合成過程。教學基本內容方法及手段第二節原核生物的RNA生物合成一、啟動子區的基本結構：1.基本概念：1)啟動子（promotor）2)轉錄單元（transcriptionunit）3)轉錄起點2.啟動子區有什么結構特點呢？1)－10區（Pribnowbox）2)－35區：TTGACA3)－10區與－35區之間的距離二、轉錄過程1.轉錄起始（注意轉錄復合物的變化）：1)封閉的二元復合物2)開放的二元復合物3)起始三元復合物4)延伸三元復合物2.轉錄延伸：1）當酶前進時，DNA被RNA聚合酶解鏈然后又復鏈；2）在RNA合成的延伸和終止時NusA因子可以代替σ因子3.轉錄終止：在細菌和噬菌體中，有兩類轉錄終止子：1)依賴ρ因子的終止子（rho-dependentterminators）2)內在（或固有）終止子（intrinsicterminators）多媒體教學，結合圖片講述啟動子結構特點即原核生物RNA合成過程。三、RNA的轉錄后加工1.tRNA及rRNA分子由某些新生RNA鏈的裂解及化學修飾形成。2.在有些RNA鏈末端加上核苷酸。如將CCA加到原來沒有此序列的tRNA分子的3’3.堿基和核糖的修飾。rRNA的某些堿基被甲基化，或一些常見的核苷酸經修飾形成稀有堿基。四、RNA合成的校正在合成RNA鏈的過程中，RNA聚合酶還執行著兩項校對（proofreading）功能：第一個為焦磷酸化編輯（pyrophosphorolyticedit）：聚合酶利用它的活性位點，在一個簡單的逆向反應中，通過重新加入PPi，催化錯誤插入的核糖核苷酸的去除。第二種為水解編輯（hydrolyticediting）：在一些Gre因子激發下，聚合酶倒退一個或更多核苷酸并切開RNA產物，去除含有錯誤序列。作業、討論題、思考題：正確理解原核生物啟動子區各組成元件的結構與功能。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述原核生物基因啟動子結構特點及RNA合成過程，是分子生物學研究領域比較成熟的內容，需要重點掌握。分子生物學課程教案課次14授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第五章RNA的生物合成第三節真核生物的RNA生物合成一、RNA聚合酶II催化的RNA合成二、RNA聚合酶I啟動子三、RNAPolIII啟動子：教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握RNA聚合酶II催化的RNA合成；熟悉RNA聚合酶I啟動子、RNAPolIII啟動子結構；了解RNA聚合酶I、III催化的RNA合成起始。教學重點及難點：重點RNA聚合酶II催化的RNA合成；教學基本內容方法及手段第三節真核生物RNA合成一、RNA聚合酶II催化的RNA合成：（一）、RNA聚合酶II及其啟動子：1.RNA聚合酶II：2.典型的RNA聚合酶II啟動子由以下兩個區域組成：1)核心啟動子（corepromoter）2)上游激活序列（upstreamactivatingsequence，UAS）3.增強子及其功能：（二）轉錄起始：1.基本轉錄裝置的形成：1)TFIID結合于TATA框及其上游序列。2)按順序先后依次加入TFIIA、TFIIB3)加入TFIIF/RNA聚合酶II4)TFIIE、TFIIH等加入，最后形成基本轉錄裝置。2.轉錄起始：1)啟動子區解旋（需要消耗ATP）2)流產性起始3)合成一定長度的RNA產物，同時聚合酶的CTD磷酸化，之后，聚合酶才能逃離啟動子進入延伸。3.幾個通用轉錄因子在起始中的作用多媒體教學，結合圖片講述真核生物各RNA聚合酶相應啟動子結構特點及催化的轉錄起始過程。二、RNA聚合酶I啟動子1.PolI的啟動子包括兩個部分：1)核心元件：位于轉錄起始位點周圍2)UCE（上游控制元件，upstreamcontrolelement）2.轉錄起始需要兩個因子參與，SL1和UBF。1)UBF首先結合到UCE的后半段；2)然后SL1在UBF的存在下結合到UCE的前半段；3)最后PolI結合上來，起始轉錄。三、PolIII啟動子：PolIII啟動子有各種形式，且絕大部分具有位于轉錄起點下游的不尋常的特征。比如tRNA基因的啟動子：包含兩個區域，盒子A和盒子B。1)TFIIIC復合體結合到啟動子區域。2)然后TFIIIB結合到起點上游DNA上，3)最后PolIII結合上來，起始轉錄。作業、討論題、思考題：比較真核與原核啟動子結構特點。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述真核生物三種RNA聚合酶對應啟動子結構特點及RNA合成過程，需要對應原核生物相應內容進行講解，以加深學生理解。分子生物學課程教案課次15授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第五章RNA的生物合成第三節真核生物的RNA生物合成四、RNA加工（mRNA前體）教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握真核生物RNA剪接過程；熟悉RNA5’端加帽、3’了解RNA編輯過程。