分子生物学实验室教学教材
分子生物学实验教案新部编本,大纲,目录
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校分子生物学实验室实验目录实验1 质粒DNA的提取、酶切与电泳实验2 大肠杆菌感受态细胞的制备与质粒DNA分子转化实验3 聚合酶链式反应扩增DNA片段实验4 植物基因组DNA提取及电泳实验5 植物RNA提取及电泳实验6 RT-PCR技术实验7 外源基因在原核细胞中的表达及分析实验8 DNA重组体的构建与筛选《分子生物学实验》教学大纲英文名称： Molecular Biology Experiments学分：1 学时：32教学对象：生物工程专业、生物科学专业、生物技术专业教学目的：在开设的理论课程的基础上，结合实验课程的教学，使学生能较全面系统的掌握分子生物学的基本操作，拓宽专业知识面，加深对专业知识的理解，强化动手能力。
基本要求：了解分子生物学的实验操作原理，掌握有关实验仪器的使用方法。
实验内容：实验1. 质粒DNA的提取、酶切与电泳（8 学时）基本要求:通过学习碱变性抽提法对大肠杆菌中的质粒的抽提，掌握质粒DNA 的小量制备方法，了解碱裂解法制备质粒DNA 的原理。
进一步了解限制性内切酶的特性及酶切反应过程，掌握DNA 的酶切技术。
重点:掌握质粒DNA 的小量制备方法，了解碱裂解法制备质粒DNA 的原理。
进一步了解限制性内切酶的特性，掌握DNA 的酶切技术。
难点:掌握质粒DNA 的小量制备方法及DNA 的酶切技术。
实验2. 大肠杆菌感受态细胞的制备与质粒DNA分子转化（4 学时）基本要求:了解细菌基因组DNA 的提取的目的，原理，掌握细菌基因组DNA 的提取的实验步骤及操作方法重点:掌握细菌基因组DNA 的提取的实验步骤及操作方法难点:掌握细菌基因组DNA 的提取的实验步骤及操作方法实验3. 聚合酶链式反应扩增DNA片段（4 学时）基本要求:了解大肠杆菌感受态细胞的制备原理及转化反应的目的，应用范围及操作过程，掌握重组DNA 质粒转化大肠杆菌的操作技术。
2024年《分子生物学实验》课程教学大纲
《分子生物学试验》课程教学大纲课程编号： 05030适用专业：生物工程与生物技术试验学时数：36学时试验学分：1教材：主要参考书：《分子生物学试验指导》徐庆华等成栋学院立项教材 2024一、课程说明《分子生物学试验》以介绍分子生物学中的试验方法、试验手段和培育学生试验操作技能为其主要内容。
须要以分子生物学基本理论为基础，其教学目的是为了提高学生在分子生物学技术方面的动手实力，培育学生分析问题和解决问题的实力。
通过试验，要求学生能在原有的相关理论学问基础上较全面和深化理解分子生物学基本原理，驾驭基本的分子生物学试验方法和技巧，初步具备肯定的试验设计实力，以求为以后的学习和科研工作打下良好和扎实的基础。
本试验课在方法上力求经典，试验内容涉及了质粒DNA的提取及限制性内切酶酶切质粒分析；大肠杆菌感受态细胞的制备及质粒DNA转化大肠杆菌；应用多聚酶链式反应（PCR）体外基因扩增及产物鉴定；SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量等分子生物学的基本理论。
二、学时安排三、教学内容及教学基本要求试验一碱裂解法小量提取质粒DNA及琼脂糖凝胶电泳检测一、试验特点试验类型：综合试验类别：专业基础安排学时：6 每组人数：2二、试验目的1、驾驭碱裂解法小量提取质粒DNA和试剂盒提取质粒DNA的原理和方法。
2、驾驭琼脂糖凝胶的制备及外源DNA的检测原理。
3、了解质粒DNA的粗略定量方法。
三、试验内容提要1、将单菌落接种于3m1含相应抗生素的LB培育基中，37℃摇菌过夜；2、12,000rpm离心30sec，收集菌体；3、加200u1溶液I(含RNaseA 100ug/ml )，振荡悬浮菌体；4、加200ul新配制的溶液II，颠倒混匀；5、溶液澄清后马上加入预冷的200u1溶液III混匀后冰上放置5~10 min；6、4℃、12,000rpm离心15min，取上清，加0.7倍异丙醇混匀，室温静置5min；7、12,000rpm离心10min，70%乙醇洗涤沉淀，抽干后溶于适量水或TE，-20℃保存备用。
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案第一章：DNA的提取与纯化1.1 实验目的掌握DNA的提取与纯化原理学会使用DNA提取试剂盒进行DNA提取了解DNA的质量和浓度的测定方法1.2 实验原理DNA的溶解性与不溶性PCR扩增原理DNA提取试剂盒的使用方法1.3 实验材料动物细胞组织DNA提取试剂盒氯化钠溶液酚-氯仿溶液异丙醇溶液紫外线检测仪1.4 实验步骤1.4.1 DNA的提取1.4.2 DNA的纯化1.4.3 DNA的定量1.4.4 琼脂糖凝胶电泳分析1.5 实验结果分析分析DNA的质量和浓度观察DNA在琼脂糖凝胶上的迁移情况第二章：PCR扩增目的基因2.1 实验目的掌握PCR扩增原理及操作步骤学会使用PCR仪器进行扩增了解PCR扩增产物的检测方法2.2 实验原理PCR扩增原理PCR反应体系组成PCR扩增产物的检测方法2.3 实验材料模板DNAPCR试剂盒引物脱氧核糖核苷酸热稳定DNA聚合酶琼脂糖凝胶紫外线检测仪2.4 实验步骤2.4.1 PCR反应体系的准备2.4.2 