医学分子生物学参赛教案--乳糖操纵子
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
习 技能 学知识有助于学生阅读生物专业英文原版资料；
目 目标 （2）能够识别各种模式图中的分子互作。
标
情感 目标
（1）理解生命是个有序的有机系统； （2）生命之妙,在于调控； （3）生命活动的多样性以及统一性。
授 （1）乳糖操纵子的概念及其组成； 课 （2）乳糖操纵子负控诱导系统调控内容； 内 （3）lac 操纵子中的其他问题
个结构基因：Z、Y 和 A，以及启动子、控制 的特点联系乳糖操纵子的
子和阻遏子等，转录时 RNA 聚合酶首先与启 结构。 课堂互动内容： 动区（P）结合，通过操纵区（O）向右转录， 什么是安慰诱导物？
讲授法，图示法
转录从 O 区的中间开始，按 Z→Y→A，每次 为什么安慰诱导物可以诱
转录出来的一条 mRNA 上都带有这 3 个基因， 导乳糖操纵子表达，但又不
任课教师：
张武 讲师
所属学院：
农学与生物科学学院
课程管理部门（教研室）： 细胞与分子生物学教研室
学生所属学院：
药学与化学学院
大理大学教务处
课程名称
医学分子生物学
课程类型
Hale Waihona Puke 专业教育选修课授课内容
第二节 乳糖操纵子与负控诱导系统
所属章节 教材信息 任课教师
学历
第七章 原核基因表达调控 朱玉贤，李毅. 现代分子生物学（第四版）. 高等教育出版社， 2012.
大理大学课程教案
（理论教学）
课程名称：
医学分子生物学
课程类型：（ 2 ）1、必修；2、选修；3、其它
授课对象： 药学 专业（本科） 2016 级 1 班
药学 专业（本科） 2016 级 2 班
药学 专业（本科） 2016 级 3 班
授课时间： 2016 学年 至 2017 学年 第 3 学期
计划学时： 24 学时（其中：理论 24 ，实验： 0 ）
第2页
教学过程 教学环节一：课堂导入
教师教的设计
学生学的设计
教学手段和 教学组织
首先通过原核生物基因结构及其表达调控的学说，它是 由法国巴斯德研究所著名科学家 Jacob 和 Monod 在 1961 年首先提出，并在 10 年内经许多科学家的补充和修正得 以逐步完善。
学生根据乳糖操纵 子的发现过程进行 自主思考：什么是 操纵子？
图示法：操纵 子模型 文献阅读法
操纵子： 是原核基因表达的调控单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上密切相关的结构 基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。
教学环节二：乳糖操纵子的结构组成
教师教的设计
学生学的设计
教学手段和教 学组织
大肠杆菌乳糖操纵子（lectose operon）包括 3 学生根据原核生物操纵子
实验室里通常使用含硫的乳糖类似物——异丙基巯基半乳糖苷（IPTG）和巯甲基半乳 糖苷（TMG），另外，在酶活性分析中通常用生色底物 O-硝基半乳糖苷（ONPG）。研究发
转录的调控是在启动区和操纵区进行的。
是半乳糖苷酶的底物？
第3页
3 个结构基因各决定一种酶：Z 编码β-半乳糖苷酶；Y 编码β-半乳糖苷透过酶； A 编 码β-半乳糖苷乙酰基转移酶。β-半乳糖苷酶是一种β-半乳糖苷键的专一性酶，除能将乳糖 果水解成葡萄糖和半乳糖外，还能水解其他β-半乳糖苷，β-半乳糖苷透过酶的作用是使外 界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内，所以大肠杆菌 如半乳糖为碳源和能源的话，以上两酶是必需的。β-半乳糖苷乙酰基转移酶的作用是把乙 酰辅酶 A 上的乙酰基转移到β半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖，它在乳糖的利用中并非必须。
