《分子生物学》PPT课件 南阳师范学院 杨柯金

 
课件内容： 
绪论 
（一）知识与技能目标 通过学习，可定义分子生物学的基本概念；可从分子水平解释生物起源、遗传、发育三大经典问题；可列举分子生物学的研究内容；可说出分子生物学的发展历史。 （二）过程与方法目标 在学习的过程中，提高文献查阅能力和自主学习能力；在学习过程中，注重自主、合作、探究，体验“PBL”的学习模式，不“死记硬背”。在学习的过程中，学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决生活中遇到的问题，学会学习。 （三）情感、态度和价值观目标 肺炎链球菌转化实验→严谨治学、迎难而上，创新精神；噬菌体侵染细菌实验→善于思考、逻辑推理，敢于质疑和创新；DNA双螺旋结构→抽象思维，交流合作、集体主义精神；中心法则→辩证、动态发展的科学思想，学无止境；性状和基因关系证明的发展→科学发展无止境，勇于创新。 
1.1分子生物学概述 
1.2分子生物学的前世今生 
染色体与DNA 
（一）知识与技能目标 通过学习，可列举染色体化学的组成成份和功能、染色体DNA的四级结构内容及特点、原核生物和真核生物DNA结构特点、DNA复制的方向和类型、原核生物和真核生物DNA复制的特点、DNA修复的方式。可描述染色体的包装、真核生物和原核生物DNA复制的过程、DNA损伤修复的过程、DNA转座的过程。可总结核小体结构推导的方法。可设计实验证明DNA的半保留和半不连续复制、并测定DNA的复制方向和复制速率。 （二）过程与方法目标 学生在学习的过程中，可自主学习“线上分子生物学”课程，并独立查阅文献，从众多资源中汲取、整理、归纳信息；学生在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；学生在学习的过程中，学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决科研、生活中遇到的问题。 （三） 情感、态度和价值观目标 DNA 双螺旋结构→否定之否定定律、道路是曲折的，而前途是光明的DNA 双螺旋结构的破译过程→学科交叉、资源共享、团结协作DNA复制→理想信念、价值观、辩证思维DNA复制起始→万事开头难、扣好人生第一粒扣子DNA复制需要引物→“见贤思齐焉”DNA突变和损伤→批评与自我批评、竞争与淘汰DNA修复→完善自我、工匠精神、用进废退线粒体与叶绿体DNA 复制→比较其与核DNA复制的区别→它们之间相对独立又相互协调→同他人合作时要有自己独立的思考能力，从而达到彼此间的合作共赢。 
2.1 染色体的组成 
2.2 染色体上的蛋白质 
2.3 染色体上的DNA 
2.4 染色质和核小体 
2.5 DNA的结构 
2.6 DNA的复制相关的概念 
2.7 DNA复制的方式、方向和速度 
2.8 DNA复制酶 
2.9 DNA复制的过程 
2.10 DNA的修复 
生物信息的传递（上）-从DNA到RNA 
（一）知识与技能目标 通过学习，可定义转录、模板链、启动子、RNA编辑等相关的概念；可列举细胞内RNA的种类及其功能；可描述三大类主要RNA的基本结构特点；可分析原核和真核生物中mRNA的区别与联系；可列举真核生物中内含子的种类，并可描述其内含子拼接过程。可描述三大类主要RNA的转录及转录后加工的过程。 （二）过程与方法目标 在学习的过程中，可自主学习“线上分子生物学”课程，并独立查阅文献，从众多资源中汲取、整理、归纳信息；可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决科研、生活中遇到的问题。 （三） 情感、态度和价值观目标 RNA聚合酶种类繁多→团结就是力量、集体主义精神；转录过程顺式元件、反式因子共同作用→团结就是力量、集体主义精神；tRNA功能→勤勤恳恳、服务人民和淡泊名利的雷锋精神。 
3.1 RNA的结构、分类和功能 
3.2 转录相关的基本概念 
3.3 RNA聚合酶 
3.4 启动子 
3.5 转录的基本过程 
3.6 内含子的剪接 
3.7 mRNA的转录后加工 
3.8 tRNA的转录后加工 
3.9 rRNA的转录后加工 
3.10 RNA可变剪接-RNA编辑-RNA再编码 
生物信息的传递（下）-从mRNA到蛋白质 
