4 生物大分子相互作用分析技术(基础医学与医学实验技术)
大生化的课件PPt
交叉融合将促进多学科协同创新 ，推动大生化领域的发展，为人 类社会的可持续发展提供有力支 持。
大生化技术的创新与突破
随着基因组学、蛋白质组学、代谢组 学等技术的不断发展，大生化领域将 迎来更多的技术创新和突破。
这些技术将为大生化的研究提供更深 入、更全面的视角，有助于揭示生命 现象的本质和规律，推动大生化领域 的进步。
药物研发与治疗
药物筛选与评价
大生化可以帮助我们筛选和评价药物的疗效，通过检测药物对生物体代谢的影响，评估 药物的疗效和安全性。
个体化用药指导
通过大生化检测，可以了解个体对药物的代谢差异，为个体化用药提供科学依据，提高 治疗效果并降低副作用。
个体化医疗与精准医学
个体化诊断与治疗
大生化检测可以为个体化医疗提供精准 的数据支持，根据个体的代谢特征制定 个性化的诊断和治疗方案。
基因克隆与表达技术
基因克隆与表达技术是生物化学实验中的重要技术之一，其目的是将外 源基因克隆到表达载体中，并在宿主细胞中进行表达，以便进一步的分 析和研究。
基因克隆与表达技术包括基因克隆和基因表达两个步骤。基因克隆的方 法包括限制性核酸内切酶、聚合酶链式反应等；基因表达的方法包括转
录和翻译的过程，需要选择合适的表达载体和宿主细胞。
总结词
大生化在医学、生物技术、药物研发等领域有广泛应用，为解决人类健康问题提供理论基础和技术支 持。
详细描述
大生化在医学领域的应用包括疾病诊断、治疗和预防，如基于蛋白质组学和代谢组学的精准医疗；在 生物技术领域，大生化为生物制品的研发和生产提供理论基础和技术支持；在药物研发领域，大生化 帮助科学家深入了解药物与生物大分子的相互作用，提高药物的疗效和安全性。
VS
精准医学研究
电泳技术(基础医学与医学实验技术)
电泳技术的应用领域
总结词
电泳技术广泛应用于生物、医学、化学等领域。
详细描述
电泳技术广泛应用于生物学、医学、化学和环境科学等 领域。在生物领域，电泳技术用于蛋白质、核酸和糖类 等生物大分子的分离和鉴定。在医学领域，电泳技术用 于血液、尿液和其他体液中蛋白质、酶和代谢产物的分 析。在化学领域，电泳技术用于合成高分子聚合物、金 属离子和有机化合物的分离和纯化。此外，毛细管电泳 和芯片电泳等新型电泳技术在生命科学和临床诊断等领 域也具有广泛的应用前景。
DNA电泳
DNA电泳是电泳技术中用于分离、鉴定和纯化DNA片段的一种方法。通过电泳技术可以将DNA片段按照大小进行分离，为基 因克隆、基因诊断和基因组学研究等领域提供基础。
DNA电泳的原理是利用DNA片段在电场中的迁移率不同而实现分离。DNA片段在电场中的迁移率取决于其大小、电荷和构象 等因素。通过选择合适的电泳介质和电泳条件，可以实现对DNA片段的精细分离。
电泳技术(基础医学与医学实验技 术)
contents
目录
• 电泳技术概述 • 电泳技术的基本类型 • 电泳技术在基础医学中的应用 • 电泳技术在医学实验技术中的应用 • 电泳技术的优缺点 • 电泳技术的发展趋势和未来展望
01 电泳技术概述
电泳技术的定义
总结词
电泳技术是一种利用电场对带电粒子进行分离的实验技术。
样品损失。
局限性
电泳技术对于某些特定类型的 生物大分子分离效果不佳，如 蛋白质的分离。
耗时长
电泳技术需要较长时间进行分 离，对于某些快速变化的生物 样品，可能无法及时检测。
高压电场影响
电泳过程中需要施加高压电场 ，可能会对生物大分子产生一 定的影响，如引起蛋白质的变
ITC
微量量热技术(Microcalorimetry)吕卓远常莹李蒙萌安健博北京大学医学部基础医学院医学实验04级摘要我们知道生物大分子，如蛋白质、核酸的特殊空间构象的形成绝大多数是可逆的热力学反应，因此对此过程的热力学研究有着很大的意义。
这个过程需要利用目标分子直接测量伴随生物大分子反应的热效应。
实现这一程序需要具有很高灵敏度的量热技术，即差示扫描量热技术（DSC）和等温滴定量热技术（ITC），得以测量在固定溶液环境下，随温度变化放出的热量。
或测量在固定温度下，随溶液环境变化放出的热量。
在本篇综述中，我们主要介绍DSC和ITC的主要原理，以及它们在生物医学领域中的应用。
关键词微量量热技术差示扫描量热技术等温滴定量热技术生物大分子正文1．前言在升温和降温的过程中，物质的结构和化学性质会发生变化，其质量、几何尺寸、光、电、磁、热、力等物理性质也会发生相应的变化。
微量量热技术被定义为在温度程序控制的条件下测量物质的物理性质和温度关系的一类技术。
微量量热技术是近年来发展起来的一种研究生物热力学与生物动力学的重要结构生物学方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续和准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，同时提供热力学和动力学信息。
微量量热技术的一个重要特点就是，它可以作为任意反应净变的传感器，具有连续性和抗干扰性。
因此它是一个用于发现和估测反应未知步骤或过程的先进分析技术。
2．差示扫描量热技术（DSC）差示扫描量热技术是20世纪60年代以后研制出的一种热分析方法。
在样品和参比物同时程序升温或降温且保持两者温度相同的条件下，测量流入或流出样品和参比物的热量差与温度关系的技术。
DSC仪器结构包括温度程序控制系统；测量系统，用于样品物理量转换成电信号并放大；数据记录、处理和显示系统；样品室，提供适当环境。
DSC分析生物大分子结构变化的基础：由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小的状态，所以样品升温或降温的过程中，它可以转变成具有不同自由能的另一种结构状态。
国家自然科学基金委员会-申请代码-生命科学
C06 遗传学与生物信息学
