第一篇:分子生物學(xué)教學(xué)改革總結(jié)2014-7-7
高校課堂教學(xué)改革工作總結(jié)
(陳珂珂)
本學(xué)期在2012級生物技術(shù)專業(yè)進行了《分子生物學(xué)》課程教學(xué)改革的初步嘗試,以改變傳統(tǒng)的“教師教、學(xué)生學(xué)”的死板的課堂教學(xué)為目的,促進學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對知識掌握的牢固性,我從兩個方面著手進行了改革,改革的效果和不足總結(jié)如下:
一、課堂測試及課后作業(yè)
大學(xué)的教學(xué)比較開放,教師對課堂的管理較中學(xué)松懈很多,教師對學(xué)生知識的掌握程度了解度不夠,學(xué)生基本靠自主學(xué)習(xí),有部分同學(xué)的學(xué)習(xí)就比較盲目無重點。同時在課下,教師監(jiān)督不到位的情況下,很多同學(xué)就隨波逐流,放縱自我。期末考試就靠臨時抱佛腳,考試成績也并不理想。
因此,本學(xué)期開始,除了在課堂上對重點難點反復(fù)強調(diào)講解之外,在本章節(jié)結(jié)束后,也會對本章的重點知識布置課后作業(yè),促使學(xué)生在課下也能夠復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容,及時消化吸收。同時對于一些比較難以理解的內(nèi)容,利用這種形式也促使學(xué)生能夠主動查閱少量的文獻資料。在課程進行一半時,進行課堂測驗,檢驗學(xué)生對前面課程內(nèi)容的掌握情況,以在今后的教學(xué)中更好的有的放矢。
本學(xué)期共布置了2次課后作業(yè),進行了1次課堂測驗。從結(jié)果來看,課后作業(yè)完成較好,但不乏部分同學(xué)抄襲的痕跡。從課堂測驗的分?jǐn)?shù)來看,大部分同學(xué)能夠掌握理解大部分的知識,少部分同學(xué)測試成績很不理想。
二、討論教學(xué)
在分子生物學(xué)的教學(xué)中,設(shè)置了兩個專題講述,一個是PCR技術(shù),在實驗課中完成。二是人類基因組計劃,由學(xué)生討論完成。討論式教學(xué)的目的是為了增加課堂的趣味性,及學(xué)生參與的積極性,從中也能檢驗出學(xué)生的提出問題解決問題的能力、自我收集材料的能力,小組成員之間的相互配合情況等等方面的素質(zhì)。
1.教學(xué)程序,提前3周由教師提出計劃,簡單介紹人類基因組計劃(HGP),將專題內(nèi)容分為5個小部分,分組進行資料查詢和ppt制作,以小組為單位匯報,其他小組提問,由教師打分,總時間為2個課時。小組匯報內(nèi)容分別是:(1)HGP介紹
(2)HGP之遺傳圖譜的繪制
(3)HGP之物理圖譜的繪制
(4)HGP之序列圖譜的繪制
(5)HGP之轉(zhuǎn)錄圖譜的繪制
根據(jù)學(xué)生的講述,最后將提出的問題進行匯總,并以課后作業(yè)的形式布置給學(xué)生,讓其在課下繼續(xù)查閱文獻資料,進行回答。問題如下:
(1)HGP的意義何在?
(2)繪制遺傳圖譜時,分子標(biāo)記有哪些?(3)物理圖譜和遺傳圖譜的區(qū)別?(4)什么是STS標(biāo)簽,并舉例說明?(5)EST序列是什么?作用是什么?(6)DNA測序方法有哪些? 2.效果
討論的效果沒有達到預(yù)期效果,學(xué)生的ppt制作、講解及對內(nèi)容的理解充分。大家除了對小故事很感興趣外,對于專業(yè)的知識不慎熱衷,查閱資料不充分,對于前沿的英文文獻置之不理。這也充分說明學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力還不夠,教師的督促也不能有絲毫的放松。
3.不足
這次討論課存在著很多的不足。第一,高估了學(xué)生的知識儲備,設(shè)置的專題有點難度,不夠大眾化。第二,教師的不足,在任務(wù)布置下去之后,沒有及時的進行監(jiān)督檢查。第三,課時設(shè)置不足,在以小組為單位的討論中,由于時間限制,兼顧不到每個人的發(fā)言。
總結(jié):這次嘗試不是很成功,這些經(jīng)驗不足的積累,以期指導(dǎo)今后的教學(xué)改革工作。
第二篇:分子生物學(xué)課程教學(xué)改革初探
分子生物學(xué)課程教學(xué)改革初探
摘要:文章總結(jié)了在十余年分子生物學(xué)教學(xué)過程中,不斷開展的對教師自身綜合素質(zhì)和能力、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革探索,旨在提高分子生物學(xué)的教學(xué)效果。實踐證實,新的教學(xué)模式,在傳授學(xué)生專業(yè)知識的同時,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改進了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,也逐步提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,從而滿足了社會對高素質(zhì)創(chuàng)新型生物人才的需求。
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);課程教學(xué);改革研究;創(chuàng)新生物學(xué)人才
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)26-0128-03
前言:
分子生物學(xué)的目標(biāo)是在分子水平上闡明細胞活動的規(guī)律,從而揭示生命的本質(zhì)[1]。雖然它在生物類專業(yè)課程體系中充當(dāng)著重要角色,對生命科學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,但是分子生物學(xué)的教學(xué)卻因為課程內(nèi)容多,學(xué)科交叉廣,理解難度高,信息量大,知識更新快而使教學(xué)效果差強人意,集中表現(xiàn)為教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難。這種現(xiàn)狀不但困擾著老師和同學(xué),也與大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)不相適應(yīng)。如何克服分子生物學(xué)課堂教學(xué)的“瓶頸”?本人在從事十多年的分子生物學(xué)教學(xué)過程中,努力研究和探索多種形式的教學(xué)改革,力求提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。
一、教學(xué)內(nèi)容的合理組織
分子生物學(xué)的教學(xué)除了選用好的教材,制定完善的教學(xué)大綱,如何組織教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)的一個非常重要環(huán)節(jié)[2]。教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生的應(yīng)該是完整、清晰的、有層次、條理的知識。我們在組織教學(xué)的過程中,首先從提高自身學(xué)科素養(yǎng)著手?!耙槐窘滩臅瑪?shù)種參考書”,除分子生物學(xué)國內(nèi)、國外各類版本外,與分子生物學(xué)相互交叉和滲透的其他學(xué)科,如細胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué),我們也都進行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和強化,不斷夯實專業(yè)知識、拓展專業(yè)領(lǐng)域,基本構(gòu)建了分子生物學(xué)完整的知識體系,具備了對教材處理的前提。既避免了教學(xué)中各學(xué)科的重復(fù),也進一步凝練了知識。此外,我們還通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺向全國優(yōu)秀教師學(xué)習(xí),在不斷的探索中總結(jié)出了教學(xué)內(nèi)容合理組織的一些思路。
1.思維導(dǎo)學(xué)模式。在DNA復(fù)制教學(xué)環(huán)節(jié),知識點多,并且較分散,很容易在教學(xué)中造成學(xué)習(xí)困難和知識混淆的現(xiàn)象,針對這章教學(xué)的特點,我們采用了思維導(dǎo)學(xué)模式,收到了非常好的教學(xué)效果。
2.重點、難點解讀。本科教學(xué)形式多樣化,也更提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí),但并不是淡化了教師的教學(xué),反而對教師提出了更高的要求[3]。教師必須圍繞每堂課的教學(xué)目的,合理組織和引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握教學(xué)的重點和難點內(nèi)容。
