生物化学教案-第一章核酸的结构与功能-4学时

补充内容和 时间分配 （10 分钟） 课程回顾
（30 分钟） 讲授新课， 三中 RNA 的 结构与功 能。
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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。 帽子结构和多聚 A 尾的功能： （二）tRNA 的结构与功能 1、tRNA 的一级结构特点
苷酸的平均分子量就可计算出 DNA 的分子量。
二、DNA 的变性与杂交
1. DNA 的变性：在外界因素的影响下，维持 DNA 双螺旋的碱基堆积力和氢键遭到破
坏，使 DNA 发生解链，物化性质随之改变，生物活性丧失的现象。
这些因素包括：加热、有机试剂等
理化性质改变包括：A260 增大、粘度下降。
2. DNA 的热变性：给 DNA 溶液加热可使其解链。伴随有增色效应：A260 增大（原
3.DNA 的一级结构；（掌握重点）
4.DNA 的二级结构。（掌握难点）
思考题、作业题、讨论题： 1、RNA 包括哪几种？他们的主要生理功能是什么? 2、tRNA 二级结构有何特点？ 3、什么是核酸的变性和复性？
课后总结分析： 内容抽象不易理解，课程进度不宜太快，尽量多用图片或动画使内容更直观。
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教学方法、手段： 板书、多媒体技术辅助教学
模型□
实物□
挂图□
其他□
教学重点、难点： RNA 的结构特点
教学内容及过程设计
一、课程回顾： 第一节 核酸的种类、分布与化学组成
一、核酸的概念 二、核酸的分类、分布与功能 三、核酸的化学组成 第二节 核酸的结构与功能 一、碱基组成规则(Chargaff 规则) （重点） 二、DNA 的一级结构 三、DNA 的二级结构（重点） 二、讲授新课： 二、RNA 的二级结构 RNA 的种类： mRNA：信使 RNA，是从基因上转录下来去指导蛋白质合成的 RNA。 tRNA：转运 RNA，在蛋白质合成过程中运输氨基酸。 rRNA：核糖体 RNA，是核糖体的组成部分。 它们都是单链分子 （一）信使 RNA 的结构与功能 * 真核生物 mRNA 的结构特点
因是暴露了碱基）。DNA 的热变性可以用 DNA 的熔点来描述。
DNA 的熔点：Tm：加热使一半 DNA 解链时的温度。在 Tm 时，A260＝A260 最大/2
影响 Tm 的因素：
DNA 分子中的碱基比：GC/AT↑Tm↑，原因是 G＝C，A＝T，经验公式：GC％＝（Tm-69.3）
×244
介质的离子强度：I↑Tm↑。
旋的破坏和恢复。
4.核酸的分子杂交：将不同来源的 DNA 单链以及将 DNA 单链和 RNA 形成双螺旋的方
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法。产物叫杂交分子。 核酸分子杂交的意义： 发现原核生物的基因是连续基因，而真核生物的基因是断裂基因。 连续基因：基因中的 bp 序列能够连续的在成熟的蛋白质中找到其相应的氨基酸， 电镜显示这种基因能够和它的成熟 mRNA 形成平滑的杂交分子。 断裂基因：基因中的 bp 序列能够断续的在成熟的蛋白质中找到其相应的氨基酸， 电镜显示这种基因和它的成熟 mRNA 只能形成带泡的杂交分子。 发现癌基因的普遍性：肿瘤病毒的 RNA 能够与人类正常的 DNA 分子形成带泡的杂交 分子。
苷酸。
4.两条链被碱基对之间的氢键连为一体，碱基按互补原则进行配对，A＝T， 10 分钟，课
CG。
程小结
双螺旋结构上有两条螺形凹沟。一条大沟，一条小沟。
强调双螺旋最重要的内容是碱基配对（base pairing）的特异性。
（二）DNA 双螺旋结构的多态性
本此课程小结：（把本次课程讲解的内容总结并板书，强调重难点、考点）
复杂度↑Tm↑，复杂度指 DNA 分子中的最小重复单位中的 bp 个数。例如：d（AT/TA）
n，复杂度为 2，d（ATTA/T 氨基酸 T）n 的复杂度为 4。
3. DNA 的复性：撤出变性因素后，DNA 可以重新形成双螺旋，物化性质随之恢复。
其中伴随着减色效应，即 A260 减低。RNA 也具有变性和复性现象，它是指局部双螺
心、敬业精神、团队意识、职业操守等。事实表明，很多大学生在这些方面存在不 容的回顾
足。有记者调查发现，缺乏独立性、会抢风头、不愿下基层吃苦等表现容易断送大
学生的前程。如厦门博格管理咨询公司的郑甫弘在他所进行的一次招聘中，一位来
自上海某名牌大学的女生在中文笔试和外语口试中都很优秀，但被最后一轮面试淘
汰。他说：“我最后不经意地问她，你可能被安排在大客户经理助理的岗位，但你 （10 分钟）
3.碱的作用：DNA 耐碱，RNA 易被碱水解。