C0601 植物遗传学 C060101 植物分子遗传 C060102 植物细胞遗传 C060103 植物数量遗传 C0602 动物遗传学 C060201 动物分子遗传 C060202 动物细胞遗传 C060203 动物数量遗传 C0603 微生物遗传学 C060301 原核微生物遗传 C060302 真核微生物遗传 C0604 人类遗传学 C060401 人类遗传的多样性 C060402 人类起源与进化 C060403 人类行为的遗传基础 C060404 人类表型性状与遗传 C060405 人类细胞遗传 C0605 基因组学 C060501 基因组结构与分析 C060502 比较基因组与进化 C060503 基因组信息学 C0606 基因表达调控与表观遗传学 C060601 组蛋白修饰及意义 C060602 DNA修饰及意义 C060603 染色体重塑及意义 C060604 非编码RNA调控与功能 C060605 转录与调控 C0607 生物信息学 C060701 生物数据分析 C060702 生物信息算法及工具 C060703 生物信息的整合及信息挖掘
C07 细胞生物学
C0701 细胞、亚细胞结构与功能 C0702 细胞生长与分裂 C0703 细胞周期与调控 C0704 细胞增殖、生长与分化 C0705 细胞衰老 C0706 细胞死亡 C0707 细胞运动 C0708 细胞外基质 C0709 细胞信号转导 C0710 细胞物质运输 C0711 细胞呼吸与代谢 C0712 细胞生物学研究中的新方法
重点项目
重大研究计划项目
国家杰出青年科学基金项目
青年科学基金项目
地区科学基金项目
创新研究群体项目
海外及港澳学者合作研究基金项目
国家基础科学人才培养基金项目
《分子分析》课件
利用生物信息学的方法和技术，对分子数据 进行处理、分析和挖掘，揭示生命活动的规 律和机制。
生物信息学与分子分析的 交叉融合
通过生物信息学的手段，对分子数据进行深 入挖掘和多维度分析，为疾病诊断、药物研
发和个性化医疗提供有力支持。
纳米技术与分子分析的结合
纳米技术在分子分析中的应用
02
分子分析的基本原理
分子结构与性质
分子结构
分子中的原子通过化学键相互连接，形成特定的空间排列，决定 了分子的性质。
分子性质
分子的性质由其化学键和分子构型决定，包括稳定性、反应活性、 物理性质和化学性质等。
分子结构与性质的关系
了解分子的结构有助于预测其性质，从而为分子设计和合成提供指 导。
分子光谱分析
基因组学与蛋白质组学研究
总结词
分子分析技术是基因组学和蛋白质组学研究的重要手段，有助于深入了解生物体的生命 活动和疾病发生机制。
详细描述
基因组学和蛋白质组学研究需要大规模地分析基因和蛋白质的表达、结构和功能。分子 分析技术如高通量测序、质谱分析等，能够快速、准确地获取这些信息，为生物医学研
究提供有力支持。
05
分子分析的未来发展
高通量与高灵敏度分析技术
高通量分析技术
通过自动化和高效率的检测系统，实现 大规模样本的同时检测和分析，提高分 析速度和效率。
VS
高灵敏度分析技术
利用新型的信号放大技术和高灵敏度检测 器，实现对低浓度样本的精准检测，有助 于发现早期病变和微量污染。
生物信息学与分子分析的结合
利用纳米材料的独特性质和功能，开发新型的分子检 测技术和器件，提高检测的灵敏度和特异性。
纳米技术与分子分析的交叉融合
《分子生物学》课程教学大纲
《分子生物学》课程教学大纲（理论学时：16学时）使用教材：医学分子生物学（供8年制及7年制临床医学等专业用）分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命的本质、生命活动及其规律的科学。
医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支，是从分子水平研究人体在正常及疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。
它主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系。
作为一门课程，医学分子生物学涵盖了医学各专业学生必须学习的分子生物学基础知识，以及分子生物学在医学领域中形成的专门研究领域及相关知识。
医学分子生物学既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识，同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。
本书共二十三章，包括5个方面内容。
第二章至第十章介绍分子生物学基本知识，主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点，基因组核酸复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白形成与降解、基因表达调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论，细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。
第十一章至第十三章介绍基因操作的基本知识，包括基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的相关基本知识和研究策略。
第十四章至第十八章介绍疾病分子生物学机制，介绍了基因和基因组、细胞间通讯和信号与人类健康和疾病之间关系。
第十九章至第二十一章介绍分子生物学理论与技术在医学中应用，包括基因诊断和基因治疗概念与相关研究。
最后两章介绍分子生物学新兴研究领域、生物信息学在基因和蛋白质研究中的应用。
本大纲正是从上述目的出发，在要求学生掌握分子生物学基本知识与基本技术，同时了解分子生物学在医学领域的应用与相关研究。
使学生们在分子水平上研究人体在正常及疾病状态下生命活动及其规律，为从事临床医学打下深厚的基础。
绪论一、目的要求了解分子生物学的定义、研究对象和研究内容；分子生物学发展简史；生物遗传物质的发现；现代分子生物学的建立和深入发展；分子生物学与相关学科的关系；分子生物学在医学和生物学中的应用。
分子生物学 常用分子生物学技术的原理及应用
（三）基因突变
利用PCR技术可以随意设计引物在体外对目的 基因片段进行嵌和、缺失、点突变等改造。
T G C
（四）DNA序列测定
将PCR技术引入DNA序列测定，使测序工 作大为简化，也提高了测序的速度；
待测DNA片段既可克隆到特定的载体后进 行序列测定，也可直接测定。
（五）基因突变分析
PCR与其他技术的结合可以大大提高基 因突变检测的敏感性 。
▪ 分子杂交： 不同来源的单链核苷酸链根据碱基互补原则形成
杂种双链的过程。
▪ 分子杂交的目的： 检测DNA和RNA