PCR扩增2.4.3 PCR扩增产物的检测2.5 实验结果分析观察PCR扩增产物的迁移情况分析PCR扩增产物的质量和数量第三章：DNA琼脂糖凝胶电泳分析3.1 实验目的掌握DNA琼脂糖凝胶电泳分析原理及操作步骤学会使用琼脂糖凝胶电泳仪器了解DNA琼脂糖凝胶电泳的结果分析3.2 实验原理DNA琼脂糖凝胶电泳分析原理琼脂糖凝胶的制备DNA在琼脂糖凝胶上的迁移规律3.3 实验材料模板DNA琼脂糖凝胶核酸染料电泳缓冲液紫外灯3.4 实验步骤3.4.1 琼脂糖凝胶的制备3.4.3 琼脂糖凝胶电泳3.5 实验结果分析观察DNA在琼脂糖凝胶上的迁移情况分析DNA的质量和数量第四章：DNA序列测定4.1 实验目的掌握DNA序列测定原理及操作步骤学会使用DNA序列测定仪器了解DNA序列测定结果的分析方法4.2 实验原理DNA序列测定原理Sanger测序方法DNA序列测定仪的使用方法4.3 实验材料模板DNADNA测序试剂盒测序酶测序缓冲液测序仪4.4 实验步骤4.4.1 DNA模板的制备4.4.3 测序产物的分析4.5 实验结果分析分析DNA序列测定结果比对测序结果与参考序列的一致性第五章：基因克隆与表达5.1 实验目的掌握基因克隆原理及操作步骤学会使用克隆载体和克隆方法了解基因表达载体构建和表达方法5.2 实验原理基因克隆原理克隆载体的选择基因表达载体构建方法基因表达方法5.3 实验材料模板DNA克隆载体限制性内切酶连接酶转化试剂宿主细胞培养基5.4 实验步骤5.4.1 基因克隆5.4.2 基因表达载体构建5.4.3 基因转染5.4.第六章：RNA的提取与纯化6.1 实验目的掌握RNA的提取与纯化原理学会使用RNA提取试剂盒进行RNA提取了解RNA的质量和浓度的测定方法6.2 实验原理RNA的溶解性与不溶性逆转录酶的作用原理RNA提取试剂盒的使用方法6.3 实验材料动物细胞组织RNA提取试剂盒氯化钠溶液酚-氯仿溶液异丙醇溶液紫外线检测仪6.4 实验步骤6.4.1 RNA的提取6.4.2 RNA的纯化6.4.3 RNA的定量6.4.4 琼脂糖凝胶电泳分析6.5 实验结果分析分析RNA的质量和浓度观察RNA在琼脂糖凝胶上的迁移情况第七章：逆转录酶实验7.1 实验目的掌握逆转录酶原理及操作步骤学会使用逆转录酶进行cDNA合成了解逆转录酶实验结果的分析方法7.2 实验原理逆转录酶原理cDNA合成方法逆转录酶实验结果分析7.3 实验材料提取的RNA逆转录酶试剂盒引物dNTPs逆转录酶缓冲液紫外线检测仪7.4 实验步骤7.4.1 cDNA的合成7.4.2 逆转录酶反应体系的优化7.4.3 逆转录酶产物的分析7.5 实验结果分析分析cDNA的质量和浓度观察逆转录酶产物的迁移情况第八章：Western Blotting实验8.1 实验目的掌握Western Blotting原理及操作步骤学会使用转膜仪和显影设备了解Western Blotting结果的分析方法8.2 实验原理Western Blotting原理蛋白转移方法免疫检测方法8.3 实验材料提取的蛋白转膜试剂抗体标记二抗显影液X光片8.4 实验步骤8.4.1 蛋白的转移8.4.2 抗体孵育8.4.3 标记二抗的添加8.4.4 X光片显影8.5 实验结果分析分析蛋白条带的形成比对实验结果与预期的一致性第九章：实时荧光定量PCR实验9.1 实验目的掌握实时荧光定量PCR原理及操作步骤学会使用实时荧光定量PCR仪器了解实时荧光定量PCR结果的分析方法9.2 实验原理实时荧光定量PCR原理荧光染料的选择扩增循环的监控9.3 实验材料提取的DNA或cDNA实时荧光定量PCR试剂盒引物荧光染料实时荧光定量PCR仪器9.4 实验步骤9.4.1 反应体系的准备9.4.2 实时荧光定量PCR扩增9.4.3 实时荧光定量PCR产物的分析9.5 实验结果分析分析实时荧光定量PCR扩增曲线计算目标基因的表达量第十章：蛋白质纯化与分析10.1 实验目的掌握蛋白质纯化原理及操作步骤学会使用蛋白质纯化仪器了解蛋白质分析的方法10.2 实验原理蛋白质纯化原理离子交换色谱凝胶过滤色谱SDS-PAGE分析原理10.3 实验材料蛋白质纯化柱洗脱液染色剂SDS-PAGE凝胶10.4 实验步骤10.4.1 蛋白质的纯化10.4.2 蛋白质的分析10.4.3 SDS-PAGE电泳10.5 实验结果分析分析蛋白质纯化曲线观察蛋白质在S第十一章：蛋白质结晶与筛选11.1 实验目的掌握蛋白质结晶原理及操作步骤学会使用蛋白质结晶仪器了解蛋白质结晶筛选的方法11.2 实验原理蛋白质结晶原理结晶条件的筛选晶体生长的观察11.3 实验材料结晶试剂培养皿晶体观察显微镜结晶筛选仪器11.4 实验步骤11.4.1 蛋白质结晶条件的筛选11.4.2 结晶试验的进行11.4.3 晶体的观察与筛选11.5 实验结果分析分析结晶条件的适宜性观察晶体的形态和质量第十二章：X射线晶体学分析12.1 实验目的掌握X射线晶体学原理及操作步骤学会使用X射线衍射仪了解X射线晶体学数据分析的方法12.2 实验原理X射线晶体学原理X射线衍射模式晶体结构分析的方法12.3 实验材料X射线衍射仪探测器晶体学数据分析软件12.4 实验步骤12.4.1 X射线衍射数据的收集12.4.2 晶体结构的重组12.4.3 晶体结构分析与验证12.5 实验结果分析分析X射线衍射数据观察晶体结构的特点和差异第十三章：生物信息学分析13.1 