教學重點及難點：重點RNA剪接過程；教學基本內容方法及手段第三節真核生物的RNA生物合成四、RNA加工（mRNA前體）（一）5’CapO型：其符號為m7GpppXCapI型：其符號為m7GpppXmCapII型：m7GpppXmpYm（二）3’幾乎所有的mRNA的polyA尾上游10-35個核苷酸處都有序列AAUAAA，少數為AUUAAA，是polyA的加尾信號。（三）RNA剪接1.真核生物中，大多數編碼蛋白質的基因是割裂基因。2.RNA剪接(splicing)（pre－mRNA剪接）：1)內含子和外顯子是如何相互區別并進行剪接的？RNA序列決定了在哪里進行剪接，剪接所須的RNA序列：a.5’剪接位點（b.3’剪接位點（c.分支點（branchpointsite）：最保守序列為Ad.多嘧啶區（Pytract）：靠近內含子3’2)剪接進行的機器－剪接體：RNA剪接是剪接體執行的。這個復合體包含約150種蛋白質和5種RNA，大小與核糖體差不多。3)剪接過程（剪接體成分的變化）：a.早期（E）復合體形成。多媒體教學，結合圖片講述真核生物各RNA加工方式及過程。b.A復合體形成。c.B復合體形成。d.C復合體形成。e.釋放mRNA產物及snRNP。3.自剪接內含子的剪接（罕見）：自剪接內含子（self－splicingintron）：不需要剪接體就可以把自身從pre－mRNA上切下來的內含子。自剪接內含子類型:1)I類自剪接內含子2)II類自剪接內含子（四）RNA編輯（editing）：RNA編輯：是在RNA水平上改變遺傳信息的加工過程，其結果導致成熟的RNA（主要是mRNA）編碼序列和它的轉錄模板DNA編碼序列之間不匹配。介導RNA編輯的機制有兩種：1.位點特異性脫氨基作用2.引導RNA指導的尿嘧啶插入或刪除。作業、討論題、思考題：理解三種RNA剪接方式的異同。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述真核生物RNA加工的幾種方式及其過程，屬于重點掌握的內容，需要結合圖片重點講述、加深理解。分子生物學課程教案課次16授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第五章RNA的生物合成第四節微RNA第五節逆轉錄教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握微RNA、RNA干擾基本概念及原理；熟悉逆轉錄基本過程；了解微RNA的發現及逆轉錄的應用。教學重點及難點：重點是微RNA功能及其作用原理、逆轉錄原理；教學基本內容方法及手段第四節微RNA一、細胞內的RNA1.編碼RNA：mRNA2.非編碼RNA1)tRNA2)rRNA3)小分子RNAa.siRNAsb.miRNAsc.stRNAsd.smRNAe.tncRNAsf.snoRNAsg.snRNAs二、miRNA1.定義2.作用方式三、siRNA和RNAi1.定義2.siRNA的作用方式（RNAi）：3.RNAi的應用：多媒體教學，結合圖片講述微RNA及RNA干擾機理、逆轉錄過程。第五節逆轉錄一、逆轉錄和逆轉錄酶的發現二.逆轉錄病毒（retrovirus）：1.定義：2.逆轉錄病毒的基因組：三、逆轉錄酶（reversetranscriptase）1.定義2.功能及性質四、逆轉錄1.逆轉錄（reversetranscription）定義2.逆轉錄病毒基因組復制過程五、逆轉錄病毒的生活周期1.進入宿主細胞；2.逆轉錄合成雙鏈DNA；3.整合和原病毒的形成；4.轉錄；5.翻譯和包裝。六、逆轉錄原理的應用－RT-PCR1.RT-PCR定義2.RT-PCR過程：3.RT-PCR的用途：作業、討論題、思考題：思考miRNA及siRNA、逆轉錄在實際中可能具有的重要應用。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述微RNA結構及調控機理、逆轉錄原理，為本學科較新的內容，需要結合圖片重點講述、加深理解。分子生物學課程教案課次17授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第六章蛋白質的生物合成第一節mRNA與遺傳密碼教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握mRNA性質；熟悉遺傳密碼等基本概念；了解遺傳密碼性質。教學重點及難點：重點mRNA性質、遺傳密碼概念及性質。教學基本內容方法及手段第一節mRNA與遺傳密碼一、mRNA1.mRNA分子上只有部分序列會被翻譯成多肽鏈2.真核細胞的mRNA幾乎都只有一個ORF，而原核細胞的mRNA經常含有兩個或多個ORF，因此可編碼多個多肽鏈。3.原核細胞mRNA的ORF在起始密碼子上游具有核糖體結合位點，用以募集翻譯機器。4.真核細胞mRNA的5’和35.真核細胞mRNA通過5’6.在某些mRNA中，Kozak序列。該序列可以通過與起始tRNA相互作用而提高翻譯的效率。7.3二、遺傳密碼：（一）遺傳密碼的定義：mRNA上每3個核苷酸翻譯成蛋白質多肽鏈上的一個氨基酸，這3個核苷酸就稱為遺傳密碼，也叫三聯子密碼。（二）通用遺傳密碼表：（三）、遺傳密碼的性質：1.遺傳密碼的簡并性：2.遺傳密碼的普遍性與特殊性：3.密碼子與反密碼子的相互作用：多媒體教學，結合圖片講述mRNA、遺傳密碼性質及功能。