（1）知识储备：授课对象为 2016 级药学专业学生，大一，只具有简单的高中生物学 基础知识，几乎没有任何的分子和生化背景，已学和在学有机和无机化学，细胞生物 学 学、生物化学、微生物学没有学习； 情 （2）课堂规模：三个班级，大班上课，共 156 人，人多课堂大，不易掌控，但相对来 分 讲，大一新生学习积极性较好； 析 （3）课程性质：课程为选修课，学生不易重视，且内容难度大，抽象理论知识多，深 奥晦涩难懂，不易激发学生学习的积极性，但由于医学分子生物学与药学专业的生物 化学知识密切相关，且生物化学为其必修课，因而大多数学生学习态度还比较端正。
乳糖代谢体系的开启和关闭的过程如下： （1）在不含乳糖及β-乳糖的培养基中，Lac+基因型大肠杆菌细胞内β-半乳糖苷酶和透过 酶的浓度很低，每个细胞内大约只有 1-2 个酶分子，但是，如果在培养基中加入乳糖，酶的 浓度很快达到细胞总蛋白量的 6%或 7%，每个细胞中可有超过 105 个酶分子。 （2）有乳糖供应时，在无葡萄糖培养基中生长的 Lac+细菌，β-半乳糖苷酶和透过酶将同时 合成，进一步用 32P 标记的 mRNA 与模板 DNA 进行定量分子杂交，表明培养基中加入乳糖 1-2min 后，编码β-半乳糖苷酶和透过酶的 LacmRNA 量就明显迅速增加，去掉乳糖后， LacmRNA 量立即下降到几乎无法检测，表明乳糖确定能激发 LacmRNA 的合成，科学家对 于这个操纵子诱导作用的机理奠定了我们对代谢调节认识的基石。
容 （4）了解乳糖操纵子正转录调控机理。
第1页
复 （1）原核生物基因表达的其它调控方式，转录后的调控； 习 （2）基因表达调控的分类； 内 （3）原核基因表达调控的主要特点； 容 （4）操纵子的概念。
重 乳糖操纵子的组成及其负控诱导系统调控模式 点
难 乳糖操纵子负控诱导调控及正转录调控机理 点 教 讲授法、 学 讨论法、 方 作业练习法、 法 文献阅读法 教 多媒体课件 具 教 [1] 朱玉贤，李毅.现代分子生物学（第四版）. 高等教育出版社，2012 学 [2] 陈启民，耿运琪.分子生物学. 高等教育出版社，2010 资 [3] 周春燕等主编.医学分子生物学（第二版）. 人民卫生出版社，2014 源
张武
职称
讲师
研究生
学位
硕士
计划学时
3 课时
授课班级
2016 级药学 1 班、2 班、3 班
授课时间
周五 13-15 节
授课地点
J2A-101
认知 目标
（1）掌握操纵子的概念及其组成； （2）掌握和理解乳糖操纵子负控诱导系统调控机理； （3）了解乳糖操纵子正转录调控机理。
学 （1）初步培养阅读有关乳糖操纵子的英文材料能力，理解丰富多样的生物科
目 目标 （2）能够识别各种模式图中的分子互作。
标
情感 目标
（1）理解生命是个有序的有机系统； （2）生命之妙,在于调控； （3）生命活动的多样性以及统一性。
授 （1）乳糖操纵子的概念及其组成； 课 （2）乳糖操纵子负控诱导系统调控内容； 内 （3）lac 操纵子中的其他问题
个结构基因：Z、Y 和 A，以及启动子、控制 的特点联系乳糖操纵子的
子和阻遏子等，转录时 RNA 聚合酶首先与启 结构。 课堂互动内容： 动区（P）结合，通过操纵区（O）向右转录， 什么是安慰诱导物？
讲授法，图示法
转录从 O 区的中间开始，按 Z→Y→A，每次 为什么安慰诱导物可以诱
转录出来的一条 mRNA 上都带有这 3 个基因， 导乳糖操纵子表达，但又不
任课教师：
张武 讲师
所属学院：
农学与生物科学学院
课程管理部门（教研室）： 细胞与分子生物学教研室
学生所属学院：
药学与化学学院
大理大学教务处
课程名称
医学分子生物学
课程类型
Hale Waihona Puke 专业教育选修课授课内容
第二节 乳糖操纵子与负控诱导系统
所属章节 教材信息 任课教师
学历
第七章 原核基因表达调控 朱玉贤，李毅. 现代分子生物学（第四版）. 高等教育出版社， 2012.