比如在講解染色體端粒末端修復(fù)機制中,教師首先要從教材的知識結(jié)構(gòu)中梳理出重點。染色體端粒末端修復(fù)機制的知識點包括:(1)引物切除造成的遺傳信息缺失;(2)端粒末端的特點;(3)體細胞和性細胞末端修復(fù)機制的不同;(4)DNA結(jié)構(gòu)的變化;(5)端粒酶的修復(fù)機制。梳理知識點后,總結(jié)教學(xué)重點:一是引物切除后損傷修復(fù)在體細胞和性細胞中的不同;二是四鏈DNA結(jié)構(gòu);三是端粒酶的修復(fù)機制。其中端粒酶修復(fù)機制的講授是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。難點集中在端粒酶的性質(zhì)和修復(fù)發(fā)生的過程。
經(jīng)過對教學(xué)內(nèi)容中重點和難點的準(zhǔn)確把握和合理組織,教師才能在課堂教學(xué)中突出重點、突破難點,讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)無障礙。
二、教學(xué)方法和手段的改進
教學(xué)方法的推陳出新,是教學(xué)改革的重要內(nèi)容[4]。為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動性,我們根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了啟發(fā)式、聯(lián)想式、探究式等多種教學(xué)方法[5],讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中,不僅活躍了課堂氣氛,而且在分享知識的同時,更注重教會學(xué)生靈活掌握學(xué)習(xí)的方法。
1.啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)的目的在于舉一反三,觸類旁通。針對每一次的課堂教學(xué),設(shè)計一些拋磚引玉的問題,供學(xué)生思考與討論,這成為了分子生物學(xué)理論教學(xué)的重要組成部分。如進行到真核生物基因表達調(diào)控學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),提出甲基化修飾的生物學(xué)意義,這個問題覆蓋范圍廣,涉及到了DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)和DNA甲基化修飾對基因表達的調(diào)控,以及Epigenetic(表觀遺傳學(xué))方面的知識。通過提出問題―討論分析―不斷啟發(fā)―再討論分析―歸納總結(jié)―解決問題這一系列的互動教學(xué)活動,充分調(diào)動了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動性和積極性,在不斷的討論分析中通過展示不同的思維、發(fā)表各自的觀點,不但有利于促進學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,而且有利于學(xué)生通過對基礎(chǔ)知識的消化、理解來達到理論的升華、拓展[4]。
2.聯(lián)想式教學(xué)。分子生物學(xué)是在生物化學(xué)、細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來[6],因此知識相互交叉、相互滲透。在授課的過程中,教師一方面要避免重復(fù),一方面要通過聯(lián)想知識點適時培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,提高學(xué)生對知識的遷移能力和整合能力。如在講解化學(xué)修飾對基因的表達調(diào)控時,將細胞生物學(xué)中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有機結(jié)合,使學(xué)生了解基因表達調(diào)控對細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機制。
3.探究式教學(xué)。在分子生物學(xué)教學(xué)中,每一個理論知識的背后都是科學(xué)研究的重大突破。如確定遺傳物質(zhì)是DNA的兩大經(jīng)典實驗,我們以探究的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,從實驗設(shè)計,到結(jié)果顯示,再經(jīng)過討論分析并得出結(jié)論,以課題研究的角度,研究人員的身份引導(dǎo)學(xué)生進入學(xué)習(xí)角色,將學(xué)科概念、理論產(chǎn)生的起因和過程展示給學(xué)生,啟發(fā)學(xué)生努力探索,走近科學(xué),讓學(xué)生從中領(lǐng)悟知識形成的探究性和科學(xué)性,逐漸培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和能力的高素質(zhì)研究型人才。
4.多媒體多樣化教學(xué)。分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容具有微觀性、復(fù)雜性、抽象性和動態(tài)性。傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法滿足教學(xué)的需求,而多媒體技術(shù)則具有聲像俱佳、動靜皆宜的特點[7],是傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的。多年來我們不斷補充和完善教學(xué)手段,逐漸形成了獨具特色的多媒體教學(xué)課件。
多媒體圖像處理清晰直觀,文字表述簡潔明了、主題突出。課件中的圖像來源于國內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺。如講述DNA半保留復(fù)制機理時[8],首先將DNA可能存在的幾種復(fù)制方式用圖像展現(xiàn),并利用Meselson和Stahl設(shè)計的DNA復(fù)制同位素示蹤實驗和密度梯度離心實驗來進行結(jié)果驗證,引導(dǎo)學(xué)生明確掌握DNA半保留復(fù)制特點,并結(jié)合文字,通過圖文并茂的多媒體課件,將教學(xué)內(nèi)容中的背景知識、基本概念、基本理論,以及靜態(tài)、抽象的微觀知識清晰講解。
多媒體課件動靜結(jié)合、聲像互動。對于生命過程中動態(tài)的知識點,比如DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯過程,可以將這些復(fù)雜的生命過程利用多媒體手段做成動畫并配以文字和聲像,形象直觀地展現(xiàn)給學(xué)生,既加深了學(xué)生對知識的理解,也提高了其學(xué)習(xí)效率。
三、知識領(lǐng)域的拓展
分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容除包含基礎(chǔ)理論知識外,還有大量理論應(yīng)用的研究方法部分。我們在教學(xué)中不僅僅將知識局限在教材中,利用課堂教學(xué)不斷引導(dǎo)學(xué)生去了解本學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點、最新進展、發(fā)展趨勢[8],以及生物技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的廣泛應(yīng)用。
1.專題講座與專題討論。專題講座是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,自己組織參考資料對教學(xué)內(nèi)容的延伸與拓展。比如在講授“SNP技術(shù)”時,先從遺傳標(biāo)記分析的發(fā)展著手,把一代、二代的標(biāo)記分析做知識性的回顧,再將納入教材的第三代標(biāo)記分析“SNP”做詳細的講解,引導(dǎo)大家理解什么是單核苷酸多態(tài)性,核苷酸多態(tài)性研究的生物學(xué)意義以及在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧等多種領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。通過這種方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,也使教師不斷地進行知識的更新,及時了解本學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的趨勢、研究的熱點以及爭論的問題。