实验目的掌握生物信息学分析原理及操作步骤学会使用生物信息学软件了解生物信息学分析的方法13.2 实验原理生物信息学分析原理序列比对方法结构预测方法13.3 实验材料序列数据生物信息学软件计算机设备13.4 实验步骤13.4.1 序列比对分析13.4.2 结构预测与分析13.4.3 生物信息学结果的解读13.5 实验结果分析分析比对结果的相似性评估结构预测的准确性第十四章：高通量测序数据分析14.1 实验目的掌握高通量测序数据分析原理及操作步骤学会使用高通量测序数据分析软件了解高通量测序数据的应用方法14.2 实验原理高通量测序数据分析原理序列拼接方法表达量分析方法14.3 实验材料高通量测序数据高通量测序数据分析软件计算机设备14.4 实验步骤14.4.1 序列拼接与组装14.4.2 表达量分析与比较14.4.3 高通量测序数据的应用14.5 实验结果分析分析序列组装的质量评估表达量分析的可靠性第十五章：实验室安全与规范15.1 实验目的掌握实验室安全知识及操作规范学会使用实验室安全设备了解实验室安全事故的处理方法15.2 实验原理实验室安全原理实验室规范操作的重要性安全事故的处理方法15.3 实验材料实验室安全设备实验室规范操作指南安全事故应急预案15.4 实验步骤15.4.1 实验室安全设备的操作与使用15.4.2 实验室规范操作的实践15.4.3 安全事故的处理与演练15.5 实验结果分析分析实验室安全设备的有效性评估实验室规范操作的熟练程度总结安全事故的处理经验重点和难点解析重点：1. DNA、RNA的提取与纯化方法及其质量检测。
2024版《分子生物学》教案
培养学生运用分子生物学知识解决实际问 题的能力，如基因克隆、基因表达调控等。
培养学生的科学素养、创新思维和实验技 能，为未来的科研或职业生涯打下基础。
教材及参考书目
01
教材
02
参考书目
《分子生物学》（第X版），作者XXX，出版社：XXX出版社。
《基因VIII》，作者XXX，出版社：XXX出版社；《分子生物学精 要》，作者XXX，出版社：XXX出版社等。
单细胞测序技术
在肿瘤、发育生物学等领域的应用及挑 战。
表观遗传学
DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传标 记的研究进展。
合成生物学
人工合成基因线路、细胞工厂等合成生 物学实践。
未来发展趋势预测
精准医疗
基于个体基因组的定制化医疗方案。
再生医学
利用干细胞和基因治疗等手段实现组织 再生和修复。
生物信息学
大数据和人工智能在分子生物学中的应 用。
子与反密码子的相互作用。
基因突变与修复机制
基因突变的类型与原因
列举基因突变的类型，包括碱基替换、插入和缺失等，并解释突变的原因，如环境因素、化 学因素和生物因素等。
DNA损伤与修复机制
介绍DNA损伤的类型，如碱基损伤、单链断裂和双链断裂等，并阐述细胞通过直接修复、切 除修复和重组修复等方式来修复DNA损伤。
应用领域
广泛应用于疾病发生发展机制、药物 作用机制、植物抗逆性等领域的研究。
蛋白质组学实验技术
蛋白质分离技术
包括双向电泳、液相色谱等，用于将复杂 蛋白质混合物分离成单个蛋白质或简单蛋 白质组分。
VS
蛋白质鉴定技术
如质谱技术，通过测量蛋白质的质量和电 荷比来鉴定蛋白质的种类和数量。
现代分子生物学实验教程
现代分子生物学实验技术教材目 录第一章 质粒DNA的分离、纯化和鉴定第二章 DNA酶切及凝胶电泳第三章 大肠杆菌感受态细胞的制备和转化第四章 RNA的提取和cDNA合成第五章 重组质粒的连接、转化及筛选第六章 基因组DNA的提取第七章 RFLP和RAPD技术第八章 聚合酶链式反应(PCR)扩增和扩增产物克隆第九章 分子杂交技术第一章 质粒DNA的分离、纯化和鉴定第一节 概 述把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术,送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。
细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。
质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb不等,为双链、闭环的DNA 分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。
质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中，它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。
质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质，如离开宿主细胞则不能存活,而宿主即使没有它们也可以正常存活。
质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,如对抗生素的抗性等。
F质粒(又称F因子或性质粒)、R质粒(抗药性因子)和Col质粒(产大肠杆菌素因子)等都是常见的天然质粒。
质粒在细胞内的复制一般有两种类型:紧密控制型(Stringent control)和松驰控制型(Relaxed control)。