▪ 探针： 分子杂交中和待测核苷酸链碱基互补的被标记的
核苷酸链。
待测DNA或RNA
探针
碱基对间氢键
增色效应： DNA变性伴随260nm吸收值增高
减色效应： DNA复性伴随260nm吸收值降低
Taq
5’
Taq
5’
R
R
R Taq
R
Taq
R
l
R
3’
Extension Step
1. Strand Displacement
3’
5’
2. Cleavage
3’
5’ 3. Polymerization
3’
Complete
4. Detection
5’ 3’
PCR衍生技术
▪ 反向PCR ▪ 逆转录PCR ▪ 原位PCR ▪ 重组PCR ▪ 不对称PCR ▪ 多重PCR
酵母双杂交系统的建立基于对真核生物转录激 活因子结构与功能的认识
真核生物转录激活因子
DNA结合结构域 转录激活结构域
BD
AD
组件式：结构可互相分开 功能互相独立 空间较近时表现活性 中间序列对活性无影响
高等职业教育本科 医药卫生大类3205 医学技术类专业简介(2022年)
3205医学技术类专业代码320501专业名称医学检验技术基本修业年限四年职业面向面向医学检验技师等职业，临床检验、输血检验等技术领域。
培养目标定位本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和基础医学、临床医学、医学检验理论及卫生法律法规等知识，具备医学检验技术专业技能、适应医学检验技术数字化转型升级和发展趋势等能力，具有敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆的职业精神和信息素养，能够从事临床医学检验、输（采供）血检验等工作的高层次技术技能人才。
主要专业能力要求1. 具有良好的生物安全防范能力及正确采集、处理和保存临床检验标本的能力；2. 具有熟练开展临床检验标本和输血项目检验，并对检验结果做出质量分析及判断的能力；3. 具有良好的医学检验仪器设备日常保养、维护及一般问题处理的能力；4. 具备对检验结果进行综合分析判断，在出现危急值时及时发出预警，能主动与医生、护士等人员及时沟通的能力；5. 具有一定的实验室质量控制和管理能力及对检验仪器进行校正比对的能力；6. 具有适应健康产业数字化发展的信息技术和数字技术应用能力；7. 具有参与医学技术研发和创新发展的能力；8. 具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。
主要专业课程与实习实训专业基础课程：医用化学、正常人体解剖与组织胚胎学、电子电工基础、生理学、生物化学、病理学、药理学、临床检验仪器、临床疾病概要。
专业核心课程：临床基本检验、临床生物化学检验、临床微生物学检验、临床寄生虫学检验、临床免疫学技术与检验、输血检验技术、临床血液学检验、分子生物学技术及检验、医学检验与临床诊断。
245实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行临床基本检验、生物化学检验、病原生物学检验、免疫学技术及检验、血液检验等实训。
在二级甲等及以上综合性医院、三级专科医院等检验科、输血科或同等规模的第三方医学检验中心等场所进行岗位实习。
职业类证书举例职业资格证书：卫生专业技术资格接续专业举例接续专业硕士学位授予领域举例：临床医学接续硕士学位二级学科举例：免疫学、病原生物学、临床检验诊断学专业代码320502专业名称医学影像技术基本修业年限四年职业面向面向影像技师等职业，X线摄影检查、计算机体层成像（CT）检查、磁共振成像（MRI）检查、超声检查、核医学检查、介入检查等技术领域。
“十四五”国家重点研发计划“前沿生物技术”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)
“前沿生物技术”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿）为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“前沿生物技术”重点专项。
根据本重点专项实施方案的部署，现发布2022年度项目申报指南。
本重点专项总体目标是：以全球化视野统筹资源和要素，突破一批颠覆性前沿生物技术，提升我国生命科学与前沿生物技术原始创新能力，构建生物技术体系基本框架，为我国生物产业发展提供引导和支撑，为经济创新发展提供新引擎，引领生物技术产业革命，使之成为健康、制造、农业、环境、安全等领域的高质量发展的有力支撑。
争取到2025年建立自主知识产权的底层技术，在生命信息精细测量与深度解读、生命核心过程的调控机制等生命机理研究方面取得一批重大发现，在基因操控、生物治疗、精准诊疗技术等领域取得重大技术突破，产出一批有重要影响力的原创成果。
2022年度指南部署坚持面向科技强国、健康中国重大战略需求，以引领科学前沿和服务国民健康为宗旨，进行前瞻性布局。
围绕生命基本物质和生命核心过程的解析、调控与合成技术研究，开展生物技术领域关键装备与工具研发，布局原创的未来生物技术重大创新产品等3大任务，按照原创理论研究、创新产品研发及面向临床与应用的原则，拟启动21个方向。
项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。
每个方向原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可择优同时支持。
专项建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。
申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列全部研究内容和考核指标。
项目执行期一般为5年。
项目一般下设课题数不超过4个，项目参与单位总数不超过6家。
项目设1名负责人，每个课题设1名负责人。
本专项设立青年科学家项目，每个项目不超过300万元。
可参考重要支持方向（标*的方向）组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制，不再单设课题，期限一般为3～5年，项目参与单位不超过2家。
第21章常用分子生物学技术的原理及其应用.