作業、討論題、思考題：理解mRNA結構與功能之間的聯系。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述mRNA的一些重要結構及其功能，遺傳密碼概念及其性質，是蛋白質生物合成的基礎。分子生物學課程教案課次18授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第六章蛋白質的生物合成第二節tRNA第三節核糖體教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握tRNA的結構與功能；熟悉核糖體結構與功能；了解rRNA的種類及功能。教學重點及難點：重點tRNA及核糖體的結構與功能。教學基本內容方法及手段第二節tRNA一、tRNA1.tRNA的結構：1)一級結構2)二級結構3)三級結構2.tRNA的功能：3.tRNA的種類1)起始tRNA和延伸tRNA：2)同工tRNA：3)校正tRNA：二、氨酰-tRNA合成酶：氨酰-tRNA合成酶是一類催化氨基酸與tRNA結合的特異酶。第三節核糖體一、核糖體核糖體是蛋白質合成場所，由幾十種蛋白質和幾中rRNA組成的亞細胞顆粒。1.核糖體的結構核糖體是一個致密的核糖核蛋白顆粒，包括兩個亞基，大亞基約為小亞基相對分子質量的一倍。每個亞基包含一個主要的rRNA成分和許多不同功能的蛋白質分子，這些大分子大都以單拷貝存在。多媒體教學，結合圖片講述tRNA、核糖體結構與功能。2.核糖體的功能核糖體至少包括5個活性中心，即mRNA結合部位、結合或接受AA-tRNA部位（A位）、結合或接受肽基tRNA的部位、肽基轉移部位（P位）及形成肽鍵的部位（轉肽酶中心）。此外，還應有負責肽鏈延伸的各種延伸因子的結合部位。核糖體小亞基負責對模板mRNA的識別與結合。大亞基負責攜帶氨基酸及tRNA的功能，肽鍵的形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的結合等，即A位、P位、轉肽酶中心等主要在大亞基上。作業、討論題、思考題：掌握tRNA結構層次及其功能，核糖體的重要活性位點。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢、李毅主編，（第二版），高等教育出版社，20022.《分子生物學》，閻隆飛，中國農業大學出版社，19973.《基因的分子生物學》，2004年Watson等著，2005年楊煥明等譯4.《GeneVIII》，BenjaminLewin編著，2004電子版，2005中文版。5.MolecularBiology(2ndEditionbyR.Weaver)20026.EssentialsofMolecularBiology,3rded.,GeorgeM.MalacinskiDavidFreifelderJonesandBartlettPublishers,1999,分子生物學精要(影印版)7.MolecularBiologyoftheCell(4thEditionbyB.Alberts)，20028.MolecularCellBiology(4thEditionbyH.Lodish)9.AdvancedMolecularBiology(byR.Twyman)課后小結：本節主要講述tRNA與核糖體的結構與功能，是蛋白質生物合成的基礎。分子生物學課程教案課次19授課方式（請打√）理論課√討論課□實驗課□習題課□其他□課時安排2授課題目（教學章、節或主題）：第六章蛋白質的生物合成第四節原核生物蛋白質的生物合成一、氨基酸的激活二、翻譯的起始三、肽鏈的延伸四、肽鏈的終止教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握蛋白質生物合成過程；熟悉蛋白質合成過程中能量消耗；了解蛋白質合成過程中參與的蛋白因子的功能。教學重點及難點：重點原核生物蛋白質生物合成過程。教學基本內容方法及手段第四節原核生物蛋白質的生物合成一、氨基酸的激活：第一步：由氨酰tRNA合成酶催化Met+tRNAfMet+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPi第二步：由轉甲酰酶催化N10-甲酰四氫葉酸+Met-tRNAfMet→四氫葉酸+fMet-tRNAfMet二、翻譯的起始：翻譯起始可分3步：第一步，30S小亞基首先與翻譯起始因子IF-1、IF-3結合，通過SD序列與mRNA模板相結合。第二步，在IF-2和GTP的幫助下，fMet-tRNAfMet進入小亞基的P位，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子配對。第三步，帶有tRNA、mRNA、3個翻譯起始因子的小亞基復合物與50S大亞基結合，GTP水解，釋放翻譯起始因子。多媒體教學，結合圖片講述蛋白質生物合成過程。三、肽鏈的延伸：1.后續的AA-tRNA與核糖體的結合：2.肽鍵的生成：3.移位：四、肽鏈的終止：當終止密碼子UAA、UAG或UGA出現在核糖體的A時，沒有相應的AA-tRNA能與之結合，而釋放因子能識別這些密碼子并與之結合，水解P位上多肽鏈與tRNA之間的二酯鍵。作業、討論題、思考題：起始氨基酸激活、蛋白質合成過程中能量消耗情況。基本教材和主要參考資料：1.《現代分子生物學》朱玉賢