分子生物学课程教案 课次 8 授课方式 (请打√) 理论课口讨论课口实验课口习题课口其他口 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第三章DNA的复制 第三节真核生物DNA的复制 教学目的、要求（分学握、熟悉、了解三个层次）： 掌握真核生物DNA复制相应酶及蛋白功能；端粒结构及端粒酶功能， 熟悉真核生物DNA复制的起始、延仲、终止：端粒复制过程。 了解真核与原核生物DNA复制的异同点 教学重点及难点： 真核生物DNA复制相应酶的功能及复制过程。 教学基本内容 方法及手段 第三节真核生物DNA复制 结合图片讲 一、真核DNA复制又蛋白质 1.DNA解旋酶 真 DNA 2.复制蛋白A(pi 复制酶学基 n protein A,RPA) 础及复制过 RPA是单链D A结合蛋白，以异源三聚体形式存在。除 程 了参与DNA复制外，RPA还参与DNA重组和修复。 3.DNA聚合酶a/引发酶复合物 是唯一能合成RNA引物的酶 4.增殖细胞核抗原 PCNA的分子构象类似于E.coli的DNA聚合酶III的B 亚基。起夹子蛋白的作用。本身并没有DNA结合活性，通 过RFC结合千DNA 5.复制因子C(replication factor c,RFC) RFC的主要功能是促使PCNA环形分子结合于引物-模板 链或双螺旋 的切口 处 能是模板链上组装并形 成具有持续合成能力全酶的前提条件。RFC的功能类似于 B.coIi的Y复合物。起夹子装载蛋白的作用， 6.DNA聚合酶8和E P018具有DNA聚合酶活性和3”-5”核酸外初醢活姓 Polδ是合成前导链和后随链所必需的。Pl 复 E在DNA 制中的真正作用尚有待确定 7.FEN1和RNase HI FEN1的功能是特异地去除连接在冈崎片段5”端的RNA 引物。RNase HI是核酸内切酶，具有特殊的底物特异性
16 分子生物学 课程教案 课次 8 授课方式 （请打√） 理论课□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 DNA 的复制 第三节 真核生物 DNA 的复制 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握真核生物 DNA 复制相应酶及蛋白功能；端粒结构及端粒酶功能。 熟悉真核生物 DNA 复制的起始、延伸、终止；端粒复制过程。 了解真核与原核生物 DNA 复制的异同点。 教学重点及难点： 真核生物 DNA 复制相应酶的功能及复制过程。 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第三节 真核生物 DNA 复制 一、真核 DNA 复制叉蛋白质 1.DNA 解旋酶 2.复制蛋白 A（replication protein A，RPA） RPA 是单链 DNA 结合蛋白，以异源三聚体形式存在。除 了参与 DNA 复制外，RPA 还参与 DNA 重组和修复。 3.DNA 聚合酶α/引发酶复合物 是唯一能合成 RNA 引物的酶。 4.增殖细胞核抗原 PCNA 的分子构象类似于 E.coli 的 DNA 聚合酶 III 的β 亚基。起夹子蛋白的作用。本身并没有 DNA 结合活性，通 过 RFC 结合于 DNA。 5.复制因子 C（replication factor C，RFC） RFC 的主要功能是促使 PCNA 环形分子结合于引物－模板 链或双螺旋 DNA 的切口处。这一功能是模板链上组装并形 成具有持续合成能力全酶的前提条件。RFC 的功能类似于 E.coli 的γ复合物。起夹子装载蛋白的作用。 6.DNA 聚合酶δ和ε Pol δ具有 DNA 聚合酶活性和 3’-5’核酸外切酶活性。 Pol δ是合成前导链和后随链所必需的。Pol ε在 DNA 复 制中的真正作用尚有待确定。 7.FEN1 和 RNase HI FEN1 的功能是特异地去除连接在冈崎片段 5’端的 RNA 引物。RNase HI 是核酸内切酶，具有特殊的底物特异性。 结合图片讲 述真核 DNA 复制酶学基 础及复制过 程
二、真核生物DNA复制过程 2 DNA聚合酶a/δ转换 3.冈崎片段的成熟 三、真核生物与原核生物DNA复制的区别 1.复制子的多寐： )风娇片设长短 3复制又前进速度 4.合成引物的酶 5.引物的去除及切口修复 6.已发现的DNA聚合酶的种类 四、真核生物DNA复制的最后一个问题：真核生物DNA复制末 端缺口是怎样填补的呢？ ( )端粒 1.定义： 端粒是真核染色体的末端序列，它们通常由首尾相接的 富会TG的重复DNA序列构成。其生物学功能是保持染色 体的稳定， 它决定着细胞的寿命 2.结构 粒结构有一个突出3'端单链区，长14-16p。其结构模 型可能是，单链回折，每个重复单位提供一个G,依次结合 形成G四聚体（四链结构），端粒结合蛋白识别并结合到该 链，像“帽子”一样保护DNA的末端。 (二)端粒的复制 1,端粒酶(telomerase) 2.