自制教具在高中生物学教学中的应用——以“基因指导蛋白质的合成”为例

高中生物学中存在较多抽象或微观且动态的生命活动过程,在课堂教学中,学生难以与生活实际结合,获得较好的感性认识。以基因指导蛋白质的合成为例,通过整理课本知识,利用技术手段创作具有实用性、新颖性的自制教具,将mRNA上相邻碱基与氨基酸的对应关系及基因指导蛋白质合成的微观动态过程呈现出来,让复杂问题简单化,降低学习难度,提高教学效率。

核心素养视域下高中生物学教学策略分析——以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例

核心素养视域下的高中生物学教学,强调培养学生的学科核心素养,提倡利用情境教学等有效方法。“基因指导蛋白质的合成”是人教版必修2教材第4章“基因的表达”第1节的内容,教学重点包括RNA的结构和特点、基因指导蛋白质合成的过程以及遗传密码等。以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例,从情境驱动、问题导向、合作学习、社会实践方面出发,钻研核心素养视域下高中生物学教学策略,以供参考。

“学教练121”教学模式下的高中生物课堂教学——以《基因指导蛋白质的合成》的教学设计为例

结合 《基因指导蛋白质的合成》 一节的教学设计, 对 “学教练121” 教学模式在高中生物课堂教学中的运用策略进行具体阐述.

蛋白质类医用高分子微生物合成的研究进展

蛋白质类医用高分子是一类重要的功能高分子材料,在生物医学领域有着广泛的应用。随着现代生物技术特别是分子生物学技术的发展,微生物合成医用高分子材料已成为可能。微生物合成除了大规模、低成本的特点外,还可对蛋白质高分子进行分子设计,从而赋予其新的材料性能,以满足不同的需要。该文综述了蛋白质类医用高分子(胶原与明胶、弹性蛋白、丝蛋白)微生物合成的研究进展,指出微生物合成的原理方法及应用现状,并对其发展前景进行了展望。

基于基因组学分析嗜热链球菌KLDS SM的蛋白质水解系统和氨基酸合成途径

为从遗传水平上探究嗜热链球菌KLDS SM蛋白质水解和氨基酸合成的能力,首先基于Illumina Hiseq 2500与Pacbio RSII测序平台对嗜热链球菌KLDS SM进行全基因组测序并绘制基因组图谱;随后从胞外蛋白酶、转运系统、胞内肽酶以及氨基酸合成等方面所涉及的基因进行生物信息学分析;最后对15株已完成全基因组测序的嗜热链球菌的氨基酸合成能力进行比较基因组学研究。结果表明:菌株KLDS SM的基因组由一个1 856 787 bp环状染色体组成,GC含量为39.08%,含有1 732个蛋白质编码基因;菌株KLDS SM具有完整的蛋白水解系统和8种氨基酸的合成能力;15株嗜热链球菌在氨基酸合成方面上相对保守,仅在组氨酸合成途径存在较大的差异。本研究为该菌株氮代谢能力的挖掘提供了理论依据,并在将其开发为发酵剂方面上具有一定指导意义。

生物信息学在基因组和蛋白质研究中的应用

目的:人类基因组计划在世界范围内的开展促进了生命科学的进步,在此过程中产生了大量的基因组与蛋白质结构和序列数据库资源,促进了生物信息学的发展;同时生物信息学在基因组和蛋白质研究中也起着重要的作用。资料来源:应用计算机检索Medline1990-01/2006-01文章,检索词“bioinformatics”,并限定语言种类为English;同时手工检索2000-01/2006-01的相关文章,限定语言为中文,检索词为“生物信息学;基因组;蛋白质结构”以及基因组相关方面的书籍。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:生物信息学的发展及其在基因组和蛋白质研究中的应用。排除标准:重复性研究。资料提炼:从检索资料选取34篇(含2篇中文文献或书籍)关于生物信息学及其应用的文章,进行综述。其中与基因组研究相关的文献4篇,与蛋白质研究相关的文献20篇,其他文献10篇。资料综合:随着人们对基因组和蛋白质研究的深入,对基因表达模式、蛋白质结构、蛋白质-蛋白质相互作用等分析得到的数据越来越多,为生物信息学提供了丰富的资源,促进了生物信息学的发展;同时生物信息学在基因序列比对、大规模基因功能表达谱的分析、新基因的发现与鉴定等方面以及蛋白质序列比较分析、蛋白质空间结构和功能预测等研究中也起着重要的作用,促进了DNA和蛋白质的研究。结论:基因组和蛋白质组研究与生物信息学技术互相推动,并行发展;生物信息学在基因组和蛋白质研究中发挥着重要的作用。