專題討論則是以學(xué)生為主體,根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容,組織學(xué)生就某一個專題自行查閱、組織文獻資料,并在課堂上展開討論[9]。比如在講授基因重組的教學(xué)內(nèi)容時,設(shè)計“轉(zhuǎn)基因的利與弊”供學(xué)生討論。引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程藥物和轉(zhuǎn)基因動植物對社會產(chǎn)生的巨大影響,讓知識離開課本走進生活,從而喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探索未知領(lǐng)域的欲望。這不僅使學(xué)生更加深入、系統(tǒng)地理解所學(xué)知識,并且培養(yǎng)了學(xué)生靈活運用知識的能力[10]。
2.生物信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫。生物信息技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為分子生物學(xué)研究方法中不可分割的一部分,比如在“PCR技術(shù)”的專題講座中,不僅要對實驗?zāi)康摹⒃?、操作以及?yīng)用進行講解,還要特別對引物設(shè)計的生物信息技術(shù)進行補充,介紹學(xué)生對一些常規(guī)的生物信息技術(shù)軟件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAStar、Cluster等有一個基本的認(rèn)知度。
在整個分子生物學(xué)的教學(xué)中,學(xué)生需要自行查閱和組織各種文獻資料,因此,必須特別強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)資源運用的重要性。教師通過介紹中國知網(wǎng)、維普、清華同方、NCBI等幾個常用資源庫,使學(xué)生了解如何利用資源庫進行查詢,對互聯(lián)網(wǎng)資源的熟練應(yīng)用使學(xué)生的知識體系得以完善,學(xué)生通過自身的努力來提高信息收集和辨別的能力,培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。
四、教學(xué)改革中應(yīng)該注意的問題
1.教師的專業(yè)修養(yǎng)與教學(xué)基本功。教師在教學(xué)中具有雙重身份,既是一名導(dǎo)演,又是一名演員。作為導(dǎo)演,首先需要有最新的教學(xué)理念,整個教學(xué)過程中適時設(shè)問、適時討論、適時啟發(fā)。其次要有較強的課堂組織能力,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,把握課堂節(jié)奏,調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)激情,使教學(xué)有的放矢。否則會在教學(xué)中出現(xiàn)“啟而不發(fā)”和論證條理不清的現(xiàn)象;作為演員,還要有良好的課程駕馭能力,通過教師扎實的專業(yè)知識、廣泛的認(rèn)知領(lǐng)域、全面的知識結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)給學(xué)生的是一個豐盛的知識大餐,而不是一鍋夾生飯。因此作為教師,必須從理論水平、科研水平、思維水平這3個方面提高教師自身的專業(yè)素質(zhì),此外,還要掌握適合自己的各項教學(xué)技能。
2.多媒體教學(xué)的合理應(yīng)用。多媒體教學(xué)只是一種提高教學(xué)效果的輔助手段,是為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)的,只有運用合理才可能達到好的效果。因此盡量避免在多媒體教學(xué)課件上出現(xiàn)過多的文字,否則多媒體成了教學(xué)活動中的主體,老師由照本宣科轉(zhuǎn)變?yōu)榘缪莘庞硢T和播音員的角色。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,教學(xué)效果也就適得其反。多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)只有合理地結(jié)合,取長補短,才能在課堂教學(xué)中體現(xiàn)出其真正的價值。
總之,教學(xué)改革的目標(biāo)是幫助學(xué)生建立學(xué)科知識體系,培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),提升學(xué)生后繼學(xué)習(xí)的能力。正如葉圣陶先生所說:“教師的教學(xué),不在于給學(xué)生搬去可以致富的金子。而在于給學(xué)生點金的指頭?!蹦壳埃覀冴P(guān)于分子生物學(xué)課堂教學(xué)改革還處于不斷探索和實踐階段,除了需要不斷地提高教師自身的學(xué)科修養(yǎng)和科研素質(zhì)外,也以“夯實基礎(chǔ)、拓展知識、增強能力、提高素質(zhì)”[8]作為教學(xué)的目的和人才培養(yǎng)目標(biāo),努力在今后把教學(xué)工作開展得更加有生有色,為社會培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。
參考文獻:
[1]朱玉賢,李毅,鄭曉峰,等.現(xiàn)代分子生物學(xué)[M].第4版.北京:高等教育出版社,2012:1.[2]戚曉利,張麗敏,薜春梅.分子生物學(xué)教學(xué)改革的探索[J].生物學(xué)雜志,2003,20(6):51-52.[3]朱虹.《分子生物學(xué)》教學(xué)改革的實踐與思考――啟發(fā)式教學(xué)和論證型教學(xué)的綜合運用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2010,16(1):190-192.[4]許崇波.《基因工程》課程教學(xué)改革初探[J].大連大學(xué)學(xué)報,2005,26(6):41-43.[5]文靜,申玉華,趙冰.高等學(xué)校分子生物學(xué)教學(xué)改革初探[J].吉林農(nóng)業(yè),2013,305(8):92-93.[6]王榮,劉勇,姜雙林.高等師范院校分子生物學(xué)課程教學(xué)改革與實踐[J].生物學(xué)雜志,2012,29(1):100-102.[7]張金嶺.淺談多媒體教學(xué)[J].教育與職業(yè),2009,(30):189-190.[8]徐啟江,李玉花.分子生物學(xué)教學(xué)改革與高素質(zhì)人才培養(yǎng)[J].黑龍江高教研究,2007,158(6):159-161.[9]胡旭東,王曉玲,呂芳昕,等.中醫(yī)藥博士分子生物學(xué)進展課程中專題討論法的應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2013,15(2):117-119.[10]趙延林,王敏.大學(xué)生創(chuàng)新實驗對巖石力學(xué)教學(xué)的促進作用[J].當(dāng)代教育理論與實踐,2014,6(1):146-148.
第三篇:分子生物學(xué)綜合性實驗教學(xué)改革和探索
分子生物學(xué)綜合性實驗教學(xué)改革和探索
摘 要:分子生物學(xué)是一門實踐性較強的前沿學(xué)科,實驗教學(xué)是其重要組成部分。安徽師范大學(xué)借助教育部“國家級雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目”的機遇,對分子生物學(xué)實驗教學(xué)的建設(shè)與改革進行了探索。該文介紹了安徽師范大學(xué)分子生物學(xué)綜合實驗改革的背景、理念及目標(biāo),提出了綜合性實驗教學(xué)體系的設(shè)計,這種改革方式不僅能提高學(xué)生對實驗的參與度和關(guān)心度,還能將理論知識系統(tǒng)化,并形成一種整體思維方式。
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);綜合性實驗;改革
中圖分類號 G642.0 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)10-126-03
綜合性實驗也稱為復(fù)合型實驗,是對學(xué)生實驗技能和實驗方法進行綜合訓(xùn)練的一種大實驗,其內(nèi)容組合了多項單個實驗,是一個系統(tǒng)的、連續(xù)的過程,類似于一個比較完整的科研過程,前一實驗內(nèi)容作為后一實驗內(nèi)容的基礎(chǔ),實驗間聯(lián)系性強。它一方面要求對理論知識有較強的綜合能力,可以培養(yǎng)學(xué)生對知識的綜合能力及應(yīng)變能力,另一方面其復(fù)雜性也可以極大地提高學(xué)生對實驗結(jié)果的關(guān)注度,提升實踐操作的興趣和能力[1]。2001 年8月,教育部印發(fā)了《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》,要求各高等學(xué)校積極推動使用英語等外語進行教學(xué)[2]。安徽師范大學(xué)分子生物學(xué)雙語教學(xué)于2009年獲得教育部“國家級雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目”,其實驗教學(xué)也是建設(shè)內(nèi)容之一。本文總結(jié)了安徽師范大學(xué)在分子生物學(xué)綜合性實驗改革中的背景、目標(biāo)和建設(shè)體系等內(nèi)容。分子生物學(xué)綜合性實驗改革背景