端粒复制过程 作业、讨论题、思考题： 预习下次课的内客 基本教材和主要参考资料： 《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，2002 2 《分子生 学 阎隆飞 国农业大学出版社，199 《基因的分子生物学》，2004年Wats0n等著，205年杨焕明等译 4.《Gene VIII》,Benjamin Lewin编著，2004电子版，2005中文版。 5.Molecular Biology (2nd Edition by R.Weaver)2002 6. Essentias of Molecular Biology,3rd dGeorge M.Malacinski David Freifelde one and Bartlett Publishers,I999,分子生物学精要（影印版） 7 Molecular Biology of the Cell(4th Edition by B.Alberts).2002 8 Molecular Cell Biology(4th Edition by H.Lodish) 9 Advanced Molecular Biology (by R.Twyman) 课后小结： 本节主要讲述了原核生物DNA复制的酶及复制过程，重点需要学习和辩 别DNA聚合酶I、Ⅱ、IⅢ的性质及功能
17 二、真核生物 DNA 复制过程 1.引发体组装 2.DNA 聚合酶α/δ转换 3.冈崎片段的成熟 三、真核生物与原核生物 DNA 复制的区别 1.复制子的多寡： 2.冈崎片段长短： 3.复制叉前进速度： 4.合成引物的酶 5.引物的去除及切口修复 6.已发现的 DNA 聚合酶的种类 四、真核生物 DNA 复制的最后一个问题：真核生物 DNA 复制末 端缺口是怎样填补的呢？ （一）端粒： 1.定义： 端粒是真核染色体的末端序列，它们通常由首尾相接的 富含 TG 的重复 DNA 序列构成。其生物学功能是保持染色 体的稳定，它决定着细胞的寿命。 2.结构： 端粒结构有一个突出 3’端单链区，长 14-16bp。其结构模 型可能是，单链回折，每个重复单位提供一个 G，依次结合 形成 G 四聚体（四链结构）。端粒结合蛋白识别并结合到该 链，像“帽子”一样保护 DNA 的末端。 （二）端粒的复制 1.端粒酶（telomerase） 2.端粒复制过程 作业、讨论题、思考题： 预习下次课的内容 基本教材和主要参考资料： 1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，2002 2.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，1997 3.《基因的分子生物学》，2004 年 Watson 等著，2005 年杨焕明等译 4.《Gene VIII》， Benjamin Lewin 编著，2004 电子版，2005 中文版。 5. Molecular Biology (2nd Edition by R. Weaver) 2002 6. Essentials of Molecular Biology, 3rd ed., George M. Malacinski David Freifelder Jones and Bartlett Publishers, 1999, 分子生物学精要(影印版) 7 Molecular Biology of the Cell (4th Edition by B. Alberts)，2002 8 Molecular Cell Biology (4th Edition by H. Lodish) 9 Advanced Molecular Biology (by R. Twyman) 课后小结： 本节主要讲述了原核生物 DNA 复制的酶及复制过程，重点需要学习和辨 别 DNA 聚合酶 I、II、III 的性质及功能
分子生物学课程教案 课次 9 授课方式 课时 (请打√) 理论课口讨论课口实验课口习题课口其他口 安排 授课题目（教学章、节或主题）： 第三章DNA的复制 第四节DNA复制的忠实性 教学目的、要求（分学握、熟悉、了解三个层次）： 掌握DNA复制忠实性得以维持的原因； 熟悉雏持DNA复制忠实性的机理： 了解原核与真核复制忠实性维持的异同。 教学重点及难点： 雏持DNA复制忠实性的机理。 教学基本内容 方法及手段 第四节、DNA复制的忠实性 结合图片讲 细胞内DNA复制的一个突出特点是具有高度的忠实性，其 DNA复制 误差率只有10-9。 的忠实性。 细胞内DNA复制的高度忠实性依赖于多种因素，包括RNA引 物的作用，DNA聚合酶的自我校正功能，几种校正和修复系统 以及DNA本身的结构特征等。 一、RNA引物和DNA聚合酶的自我校正： 1DNA聚合酶的自我校正(3'5'核酸外切酶活性) 大多数DNA聚合酶具有“自我校正”功能 确切地说，在 DNA复制过程中，DNA聚合酶总是“先校正，后合成” 2.RNA引物： 为什么在DNA复制中要使用需要清除的RNA作为引物 而不使用可以不必消除的DNA为引物呢？ 在DNA有制中 ,任何从头合成的引物（不管是DNA还 是RNA 都 误差较大的拷 误差率至少是 RNA核苷酸序列本身自动成为必须清除的“坏拷贝”的显著 标志 二、错配校正系统(mismatch proofreading system) 在研究一种突变率异常高的E0i突变株时，人们发现了 错配校正系统。该系统可以消除因核酸外切酶校正缺陷产生的 复制错误。 E.Coli的错配校正系统： E.coli错配校正系统利用dam基因编码的甲基化酶，可以 降DNA所有的-GATC-序列中的A在N6位甲基化，但新合 18