第21章常用分子生物学技术的原理及其应用.第 21章常用分子生物学技术的原理及其应用学习要求1.掌握分子杂交、印迹技术、PCR 技术、核酸序列分析技术、基因文库构建的基本原理及应用;基因诊断、基因治疗的基本概念。
2.熟悉生物大分子相互作用的研究技术;基因诊断的方法;基因治疗的策略和程序。
3.了解生物芯片技术、遗传修饰动物模型的建立及应用、疾病相关基因的克隆与鉴定。
基本知识点本章简要介绍了目前医学分子生物学中的部分常用技术。
主要内容包括:分子杂交技术、印迹技术、 PCR 技术、核酸序列分析技术、基因文库构建的基本原理及应用、生物芯片技术、生物大分子相互作用研究技术、遗传修饰动物模型的建立及应用、疾病相关基因的克隆与鉴定以及基因诊断和基因治疗技术。
印迹技术是指将在凝胶中分离的生物大分子转移或直接放在固定化介质上并加以检测分析的技术。
它主要包括DNA 印迹技术、RNA 印迹技术和蛋白质印迹技术。
DNA 印迹技术主要用于基因组 DNA 的定性和定量分析。
RNA 印迹技术主要用于检测某一组织中或细胞中已知的特异mRNA 的表达水平,也可比较基因的表达情况。
蛋白质印迹技术用于检测样品中特异性的蛋白质的存在、细胞中特异蛋白质的半定量分析以及蛋白质分子的相互作用研究等。
其它方法还有斑点印迹、原位杂交、 DNA 芯片技术等。
PCR 技术以拟扩增的 DNA 分子为模板, 以一对与模板互补的寡核苷酸片段为引物, 在 DNA 聚合酶作用下, 依半保留复制机制沿模板链延伸直至完成两条新链的合成。
重复这一过程, 即可使目的 DNA 片段得到扩增。
PCR 反应体系的基本成分包括:①模板;② DNA ;③特异引物;④耐热 DNA 聚合酶; ⑤ dNTP ; ⑥含 Mg 2+的缓冲液。
PCR 的基本反应步骤包括变性、退火和延伸。
该技术具有高敏感、高特异、可重复以及快速简便等优点。
PCR 技术主要用于:①目的基因的克隆; ②基因的体外突变; ③ DNA 和 RNA 的微量分析; ④ DNA 序列测定; ⑤基因突变分析等。
《生物化学与分子生物学》教学大纲
《生物化学与分子生物学》教学大纲课程名称（中文/英文）：生物化学与分子生物学/Biochemistry and Molecular Biology课程类别：专业基础课程课程性质：必修适用专业：临床医学、基础医学、口腔医学、麻醉学、预防医学、医学检验技术、医学实验技术学时数：总学时84学时，其中理论72学时、实验12学时学分数： 4.5学分考核方式：考试先修课程：《人体解剖学》、《组织学与胚胎学》、《医学细胞生物学》、《医学遗传学》、《基础化学》、《有机化学》后续课程：《生理学》、《药理学》、《病理生理学》、《医学免疫学》、《医学微生物学》教材：《生物化学与分子生物学（第9版）》，周春燕、药立波主编，人民卫生出版社，2018年8月参考书：《生物化学原理（第3版）》，杨荣武主编，高等教育出版社，2018年10月《分子生物学（第2版）》，杨荣武主编，南京大学出版社，2017年9月《生物化学（第4版）》，朱圣庚、徐长法主编，高等教育出版社，2017年1月《Lehninger Principles of Biochemistry（Seventh Edition）》, David L. Nelson, Michael. Cox. W. H. Freeman and Company, 2017.《Harper's Illustrated Biochemistry （31st, Edition）》,Victor W. Rodwell. McGraw-Hill Education Medical, 2018.开课单位：基础医学院生物化学与分子生物学教研室一、课程简介：（150～500字，宋体、加粗、小四、段前段后各0.5行）《生物化学与分子生物学》是一门临床医学、基础医学、口腔医学、麻醉学、预防医学、医学检验技术、医学实验技术等专业的专业必修课程。
课程内容包括生物大分子的结构与功能、物质代谢及其调节、遗传信息的传递、医学生化专题和医学分子生物学专题等。
生物化学第五节 生物大分子相互作用研究技术
第五节生物大分子相互作用研究技术2015-07-16 70976 0生物大分子之间可相互作用并形成各种复合物，所有的重要生命活动，包括DNA的复制、转录、蛋白质的合成与分泌、信号转导和代谢等，都是由这些复合物所完成。
研究细胞内各种生物大分子的相互作用方式，分析各种蛋白质、蛋白质-DNA、蛋白质-RNA复合物的组成和作用方式是理解生命活动基本机制的基础。
有关研究技术发展迅速，本节选择性介绍部分方法的原理和用途。
一、蛋白质相互作用研究技术目前常用的研究蛋白质相互作用的技术包括酵母双杂交、各种亲和分离分析（亲和色谱、免疫共沉淀、标签蛋白沉淀等）、FRET效应分析、噬菌体显示系统筛选等。
本部分简要介绍标签蛋白(tagged protein)沉淀和酵母双杂交技术(yeast two-hybrid system)。
（一）标签蛋白沉淀标签融合蛋白结合实验是一个基于亲和色谱原理的、分析蛋白质体外直接相互作用的方法。