分子生物學(xué)是在分子水平研究生命本質(zhì)的一門學(xué)科,是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并與其他學(xué)科廣泛交叉及相互滲透的前沿學(xué)科[3],是生物科學(xué)、生物技術(shù)和應(yīng)用生物科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,在此基礎(chǔ)上開設(shè)其他專業(yè)方向課程,如基因工程、酶工程、發(fā)酵工程和分子免疫學(xué)等。
以往我校分子生物學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)置是選取相對經(jīng)典的驗證性實驗,忽略了實驗項目之間的內(nèi)在聯(lián)系,導(dǎo)致實驗項目相對孤立、缺乏知識邏輯、項目間的邏輯順序不合理等問題,一般采用理論教學(xué)與實驗教學(xué)穿插的方式進行教學(xué),每次實驗間隔的時間較長,不利于學(xué)生知識的系統(tǒng)化;且由于各課程間缺乏交流,導(dǎo)致不同課程間的某些實驗項目相同或相似,如分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、基因工程、細胞生物學(xué)等學(xué)科,在實驗項目上均出現(xiàn)同質(zhì)化現(xiàn)象,同一個實驗項目在不同實驗指導(dǎo)教材中反復(fù)出現(xiàn)。
近年來,我校雖然多次對實驗教學(xué)考核方式進行了調(diào)整,目前考核方式為平時成績占60%,期末考試成績占40%,但是對各部分的具體要求未有明確說明。這種考核方式對學(xué)生的激勵作用不大,不能很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。以上這些問題影響了學(xué)生對實驗的興趣及主動性,甚至出現(xiàn)學(xué)生輕視實驗教學(xué)的現(xiàn)象,不僅不利于教學(xué)質(zhì)量的提高,也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。綜合性實驗設(shè)置的理念及目標(biāo)
2.1 設(shè)置理念 分子生物學(xué)涉及面廣、知識更新快,在我校其理論課程以雙語為教學(xué)手段,學(xué)生在理論素養(yǎng)和專業(yè)外語方面具有較好的基礎(chǔ)。通過設(shè)置綜合性實驗讓學(xué)生形成良好的整體思維,將理論課程中學(xué)習(xí)到的知識系統(tǒng)化,增強實踐能力,使學(xué)生在理論素養(yǎng)、專業(yè)外語、思維模式和實踐能力等方面的能力均得到提高,培養(yǎng)出能適應(yīng)生物學(xué)專業(yè)突飛猛進的高素質(zhì)人才。
2.2 設(shè)置目標(biāo) 一是摒除現(xiàn)有問題,改變我校以往以“點”形式為設(shè)置實驗課程,重點突出課程內(nèi)和課程間知識的系統(tǒng)性和整體性。先將基礎(chǔ)實驗課程設(shè)置為綜合性實驗,將單個實驗項目的“點”串聯(lián)成“線”,再通過在基礎(chǔ)課程實驗上設(shè)置專業(yè)方向課程實驗,逐步形成“面”。二是使學(xué)生掌握扎實的分子生物學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)實踐能力,并最終使學(xué)生將知識系統(tǒng)化,學(xué)會整體思維方式。三是提高學(xué)生對實驗的重視度、參與度和興趣度。綜合性實驗教學(xué)體系的設(shè)計
3.1 建立整體貫通的實驗內(nèi)容 根據(jù)我院分子生物學(xué)在各專業(yè)的定位、學(xué)科特點、存在的問題及課程設(shè)置目標(biāo),為學(xué)生設(shè)計一套完整的分子克隆技術(shù)實驗作為分子生物學(xué)基礎(chǔ)綜合性實驗,后繼的高級實驗技術(shù)將在專業(yè)方向課程中以此為基礎(chǔ)繼續(xù)開設(shè),如在基因工程中學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)表達及檢測技術(shù),在酶工程中學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)純化技術(shù)和酶學(xué)性質(zhì)分析技術(shù)等。分子生物學(xué)實驗共設(shè)36學(xué)時,7d內(nèi)完成教學(xué),學(xué)生在實驗指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成整個操作流程,所有操作均由學(xué)生完成,提高學(xué)生的參與度,改變學(xué)生以往只按步驟做實驗,不參與前期準(zhǔn)備的狀況。流程如圖1所示。
為了保證綜合性實驗的連貫性,我校實施了實驗教學(xué)月來集中強化訓(xùn)練。將理論課設(shè)置在學(xué)期前段,上調(diào)理論課周學(xué)時,整個理論教學(xué)過程要在前13周內(nèi)完成,在后期設(shè)置了為期30d的實驗教學(xué)月。在實驗教學(xué)月中,各年級的所有實驗均在此期間完成,由于實驗具有連貫性和整體性,實驗項目環(huán)環(huán)相扣,故將基礎(chǔ)實驗設(shè)置在前,其他專業(yè)方向?qū)嶒炘O(shè)置在后,每門實驗同時開設(shè)4個平行教學(xué)班。
3.2 完善基礎(chǔ)設(shè)施和教材建設(shè) 在上述實驗?zāi)繕?biāo)和實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,我院對相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施進行了改造和建設(shè),先期配置了4間多媒體公用實驗室,共享了部分儀器設(shè)備,改變了以往為每門課程專門配備儀器設(shè)備的模式;同時在方案的基礎(chǔ)上,配備了空缺儀器,保證每4人能共有一套基礎(chǔ)儀器。
教材建設(shè)也是教學(xué)改革的一部分,教學(xué)效果設(shè)想和試驗最終都要體現(xiàn)和落實在教材建設(shè)上,而作為教學(xué)改革的物化成果,教材的質(zhì)量對學(xué)校教學(xué)改革的效果有很大影響[4]。我校分子生物學(xué)在建設(shè)國家級雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目時,已為理論課程選用和編寫了一批實用教材[5]。為了配合綜合性實驗教學(xué)和雙語教學(xué),首先應(yīng)將各課程的實驗進行優(yōu)化組合編寫一套符合各專業(yè)特點的實驗教材,盡可能地使整個大學(xué)過程的實驗教學(xué)體系完整化、系統(tǒng)化,并分段實施教學(xué),避免不同課程之間過于獨立,實驗項目重復(fù)等問題;其次,在雙語教師和實驗技術(shù)人員的共同努力下編寫了一本分子生物學(xué)英文實驗教材并投入使用;最后輔以現(xiàn)有的實驗教材作為補充。
3.3 運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段 分子生物學(xué)實驗課程是一門對操作要求極為嚴(yán)格的實驗,同時綜合性實驗也要求學(xué)生對很多未接觸過的技術(shù)要有直觀的印象。運用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是我院采用的主要教學(xué)手段,課件、操作錄像、網(wǎng)站資源和相關(guān)軟件都是綜合實驗教學(xué)的一部分。課件和操作錄像是指導(dǎo)學(xué)生了解實驗思路的必要條件,也是指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作的主要手段。網(wǎng)站資源對現(xiàn)代分子生物學(xué)實驗有極大的參考作用,如文獻和基因序列查找時可以應(yīng)用NCBI等網(wǎng)站;在DNA雙酶切實驗時,可以使用試劑公司網(wǎng)站查找最佳反應(yīng)緩沖液、反應(yīng)時間和條件等;國內(nèi)外最新的實驗技術(shù),既豐富了教學(xué)內(nèi)容,又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;生物學(xué)軟件是現(xiàn)代分子生物學(xué)實驗中必不可少的,教學(xué)過程中應(yīng)用多媒體可以直接指導(dǎo)學(xué)生對部分軟件和網(wǎng)絡(luò)的使用,如引物設(shè)計軟件、序列比對軟件和統(tǒng)計學(xué)軟件等。