18 分子生物学 课程教案 课次 9 授课方式 （请打√） 理论课□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第三章 DNA 的复制 第四节 DNA 复制的忠实性 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握 DNA 复制忠实性得以维持的原因； 熟悉维持 DNA 复制忠实性的机理； 了解原核与真核复制忠实性维持的异同。 教学重点及难点： 维持 DNA 复制忠实性的机理。 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第四节、DNA 复制的忠实性 细胞内 DNA 复制的一个突出特点是具有高度的忠实性，其 误差率只有 10-9。 细胞内 DNA 复制的高度忠实性依赖于多种因素，包括 RNA 引 物的作用，DNA 聚合酶的自我校正功能，几种校正和修复系统， 以及 DNA 本身的结构特征等。 一、RNA 引物和 DNA 聚合酶的自我校正： 1. DNA 聚合酶的自我校正（3’-5’核酸外切酶活性）： 大多数 DNA 聚合酶具有“自我校正”功能。确切地说，在 DNA 复制过程中，DNA 聚合酶总是“先校正，后合成”。 2. RNA 引物： 为什么在 DNA 复制中要使用需要清除的 RNA 作为引物， 而不使用可以不必消除的 DNA 为引物呢？ 在 DNA 复制中，任何从头合成的引物（不管是 DNA 还 是 RNA）都必然是误差较大的拷贝，误差率至少是 10-4。 RNA 核苷酸序列本身自动成为必须清除的“坏拷贝”的显著 标志。 二、错配校正系统（mismatch proofreading system) 在研究一种突变率异常高的 E.coli 突变株时，人们发现了 错配校正系统。该系统可以消除因核酸外切酶校正缺陷产生的 复制错误。 E.Coli 的错配校正系统： E.coli 错配校正系统利用 dam 基因编码的甲基化酶，可以 将 DNA 所有的－GATC－序列中的 A 在 N6 位甲基化，但新合 结合图片讲 述 DNA 复制 的忠实性
成的DNA链中的A要晚一些才被甲基化。这就为区别新DNA 链和模板链提供了基础。 ()MutS识别并结合于DNA的错配碱基处： (2)MutH在新DNA链（尚未甲基化）的-GATC-的5 侧造成缺口 (3)MutL将MutS和MutH连结在一起，使新合成的DNA 链知造括形成环状结均 (4)DNA解旋酶Ⅱ和SSB蛋白等因子的参与下，核酸外切 酶I切除新DNA链上包括错配碱基在内的片段。 (⑤)DNA聚合酶ⅢI和连接酶完成修复， 真核生物（包括人类)细胞内也有类似于E.coli的MutS 及ML的错配校正蛋白。某些真核生物（如酵母和果蝇)的 DNA一般不发生任何甲基化，所以，在错配校正过程中，这些 物可能通过其他方式来识别新旧DNA链的，但其切除错 碱基及修复过程与细菌大致相同。 作业、讨论题、思考题： 预习下次课的内容 基本教材和主要参考资料： 1.《现代分子生物学》朱玉贤、李主编，（第二版），高等教育出版社，202 2.《分子生物学》，阁隆飞，中国农业大学出版社，1997 3.《基因的分子生物学》，2004年Watson等著，2005年杨焕明等译 4.《Gene VIII》,Benjamin Lewin编著，2004电子版，2005中文版。 5.Molecular Biology (2nd Edition by R.Weaver)2002 6. Essentials of Molecular Biology,3rd edGeorge M.Malacinski David Freifelder Jones and Bartlett Publishers.1999.分子生物学精要（等影印版） 7 Molecular Biology of the Cell (4th Edition by B.Alberts),2002 8 Molecular Cell Biology(4th Edition by H.Lodish) 9 Advanced Molecular Biology(by R Twyman) 课后小结： 本节主要讲述DNA复制的忠实性，需要深刻理解DNA复制高度忠实性的 原因及共机理