该方法利用一种带有特定标签( tag)的纯化融合蛋白作为钓饵，在体外与待检测的纯化蛋白或含有此待测蛋白的细胞裂解液温育，然后用可结合蛋白标签的琼脂糖珠将融合蛋白沉淀回收，洗脱液经电泳分离并染色。
如果两种蛋白有直接的结合，待检测蛋白将与融合蛋白同时被琼脂糖珠沉淀( pull-down)，在电泳胶中见到相应条带（图20-6）。
图20-6 标签融合蛋白沉淀实验流程示意图目前最常用的标签是谷胱甘肽S-转移酶( GST)，有各种商品化的载体用于构建GST融合基因，并在大肠杆菌中表达为GST融合蛋白。
利用GST与还原型谷胱甘肽(glutathione)的结合作用，可以用共价偶联了还原型谷胱甘肽的琼脂糖珠一步纯化GST融合蛋白。
另一个常用的易于用常规亲和色谱方法纯化的标签分子是可以与镍离子琼脂糖珠结合的6个连续排列组氨酸( 6xHis)标签。
标签融合蛋白结合实验主要用于证明两种蛋白分子是否存在直接物理结合、分析两种分子结合的具体结构部位及筛选细胞内与融合蛋白相结合的未知分子。
医学综合(西医)754考研大纲
300分180分钟基础医学约65%（其中生理学约25%生物化学约25%病理学约15%）临床医学约35%（其中内科学约20%外科学约15%）四、试卷题型结构A型题第1~90小题，每小题1.5分，共135分第91~120小题，每小题2分，共60分B型题第121~150小题，每小题1.5分，共45分X型题第151~180小题，每小题2分，共60分Ⅳ.考查内容一、生理学(一)绪论1.体液、细胞内液和细胞外液：机体的内环境和稳态。
2.生理功能的神经调节、体液调节和自身调节。
3.体内反馈控制系统。
（二）细胞的基本功能1.细胞的跨膜物质转运：单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞。
2.细胞的跨膜信号转导：由G蛋白耦联受体、离子通道型受体和酶联型受体介导的信号转导。
3.神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位及其简要的产生机制。
4.刺激和阈刺激，可兴奋细胞（或组织），组织的兴奋，兴奋性及兴奋后兴奋性的变化：电紧张电位和局部电位。
5.动作电位（或兴奋）的产生和它在同一细胞上的传导。
6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递。
7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩耦联和影响收缩效能的因素。
（三）血液1.血液的组成、血量和理化特性。
2.血细胞（红细胞、白细胞和血小板）的数量、生理特性和功能。
3.红细胞的生成与破坏。
4.生理性止血，血液凝固与体内抗凝系统、纤维蛋白的溶解。
5.ABO和Rh血型系统及其临床意义：输血原则。
（四）血液循环1.心肌细胞（主要是心室肌和窦房结细胞）的跨膜电位及其简要的形成机制。
2.心肌的生理特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性。
3.心脏的泵血功能：心动周期，心脏泵血的过程和机制，心音，心脏泵血功能的评定，影响心输出量的因素。
4.动脉血压的正常值，动脉血压的形成和影响因素。
5.静脉血压、中心静脉压及影响静脉回流的因素。
6.微循环、组织液和淋巴液的生成与回流。
7.心交感神经、心迷走神经和交感缩血管神经及其功能。
常用分子生物学实验技术--整理
常⽤分⼦⽣物学实验技术--整理常⽤的分⼦⽣物学实验技术：离⼼技术： 是分离纯化蛋⽩质、酶、核酸（DNA、RNA）、细胞的最常⽤⽅法之⼀。
电泳（electrophoresis）：带电粒⼦在电场中向着与其所带电荷相反⽅向电极移动的现象。
可⽤于分离不同分⼦量的⽣物⼤分⼦。
1.蛋⽩质的电泳： ⽤途：蛋⽩质的定量。
2.核酸的电泳： ⽤途：⽤于核酸的分离、鉴定、纯化、回收。
⽐如：我只需要长度300bp左右的分⼦。
那么，电泳后，在切胶过程中，只切300bp处的分⼦即可。
蛋⽩质研究相关的技术： 1. 含量测定： 2. 结构的测定： （1）⼀级结构的测定：搞清楚蛋⽩质肽链的氨基酸排列顺序。
⽅法：Edman降解法、质谱法（MS, 将蛋⽩⽔解，多肽链分成⼩段。
检测肽段） （2）空间结构测定：蛋⽩空间结构分析⽐⼀级结构分析复杂得多。
⽅法：X射线衍射晶体分析法、核磁共振法等。
3. 功能的测定： （1）酵母双杂交（YTH）： 假设：欲检测蛋⽩X与蛋⽩Y是否相互作⽤。
检测⽅法： 将蛋⽩X与报告基因转录因⼦的BD融合； 将蛋⽩Y与AD融合； 确认蛋⽩X与蛋⽩Y形成的复合体能否激活报告基因的表达。
如果能激活报告基因的表达，说明：X与Y形成了复合体，则BD和AD靠近，激活了下游报告基因的表达；反之，报告基因不表达。
原理： 真核⽣物的转录因⼦（尤其是酵母转录因⼦GAL4），包括两个彼此分离、但功能必需的结构域：⼀个是与DNA结合的结构域-BD；⼀个是转录激活域-AD。
BD识别转录因⼦效应基因的上游序列并与之结合；AD通过与转录复合体的其他成分作⽤，启动下游的基因转录。