3.4 組建高水平的教學(xué)團隊 我院以國家級雙語教學(xué)示范課程建設(shè)項目為依托,組建了一批高素質(zhì)的雙語教學(xué)師資隊伍[5];課程組堅持讓教授走進實驗室指導(dǎo)本科生實驗,并要求各位教師在實驗過程中介紹自己的研究課題,激發(fā)學(xué)生的興趣;每個教學(xué)班級輔以2名相關(guān)專業(yè)研究生協(xié)助指導(dǎo)學(xué)生的操作過程,保證操作規(guī)范性;同時優(yōu)秀的實驗技術(shù)人員是實驗順利進行的基本保障。
3.5 建設(shè)綜合的評價體系 實驗課程評價體系是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵之一,構(gòu)建科學(xué)的實驗考核體系,可以提高實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生對實驗課的關(guān)注度與興趣度。實驗成績評定包括平時成績、操作考試和理論考試成績3方面內(nèi)容,其中平時成績占60%、操作考試占20%、理論考試占20%。平時成績包括出勤、實驗報告、課堂態(tài)度、操作規(guī)范程度等。其中,實驗報告改變了單個實驗項目的報告形式,而是要求學(xué)生按照整體思維,用科研論文的形式撰寫實驗的思路,列舉實驗材料和儀器設(shè)備,陳述實驗步驟和方法、分析并討論實驗結(jié)果,著重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果和撰寫科研論文的能力;操作考試主要考察學(xué)生實驗過程是否規(guī)范,以及在沒有指導(dǎo)下的操作能力;理論考試主要是對實驗理論、方法原理及運用等進行閉卷考試,促使學(xué)生將理論知識與實際操作相結(jié)合。
參考文獻
[1]倪郁.分子生物學(xué)綜合實驗課程的設(shè)計和實踐[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,37(2): 147-149.[2]教育部.關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(Ministry of Education.Some views on how to strengthen undergraduate education and improve teaching quality),2001.[3]葛亞東,葛雅麗,王鵬,等.分子生物學(xué)國家級雙語教學(xué)示范課程的實踐與思考[J].中國細胞生物學(xué)學(xué)報,2013,35(8): 1 251-1 254.[4]馮永平,呂守華,劉生梅.加強教材建設(shè)與管理,保證和提高教學(xué)質(zhì)量[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2003,1(1): 34-36.[5]袁繼紅,李香花,朱意.分子生物學(xué)綜合性實驗教學(xué)的探討與實踐[J].生物學(xué)雜志,2011,28(3): 99-102.(責(zé)編:張宏民)
第四篇:分子生物學(xué)總結(jié)
SectionA 1 三個域:真細菌,古細菌,真核生物 2 組裝中的主要作用力:非共價健作用力
SectionB 1 蛋白質(zhì)純化的分析方法
正電荷:天冬氨酸 谷氨酸
負(fù)電荷:賴氨酸 精氨酸
組氨酸
極性:天冬酰胺 谷氨酰胺
蘇氨酸 絲氨酸 半胱氨酸
非極性:脂肪族 甘氨酸 丙氨酸 纈氨酸 亮氨酸
異亮氨酸 甲硫氨酸 脯氨酸
芳香族 苯丙氨酸
酪氨酸 色氨酸 Cys 二硫鍵 Gly 無手性 Pro 亞氨基酸
芳香族氨基酸最大吸收峰280mm 3 蛋白質(zhì)的一級(決定蛋白折疊及其最后的形狀的最重要的因素):氨基酸脫水縮合形成肽鏈 N端到C端
共價鍵
二級:多肽鏈中空間結(jié)構(gòu)鄰近的肽鏈骨架通過氫鍵形成的特殊結(jié)構(gòu)。
α轉(zhuǎn)角
β螺旋 氫鍵為主要作用力
三級: 多肽鏈中的所有二級結(jié)構(gòu)和其他松散肽鏈區(qū)域(散環(huán)結(jié)構(gòu))通過各種分子間作用力(非共價鍵為主),彎曲、折疊成具有特定走向的緊密球狀構(gòu)象。
非共價鍵
四級: 許多蛋白分子由多條多肽鏈(亞基,subunits)構(gòu)成。組成蛋白的各亞基以各種非共價鍵作用力為主,結(jié)合形成的立體空間結(jié)構(gòu)即為四級結(jié)構(gòu)。非共價鍵 偶極:電子云在極性共價鍵的兩原子間不均勻分布,使共價鍵兩端的原子分別呈現(xiàn)不同的電性
兼性離子:具有正電荷(堿性),又具有負(fù)電荷(酸性)的分子 雙極性分子:
Section C 1核酸的光學(xué)特性:
增色性:一種化合物隨著結(jié)構(gòu)的改變對光的吸收能力增加的現(xiàn)象 減色性:一種化合物隨著結(jié)構(gòu)的改變對光的吸收能力減少的現(xiàn)象 Reason: 堿基環(huán)暴露在環(huán)境中的越多,對紫外的吸收力越強 Absorbance(吸收值):Nucleotide > ssDNA/RNA > dsDNA 核酸的最大吸收峰260mm(堿基有芳香環(huán))芳香族氨基酸最大吸收峰280mm A260/A280:
純的 dsDNA:1.8 純的 RNA:2.0 純的 Protein:0.5 2 Tm 值(熔解溫度):熱變性時,使得DNA雙鏈解開一半所需要的溫度。
Tm=2x(A+T)+ 4x(G+C)
Tm值與DNA分子的長度,及GC的含量成正比
Annealing(退火):熱變性的DNA經(jīng)過緩慢冷卻后復(fù)性
快速冷卻: Stay as ssDNA
緩慢冷卻: 復(fù)性成dsDNA 3 脫氧核糖核酸與核糖核苷酸得到畫法 支持雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩個實驗:查戈夫規(guī)則
X射線晶體衍射 5 雙螺旋的內(nèi)容:
雙鏈之間的關(guān)系:DNA分子由兩條鏈組成
雙鏈反向平行(5’?3’ 方向)
兩鏈的堿基通過氫鍵互補配對,A:T;G:C。
雙鏈序列反向互補
各基團排列方式:糖-磷酸骨架DNA分子排列在外;
堿基對平面相互平行,排列在DNA分子的內(nèi)部??臻g結(jié)構(gòu)為:右手雙螺旋結(jié)構(gòu)
每轉(zhuǎn)一圈~10個堿基對,每一圈長度33.2A
雙鏈螺旋中形成大溝,小溝。堿對DNA的影響:高pH值對DNA的影響比低pH值的要小。
高 pH 值(pH>11)會改變堿基構(gòu)象,使DNA變性(雙鏈解旋,成單鏈)
RNA的影響:高pH值,2’羥基會攻擊磷酸二酯鍵,使其斷裂,形成2’,3’-環(huán)式磷酸二酯鍵,從而使RNA分子斷裂 共價閉合環(huán)狀DNA(convalently closed circular DNA, cccDNA)。即通過共價鍵結(jié)合形成的封閉環(huán)狀DNA分子。超螺旋DNA(Supercoil DNA):松弛型雙鏈DNA進一步旋轉(zhuǎn)后,再形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)時,就會形成DNA超螺旋結(jié)構(gòu)
L=T+W 判斷是否為超螺旋 正負(fù)超螺旋 拓?fù)洚悩?gòu)酶:暫時斷裂DNA分子中一條或兩條單鏈上的磷酸二酯鍵,改變DNA分子的連接數(shù)及拓?fù)錉顟B(tài)。
功能:消除DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等過程產(chǎn)生的超螺旋。
細胞中,Ⅰ型酶與Ⅱ型酶的活性保持一種平衡狀態(tài)。Ⅱ型酶的“使DNA超螺旋化” 與Ⅰ型酶“使DNA松馳化” 相抗衡,從而使DNA保持適當(dāng)?shù)某菪芏?。EB: 嵌入DNA配對堿基之間,使DNA分子在嵌入處局部解旋,增加ccDNA其它部位的正超螺旋 Type II RE
二型限制性內(nèi)切酶:識別位點一般為4~8個堿基對的回文序列
如:EcoRI
5’-GAATTC-3’
3’-CTTAAG-5
Section D 1 染色體的折疊:串珠結(jié)構(gòu) :核心組蛋白:H2A, H2B, H3 and H4.連接組蛋白 H1
核小體
30nm纖絲
高級環(huán)狀結(jié)構(gòu)(染色質(zhì)的最高結(jié)構(gòu))
緊密纏繞結(jié)構(gòu) 著絲粒:兩側(cè)是大量的名叫衛(wèi)星DNA的重復(fù)序列
端粒:上百個短的重復(fù)序列
作用:端粒DNA 形成特殊的環(huán)狀二級結(jié)構(gòu),保護染色體末端不被核酸外切酶降解。
抵消DNA復(fù)制時每一輪復(fù)制都導(dǎo)致兩末端形成的后隨鏈比母鏈要短一截的現(xiàn)象對染色體的影響 異染色質(zhì):高度濃縮,無轉(zhuǎn)錄活性
常染色質(zhì):結(jié)構(gòu)松散,有轉(zhuǎn)錄活性
DNaseI 敏感區(qū)域:對區(qū)域內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄活躍
串珠結(jié)構(gòu)
DNaseI 超敏感區(qū)域:轉(zhuǎn)錄活躍的基因的調(diào)控區(qū)域
DNA裸露 4 原核染色體結(jié)構(gòu):非特異性DNA結(jié)合蛋白:類組蛋白
