《生物化学》第七版教案完整Word格式.docx
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单位
基础医学院
生物化学教研室
唐微
生物化学
日期
20XX年9月
授课章节
授课对象
学时
时间
授课地点
教材
教学
目的
重点
难点
方法
教具
授课
提纲
一、中心法则、复制的概念,复制的基本规律
1.中心法则(centraldogma):
遗传信息传递的规律。
2.复制的概念:
以DNA为模板合成DNA的过程称DNA的复制,碱基互补配对规律是DNA复制的分子基础。
3.复制的基本规律:
(1)半保留复制
半保留复制:
DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,各自为模板按碱基互补配对规律,合成与模板互补的子链。
子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一条单链则完全重新合成,两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致,这种复制方式称为半保留复制。
实验依据:
1958年,M.Messelson和F.W.Stahl用实验证明半保留复制。
意义:
半保留复制的阐明,对了解DNA的功能和物种的延续性有重大意义。
接半保留复制的方式,子代保留了亲代DNA的全部遗传信息,体现代与代之间DNA碱基序列的一致性。
(2)半不连续复制
DNA双螺旋的两股单链走向相反,一链为5’至3’方向,另一条链为3’至5’方向,复制时所形成的复制叉上的两股母链也是走向相反,因此复制时,沿母链的3’至5’是连续合成的而沿母链5’至3’方向为不连续合成的。
这种复制方式称为半不连续复制。
二、DNA复制的酶学
1.DNA复制的化学反应
复制是在酶的参与下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分子的共同参与。
(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi
2.DNA复制所需要的原料
底物:
dATP、dGTP、dCTP、dTTP;
聚合酶:
依赖DNA的DNA聚合酶,简称为DNA-pol;
模板:
解开成单链的DNA母链;
引物:
一小段RNA;
其它酶和蛋白质因子。
3.DNA聚合酶类型及特点:
DNA聚合酶具有5’→3’的聚合性质,作用:
DNA的延伸;
5’→3’的核酸的内切酶性质,作用:
切除错误DNA片段;
3’→5’的核酸外切酶性质,作用:
即时校对。
4.参与复制中的几何酶及其它酶。
引发酶:
合成一段RNA引物,供DNA复制的起始;
解旋酶:
将两螺旋DNA解开成单链,有利于复制;
单链结合蛋白:
将解开的双链结合,防止重新退火;
DNA连接酶:
将DNA片段连接起来;
拓扑酶:
使打结的双链断裂后重新连接,消去超螺旋。
三、DNA生物合成过程
1、复制的起始;
DNA的复制有固定的起始点,一般从富含AT较多的地方开始复制。
先是DNA解链酶将双链DNA解开成双链,然后单链结合蛋白结合上去,防止双链重新退火变成双链。
同时,引发酶合成一段与DNA复制点碱基序列配对的RNA,提供OH基团,为合成作准备。
2、复制的延长;
在DNA聚合酶的催化下,按照碱基因互补配对规律逐加入底物,链逐渐延长。
3、复制的终止;
到达复制子末端后,水解引物,DNA聚合酶填补缺口,DNA连接酶连接,完成DNA的复制。
4、真核生物DNA复制后末端的补平;
真核生物的DNA复制完成后,5‘端由于没有引物,这时候由端粒酶补平。
端粒酶是种反转录酶,自身带模板,在DNA的末端逐渐加上碱基,形成完整的DNA分子。
5、滚环复制和D环复制。
四、逆转录
1、逆转录概念、逆转录酶的特点;
以RNA为模板合成DNA的过程称逆转录。
逆转录酶:
依赖RNA的DNA聚合酶。
2、逆转录的基本过程。
五、DNA损伤(突变)与修复
1、突变的意义
(1)突变是进化、分化的分子基础;
(2)只有基因型改变的突变;
(3)致死性的突变;
(4)突变是某些疾病的发病基础。
2、引发突变的因素
引起突变的因素主要有物理因素、化学因素、化学诱变剂等。
物理因素:
紫外线和各种辐射,其中紫外引起DNA链上相邻的两个嘧啶碱基发生共价结合,生成嘧啶二聚体或称TT、CC二聚体。
3、突变的分子改变类型;
(1)错配
(2)缺失、插入和移框
(3)DNA分子重排
4、DNA损伤的修复类型。
(1)光修复
通过光修复酶使嘧啶二聚体解聚,DNA恢复正常。
(2)切除修复
将损伤的DNA单链直接水解,然后以相对的DNA单链的正常部分作模板而修复损伤的DNA。
(3)重组修复
损伤面太大,又不能及时修复的DNA可先进行复制,然后把正常的DNA补到缺口,这样各部都有一条正常链,以之为模板合成双链DNA。
(4)SOS修复
DNA损伤太多、难以继续复制而诱发出的一系列复制修复过程。
思考题
1.什么是遗传信息传递的中心法则?
2.DNA复制遵循什么原则?
3.DNA聚合酶有什么性质,其作用是什么?
4.参与DNA复制的几何酶有哪些,各起什么作用?
5.什么是半不连续复制和半保留复制,各自的实验依据是什么?
6.DNA复制的基本过程是什么?
7.什么是冈奇片段?
8.什么是复制叉(replicationfork)、复制体(replicasome)、复制子(replicon)?
9.什么是逆转录,其基本过程是什么?
10.什么是突变,哪些因素引起DNA突变?