（一） 知识与技能目标 通过学习，可描述蛋白质的结构组成；可列举蛋白质合成的基本元件，并描述其结构和功能；可描述蛋白质合成的基本过程，并可归纳总结原核生物和真核生物中蛋白质合成过程的异同。可列举蛋白质合成后的加工、修饰等；可列举蛋白质转运方式，并可描述蛋白质进入不同细胞器的过程；可列举影响蛋白质稳定性的因素。 （二 ）过程与方法目标 在学习的过程中，可自主学习“线上分子生物学”课程，并独立查阅文献，从众多资源中汲取、整理、归纳信息；可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决科研、生活中遇到的问题。 （三）情感、态度和价值观目标 遗传密码→无论动植物、微生物都分享着同一套遗传密码，基因序列都存在一定的相似度→世界如同一个地球村，需要和平共处、和谐相处，应当爱护自然、善待生命。 
4.1 遗传密码-三联子 
4.2 密码子的破译 
4.3 tRNA 
4.4 核糖体 
4.5 蛋白质的合成过程-氨基酸的活化 
4.6 多肽链合成的起始 
4.7 多肽链合成的延伸 
4.8 多肽链合成的终止 
4.9 多肽链的折叠和加工修饰 
4.10 蛋白质的分选-翻译转运同步 
4.11 蛋白质的分选-翻译后转运 
原核基因表达调控 
（一）知识与技能目标 通过学习，可定义原核生物基因表达调控的可阻遏、可诱导、正转录调控与负转录调控；可列举乳糖操纵子的组成、并描述其调控过程；能灵活运用乳糖操纵子的调控模型，解释葡萄糖效应，并能利用乳糖操纵子原理，设计实验进行阳性克隆的筛选。可描述色氨酸操纵子的阻遏及弱化系统；可描述阿拉伯糖操纵子的正负调节系统；可列举至少两种多启动子调控的操纵子，并可简单描述其调控过程；可归纳总结原核生物基因表达转录水平的调控方式；可列举至少六种以上原核生物转录后的调控方式。（二）过程与方法目标 在学习的过程中，可自主学习“线上分子生物学”课程，并独立查阅文献，从众多资源中汲取、整理、归纳信息；学生在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；学生在学习的过程中，学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决科研、生活中遇到的问题。（三）情感、态度和价值观目标 基因表达调控层次多样、有条不紊→组织、协调能力，严谨细致的作风；乳糖操纵子正负调控机制→自我支配和调节能力，防范于未然；色氨酸操纵子调控机制→微观、宏观分析，发散思维和应变能力。 
5.1 原核基因表达调控总论 
5.2 乳糖操纵子 
5.3 乳糖操纵子的补充说明 
5.4 乳糖操纵子的应用-蓝白斑筛选 
5.5 色氨酸操纵子 
5.6 阿拉伯糖操纵子 
5.7 半乳糖操纵子 
5.8 原核基因转录后调控 
真核基因表达调控 
（一）知识与技能目标 通过学习，能列举真核基因的结构特点；能描述真核基因表达调控的总体情况；能列举真核生物在DNA水平上至少5种的基因表达调控方式；能列举真核生物转录水平调控相关的顺式作用元件，并能说出它们自己的功能；能列举真核生物中反式作用因子与DNA结合结构域中常见的结构模式，及转录激活结构域中常见的结构特点；能描述真核生物RNA加工成熟过程的调控方式，并可熟练说出各过程的具体过程；能描述真核基因翻译及蛋白质加工水平的调控方式；能从整体水平描述、真核基因表达调控的方式、方法。（二）过程与方法目标 在学习的过程中，可自主学习“线上分子生物学”课程，并独立查阅文献，从众多资源中汲取、整理、归纳信息；在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；在学习的过程中，学会发现问题、思考问题、并能用所学知识解决科研、生活中遇到的问题。（三）情感、态度和价值观目标 基因表达调控层次多样、有条不紊→组织、协调能力，严谨细致的作风；多个基因参与同一调节途径、网状调控→从不同角度观察世界，应对和处理学习生活中的复杂问题→遇到逆境时，要放平心态，积极思考应对之策；处于顺境时，也不可傲慢，应该依然保持谦虚谨慎之心，居安思危，从而树立正确的顺逆观； 
6.1 真核基因表达调控总论 
6.2 开放型活性染色质结构对转录的影响 
6.3 真核生物DNA水平上的基因表达调控-基因扩增、基因丢失、基因重排、基因转换 
6.4 DNA甲基化对基因活性的调控 
6.5 组蛋白的修饰对基因表达的影响 
6.6 真核基因表达的转录水平调控 
6.7 干扰小RNA对真核基因表达的调控 
6.8 miRNA对真核基因表达的调控 
6.9 真核基因表达的翻译水平调控 