前者只在细胞周期的一定阶段进行复制,当染色体不复制时,它也不能复制,通常每个细胞内只含有1个或几个质粒分子,如F因子。
后者的质粒在整个细胞周期中随时可以复制,在每个细胞中有许多拷贝,一般在20个以上,如Col E1质粒。
在使用蛋白质合成抑制剂-氯霉素时,细胞内蛋白质合成、染色体DNA复制和细胞分裂均受到抑制,紧密型质粒复制停止,而松驰型质粒继续复制,质粒拷贝数可由原来20多个扩增至1000-3000个,此时质粒DNA占总DNA的含量可由原来的2%增加至40-50%。
2024年《分子生物学》全册配套完整教学课件pptx
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
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原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
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DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验课程名称：DNA提取与鉴定1. 实验目的：（1）掌握DNA的提取方法；（2）了解DNA的理化性质；（3）学会使用紫外光谱仪进行DNA含量测定。
2. 实验原理：本实验通过盐析法、酶处理等方法提取植物组织中的DNA，通过紫外光谱仪进行DNA含量测定。
3. 实验材料：新鲜植物组织、氯化钠、硫酸、蛋白酶K、无水乙醇、紫外光谱仪等。
4. 实验步骤：（1）植物组织研磨：取新鲜植物组织约0.5g，加入预冷的研钵中，加入适量氯化钠、硫酸和蛋白酶K，迅速研磨至匀浆；（3）DNA纯化：将沉淀的DNA用滤纸轻轻吸干，加入预冷的70%乙醇洗涤两次，弃去滤液，晾干DNA；（4）DNA溶解：将干燥的DNA加入适量的双蒸水，用玻璃棒搅拌至DNA完全溶解；（5）DNA含量测定：取适量DNA溶液置于紫外光谱仪中，测定DNA的吸光度，计算DNA的浓度和纯度。
5. 实验结果分析：通过紫外光谱仪测定DNA的吸光度，可以得到DNA的浓度和纯度。
DNA浓度越高，吸光度越大；DNA纯度越高，吸光度曲线越平坦。
二、实验课程名称：PCR扩增目的基因1. 实验目的：（1）掌握PCR扩增技术；（2）学会分析PCR产物；（3）了解基因克隆的基本原理。
2. 实验原理：PCR（聚合酶链反应）是一种在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
通过高温变性、低温复性和中温延伸等步骤，使目的基因在短时间内大量扩增。
3. 实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶、PCR反应缓冲液、琼脂糖凝胶、DNA Marker 等。
4. 实验步骤：（1）DNA模板准备：将DNA模板稀释至适当浓度；（2）引物设计：根据目的基因序列设计引物，并合成；（3）PCR反应：将DNA模板、引物、dNTPs、Taq酶和PCR反应缓冲液混合，进行PCR扩增；（4）PCR产物分析：取PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分析，观察目的基因的扩增情况；（5）的目的基因克隆：将PCR产物与克隆载体连接，转化大肠杆菌，筛选阳性克隆。
分子生物学实验教学教案
DNA溶解与 抽提
使用溶解液溶解 DNA并进行提
取
DNA分离与 沉淀
加入异丙醇使 DNA沉淀
实验结果分析
01、 观察DNA提取效果
观察DNA溶液的透明度和浓度
02、
讨论实验中可能出现的问题
可能受到污染影响
DNA溶解不彻底等
03、
总结DNA提取实验的意义
DNA提取实验有助于学生理解DNA结构和提取 技术
● 06
第六章 实验总结与展望
实验总结
分子生物学实验教学在培养学生实验能力方面具 有重要意义，并面临挑战。通过实验，学生能够 深入理解科学原理，提高实验操作技能。在教学 中，课程反馈是改进的重要途径，通过不断优化 教学方法和内容，提升教学效果。
学生实验能力的培养
理论知识与 实践结合
提高学生理论应 用能力
● 04
第四章 Western blot实验
Western blot技 术简介
Western blot是一种 常用的蛋白质检测技 术，通过将样品中的 蛋白质分离、转移、 检测，从而实现对特 定蛋白质的定量和鉴 定。实验中所需试剂 包括蛋白提取缓冲液、 S D S - PA G E 凝 胶 、 蛋白印迹膜等设备。 该技术在癌症、免疫 学等领域有着广泛的 应用。
● 02
第2章 DNA提取实验
DNA提取实验原 理介绍
DNA提取是指从生物 体细胞中分离DNA分 子的过程。实验所需 试剂包括细胞裂解缓 冲液、蛋白酶K和异 丙醇等。操作步骤包 括细胞破碎与溶解、 DNA分离与沉淀、 DNA溶解与抽提。
DNA提取实验操作步骤
细胞破碎与 溶解
使用细胞裂解缓 冲液裂解细胞膜
开发新药物的基因工程
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验原理1. 介绍分子生物学的定义和基本概念，理解分子生物学实验的目的和意义。