即使BD与AD分开，但如果在空间上较为接近时也能激活转录。
——利⽤转录因⼦的BD、AD这⼀特性，通过检测转录因⼦是否启动了其效应基因的表达，可研究蛋⽩质X与Y是否相互作⽤。
（2）蛋⽩质芯⽚技术：⼀种⾼通量、微型化、⾃动化的蛋⽩质分析技术。
⼀次试验中可同时检测⼏百甚⾄⼏千种⽬标蛋⽩或多肽。
生物化学和分子生物学
生物化学的基本概念和研究对象生物化学是研究生命体系中化学物质及其转化过程的科学领域。
它探索了生物体内分子的组成、结构、功能和相互作用，以及这些分子在生命过程中的作用机制。
以下是生物化学的基本概念和研究对象的主要内容：生物化学的定义和意义生物化学是化学和生物学的交叉学科，通过深入研究生物体内的化学反应和分子结构，揭示了生命现象的化学本质。
生物化学的研究有助于我们理解生命的起源、生物体的功能和代谢过程，为药物研发、疾病诊断和治疗提供重要的基础。
生物化学研究的对象生物大分子•蛋白质：蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，它们参与几乎所有生命过程，包括酶催化、细胞信号传导和结构支持等。
生物化学研究探索蛋白质的结构、功能和折叠过程，以及它们在疾病发生中的作用。
•核酸：核酸是储存和传递遗传信息的分子，包括DNA和RNA。
生物化学研究揭示了DNA的双螺旋结构、RNA 的转录过程以及基因的表达调控机制，为遗传学和基因工程提供了基础。
•多糖：多糖是由多个糖分子组成的大分子，包括淀粉、纤维素和糖蛋白等。
生物化学研究研究了多糖的结构、合成和降解过程，以及它们在细胞信号传导和结构支持中的功能。
代谢和能量转化生物体通过代谢过程将化学能转化为生物能，维持生命活动。
生物化学研究探索了代谢途径、酶催化和能量转化的机制，包括糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢等。
分子相互作用和信号传导生物体内的分子相互作用和信号传导是维持生命过程中重要的调节机制。
生物化学研究揭示了蛋白质与配体的结合、细胞信号通路的激活和抑制，以及分子信号在细胞内外的传递过程。
技术与应用生物化学研究依赖于一系列实验技术和分析方法，如蛋白质纯化、核酸测序和质谱分析等。
这些技术为药物研发、生物工程和医学诊断提供了重要的工具和方法。
总之，生物化学的基本概念和研究对象涵盖了生物体内分子的组成、结构、功能和相互作用的深入研究。
通过揭示生物化学的奥秘，我们可以更好地理解生命的本质和机制，为生物科学的发展和应用做出{“outline”:[“生物化学的基本概念和研究对象”,“生物大分子：蛋白质、核酸和多糖的结构和功能”,“酶的作用和催化机制”,“基因的结构和表达调控”,“DNA复制、转录和翻译过程”,“蛋白质合成和折叠的机制”]}生物大分子：蛋白质、核酸和多糖的结构和功能生物体中存在着各种重要的生物大分子，包括蛋白质、核酸和多糖。
2024年度(完整word版)生物化学教案
2024/3/23
15
基因表达调控原理及方法
2024/3/23
转录水平调控
01
通过控制转录起始、延伸和终止等过程，实现对基因表达的精
细调节。
翻译水平调控
02
通过影响翻译起始、延伸和终止等环节，控制蛋白质合成的速
度和数量。
表观遗传学调控
03
通过改变基因组的表观遗传修饰状态，如DNA甲基化、组蛋白
免疫诊断
通过检测特异性抗体或抗原，实现对感染性疾病、自身免疫性疾 病等的快速诊断。
2024/3/23
24
生物化学在药物研发中的应用
2024/3/23
药物靶点的发现与验证
利用生物化学手段，如蛋白质组学、代谢组学等，发现新的药物 作用靶点，并验证其有效性。
药物设计与优化
基于生物化学原理，设计和优化药物分子结构，提高药物的疗效和 降低副作用。
药物代谢和动力学研究
运用生物化学方法研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程 ，为药物研发提供重要依据。
25
生物化学在公共卫生领域的应用
流行病学调查
利用生物化学技术对病原体进行检测和鉴定，为流行病学调查提供 准确数据。
预防接种与疫苗研制
通过生物化学手段研究病原体的免疫原性，为预防接种和疫苗研制 提供理论支持。
蛋白质的功能
催化功能、运输功能、免 疫功能、调节功能等
8
核酸结构与功能
核酸的基本组成
磷酸、五碳糖（核糖或脱 氧核糖）、含氮碱基（嘌 呤或嘧啶）
2024/3/23
核酸的高级结构
DNA双螺旋结构、RNA的 复杂结构
核酸的功能
遗传信息的储存和传递、 生物催化的作用（RNA酶 ）等
生物大分子的结构和功能
化学
建立DNA重组技术
化学
DNA一级结构测定方法
化学
DNA一级结构测定方法
化学
建立晶体电子显微技术测定核酸-蛋白 质复合体的构造
碱基、核苷、核苷酸的概念和关系
Pyrimidines
Purihes
A
G
Cytosine Thymine Uracil
Adenine
Guanine
Phosphate
Nitrogenous base
m7G（5’）PPP（5’）NmpNP.