分子生物学研究法（上）-DNA、RNA及蛋白质操作技术 
（一）知识与技能目标 通过学习，可列举常用的核酸电泳的方法及常用的染色剂。可根据电泳胶图对核酸的大小、纯度、浓度进行分析。可描述分子杂交的原理，可列举探针的种类，可说出至少两种标记探针的方法，可说出分子杂交的常规步骤及影响因素。可在实验设计时灵活应用分子杂交技术，解决问题。可定义PCR，可描述PCR的原理；能列举PCR反应体系组成 可澄清PCR的反应产物 可归纳PCR反应特点；能举出2个以上PCR在现实生活中的应用例子。可定义文库，可描述文库构建的原理，可列举文库的种类，可描述文库构建基本步骤，并能根据实验情况设计实验对文库进行筛选，并能对所设计的实验进行评价。 （二 ）过程与方法目标 可通过课下自学、查阅核酸电泳、分子杂交、PCR应用、文库构建等相关文献，具有自主学习的能力；在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；在学习的过程中，能发现问题、思考并解决问题。 （三）情感、态度和价值观目标 通过了解PCR技术在新冠病毒检测和疫苗制备中的应用，增强民族自豪感；通过了解PCR诞生过程，体会科学家的“坚持不懈”；通过感知PCR的作用特点，增强遵纪守法意识。 
7.1 核酸凝胶电泳 
7.2 琼脂糖凝胶电泳 
7.3 分子杂交概述 
7.4 常见的分子杂交 
7.5 聚合酶链式反应（PCR） 
7.6 基因文库 
7.7 基因组文库的构建 
7.8 cDNA文库的构建 
7.9 文库的筛选 
分子生物学研究法（下）-基因功能研究技术 
（一）知识与技能目标 通过学习，可描述植物中常见的基因沉默及定点编辑手段的原理，并可根据具体情况设计实验完成基因敲除、定点编辑等操作。通过学习，可列举常见的报告基因的种类和研究蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA之间相互作用基本方法，并能描述其原理，可根据具体的情况设计实验方案，解决问题，并能对设计的实验方案进行评价。 （二）过程与方法目标 可通过课下自学、查阅基因改造、报告基因、基因功能研究等相关文献，具有自主学习的能力；在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；在学习的过程中，能发现问题、思考并解决问题。 （三）情感、态度和价值观目标 通过学习研究同一问题，科研人员使用不同的方法，体味科研人员“严谨”。通过认识不同方法的局限性，认识人类认识的局限性。 
8.1 基因敲除 
8.2 下调基因表达 
8.3 基因组定点编辑 
8.4 报告基因 
8.5 蛋白质互作 
8.6 蛋白和核酸互作 
分子生物学的应用 
（一）知识与技能目标 通过学习，可列举基因治疗的主要途径、可描述基本原理，可 总结出肿瘤和癌症基因的表达调控，可说出HIV、HBV、禽流感及其SARS感染的分子机制。可列举植物开花时间的几种调控途径。可描述果蝇胚胎发育的极性调控机制、植物花器官和开花时间调控的分子机理。通过学习，可说出掌握人类基因组计划的研究目的、进展、人类基因组计划中涉及的四张图，可列举目前较流行的高能量测序的方法、可描述其原理，可说出人类基因组计划的后基因组计划。 （二）过程与方法目标 可通过课下自学、查阅发育、疾病治疗和人类基因组计划等相关文献，具有自主学习的能力；在学习的过程中，可以通过课堂讨论、论坛讨论等方法在小组和班级等场合表达和交流学习成果；在学习的过程中，能发现问题、思考并解决问题。 （三）情感、态度和价值观目标 人类免疫缺陷病毒—HIV→正 确 认 知 艾 滋 ，增 加 自 我 保 护 意识，洁身自好；人类免疫缺陷病毒—HIV→基因治疗→遵守科研伦理道德；发育是多基因协调表达调控的结果→团结友爱、协同合作；人类基因组计划→基因组测序是一个具有划时代意义的技术，中国科学家于 1999 年 9月被接纳为国际人类基因组织的成员，并承担了人类第三号染色体的测定任务→爱国情怀、民族使命感，树立远大的理想，为下一代新兴技术的产生而努力拼搏、刻苦钻研，在不违背自然规律、伦理道德的情况下，充分发挥主观能动性、大胆创新，不懈努力；基因→认“基因的重要性”反对“基因决定论”；后基因组时代→我国科学家在水 稻 、家 蚕 、大 熊 猫 基 因 组研究方面取得的成绩→民族自信心和自豪感，并树立为国家科技进步、民族伟大复兴做出贡献的伟大理想。 
9.1严重急性呼吸综合征 
9.2 基因治疗 
9.3 人类基因组计划