19 成的 DNA 链中的 A 要晚一些才被甲基化。这就为区别新 DNA 链和模板链提供了基础。 (1) Mut S 识别并结合于 DNA 的错配碱基处； (2) Mut H 在新 DNA 链（尚未甲基化）的－GATC－的 5’ 侧造成缺口。 (3) Mut L 将 Mut S 和 Mut H 连结在一起，使新合成的 DNA 链和模板链形成环状结构。 (4) DNA 解旋酶 II 和 SSB 蛋白等因子的参与下，核酸外切 酶 I 切除新 DNA 链上包括错配碱基在内的片段。 (5) DNA 聚合酶 III 和连接酶完成修复。 真核生物（包括人类）细胞内也有类似于 E.coli 的 Mut S 及 Mut L 的错配校正蛋白。某些真核生物（如酵母和果蝇）的 DNA 一般不发生任何甲基化，所以，在错配校正过程中，这些 生物可能通过其他方式来识别新旧 DNA 链的，但其切除错配 碱基及修复过程与细菌大致相同。 作业、讨论题、思考题： 预习下次课的内容 基本教材和主要参考资料： 1.《现代分子生物学》朱玉贤、李毅主编，（第二版），高等教育出版社，2002 2.《分子生物学》，阎隆飞，中国农业大学出版社，1997 3.《基因的分子生物学》，2004 年 Watson 等著，2005 年杨焕明等译 4.《Gene VIII》， Benjamin Lewin 编著，2004 电子版，2005 中文版。 5. Molecular Biology (2nd Edition by R. Weaver) 2002 6. Essentials of Molecular Biology, 3rd ed., George M. Malacinski David Freifelder Jones and Bartlett Publishers, 1999, 分子生物学精要(影印版) 7 Molecular Biology of the Cell (4th Edition by B. Alberts)，2002 8 Molecular Cell Biology (4th Edition by H. Lodish) 9 Advanced Molecular Biology (by R. Twyman) 课后小结： 本节主要讲述 DNA 复制的忠实性，需要深刻理解 DNA 复制高度忠实性的 原因及其机理
分子生物学课程教案 课次 10 授课方式 理论课口讨论课口实验课口习题课口其他口 课时 (请打√) 安排 授课题目（教学章、节或主题）： 第四章DNA的损伤修复 第一节DNA损伤的类型及原因 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握DNA损伤的类型： 熟悉引起DNA损伤的原因； 了解DNA突变类型. 教学重点及难点： 重点是DNA损伤的原因、类型 教学基本内容 方法及手段 第一节DNA损伤的类型及原因 结合图片讲 DNA的水解和脱氨基作用自发产生损伤： 述DNA损伤 1.胞嘧啶碱基的脱氨基： 类型及其原 2.腺嘌吟和鸟嘌吟脱氨基： 3去学吟化： 4.5-甲基胞嘧啶脱氨基产生胸腺嘧啶 DNA被烷化反应、氧化反应和辐射损伤： 1.烷化反应： 2.氧化反应： 3.辐射损伤 碱基类似物和嵌入剂引起的突变 1 减基类似物(base analog)上可替换正常碱基的化合物 2.嵌入剂(intercalating agent上能插入碱基间的化合物 四、DNA突变 1.突变：DA复制产生的一些差错如被漏校，或DNA的一些损 伤未被修算 结果它们就会被遗传下去。DNA的这种永久性 的改变叫突 2.点突变：由单一碱基的改变而产生的突变，可以是一个碱基 的缺失、插入、碱基转换（嘧啶一密啶，嘌吟一嘌吟入、碱 基颠换（嘧啶一票吟，吟一嘧啶） 20
20 分子生物学 课程教案 课次 10 授课方式 （请打√） 理论课□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 授课题目（教学章、节或主题）： 第四章 DNA 的损伤修复 第一节 DNA 损伤的类型及原因 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握 DNA 损伤的类型； 熟悉引起 DNA 损伤的原因； 了解 DNA 突变类型。 教学重点及难点： 重点是 DNA 损伤的原因、类型 教 学 基 本 内 容 方法及手段 第一节 DNA 损伤的类型及原因 一、DNA 的水解和脱氨基作用自发产生损伤： 1.胞嘧啶碱基的脱氨基： 2.腺嘌呤和鸟嘌呤脱氨基： 3.去嘌呤化： 4.5’-甲基胞嘧啶脱氨基产生胸腺嘧啶： 二、DNA 被烷化反应、氧化反应和辐射损伤： 1.烷化反应： 2.氧化反应： 3.辐射损伤： 三、碱基类似物和嵌入剂引起的突变： 1.碱基类似物（base analog）：可替换正常碱基的化合物 2.嵌入剂（intercalating agent）：能插入碱基间的化合物 四、DNA 突变 1.突变：DNA 复制产生的一些差错如被漏校，或 DNA 的一些损 伤未被修复，结果它们就会被遗传下去。DNA 的这种永久性 的改变叫突变。 2.点突变：由单一碱基的改变而产生的突变。可以是一个碱基 的缺失、插入、碱基转换（嘧啶－嘧啶，嘌呤－嘌呤）、碱 基颠换（嘧啶－嘌呤，嘌呤－嘧啶） 结合图片讲 述 DNA 损伤 类型及其原 因