2. 掌握DNA提取、PCR扩增、DNA测序、基因克隆、蛋白质表达和纯化等基本实验技术。
3. 了解各种实验试剂的使用方法、实验仪器的操作和维护。
二、实验内容1. DNA提取与纯化2. PCR扩增目的基因3. DNA测序4. 基因克隆与载体构建5. 蛋白质表达与纯化三、实验材料与试剂1. 实验材料：细胞样本、DNA提取试剂、PCR反应体系、DNA测序试剂、基因克隆试剂、表达载体、细菌和酵母等。
2. 试剂：蛋白酶K、NaCl、EDTA、DNase、PCR酶、DNA连接酶、限制性内切酶、琼脂糖、DNA胶回收试剂、SDS等。
四、实验步骤与操作要点1. DNA提取与纯化：(1) 细胞裂解：向细胞样本中加入蛋白酶K和NaCl，充分混合后置于55-60℃水浴中保温1-2小时。
(2) 蛋白质去除：向上述混合物中加入SDS和DNase，充分混合后置于65℃水浴中保温1小时。
(3) DNA沉淀：向上述混合物中加入体积分数为70%的冷酒精，充分混合后置于-20℃冰箱中沉淀1小时。
(4) DNA纯化：将沉淀的DNA用70%的冷酒精洗涤两次，用无水酒精洗涤一次，空气中晾干。
2. PCR扩增目的基因：(1) 配制PCR反应体系：含DNA模板、引物、dNTPs、PCR酶等。
(2) PCR扩增：将反应体系置于PCR仪中，进行高温变性、低温复性和中温延伸等步骤。
(3) 琼脂糖凝胶电泳分析PCR产物。
3. DNA测序：(1) 制备DNA测序模板：将PCR产物经过纯化后，作为测序模板。
(2) 进行DNA测序：使用DNA测序试剂和测序仪进行测序。
(3) 分析测序结果。
4. 基因克隆与载体构建：(1) 将目的基因插入到表达载体中。
(2) 将重组载体转化到细菌或酵母等宿主细胞中。
(3) 筛选和鉴定重组子。
5. 蛋白质表达与纯化：(1) 将重组质粒转化到表达菌株中，进行蛋白质表达。
《分子生物学》教案
《分子生物学》教案一、教学目标1、让学生了解分子生物学的基本概念、研究内容和发展历程。
2、使学生掌握核酸的结构与功能、基因的表达与调控等核心知识。
3、培养学生运用分子生物学知识解决实际问题的能力。
4、激发学生对分子生物学领域的兴趣，为进一步学习和研究打下基础。
二、教学重难点1、重点（1）DNA 的双螺旋结构及其特点。
（2）基因转录和翻译的过程及调控机制。
2、难点（1）蛋白质的合成与加工过程。
（2）基因表达调控的复杂网络。
三、教学方法1、讲授法通过系统讲解，让学生掌握分子生物学的基本概念和理论。
2、讨论法组织学生对一些关键问题进行讨论，培养其思维能力和合作精神。
3、案例分析法结合实际案例，加深学生对分子生物学知识的理解和应用。
四、教学过程1、课程导入（约 10 分钟）通过展示一些与分子生物学相关的科技成果，如基因编辑技术、新型药物研发等，引起学生的兴趣，从而引出分子生物学的概念和研究范畴。
2、分子生物学的发展历程（约 20 分钟）（1）简单介绍分子生物学的起源和早期发展。
（2）重点讲述分子生物学在 20 世纪后半叶的重大突破，如 DNA 双螺旋结构的发现、基因工程技术的诞生等。
3、核酸的结构与功能（约 40 分钟）（1）详细讲解 DNA 的双螺旋结构、碱基互补配对原则等。
（2）介绍 RNA 的种类、结构和功能。
（3）通过动画或模型展示，帮助学生理解核酸的结构特点。
4、基因的表达与调控（约 50 分钟）（1）讲解基因转录的过程，包括启动子、转录因子等概念。
（2）阐述翻译的过程，如核糖体的作用、密码子的特点等。
（3）重点分析基因表达调控的机制，包括转录水平、翻译水平和表观遗传水平的调控。
5、小组讨论（约 20 分钟）给出一些与基因表达调控相关的实际问题，让学生分组讨论，并派代表发言，教师进行点评和总结。
6、分子生物学技术（约 30 分钟）（1）介绍常用的分子生物学技术，如PCR 技术、基因测序技术等。
分子生物学全套课件(2024)
2024/1/26
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蛋白质在细胞中的作用
蛋白质可以作为酶催化生物体内 的化学反应，维持生命活动的正 常进行。
蛋白质可以作为载体运输物质， 如血红蛋白运输氧气和二氧化碳 。
蛋白质可以作为抗体参与免疫反 应，保护机体免受病原体的侵害 。
蛋白质是细胞结构和功能的基础 ，参与细胞的各种生命活动，如 催化、运输、免疫、调节等。
2024/1/26
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基因表达调控的分子机制
DNA结合蛋白的作用
识别并结合特定DNA序列，影响基因转录。
染色质结构与基因表达
染色质结构的变化可影响基因的可及性和转 录活性。
2024/1/26
信号转导与基因表达调控
细胞外信号通过信号转导途径影响基因表达 。
转录后调控机制
包括mRNA剪接、转运、定位和降解等过程 对基因表达的调控。
比较基因组学分析
通过比较不同物种或不同个体之间的基因组差异，揭示物种进化、基 因功能等生物学问题。
生物信息学在基因组学中的应用
利用生物信息学方法对基因组数据进行挖掘和分析，发现新的基因、 突变位点以及与疾病相关的遗传变异等。
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THANK YOU
感谢观看
2024/1/26