利用导学案进行生物教学初探——以“基因控制蛋白质的合成”一课教学为例

导学案是教师编制的用于引导学生自主学习、自主探究的学习方案。它以学生为本,以＂三维目标＂的达成为出发点和落脚点,是学生学会学习、学会创新、自主发展的路线图和指南针。导学案的着眼点和侧重点在于如何充分调动学生的学习主动性,如何引导学生获取知识和能力。下面以＂基因控制蛋白质的合成＂一课教学为例,谈谈如何利用导学案进行高中生物教学。

试分析高中生物蛋白质合成过程中基因的作用

蛋白质合成是指将生物的遗传信息DNA转录成mRNA,进而合成相应的蛋白质,这个过程也称为翻译,即把mRNA分子上的碱基排列顺序转变成蛋白质分子上的氨基酸排列顺序。蛋白质合成是基因表达的第二个步骤,因此基因在这个过程中起着非常重要的作用。阐述了基因的涵义和蛋白质的合成过程,对这个过程中基因的作用进行分析。

基因指导蛋白质合成的翻译过程模型

1教具装置图（见图1）2特点及用途（1）特点可以把抽象知识形象化,便于学生理解分子水平上基因指导蛋白质合成的翻译过程的相关内容。另外模型中信使RNA上的碱基和转运RNA上所对应的碱基是可以改变的,进而可能引起氨基酸发生相应的改变，从而使学生理解分子生物学中的“简并”现象及基因突变现象。

《基因指导蛋白质合成》生态化建构策略

知识储备知道DNA是主要的遗传物质,基因是具有遗传效应的DNA片段,而所谓的遗传效应就是能够有效控制生物的性状,但是生物性状的直接体现者是蛋白质,也就是说生物性状不同实际上是因为生物体内合成了不同的蛋白质.因此基因具有遗传效应就是要指导生物体内蛋白质的合成,从而控制生物性状.

蓝萼甲素在体外对DNA,RNA和蛋白质生物合成的影响

本实验采用3H—TdR、2H—udR、3H—Leucine在体外掺入S180腹水癌细胞的放射性同位素示踪法,探讨蓝萼甲素对DNA、RNA和蛋白质合成的抑制作用,抑制程度呈剂量相关性。对DNA、RNA的抑制发生较早,恢复较快,对蛋白质作用持久、且均为可逆性抑制。蓝萼甲素（glaucocclyxinA）为唇形科,香茶菜属植物蓝萼香茶菜（Isodom glaucocalyx kudo）的一种二萜类成份,经药理实验证明:蓝萼甲素具有细胞毒作用,对艾氏腹水癌有一定抑制作用,体内对S180实体瘤实验抑制率达30.4％（10mg/kg×7d）,

基因指导蛋白质合成易错、易混知识

人教版高中生物必修2第四章第一节＂基因指导蛋白质的合成＂的教学目标是概述遗传信息的转录和翻译,让学生从分子水平上理解基因功能。这节的知识内容有不少让教师和学生容易误解的地方,现将它们列出来,供同行们参考。1转录教材P63中将转变定义为：RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。