化性质比较
4.显色反应：鉴别 DNA 和 RNA
着讲解。
5.溶解性：都溶于水而不溶于乙醇，因此，常用乙醇来沉淀溶液中的 DNA 和 RNA。
DNA 溶于苯酚而 RNA 不溶，故可用苯酚来沉淀 RNA。
6.紫外吸收：核酸的λm＝260nm，碱基展开程度越大，紫外吸收就越强。
第一节 核酸的种类、分布与化学组成
一、核酸的概念
二、核酸的分类、分布与功能
三、核酸的化学组成
第二节 DNA 的结构
一、碱基组成规则(Chargaff 规则) （重点）
二、DNA 的一级结构
三、DNA 的二级结构（重点）
小结：
1.核酸的种类、分布与化学组成；（掌握）
2.碱基组成规则(Chargaff 规则)；（掌握重点）
讲解 DNA 的
3．不受年龄、营养、性别及其他环境等影响
结构，这段内
二、DNA 的一级结构
容抽象，利用
（一）定义
图片进行细
DNA 一级结构是由数量庞大的四种脱氧核糖核苷酸按一定顺序通过 3’，5’ 致的讲解
－磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。
（二）多核苷酸的几种缩写法
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（三）生物的遗传信息储存在 DNA 的核苷酸顺序（碱基顺序）中。
教学方法、手段： 理论讲解、动画、板书
教学重点、难点： DNA 和 RNA 的空间结构
教学内容及过程设计
补充内容和 时间分配
思想教育：
有意识地培养职业道德、职业态度、职业作风等方面的隐性素养。隐性职业素 （10 分钟）
养是大学生职业素养的核心内容。核心职业素养体现在很多方面，如独立性、责任 对 上 次 课 内
学生产生兴
一、碱基组成规则(Chargaff 规则)
趣。
Chargaff 定则
1.所有 DNA 中 A 与 T 的摩尔含量相等，C 与 G 的摩尔含量相等。 [A]=[T]，
[G]=[C]；
[A]+[G]=[T]+[C](嘌呤与嘧啶的总数相等)
（20 分钟）
2.DNA 的碱基组成具有种的特异性。无组织、器官特异性
一、核酸的概念
核酸(nucleic acid)以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传
递遗传信息。
（20 分钟）
DNA（Deoxyribonucleic acid)脱氧核糖核酸
讲授新课主
RNA（Ribonucleic acid) 核糖核酸
要核酸的核
酸的化学组
二、核酸的化学组成
成。
（一）戊糖
（二）碱基
1874 个核苷酸 占总重量的 50%
大亚基
50S
60S
rRNA
23S
2940 个核苷酸
28S
4718 个核苷酸
5S
120 个核苷酸
5.85S
160 个核苷酸
5S
120 个核苷酸
蛋白质
31 种
占总重量的 30%
49 种
占总重量的 35%
氨基酸臂、DHU 环、 反密码环、额外环、TΨC 环 3、tRNA 的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。 （三）rRNA 的结构与功能 三、DNA 的三级结构：在双螺旋结构基础上形成的超螺旋 1．两种超螺旋及其意义 正超螺旋：左手超螺旋，是 B-DNA 加剧螺旋形成的超螺旋，用绳子示意，非自然选 择，不利于基因表达。 负超螺旋：右手超螺旋，是 B-DNA 减弱螺旋形成的超螺旋，用绳子示意，自然选择， 利于基因表达。 解链环状 DNA：将环状双链 DNA 中的一条链切断，也可加剧或减弱原来的螺旋，进 而形成正超螺旋或负超螺旋，
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超螺旋的描述：略
RNA 的三级结构：
第三节 核酸的理化性质
一、一般性质
（30 分钟）
1．两性解离：DNA 无，只有酸解离（P），碱基被屏蔽（在分子内部形成了 H 键）。 核酸理化性
RNA 有，有 PI。
质的讲解，
2.粘度大：DNA>RNA，粘度由分子长度/直径决定，DNA 为线状分子，RNA 为线团。 与蛋白质理
磷酸基团数目
戊糖种类
（10 分钟）
2.组成核酸的结构单位是 5’－单核苷酸
讲
授
3.核苷酸是许多酶的辅因子的组分(简单介绍,以后在维生素和附酶一 Chargaff 定
章会详细讲)
则，以例子的
4.环腺苷酸（cAMP）是细胞通讯的媒介
形式把各个
第二信使（这里结合信号途径举例激发学生好奇心）
点讲清楚，使
第二节 DNA 的结构
容易受伤。因此，大学生应该有意识地在学校的学习和生活中主动培养独立性、学
会分享、感恩、勇于承担责任，不要把错误和责任都归咎于他人。自己摔倒了不能
怪路不好，要先检讨自己，承认自己的错误和不足。
一、 课程回顾