11.突变的分子改变类型有哪些?
12.DNA损伤有几种类型,其修复过程如何?
授课特点
1.首先把前面所学的第一篇和第二篇的内容进行概要复习,再通过图片和实例切入到本篇所要学习的内容,承上启下;
2.先介绍本篇和本章内容概要,教学目标和要求,使学生明了本篇和本章应该学习哪些内容和重点内容;
3.就相应内容联系临床和生活实例,提高学习兴趣;
4.采用启发式教学,适当提问,启迪学生思维;
5.介绍学习方法,提高教学效果。
第三篇基因信息传递·
第十一章转录
20XX级本科
临床专业1、2、3班
4
2008.10.19/26
5315、5506、2301教室
《生物化学》·
第七版·
人民卫生出版社
1、掌握:
复制与转录的区别与联系,RNA聚合酶的组成、结构,原核生物和真核生物的启动子的组成特点,真核生物的转录后加工。
2、熟悉:
顺式作用元件、反式作用因子,转录的基本过程。
3、了解:
RNA转录因子的结合及启动。
1.重点:
复制与转录的区别与联系,原核生物RNA聚合酶的组成及各亚基的功能,真核生物RNA聚合酶的种类及产物,原核生物转录终止子的类型及结构。
2.难点:
原核生物和真核生物启动子的组成及特点。
大课讲授,适当结合临床
多媒体教学课件
概述,遗传传递的中心法则、转录的概念等5mins
第一节转录的模板及引物
1.转录模板10mins
2.RNA聚合酶25mins
第二节转录过程
1.原核生物的RNA聚合酶及其启动子20min
2.真核生物的RNA聚合酶及其启动15mins
小结5mins
第三节转录的基本过程
1.原核生物转录的基本过程20mins
2.真核生物转达录的基本过程15mins
第四节真核生物转录后修饰
1.真核生物mRNA转录后加工15mins
2.tRNA转录后加工15mins
3.rRNA转录后加工10mins
总结5mins
一、中心法则、转录的概念、转录的基本规律
遗传信息传递的基本规律。
2.转录的概念:
以DNA为模板合成RNA的过程称转录,碱基互补配对规律是也是转录的分子基础。
3.转录的基本规律:
不对称转录,它包括发下两个主面含义。
(1)转录时只有一条链作模板进行转录;
(2)模板并非永远在同一条链上。
二、转录的化学反应及其原料
1.转录的化学反应:
(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+PPi
2.RNA转录所需要的原料等:
ATP、GTP、CTP、TTP;
依赖DNA的RNA聚合酶,简称为RNA-pol;
3.转录的基本过程:
与DNA链合成一样,RNA链的合成也是从5’向3’端进行的,此过程由RNA聚合酶(RNApolymerase)催化。
RNA聚合酶首先在启动子部位(promoter)与DNA结合,形成转录泡(transcriptionbubble),并开始转录。
在原核生物中只有一种RNA聚合酶完成所有RNA的转录;
而在真核生物中,有3种不同的RNA聚合酶控制不同类型RNA的合成。
RNA合成也同样遵循碱基配对的规则,只是U代替了T。
4.原核生物RNA聚合酶:
RNA聚合酶具有5’→3’的聚合性质。
包括核心酶和全酶,核心酶由α2ββ’构成,核心酶加上σ因子为全酶,即σα2ββ’,其中σ亚基识别转录起始点,α亚基决定哪些基因被转录,β’亚基与模板结合,β亚基具有催化功能。
5.RNA合成的一般特点:
RNA的合成与DNA合成从总体上看来非常相似,但有以下三方面明显不同:
①所用的原料为核苷三磷酸,而在DNA合成时则为脱氧核苷三磷酸;
②只有一条DNA链被用作模板,而DNA合成时两条链分别用作模板;
③RNA链的合成不需要引物,而DNA合成一定要引物的引导。
转录合成的RNA链,除了U替换为T外,与用作模板的DNA链互补,而与另一条非模板链相同。
如果转录的RNA是mRNA,其信息最后通过密码子决定蛋白质的合成。
通常将用作模板进行RNA转录的DNA链称作为模板链(templatestrand);
而另一条则称为非模板链(nontemplatestrand).
二、原核生物RNA的合成
通常把转录后形成一个RNA分子的一段DNA序列称为一个转录单位(transcriptunit)。
一个转录单位可能刚好是一个基因,也可能含有多个基因。
在细菌等原核生物中一个转录单位通常含有多个基因,而真核生物中则大多含有一个基因。
RNA的转录可以分为三步:
1.RNA链的起始;
2.RNA链的延长;
3.RNA链的终止及新链的释放。
RNA链转录的起始首先是RNA聚合酶在δ因子的作用下与DNA上的启动子部位结合,并在RNA聚合没的催化下使DNA的双链解离,形成转录泡,为RNA合成提供单链模板,并按碱基配对原则,结合核苷酸,在核苷酸之间形成磷酸二脂键,使其相连,形成RNA新链。
δ因子在RNA链伸长到8~9个核酸后,就被释放,然后由核心酶催化RNA的延伸。
链的延伸
RNA链的延伸是在δ因子释放之后,在RNA聚合酶四聚体核心酶的催化下进行。
因RNA聚合酶同时具有解开DNA双链并使其重新闭合的功能。
随着RNA的延伸,RNA聚合酶使DNA双链不断解开和重新闭合。
RNA转录泡的大小约为1
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