大理大学课程教案
（理论教学）
课程名称：
医学分子生物学
课程类型：（ 2 ）1、必修；2、选修；3、其它
授课对象： 药学 专业（本科） 2016 级 1 班
药学 专业（本科） 2016 级 2 班
药学 专业（本科） 2016 级 3 班
授课时间： 2016 学年 至 2017 学年 第 3 学期
计划学时： 24 学时（其中：理论 24 ，实验： 0 ）
第2页
教学过程 教学环节一：课堂导入
教师教的设计
学生学的设计
教学手段和 教学组织
首先通过原核生物基因结构及其表达调控的学说，它是 由法国巴斯德研究所著名科学家 Jacob 和 Monod 在 1961 年首先提出，并在 10 年内经许多科学家的补充和修正得 以逐步完善。
学生根据乳糖操纵 子的发现过程进行 自主思考：什么是 操纵子？
图示法：操纵 子模型 文献阅读法
操纵子： 是原核基因表达的调控单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上密切相关的结构 基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。
教学环节二：乳糖操纵子的结构组成
教师教的设计
学生学的设计
教学手段和教 学组织
大肠杆菌乳糖操纵子（lectose operon）包括 3 学生根据原核生物操纵子
实验室里通常使用含硫的乳糖类似物——异丙基巯基半乳糖苷（IPTG）和巯甲基半乳 糖苷（TMG），另外，在酶活性分析中通常用生色底物 O-硝基半乳糖苷（ONPG）。研究发
转录的调控是在启动区和操纵区进行的。
是半乳糖苷酶的底物？
第3页
3 个结构基因各决定一种酶：Z 编码β-半乳糖苷酶；Y 编码β-半乳糖苷透过酶； A 编 码β-半乳糖苷乙酰基转移酶。β-半乳糖苷酶是一种β-半乳糖苷键的专一性酶，除能将乳糖 果水解成葡萄糖和半乳糖外，还能水解其他β-半乳糖苷，β-半乳糖苷透过酶的作用是使外 界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内，所以大肠杆菌 如半乳糖为碳源和能源的话，以上两酶是必需的。β-半乳糖苷乙酰基转移酶的作用是把乙 酰辅酶 A 上的乙酰基转移到β半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖，它在乳糖的利用中并非必须。
（1）知识储备：授课对象为 2016 级药学专业学生，大一，只具有简单的高中生物学 基础知识，几乎没有任何的分子和生化背景，已学和在学有机和无机化学，细胞生物 学 学、生物化学、微生物学没有学习； 情 （2）课堂规模：三个班级，大班上课，共 156 人，人多课堂大，不易掌控，但相对来 分 讲，大一新生学习积极性较好； 析 （3）课程性质：课程为选修课，学生不易重视，且内容难度大，抽象理论知识多，深 奥晦涩难懂，不易激发学生学习的积极性，但由于医学分子生物学与药学专业的生物 化学知识密切相关，且生物化学为其必修课，因而大多数学生学习态度还比较端正。
乳糖代谢体系的开启和关闭的过程如下： （1）在不含乳糖及β-乳糖的培养基中，Lac+基因型大肠杆菌细胞内β-半乳糖苷酶和透过 酶的浓度很低，每个细胞内大约只有 1-2 个酶分子，但是，如果在培养基中加入乳糖，酶的 浓度很快达到细胞总蛋白量的 6%或 7%，每个细胞中可有超过 105 个酶分子。 （2）有乳糖供应时，在无葡萄糖培养基中生长的 Lac+细菌，β-半乳糖苷酶和透过酶将同时 合成，进一步用 32P 标记的 mRNA 与模板 DNA 进行定量分子杂交，表明培养基中加入乳糖 1-2min 后，编码β-半乳糖苷酶和透过酶的 LacmRNA 量就明显迅速增加，去掉乳糖后， LacmRNA 量立即下降到几乎无法检测，表明乳糖确定能激发 LacmRNA 的合成，科学家对 于这个操纵子诱导作用的机理奠定了我们对代谢调节认识的基石。
容 （4）了解乳糖操纵子正转录调控机理。
第1页
复 （1）原核生物基因表达的其它调控方式，转录后的调控； 习 （2）基因表达调控的分类； 内 （3）原核基因表达调控的主要特点； 容 （4）操纵子的概念。
重 乳糖操纵子的组成及其负控诱导系统调控模式 点
难 乳糖操纵子负控诱导调控及正转录调控机理 点 教 讲授法、 学 讨论法、 方 作业练习法、 法 文献阅读法 教 多媒体课件 具 教 [1] 朱玉贤，李毅.现代分子生物学（第四版）. 高等教育出版社，2012 学 [2] 陈启民，耿运琪.分子生物学. 高等教育出版社，2010 资 [3] 周春燕等主编.医学分子生物学（第二版）. 人民卫生出版社，2014 源
张武
职称
讲师
研究生
学位
硕士
计划学时
3 课时
授课班级
2016 级药学 1 班、2 班、3 班
授课时间
周五 13-15 节
授课地点
J2A-101
认知 目标
（1）掌握操纵子的概念及其组成； （2）掌握和理解乳糖操纵子负控诱导系统调控机理； （3）了解乳糖操纵子正转录调控机理。
学 （1）初步培养阅读有关乳糖操纵子的英文材料能力，理解丰富多样的生物科