位點特異性DNA結(jié)合蛋白:與特殊的DNA序列結(jié)合
有其他特殊的生理功能:RNA polymerases
對結(jié)構(gòu)域的形成也很重要
復(fù)性動力曲線:
Low C0t: 高重復(fù) 衛(wèi)星DNA Moderate C0t : 中重復(fù) 串聯(lián)基因簇
反轉(zhuǎn)座子 High C0t :單拷貝或低重復(fù)
大腸桿菌基因組 染色體結(jié)構(gòu)對基因轉(zhuǎn)錄的影響
CpG 抑制→CpG位點中的胞嘧啶的C-5常發(fā)生甲基化(CpG甲基化),CpG 甲基化可能可以DNA轉(zhuǎn)錄被限制→哺乳動物基因組中,有些區(qū)域含有很多未甲基化的CpG 位點,被稱為CpG 孤島。
甲基化—轉(zhuǎn)錄抑制
去甲基化—恢復(fù)轉(zhuǎn)錄
組蛋白的乙?;汉诵慕M蛋白N-端的Lys被乙?;?,DNA與核心組蛋白體解聚。Gene 表達被激活
去乙?;阂种?gene表達
組蛋白的磷酸化:對組蛋白 H1 磷酸化,抑制基因表達 其他組蛋白中心法則
Section E 1 DNA復(fù)制:細胞中,一條雙鏈DNA分子通過堿基配對,形成兩條與其序列相同的DNA雙鏈分子的過程。2
確定DNA半保留復(fù)制
半不連續(xù)復(fù)制 3 復(fù)制的基本步驟 復(fù)制為雙向
大腸桿菌的復(fù)制:
起始AT含量高的區(qū)域
參與蛋白:DnaA(復(fù)制起始因子):識別并結(jié)合于重復(fù)序列上,驅(qū)使富含AT的重復(fù)序列解鏈,需負(fù)超螺旋,及ATP
DnaB(DNA解旋酶):DNA雙鏈解旋,形成復(fù)制叉
SSB:(單鏈結(jié)合蛋白):保持解旋部分的單鏈狀態(tài)
DnaG(引發(fā)酶/引物酶):RNA引物合成,引發(fā)復(fù)制 延伸
參與蛋白:DNA Pol III全酶:負(fù)責(zé)新鏈的合成:前導(dǎo)鏈,岡崎片段
DNA pol
I:復(fù)制中除去引物,填補引物處空缺
終止: 真核生物的復(fù)制:
一個細胞周期內(nèi),一個DNA分子只能復(fù)制一次
Section F 1 復(fù)制忠實性的機制:
DNA復(fù)制的高精度:模板連和進入核苷酸在DNA聚合酶的作用位點正確配對
3’到5’外切核酸酶對錯誤堿基的校正
錯配修復(fù) 2 holiday模型 3
Section K 編碼鏈 模板鏈 2 大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄
RNAP酶:核心酶:a 亞基:aNTD對核心酶的組裝很重要。
aCTD在識別啟動子、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平中起著非常重要的作用。
b 亞基:RNAP的催化中心。
與模板DNA、RNA產(chǎn)物、及底物核糖核苷酸緊密結(jié)合。
抗生素利福平結(jié)合在在b 亞基上,可以抑制RNAP的轉(zhuǎn)錄活性。
利福平只抑制轉(zhuǎn)錄的起始。
利迪鏈菌素只抑制延伸而不抑制轉(zhuǎn)錄起始
b’ 亞基:可能與RNAP的催化有關(guān)。
肝素與b’亞基結(jié)合后,能干擾RNAP與DNA的結(jié)合,抑制轉(zhuǎn)錄。
w 亞基:可能與RNAP的組裝及維持RNAP結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)
s factor(s因子):s factor 在啟動子特異性識別過程中至關(guān)重要 移動慢的原因:可以保持與翻譯同步。
與有些基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)。
有利于轉(zhuǎn)錄終止
RNAP沒有3’ →5’外切酶活性,不能進行轉(zhuǎn)錄校正。其錯配率達10-4。RNAP倒退暴露新合成的錯配堿基,可以有利于其他輔助核酸酶將錯配堿基切除,增加轉(zhuǎn)錄的忠實性。s70基礎(chǔ)啟動子的一般結(jié)構(gòu)
-10 序列:它對轉(zhuǎn)錄起始時,RNAP打開DNA雙鏈的過程非常重要。-
10序列到TSS位點的距離對轉(zhuǎn)錄效率也有很大的影響-35 序列:增強RNAP s factor 的識別能力及與DNA的結(jié)合能力 4 影響啟動子效率的DNA序列:
核心啟動子的序列:與保守序列越像,效率越高。
TSS周圍序列:影響起始效率。
轉(zhuǎn)錄單位的前30個核苷酸的堿基序列:影響RNAP從啟動子處移動出去(啟動子區(qū)清空)的速率。
核心啟動子附近的調(diào)控元件。轉(zhuǎn)錄的起始:開放復(fù)合物 閉合復(fù)合物 無效起始
延伸:啟動子的清空,鏈的延伸轉(zhuǎn)錄泡,s因子的循環(huán)利用
終止:依賴性 不依賴性
反復(fù)重復(fù)序列
Section L 1.順式作用元件(cis-acting elements):一般為DNA上較為保守的、有著特異性序列或結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域。它們只能影響與其在同一條染色體上的基因的活動。如:啟動子,轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合位點等。
反式作用基因/調(diào)節(jié)基因(trans-acting genes,regulator genes)
可以影響與他們不在同一條染色體上的基因的表達水平的DNA元件。2 乳糖操縱子 色氨酸操縱子 正負(fù)調(diào)控都可以有誘導(dǎo)和阻遏兩種調(diào)控方式。
正控誘導(dǎo):誘導(dǎo)因子活化激活因子,使其可以增加基因的表達。(Lac operon,CRP調(diào)控)正控阻遏:共阻遏物使激活因子失活,減少基因的表達。負(fù)控誘導(dǎo):誘導(dǎo)因子使阻遏蛋白失活,增加基因的表達。(Lac operon,lac repressor)負(fù)控阻遏:共阻遏物活化阻遏蛋白,使其可以降低基因的表達。(Trp operon,trp repressor)
Section M 增強子 沉默子 TFIID:可與多種核心啟動子元件或特異性轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,啟動二類轉(zhuǎn)錄預(yù)起始復(fù)合物組裝的通用轉(zhuǎn)錄因子。
TBP(TATA-box binding protein):可識別并結(jié)合TATA-box TAFII(TBP-associated factor II):TBP關(guān)聯(lián)蛋白,TFIID中與TBP形成復(fù)合體的所有蛋白,~13個。
TFII H的結(jié)構(gòu)與功能:蛋白激酶(4 個亞基):催化蛋白磷酸化。將NTP(一般為ATP)的g-磷酸基團轉(zhuǎn)移到蛋白上。
磷酸化 RNA pol II 中的CTD 結(jié)構(gòu)域。TFIIE 刺激TFIIH介導(dǎo)的磷酸化反應(yīng)。DNA 解旋酶/ATPase(5 亞基):
水解ATP,利用其能量打開DNA的雙鏈 TBP(TATA-binding protein): 確保 RNA Pol I能正確定位到轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域上。
SP1 為組成性表達的轉(zhuǎn)錄因子,在所有的細胞中都存在,與基因本底表達水平有關(guān) SL1,選擇因子,RNA Pol I起始轉(zhuǎn)錄所必需的因子 CTD:羧基末端結(jié)構(gòu)域,的磷酸化狀態(tài)與轉(zhuǎn)錄進程有關(guān)
轉(zhuǎn)錄起始時期,CTD結(jié)構(gòu)域一般處于去磷酸化形式,與結(jié)合啟動子有關(guān)。
轉(zhuǎn)錄延伸時期,CTD結(jié)構(gòu)域常處于磷酸化形式,與mRNA的加工有關(guān)。
Section N 1 DNA-binding domains(DBD):DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域
螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)(域)
鋅指結(jié)構(gòu)(域)
堿性結(jié)構(gòu)(域)
Dimerization domains:二聚體化結(jié)構(gòu)域
亮氨酸拉鏈 螺旋 散環(huán) 螺旋 DBD+DM 激活結(jié)構(gòu)域 酸性激活結(jié)構(gòu)域 富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域 富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域 LBD
Section O 真核生物中mRNA 加工的一般過程 5’加帽: CTD作用:轉(zhuǎn)錄起始時,參與加帽反應(yīng)的三種酶結(jié)合在RNA Pol II的CTD結(jié)構(gòu)域上。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物剛開始合成時,即對其5’端進行加帽反應(yīng)。