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2024/1/26
8
DNA的复制与修复
01
02
03
DNA复制的过程
起始、延伸和终止三个阶 段，涉及多种蛋白质和酶 的参与。
2024/1/26
DNA复制的特点
半保留复制、半不连续复 制等。
DNA修复的机制
直接修复、切除修复、重 组修复和SOS修复等，用 于纠正复制过程中产生的 错误。
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DNA的转录与表达
分子生物学课程教案完整版(2024)
基因工程
通过DNA重组技术， 将目的基因与载体连接 ，导入受体细胞，实现
基因的表达和调控。
基因治疗
利用DNA重组技术构 建表达治疗性蛋白的基 因，导入患者体内，治
疗遗传性疾病。
疫苗研发
通过DNA重组技术构 建表达病原微生物抗原 的基因，制备基因工程
疫苗。
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PCR技术原理及操作步骤
要点一
原理
PCR（聚合酶链式反应）是一种在体 外快速扩增特定DNA片段的技术。它 依赖于DNA聚合酶的催化作用，以一 对特异性引物为引导，通过变性、退 火和延伸三个基本步骤的循环，实现 DNA片段的指数级扩增。
分子生物学课程教案 完整版
2024/1/28
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目录
2024/1/28
• 课程介绍与目标 • DNA结构与功能 • RNA结构与功能 • 蛋白质合成与功能 • 基因表达调控机制 • DNA重组与修复技术 • 现代分子生物学研究方法 • 实验设计与操作技能培养
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01
课程介绍与目标
2024/1/28
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05
基因表达调控机制
2024/1/28
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原核生物基因表达调控方式
01
02
03
转录水平调控
通过转录因子与DNA特定 序列的结合，控制RNA聚 合酶的活性，从而调节基 因转录。
2024/1/28
翻译水平调控
通过影响mRNA的稳定性 、翻译起始速率等因素， 控制蛋白质合成的数量和 质量。
蛋白质活性调控
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现代分子生物学研究方法
2024/1/28
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基因组学、转录组学和蛋白质组学简介
基因组学
研究生物体基因组的组成、结构 和功能的科学，包括基因的定位
最新分子生物学实验教学教案
基因表达载体构建
载体选择
根据实验需求和目的基因的特性选择合适的载体，如 质粒、噬菌体、病毒等。
载体构建
对载体进行改造，如添加启动子、终止子、选择标记 等，以便于目的基因的表达和筛选。
目的基因与载体连接
将目的基因与表达载体进行连接，形成重组DNA分子 。
重组蛋白表达与纯化
重组蛋白表达
将重组DNA分子导入受体细胞，如细菌、酵母或哺乳动物细胞等，通过细胞培养使目的基因得以表达 。
通过去除蛋白质、DNA和其他杂质，获得高质量 的RNA。
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RNA定量
使用分光光度计或荧光定量仪测定RNA浓度和纯 度。
蛋白质提取与纯化
细胞裂解
使用化学或物理方法破坏细胞膜，释放蛋白质 。
蛋白质纯化
通过去除其他细胞成分，如核酸、多糖等，获 得纯净的蛋白质。
蛋白质定量
使用Bradford法、Lowry法等方法测定蛋白质浓度。
核酸电泳分析
核酸样品准备
将DNA或RNA样品与载样缓冲液混合 ，加热变性后进行电泳。
电泳条件选择
核酸条带检测
使用荧光染料或放射性同位素标记的 探针与核酸条带结合，通过荧光扫描 仪或放射自显影仪检测条带位置和强 度。
根据核酸分子大小和电荷选择合适的 电泳条件，如电压、电流和电泳时间 等。
CHAPTER 03
重组蛋白纯化
对表达的重组蛋白进行分离和纯化，常用的方法包括层析、电泳、亲和层析等。纯化的目的是去除杂 质，获得高纯度的重组蛋白。
案例分析：绿色荧光蛋白的表达与纯化
绿色荧光蛋白（GFP）是一种常用的报告基因，其发光特性使得它成为研究基因表达和蛋白质定位的 有力工具。
在本案例中，我们将详细介绍如何构建GFP表达载体，将其导入受体细胞进行表达，并对表达的GFP 进行纯化和分析。通过本案例的学习，学生可以掌握基因克隆与表达实验的基本技能和方法。
《分子生物学》教案(精)
复制过程包括起始、延伸和终止三个阶段，其中起始阶 段需要引物合成。
DNA损伤修复机制
DNA损伤包括碱基错配、碱基缺失、 DNA链断裂等。
切除修复是最常见的修复方式，包括碱 基切除修复和核苷酸切除修复两种。
细胞具有多种DNA损伤修复机制，如直 接修复、切除修复、重组修复等。