帽子2型
m7G（5’）PPP（5’）NmPNmPNP.
1、原核生物mRNA的特征 A、半衰期短 B、多顺反子的形式存在 C、5’无帽子结构，3’没
有或只有较短的poly（A） 结构
2、真核生物mRNA的特征
A、 5’端存在帽子结构
B、 3’具有poly（A）尾巴
第二章 生物大分子结构和功能
生物大分子的概念 核酸 蛋白质
第一节 生物大分子（biopolymer、 biomacromolecule)的概念
一、生物大分子概念
是指生物体内由分子量较低的基本结构单位首尾相连形成的多聚 化合物。包括核酸、蛋白质和多糖。
基本结构单位的排列顺序构成生物大分子的一级结构，生物大分 子在其一级结构的基础上形成复杂的空间结构。
15 10
4 21
13
1
23 8
16
L=23,T=25,W=－2
负超螺旋
环状双链DNA的电子显微镜图像
构象由非超螺旋（左）变成紧密超螺旋（右）
DNA超螺旋结构形成的意义
使DNA形成高度致密状态从而得以装入核中； 推动DNA结构的转化以满足功能上的需要。如 负超螺旋分子所受张力会引起互补链分开导致局 部变性，利于复制和转录。
分子生物学检验有什么作用
分子生物学检验有什么作用发布时间：2021-04-08T15:32:39.963Z 来源：《健康世界》2021年2期作者：王豫川[导读] 分子生物学是以核酸或蛋白质为分析材料王豫川绵阳市人民医院四川绵阳 621000分子生物学是以核酸或蛋白质为分析材料，通过分析基因的结构、表达的变化和由此而导致的基因功能的改变，为疾病的研究和诊断提供更准确、更科学的信息和依据的一门学科。
下面我们一起来看一下它在临床上有哪些应用？一、什么是分子生物学检测分子生物学：以核酸、蛋白质等生物大分子为材料，研究它们的组成、结构和功能，揭示生命规律和疾病本质的一门学科。
分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、?生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
二、分子生物诊断学的临床应用1、病原微生物基因与人类感染性疾病包括结核杆菌、肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、SARS相关冠状病毒和人禽流感病毒等，对于这些病原生物基因和基因组的研究以及耐药性机制的研究已成为分子诊断医学领域的主要内容。
2、单基因病当致病基因核苷酸发生缺失、插入、倒位、易位、点突变等基因突变，并且这种突变改变了基因的编码序列或影响了基因的调控序列时，基因的功能发生异常导致的疾病。
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分析技术
基础医学院
刘 芸
主要内容
第一节 生物大分子相互作用分析的意义 第二节 常见的生物大分子相互作用分析方法 第三节 生物大分子相互作用分析新进展
（FRET、SPR）
引言
细胞结构 cell
真核生物细胞 原核生物细胞
eukaryotic cell
prokaryotic cell
GST pull-down 应用
鉴定未知相互作用的蛋白 鉴定预测的或已知的相互作用
举例
GST pull down验证两种已知蛋白质 （X-Y）的相互作用
Y-GST
input
X-GST
input
Y-GFP
105kD
GST
GST +
+
+ Y-GFP
X-GFP +
+
+ X-GFP
Anti-GFP
Anti-GFP
分子水平
DNA sequence
?
Proteins Structure Function
All Cell
基因表达的调控层次
Inactive mRNA
mRNA degradation control translation control
DNA
Primary transcript
mRNA
mRNA
Transcriptional control
结构基因组学
Goal is to map out the 3-D structure of proteins and protein complexes
功能蛋白质组学
To study protein-protein interaction, 3-D structures, cellular localization and PTMs in order to understand the physiological function of the whole set of proteome.