作用:防止降解:核糖核酸酶一般不能降解帽結(jié)構(gòu)中的三磷酸鍵
幫助轉(zhuǎn)運mRNA到細胞質(zhì)中
增強翻譯水平:mRNA需要帽結(jié)合蛋白的幫助才能更好的與核糖體結(jié)合 幫助去除pre-mRNA中的第一個內(nèi)含子。3’加Poly(A)尾:
作用:防止被核酸酶降解:增加mRNA的穩(wěn)定性
有助于mRNA從細胞核到細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運
參與pre-mRNA的最后一個內(nèi)含子的剪接。
增強mRNA的翻譯水平,增加基因的表達 剪接 甲基化 2 核酶有:有催化功能的RNA即為核酶
U2 U6 RNAP 3 RNA的多樣性:可變加工,反式剪接,RNA編輯 原核生物核糖體
真核生物核糖體 原核rRNA 加工的大致過程:形成多個莖環(huán)結(jié)構(gòu),與蛋白結(jié)合形成RNP,核苷酸修飾,逐級切割
真核rRNA 加工的大致過程:甲基化,切割。內(nèi)含子剪接 原核tRNA 加工的大致過程:將多順反子前體切割,分離出單順反子前體
單順反子前體進一步被切割,形成與成熟tRNA長度一致分子(RNases D, E, F,P
.堿基修飾,形成成熟tRNA 真核tRNA 加工的大致過程:5’-末端成熟,3’-末端成熟(添加5’-CCA-3’)去除內(nèi)含子 7 miRNA and siRNA的調(diào)控機制:mRNA降解,抑制翻譯,抑制轉(zhuǎn)錄
Section P 1 遺傳密碼的特性:
蛋白的編碼信息由三聯(lián)體密碼子組成。
密碼子為連續(xù)的,之間無間隔、無重疊。
除三個終止密碼子之外,每個密碼子對應(yīng)一種氨基酸
有密碼簡并現(xiàn)象。即:多個密碼子對應(yīng)同一種氨基酸。
標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼子在各類生物中基本通用,不過少數(shù)生物體或細胞器中,有一些密碼子對應(yīng)的氨基酸與標(biāo)準(zhǔn)的不同。
生物對同義密碼子的使用經(jīng)常有偏好性。不同生物的密碼子偏好性不同。
基因一般不重疊。一段核酸分子一般只有一個開放閱讀框(open reading frame, ORF/可讀框),被翻譯成一個蛋白。
有些物種也有重疊基因的現(xiàn)象。開放閱讀框:ORF 從起始密碼子ATG 到終止密碼子
TGA,TAA or TAG 之間的連續(xù)的蛋白編碼序列
CDS 編碼序列 當(dāng)ORF可以預(yù)測一個蛋白時 3 tRNA 二級結(jié)構(gòu):三葉草結(jié)構(gòu) 4 tRNA的特異性加載:(翻譯的高保真性)
氨酰-tRNA合成酶對相應(yīng)tRNA分子有很強的專一性:第二密碼子:
氨酰-tRNA合成酶接受相應(yīng)氨基酸時有很強的忠實性:校正:雙篩選機制—酶的活性中心,酶中的編輯位點 氨酰-tRNA(AA-tRNA): 3’-end加載了一個氨基酸的tRNA分子。是在蛋白質(zhì)合成中,將密碼子轉(zhuǎn)換氨基酸的適配器。
Section Q 1 密碼子與反密碼子的反向互補配對 一個tRNA可識別的密碼子數(shù)由反密碼子的第一位堿基決定
擺動學(xué)說:第三位密碼子與第一位反密碼子的配對可以擺動
反密碼子第一位為A或C時,配對無搖擺現(xiàn)象。3 核糖體的E,P,A位點 A位:接受AA-tRNA部位.除了起始氨酰-tRNA,其他所有AA-tRNA都只能進A位點。P位:肽?;?tRNA結(jié)合部位。起始氨酰-tRNA也進入此位點。E位:空載tRNA離開核糖體的位點。4 核糖體各亞基的功能
核糖體小亞基功能:結(jié)合mRNA
促進密碼子與反密碼子的正確結(jié)合 mRNA移位
大亞基的功能A位、P位、肽酰轉(zhuǎn)移酶(轉(zhuǎn)肽酶)中心等在大亞基上。
負(fù)責(zé)攜帶AA-tRNA、肽鍵/肽鏈的形成 5 翻譯的基本內(nèi)容 核糖體與mRNA結(jié)合
氨酰tRNA逐個進入核糖體
氨酰tRNA通過反密碼子與mRNA互補配對 氨酰tRNA分子的氨基酸之間形成肽鍵。空載tRNA的釋放 肽鏈的釋放
第五篇:現(xiàn)代分子生物學(xué)總結(jié)
醫(yī)學(xué)細胞與分子生物學(xué)習(xí)題庫
一、名詞解釋
1.基因組
2.基因文庫
3.衛(wèi)星DNA
4.SD序列
5.分子克隆
6.載體
7.反式作用因子
8.粘性末端
9.限制性內(nèi)切酶
10.cDNA文庫
11.轉(zhuǎn)化率
12.質(zhì)??截悢?shù)
13.體外重組
14.感受態(tài)細胞
15.探針
16.核酸雜交
17.陽性克隆
18.固相雜交
19.解鏈溫度
20.C值悖理
21.基因家簇
22.反義RNA
23.RNA干擾
24.魔斑
25.順式作用元件
二.填空題
1.真核生物基因組DNA序列可分為()、()和()。
2.真核生物基因組高度重復(fù)序列包括()、()、()和()四種。
5.原核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的方式有()和()兩種方式;前者又可分為()和();后者可分為()和()。
6.真核生物基因表達調(diào)控包括()、()、()、()和()五個層次。
7.真核生物基因組DNA水平的調(diào)控包括()、()、()、()和()五種方式。
8.反式作用因子可劃分為()、()和()三類。
12.影響雜交的因素有()、()、()、()和()。
15.逆轉(zhuǎn)錄酶是多功能酶,具有()、()、()三種功能,但無()作用。
16.DN的損傷突變類型有()、()、()、()和()。
17.引起DNA損傷突變的因素是()、()、()、()和()。
18.DNA的損傷修復(fù)方式有()、()、()和()。
20.病毒基因組可由()或()組成;細菌基因組由一條()組成;真核生物基因組由()和()形成()。
21.原核生物基因表達調(diào)控的方式有()和();其中()是主要的方式。
22.、操縱子由()、()和()組成;受()產(chǎn)物的調(diào)控。
23.順式作用元件按功能可劃分為()、()、()和()。
24.分子克隆技術(shù)的操作包括()、()、()和()等四個基本過程。
25.限制性內(nèi)切酶分為()、()、()三種,其中只
有()在基因工程操作中被應(yīng)用。
26.限制性內(nèi)切酶識別()序列; DNA分子在該酶切割下可產(chǎn)生()、()或()末端。
27.分子克隆中常用的工具酶有()、()、()和()。
28.分子克隆中常用的載體有()、()、()和()。
29.目的基因制備的常用方法有()、()、()。
30.體外重組常用方法有()、()、()和()。
31.重組體導(dǎo)入原核生物細胞中的常用方法有()和();重組體導(dǎo)入真核生物細胞中的常用方法有()、()和()。
32.重組體的篩選方法有()、()、()、()。
33.cDNA文庫的構(gòu)建步驟是()、()()、()。
34.常用的核酸探針包括()、()和()。
35.放射性同位素標(biāo)記常用的標(biāo)記方法有()、()、()。
36.分子克隆中常用的非放射性同位素標(biāo)記物有()、()、()等;常用的標(biāo)記方法有()、()。
37.核酸雜交技術(shù)可分為()和()兩種類型;后者又可分為()和()。
39.PCR技術(shù)的基本過程是()、()、()。
40.影響PCR的因素有()、()、()、()、()。
41.PCR反應(yīng)的特點是()、()、()、()。
45.限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點是()、()、()、()。
50.DNA切除修復(fù)需要的酶有()、()和()。
三、判斷題
1、生物越高度,基因組越龐大,基因數(shù)目就越多。()
2、真核生物結(jié)構(gòu)基因都是單拷貝,rRNA基因為多拷貝。()
3、同基因是一類結(jié)構(gòu)上完全相同,表達產(chǎn)物功能也相同的一組基因。()
4、真核細胞基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。()
5、原核細胞基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為多順反子。()
6、真核生物基因組中不編碼的區(qū)域多于編碼的區(qū)域。()
7、衛(wèi)星DNA實際上是出現(xiàn)在非編碼區(qū)的串聯(lián)重復(fù)序列。
8、串聯(lián)重復(fù)序列是形成衛(wèi)星DNA 的基礎(chǔ)。
9、所有真核生物基因組中都有α衛(wèi)星DNA。
10、高度重復(fù)序列在真核生物細胞基因組中重復(fù)出現(xiàn)可達106次以上。
11、中度重復(fù)序列的長度和拷貝數(shù)很不均一。
12、短分散片段重復(fù)順序的平均長度約為3500-5000bp。
13、長分散片段重復(fù)順序的平均長度約為300bp。
14、中度重復(fù)序列大多不編碼蛋白質(zhì)。
15、高度重復(fù)序列中有一些可編碼蛋白質(zhì)。