转录水平调控
01
通过特定转录因子与DNA序列相互作用，控制RNA聚合酶的转
录活性。
翻译水平调控
02
通过影响mRNA稳定性、翻译起始和延伸等过程，调节蛋白质
合成。
原核生物操纵子模型
03
描述原核生物基因表达调控的一种模型，涉及操纵基因、调节
基因和结构基因之间的相互作用。
真核生物基因表达调控
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转录因子与DNA相互作用
真核生物转录因子识别并结合特定DNA序列，激 活或抑制基因转录。
表观遗传学修饰
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，影响基因 表达而不改变DNA序列。
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microRNA调控
microRNA是一类非编码RNA，通过与mRNA结 合并抑制其翻译，实现对基因表达的负调控。
表观遗传学在基因表达中作用
DNA甲基化
研究生物大分子，特别是蛋白质 和核酸的结构、功能、遗传信息 传递与表达调控的科学。
发展历程
从DNA双螺旋结构的发现到基因 组学、蛋白质组学等高通量技术 的发展，分子生物学经历了飞速 的发展。
教学目标与要求
01
知识目标
掌握分子生物学的基本概念、 原理和方法，了解最新研究进
展。
02
能力目标
能够运用分子生物学技术解决 生物学问题，具备独立开展科
分子生物学实验教学教案
分子生物学实验教学教案一、实验原理及目的1. 实验原理：介绍PCR（聚合酶链反应）的原理及应用。
解释DNA提取、扩增和测序的基本步骤。
说明基因克隆、表达和纯化的过程。
2. 实验目的：让学生掌握PCR技术的操作步骤和技巧。
培养学生对DNA提取、扩增和测序的基本能力。
培养学生进行基因克隆、表达和纯化的实验技能。
二、实验材料及试剂1. 实验材料：学生分组，每组一份实验材料套装，包括DNA模板、引物、酶、dNTPs等。
2. 实验试剂：PCR反应混合物（含PCR缓冲液、酶、引物、dNTPs）DNA提取试剂盒琼脂糖凝胶核酸染料电泳缓冲液转移缓冲液洗涤缓冲液三、实验步骤及注意事项1. 实验步骤：按照实验材料及试剂的准备要求，准备实验所需的材料和试剂。
按照实验原理，进行PCR反应、DNA提取、扩增和测序等实验操作。
观察并记录实验结果，进行数据分析和解释。
2. 注意事项：实验操作过程中要严格遵守实验室安全规定，佩戴好个人防护装备。
在进行PCR反应时，要准确控制温度和时间，避免非特异性扩增。
在操作DNA时，要避免核酸的降解和污染。
四、实验结果与分析1. 实验结果：观察PCR反应后的琼脂糖凝胶电泳结果，记录DNA条带的大小和亮度。
分析DNA提取、扩增和测序的结果，确定目标基因的存在和序列。
2. 结果分析：根据实验结果，分析实验操作的准确性和可行性。
比较不同实验条件下的结果，探讨实验条件的优化方法。
结合理论知识，解释实验结果的生物学意义。
1. 实验报告内容：实验目的、原理和步骤的概述。
实验材料和试剂的使用情况。
实验结果的描述和数据记录。
实验结果分析的结论和讨论。
报告要条理清晰，语言简练，数据准确。
结果图要清晰，图例说明详细。
报告要包括实验操作中的问题和解决方法。
报告要结合实验结果，提出实验现象的解释和相关问题的讨论。
六、实验技能与技巧训练1. 实验技能：培训学生进行PCR反应的技巧，包括DNA模板的制备、引物的设计、反应混合物的配置等。
分子生物学教案
分子生物学教案一、教学目标：1. 理解分子生物学的基本概念和原理；2. 掌握DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构和功能；3. 了解DNA复制、转录和翻译等重要的分子生物学过程；4. 掌握常用的分子生物学实验技术和方法。
二、教学内容：1. 分子生物学的概述1.1 分子生物学的定义和发展历程1.2 分子生物学的研究对象和方法1.3 分子生物学在生物科学中的地位和作用2. DNA的结构和功能2.1 DNA的化学结构2.2 DNA的双螺旋结构和碱基配对规律2.3 DNA的功能和遗传信息传递3. RNA的结构和功能3.1 mRNA、rRNA和tRNA的功能和作用 3.2 RNA的转录和剪接过程3.3 RNA的翻译和蛋白质合成4. 蛋白质的结构和功能4.1 氨基酸的结构和性质4.2 蛋白质的结构层次和空间结构4.3 蛋白质的功能和生物功能多样性5. DNA复制与细胞周期5.1 DNA的复制模式和机制5.2 DNA复制的重要酶及其作用5.3 DNA复制在细胞周期中的调控和调节6. 基因的转录和调控6.1 RNA聚合酶和基因转录的机制6.2 转录起始因子和转录调控因子的作用6.3 基因表达的调控和细胞特异性表达7. 蛋白质的翻译和后转录调控7.1 翻译的基本过程和生物合成机制7.2 蛋白质翻译的调控和控制因子7.3 蛋白质后修饰和功能调控的重要性8. 基因克隆和分子生物学实验技术8.1 基因克隆的基本原理和方法8.2 PCR技术和其在分子生物学中的应用8.3 DNA测序和基因编辑的技术与应用三、教学方法：1. 讲授与示范相结合的授课方式，注重理论知识与实践操作的结合；2. 引导学生进行小组综合讨论和问题解答，培养学生的团队合作和解决问题的能力；3. 组织学生参与实验操作和实验设计，提高学生的实践操作和科学思维能力；4. 布置课后作业和小组展示，促进学生的知识巩固和能力提升。