相应的目的蛋白,“诱饵蛋白”和“捕获
蛋白”均可通过细胞裂解物、纯化的蛋 白、表达系统以及体外转录翻译系统等 方法获得。
GST：谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase)
GST pull-down assay
Purification of protein
GST fusion protein
充分洗涤后，加入EGTA洗 脱结合物
用EGTA 洗脱
4. 酵母双杂交（ yeast two-hybrid system ）
——基于在转录水平上的直接在酵母细胞内检测蛋 白质之间相互作用的遗传学方法
基本原理： 基于对真核生物调控转录起始过程的认识。
典型的真核生长转录因子， 如GAL4都含有二个不同的结构域： DNA结合结构域（DNA-binding domain，BD）和转录激活结构域 （transcription-activating domain，AD）。 前者可识别DNA上的特异序列， 并使转录激活结构域定位于所调 节的基因的上游， 转录激活结构 域可同转录复合体的其他成分作 用， 启动它所调节的基因的转录。 二个结构域不但可在其连接区适 当部位打开， 仍具有各自的功能。 而且不同两结构域可重建发挥转 录激活作用。酵母双杂交系统利 用杂交基因通过激活报道基因的 表达探测蛋白－蛋白的相互作用。
高灵敏度地检测蛋白－蛋白的相互作用 确定蛋白相互作用的结构域或重要活性位点 寻找与靶蛋白相互作用的新蛋白
寻找具有药物治疗作用的小分子肽
寻找控制蛋白相互作用的化合物 蛋白相互作用图谱的绘制
举例
酵母双杂交前准备工作
构建诱饵质粒
M 1
21kb 5kb 3.5kb 2kb 1.5kb
诱饵蛋白的表达
1 2 3
蛋白质多聚体(polymer)
蛋白质-DNA复合物(protein-DNA complex) 蛋白质-脂质复合物(protein-lipid complex) 蛋白质-RNA复合物(protein-RNA complex) DNA-DNA复合物(DNA-DNA complex)
……
3. 一个或多个报告基因（如控制氨基
酸合成的基因、大肠杆菌的lacZ基因 等），位于DNA结合结构域识别的调 控区的下游。
+
reporter
Measurable product
实验设计思路
Construct target plasmid and bait plasmid
Target:
未知蛋白或将研究對象 + DNA binding domain
assay）
——基于重组蛋白表达纯化技术的体外分析系统
基本原理：是将靶蛋白-GST融合蛋
白亲和固化在谷胱甘肽亲和树脂上,作为 与目的蛋白亲和的支撑物,充当一种“诱
饵蛋白”,目的蛋白溶液过柱,可从中捕获
与之相互作用的“捕获蛋白”(目的蛋白), 洗脱结合物后通过SDS-PAGE电泳分析, 从而证实两种蛋白间的相互作用或筛选
X-BD
检测诱饵蛋白是否有毒性
4 3.5 3 2.5
AH109 IPO13-AH109 BD-AH109
OD600
2 1.5 1 0.5 0 0 5 10 15 时间(H) 20 25 30
Gal4-BD
双酶切验证
M:marker 1:pGBKT7-BD-X
Western blot
1.Yeast 2.BD-yeast 3.X-BD-yeast
input
3.串联亲和纯化（Tandem Affinity
Purification，TAP）
——融合了标准生化纯化和免疫共沉淀策略的极为 有效的快速纯化蛋白质复合物的方法
Affinity purification (immunopurification)
a. One-step affinity purification
细胞内蛋白质共定位(Co-localization)
荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer，
FRET)
表面等离子共振(surface plasmon resonance，SPR) ……
1.GST融合蛋白技术 （GST pull-down
2. 免疫共沉淀
（ immunoprecipitation，Co-IP ）
——非常有效地用于鉴定细胞内生理上的蛋白质
相互作用的分析技术
免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation）：是以
抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白 质相互作用的经典方法。是确定两种蛋白质在完整细 胞内生理性相互作用的有效方法。
Post-transcriptional control
protein
active protein
Post-translation control
nucleus
cytoplasm
生命机制
Protein complex
Signaling net work
蛋白质组学的分类
表达蛋白质组学
Quantitative study of protein expression between samples that differ by some variable
trp
lacZ
AD fish
leu
reporter
his
nucleus
Measurable product
酵母双杂交方法的优势及缺陷
优势：
采用酵母菌株 敏感度高 蛋白折叠 易于筛选 应用范围广
缺陷：
核内作用 假阳性 假阴性 转化率
酵母双杂交方法的应用
基本原理：当细胞在非变性条件下被裂解时，完整
细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留 了下来。如果用蛋白质X的抗体免疫沉淀X，那么与X在 体内结合的蛋白质Y也能沉淀下来。
Y X
agarose
G
agarose
G
agarose
G
实验设计思路
实验流程
传统方法 交联方法
诱饵 蛋白质
＋
＋
抗体
Protein A/G Sepharose
实验设计思路
双亲和标签：
ProA（葡萄球菌蛋白A 的两个免疫球蛋白IgG结 合单位） CBP（钙调蛋白结合肽）
实验流程
钙调素 结合肽 TEV酶切 位点
靶蛋白结合于IgG珠子
充分洗涤后，在TEV蛋白酶作 用下洗脱结合物
钙离子存在下，将首次洗脱物 中的蛋白质结合于钙调蛋白包 被的珠子上
TEV 酶切 在Ca2+ 离子下结合
酵母双杂交（ yeast two-hybrid system ）
三个基本组成部分
DBD
AD
+
gene
1. 表达诱饵蛋白的载体，诱饵即我们
感兴趣的蛋白，它和DNA结合结构域 融合。
DBD bait AD prey
2. 表达靶蛋白的载体，靶蛋白可以是
一。
Bait:
已知蛋白 + activation domain
Transformation
Screening
DNA extraction
转入同一个酵母菌中
DNA sequencing
Target 与Bait可互换
Yeast Two-Hybrid Assay
HIS
his- leu- trp-
DBDbait
Glutathione column