16、中度重復(fù)順序一般具有種特異性。
17、每種組蛋白的基因在同一種生物中拷貝數(shù)是相同的。
18、不同生物中組蛋白基因在基因組中的排列不一樣。
19、端粒是所有生物染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)。
20、以RNA為模版合成出的DNA鏈叫負(fù)股鏈。
21、顛換是指原為嘧啶突變后變?yōu)猷堰省?/p>
22、置換是指原為嘧啶突變后變?yōu)猷堰省?/p>
23、重組修復(fù)也叫復(fù)制后的修復(fù)。
24、原核細胞和真核細胞中許多mRNA都是多順反子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。
25、限制性內(nèi)切酶切割的DNA片段都具有粘性末端。
26、原核生物中mRNA一般不需要轉(zhuǎn)錄后加工。
27、增強子并沒有啟動子活性,卻具有增強啟動子活性,促進轉(zhuǎn)錄起始的效能。
28、在雙向復(fù)制中一條鏈按5′→3′的方向合成,另一條鏈按3′→5′的方向合成。
29、原核細胞和真核細胞復(fù)制在多個位點同時起始進行。
30、真核細胞的基因是不連續(xù)的,轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA都必須經(jīng)過加工。(31、生物DNA分子的大小等于基因的總和。()
32、所有多肽鏈經(jīng)核糖體翻譯出來即有正常生理功能。
33、核糖體是蛋白質(zhì)和rRNA構(gòu)成的功能復(fù)合體。
34、機體的各種細胞中含有相同的遺傳信息,所以有相同的表達,35、在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中,阻遏蛋白不與效應(yīng)物結(jié)合時,結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。
36、在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中,阻遏蛋白不與效應(yīng)物結(jié)合時,結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。
37、CAP結(jié)合在啟動子上時,能促進RNA聚合酶與啟動子結(jié)合,促進轉(zhuǎn)錄。)
38、CAP首先與cAMP形成復(fù)合物才能與啟動子結(jié)合。
39、RBS是指mRNA起始密碼AUG前的一段非翻譯區(qū)。
40、反義RNA由反義基因轉(zhuǎn)錄而來。
41、轉(zhuǎn)錄后基因沉默被稱為RNAi。
42、細胞中蛋白質(zhì)合成旺盛時,mRNA鏈上核糖體數(shù)量就多,poly(A)也較長。
43、限制性核酸內(nèi)切酶是原核生物所特有的酶。
44、只有Ⅱ型限制性核酸內(nèi)切酶在分子生物學(xué)中被應(yīng)用。
45、COS區(qū)是指λ噬菌體粘性末端構(gòu)成的區(qū)域。
53、基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)大量增加的現(xiàn)象。
54、基因重排是DNA水平調(diào)控的重要方式之一
55、所有核酸的合成都是以堿基配對為基礎(chǔ)的。
56、甲基化程度與基因的表達一般呈反比關(guān)系。
57、基因的甲基化程度愈高,其表達則降低。
58、去除組蛋白基因轉(zhuǎn)錄活性降低。
59、常染色質(zhì):結(jié)構(gòu)松散,基因不表達。
60、異染色質(zhì):結(jié)構(gòu)緊密,基因表達。
61、有基因表達活性的染色質(zhì)DNA對DNaseⅠ更敏感。
62、真核生物基因調(diào)控主要也是在轉(zhuǎn)錄水平上進行的。
四、選擇題:
1.原核生物基因組中的復(fù)制起始點有()
A.1個B.2個C.多個D.1000個以上
2.真核生物基因組中的復(fù)制起始點有()
A.1個B.2個C.多個D.1000個以上
3.真核生物基因之間的間隔區(qū)與基因組大?。ǎ?/p>
A.有關(guān)B.無關(guān)C.成正比E.成反比
4.衛(wèi)星DNA的長度一般為()
A.5-10bpB.300bpC.100bpD.500-1000bp
5.在大腸桿菌細胞中DNA復(fù)制的保真性主要是下列哪個酶的作用(A.DNA聚合酶ⅠB.DNA聚合酶Ⅱ
C.DNA聚合酶ⅢD.DNA連接酶
6.既有內(nèi)切酶活力,又有連接酶活力的是
A.拓?fù)洚悩?gòu)酶B.DNA聚合酶Ⅱ
C.解螺旋酶D.DNA連接酶)
7.轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息的轉(zhuǎn)遞方向是()
A.DNA→RNAB.RNA→DNAC.DNA→DNAD.RNA→RNA
8.hnRNA是()
A.存在于細胞核內(nèi)的tRNA前體B.存在于細胞核內(nèi)的mRNA前體
C.存在于細胞核內(nèi)的rRNA前體D.存在于細胞核內(nèi)的snRNA前體
9.以RNA為模板合成DNA的酶是()
A.DNA聚合酶ⅢB.DNA聚合酶ⅠC.RNA聚合酶D.反轉(zhuǎn)錄酶
10.蛋白質(zhì)的生物合成中肽鏈延伸方向是()
A.5→3B.從N端到C端C.3→5D.從C端到N端,,11.蛋白質(zhì)翻譯后的加工主要包括()。
A.氨基酸側(cè)鏈修飾B.水解修飾
C.二硫鍵的形成D. 上述各種修飾都包括
12.操縱子調(diào)控系統(tǒng)屬于哪一種水平的調(diào)控()
A.復(fù)制水平的調(diào)節(jié)B。轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)
C.翻譯水平的調(diào)節(jié)D。轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)控
13.與乳糖操縱子操縱基因結(jié)合的物質(zhì)是()
A.RNA聚合酶B.DNA聚合酶C.阻遏蛋白D.誘導(dǎo)物
14、參與線粒體DNA復(fù)制的酶是()
A.polαB.polδC.polβD.polγ
15、參與領(lǐng)頭鏈DNA復(fù)制的酶是()
A.polαB.polδC.polβD.polγ
16、端粒酶是一種()
A.逆轉(zhuǎn)錄酶B.RNA聚合酶C.DNA聚合酶D.DNA酶
17.含稀有堿基最多的RNA是()
A.mRNAB、rRNAC.5S-rRNAD.tRNA
18.大腸桿菌DNA連接酶需要下列哪一種輔助因子?()
A.FAD作為電子受體B.NADP+作為磷酸供體
C.NAD+形成活性腺苷酰酶D.NAD+作為電子受體
19.真核生物RNA聚合酶I催化轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是()
A.mRNAB.45S-rRNAC.5S-rRNAD.tRNA
20.魔斑是指()
A.ppGppB.cAMPC.cGMPD.7mGppp
21.CAP復(fù)合體與操縱子結(jié)合的部位是()
A.啟動子B.操縱基因C.結(jié)構(gòu)基因D.調(diào)節(jié)基因
22.基因的甲基化修飾一般發(fā)生在()
A.CpGB.ApGC.GpTD.TpG
23.有基因表達活性的染色質(zhì)DNA對下列那個酶敏感性增加?()
A.DNaseⅠB.DNA polⅠC.DNA polⅡD.Rnase H
24.真核生物的RNA聚合酶識別的是()
A.啟動子B.增強子C.TF-DNA復(fù)合體D.RF
25.在分子生物學(xué)中被應(yīng)用的限制性核酸內(nèi)切酶是()
A.Ⅰ型B.Ⅱ型C.Ⅲ型D.以上都沒用
26.限制性核酸內(nèi)切酶錯位切割產(chǎn)生()
A.粘性末端B.平頭末端C.3’-磷酸D.5’-羥基
27.大腸桿菌DNA連接酶只能連接()
A.粘性末端B.平頭末端C.3’-磷酸D.5’-羥基
28.pBR322是()
A.復(fù)制型載體B.表達型載體C.穿梭載體D.噬菌體載體
29、pUC載體是()
A.復(fù)制型載體B.表達型載體C.穿梭載體D.噬菌體載體
30.M13噬菌體是()
A.單鏈DNA噬菌體B.雙鏈DNA噬菌體
C.RNA噬菌體D.都不是
31、B.表達型載體C.穿梭載體D.噬菌體載體
五.問答題
1.分子克隆中常用的工具酶有哪些?各有何用途?
2.何謂載體?分子克隆中常用的載體有哪些?理想的載體應(yīng)具備哪些條件?
3.何謂PCR?試述PCR基本技術(shù)原理和影響因素。
4.常用的核酸探針有哪些類型?各有何優(yōu)缺點?
5.將目的DNA與載體DNA連接起來的方法有哪些?并用文或圖表示各種連接過程。
6.簡述原核生物與真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點。
9.體外重組常用的連接方法有哪些?各有何優(yōu)缺點?
13.何謂核酸雜交?常用的雜交方法有哪些?
28.何謂宿主細胞?分子克隆中常用的宿主細胞有哪些?宿主細胞應(yīng)具備哪些條件?
31.簡述重組體導(dǎo)入哺乳動物細胞的方法
35、DNA損傷修復(fù)有哪些類型?試述各類型的修復(fù)方式。