四、教学评价：1.课堂表现评价：通过学生课堂笔记、参与讨论的情况、课堂测试等进行评价；2. 实验操作评价：通过学生实验结果、实验报告的质量等进行评价；3. 课后作业评价：通过学生完成的课后作业质量进行评价；4. 小组展示评价：通过学生小组展示的内容和表现进行评价。
《分子生物学》课程教学大纲2024版
辅导答疑时间安排
课堂答疑
教师可以在每次课后留出一定时间供学生提问和 答疑，帮助学生及时解决学习中的困惑。
预约答疑
学生可以与教师预约特定的时间进行一对一的答 疑，以便更深入地探讨问题。
在线答疑
教师可以利用网络平台建立在线答疑区，随时为 学生解答问题，提供及时的支持和帮助。
THANKS
感谢观看
04 前沿领域与热点 问题探讨
基因组编辑技术CRISPR-Cas9系统
CRISPR-Cas9系统作用机制
详细阐述CRISPR-Cas9系统如何实现对特定DNA序列的精准编辑。
技术应用与疾病治疗
列举CRISPR-Cas9系统在遗传病治疗、癌症研究等领域的应用案例。
伦理与安全性问题
探讨基因组编辑技术可能带来的伦理争议和安全性问题。
阐述DNA损伤的类型、来源及其对细胞的影响，以及细胞如何通过碱
基切除修复、核苷酸切除修复、重组修复等机制进行DNA损伤的修复。
03
基因突变与疾病
介绍基因突变与遗传病、癌症等疾病的关系，以及基因突变检测在疾病
诊断和治疗中的应用。
03 实验技能与实践 操作
实验室安全规范及仪器使用
实验室安全制度
熟悉并遵守实验室的各项 安全规定，如化学品存放、 废弃物处理、个人防护等。
阐述DNA的分子组成、双 螺旋结构特点及其稳定性。
RNA种类与功能
介绍不同种类RNA （mRNA、tRNA、rRNA 等）的结构、功能及其在 蛋白质合成中的作用。
遗传信息的传递
阐述DNA复制、转录和翻 译等过程，揭示遗传信息 从DNA传递到蛋白质的途 径和机制。
基因表达调控机制
转录水平调控
介绍原核生物和真核生物在转录水平 上的调控机制，如启动子、增强子、 沉默子等顺式作用元件以及反式作用 因子的作用。
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分子生物学实验室
精品资料
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 分子生物学实验室（P2设计）
1. 功能：进行分
组织培养前实验室设计
标签：产经/公司实验室微生物洁净室设计说明通风柜实验台家俱
组织培养前实验室设计
在进行植物组织培养工作之前，首先应对工作中需要哪些最基本的设备条件有个全面的了解，以便因地制宜地利用现有房屋，或新建、改建实验室。
实验室的大小取决于工作的目的和规模。
以工厂化生产为目的，实验室规模太小，则会限制生产，影响效率。
在设计组织培养实验室时，应按组织培养程序来没计，避免某些环节倒排，引起日后工作混乱。
植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。
要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。
实验室设计原则：保证无菌操作，达到工作方便，防止污染。
实验室组成：化学实验室、洗涤菌室、无菌操作室（接种室）、培养室、细胞学实验室、其他小型仪器设备。
1) 化学实验室（准备室）：完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、配制、培养基分装等。
主要设备：药品柜、防尘橱（放置培养容器）、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器.
2) 洗涤、灭菌室：完成各种器具的洗涤、干燥、保存、培养基的灭菌等。
主要设备：水池、操作台、高压灭菌锅、干燥灭菌器（如烘箱）等。
3) 无菌操作室（接种室）：主要用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。
主要设备：紫外光源、超净工作台、消毒器、酒精灯、接种器械（接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针）等。
接种室宜小不宜大，一般7～8平米，要求地面、天花板及四壁尽可能密闭光滑，易于清洁和消毒。
配置拉动门，以减少开关门时的空气扰动。
接种室要求干爽安静，清洁明亮。
在适当位置吊装1～2盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。
最好安装一小型空调，使室温可控，这样可使门窗紧闭，减少与外界空气对流。
接种室应设有缓冲问，面积1m2为宜。
进入无菌操作室前在此更衣换鞋，以减少进出时带入接种室杂菌。
缓冲间最好也安一盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。
4) 培养室：培养室是将接种的材料进行培养生长的场所。
培养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定。
其设计以充分利用空间和节省能源为原则。