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课程名称 生物化学和分子生物学 授课对象 2005级本科 授课学时 2 教学目的与要求 章 节 第二章 1-3节 授课时间 2006.9.6 授课地点 六教室 掌握：核酸一级结构特点。DNA、各种RNA的空间结构特点和功能。 了解：核酸的分类、化学组成、核苷酸的生理功能及结构特点。 重点：核苷酸的结构与生理功能。DNA、mRNA、tRNA、rRNA的结构特点、功能。 难点：DNA双螺旋模型结构要点。.mRNA、tRNA、rRNA的结构特点。 教学重点与难点 教学方法 教具 讲授式＋背景启发式。通过双螺旋发现背景的介绍，让同学们自己发现双螺旋。并通过形象 的Powerpoint将双螺旋展示给大家。 黑板＋多媒体教学 DNA右双螺旋结构模型要点总结 右双螺旋，反向平行 碱基在内，主链在外 板书提纲 碱基互补，A＝T，G≡C 螺旋一圈，十对碱基 结构稳定，副键维系 大沟小沟，调节关键 第二章 核酸的结构与功能 第一节 核酸的化学组成及一级结构 20min 一、核苷酸的结构 碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。 核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，即核酸。 二、核酸的一级结构 核酸中核苷酸的排列顺序。 由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。 教学步骤 (明确核酸序列的书写方法，5’在左3’在右，与蛋白质一级结构书写方法N在左C在右 相对应。) 第二节 DNA的空间结构与功能 40min 一、 DNA的二级结构----双螺旋结构模型 (一) DNA双螺旋结构的研究背景 碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] ? [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 DNA纤维的X-线衍射图谱分析 (二) DNA双螺旋结构模型要点 DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架， 以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。 螺旋直径为2nm，形成大沟(major groove)及小沟(minor groove)相间。碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧，与对侧碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T; G?C） 。 相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。 (用图表与学生一起总结归纳蛋白质二级结构中α螺旋与DNA双螺旋之间的异同点，进而帮助学生消化理解相关知识点。) (三) DNA双螺旋结构的多样性 二、 DNA超螺旋结构及其在染色质中的组装 (一) DNA的超螺旋结构 (二)原核生物DNA的高级结构 (三)DNA在真核生物细胞内的组装 (介绍一些研究新进展，表观遗传学的内容，即对组蛋白进行基团修饰，进而对基因表达调控起作用，激发学生学习兴趣) 三、DNA的功能 DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。 教学步骤 第三节 RNA的结构与功能 40min 一、信使RNA的结构与功能 mRNA结构特点 1.大多数真核mRNA的5′末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C′2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。 2.大多数真核mRNA的3′末端有一个多聚腺苷酸(polyA)结构，称为多聚A尾。 mRNA的功能 把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。 二、转运RNA的结构与功能 tRNA的一级结构特点 tRNA的二级结构——三叶草形 tRNA的三级结构—— 倒L形 tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。 三、核蛋白体RNA的结构与功能 rRNA的结构 rRNA的功能 参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。 四、其他小分子RNA及RNA组学 讲解基本概念，介绍小分子RNA和RNA组学研究新进展 思考题或2.简述DNA与RNA有哪些不同？ 作业 1.举例说明核苷酸的生理功能？ 3.细胞几种RNA的结构特点和主要功能？ 第一次在生化课上接触分子生物学中关于核酸的基本知识点，但学生的接受能力较好，基本上能够掌握教学要求的内容。一些学生对于核酸研究新进展的介绍很感兴趣，在课后询问相关知识，这些提示我们备课一定要多查找相关资料，弥补教材的不足。 课后记
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课程名称 生物化学和分子生物学 授课对象 2005级本科 授课学时 2 第二章4-5节 第三章 1节 授课时间 2006.9.11 授课地点 六教室 章 节 教学目的掌握：核酸的理化性质及应用。酶分子的结构与功能。 与要求 教学重点重点：核酸的理化性质和功能。酶的活性中心 与难点 教学方法 教具 讲授式＋启发式。通过实际例子的介绍，引出主体，并给出DNA的变性、复性、杂交 的概念及其应用。 黑板＋多媒体教学 酶的不同形式 ? 单体酶(monomeric enzyme) ? 寡聚酶(oligomeric enzyme) 板书提纲 ? 多酶体系(multienzyme system) ? 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)： 第四节 核酸的理化性质、变性和复性及其应用 40min 一、核酸的一般理化性质 （10min） 紫外吸收 260nm (比较核酸与蛋白质最大紫外吸收波长的不同，提示学生不要混淆。) 二、DNA的变性 （15min） DNA的变性(denaturation)：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。 DNA变性的本质：双链间氢键的断裂 增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。 Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的 50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(melting temperature, Tm)。其大小与 教学步骤 G+C含量成正比。 (比较蛋白质变性与核酸变性的异同点) 三、DNA的复性与分子杂交 （15min） 在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性 减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。 核酸分子杂交(hybridization) ：在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA 单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基 配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链 (heteroduplex)。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和 RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。 核酸分子杂交的应用：研究DNA分子中某一种基因的位置，确定两种核酸分子间的序列 相似性，检测某些专一序列在待检样品中存在与否，是基因芯片技术的基础。 第五节 核酸酶 10min 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶 依据底物不同分类 DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解DNA。 RNA酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解RNA。 依据切割部位不同 核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。 核酸外切酶：5′→3′或3′→5′核酸外切酶。 功能：生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解 核 酶 催化性RNA (ribozyme) 作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。 催化性DNA (DNAzyme) 人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。 (明确核酸酶与核酶的本质：核酸酶本质是蛋白质，核酶本质是核酸。) 第三章 酶 第一节 酶的分子结构与功能 50min 一、酶的分子组成 （30min） 酶的不同形式 ? 单体酶(monomeric enzyme)：仅具有三级结构的酶。 ? 寡聚酶(oligomeric enzyme)：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。 ? 多酶体系(multienzyme system)：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。 ? 多功能酶(multifunctional enzyme)或串联酶(tandem enzyme)：一些多酶体系在教学步骤 进化过程中由于基因的融合，多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶。 酶蛋白决定反应的特异性 辅助因子决定反应的种类与性质 ? 金属离子的作用 稳定酶的构象； 参与催化反应，传递电子； 在酶与底物间起桥梁作用； 中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。 ? 小分子有机化合物的作用(结合维生素知识进行教学) 在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。 二、酶的活性中心 （20min） 必需基团(essential group) 酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。 酶的活性中心(active center)：或称活性部位(active site)，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。 ? 活性中心内的必需基团 结合基团(binding group)与底物相结合 催化基团(catalytic group)催化底物转变成产物 活性中心外的必需基团：位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。 思考题或作业 课后记 1.什么是DNA的增色效应和减色效应？ 2. 酶的必需基团有几种?各有什么作用? 本次课内容学生易理解，效果较好。
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课程名称 生物化学和分子生物学 授课对象 2005级本科 授课学时 2 教学目的与要求 章 节 第三章2-3节 授课时间 2006.9.13 授课地点 六教室 掌握：底物浓度、酶浓度对酶促反应速度的影响。 了解：酶促反应的特点和机制. 重点:酶促反应的特点。双倒数方程图象。 难点:米氏方程的推导过程。 教学重点与难点 教学方法 讲授式＋启发式+举例。板书推导米式方程，强化学生的理解和记忆。 教具 黑板＋多媒体教学 板书提纲