植物类胡萝卜素生物合成相关基因的表达调控及其在植物基因工程中的应用

类胡萝卜素是人类饮食结构中不可缺少的重要成分,具有多种重要的保健功能,尤其是有些类胡萝卜素,如β-胡萝卜素是合成维生素A的前体,具有抗癌和提高免疫力等功效。类胡萝卜素还广泛用于医药和化妆品工业。迄今为止,自然界中发现的大多数类胡萝卜素都是微量的中间产物,很难直接利用。本文概述了高等植物类胡萝卜素生物合成途径、类胡萝卜素生物合成关键酶基因的克隆,如异戊烯焦磷酸异构酶、牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合成酶、八氢番茄红素合成酶、八氢番茄红素脱氢酶、ζ-胡萝卜素脱氢酶、!-番茄红素环化酶、ε-番茄红素环化酶,并对这些关键酶基因的功能进行鉴定。以水稻、油菜、马铃薯和番茄为例,阐明了类胡萝卜素合成关键酶基因在植物基因工程中的应用。将黄水仙的Psy和Lcy-b以及噬夏孢欧文氏菌(Eriwiniauredovora)CrtI基因同时转入水稻,水稻种子内胚乳类胡萝卜素含量得到提高。另外,在油菜、马铃薯和番茄中转入与类胡萝卜素合成相关的基因,类胡萝卜素含量也发生不同程度的提高,基因表达水平也发生变化。阐述了通过基因操作技术只能得到极少量的类胡萝卜素,只有进一步弄清类胡萝卜素代谢途径,提高外源基因在植物中的特异表达,才能合成大量类胡萝卜素,使类胡萝卜素遗传操作技术成功运用于作物品质改良。

植物萜类生物合成相关酶类及其编码基因的研究进展

萜类化合物是植物界广泛存在的一种次生代谢物质,其种类繁多,不仅在植物的生命活动中扮演重要的作用,而且还被广泛的应用于工业、医药卫生等方面。萜类化合物的合成包括甲羟戊酸和丙酮酸两条途径,二者都是以异戊烯基焦磷酸为主要的代谢中间产物。萜类化合物的合成较为复杂,其过程受多种酶协调控制,根据各种酶在萜类合成不同阶段的作用,可将其分为Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ类酶。当前人们对其研究主要是Ⅰ类和Ⅱ类酶,试图弄清其合成机理以生产更多有用的萜类化合物。本文综述了植物次生代谢物质萜类的生物合成途径,催化主要中间产物形成相关酶的研究进展,并对其研究前景作简要展望。

17β羟基类固醇脱氢酶13和线粒体融合蛋白2在肝细胞癌组织中的表达变化及生物信息学分析

目的探索17β羟基类固醇脱氢酶13(HSD17B13)和线粒体融合蛋白2(MFN2)在临床肝细胞癌(以下简称肝癌)组织样本中的表达变化及临床意义;同时采用生物信息学方法,进行目标基因分析。方法选取2017年9月-2018年3月于福建省立医院接受手术治疗的15例肝癌患者,手术后获取肝癌及其周围癌组织进行实验研究。通过实时荧光定量PCR及Western Blot法检测HSD17B13和MFN2基因在肝癌组织和癌旁组织中的表达变化情况,并分析其临床意义。采用单细胞测序数据库、GTEx数据库及TCGA数据库分析HSD17B13和MFN2在肝癌组织中的表达量、肝癌不同分期的表达水平及与肝癌总体生存的关系,并分析二者之间的相关性。符合正态分布的计量资料两组间比较采用t检验,多组间比较采用方差分析;非正态分布的计量资料两组间比较采用Mann-Whitney U检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验。采用log-rank检验变量对生存率的影响,Kaplan-Meier法绘制生存曲线。采用Pearson相关分析检验两个变量之间的关系。结果实时荧光定量PCR及Western Blot检测结果显示,相对于癌旁组织,HSD17B13和MFN2基因在肝癌组织中的表达明显下调(PCR检测t值分别为-2.467、-3.933,P值分别为0.020、0.001;Western Blot检测t值分别为-5.357、-5.771,P值分别为0.006、0.026)。生物信息学分析结果表明,肝癌组织中HSD17B13表达明显下调(P<0.05);随着肝癌分期越高,HSD17B13表达水平越低(F=3.220,P=0.023);低HSD17B13表达与不良生存相关(风险比=0.630,P=0.011);在肝癌组织中,MFN2与HSD17B13表达呈显著正相关(r=0.190,P<0.001)。结论MFN2与HSD17B13在肝癌中表达下调,是潜在的具有临床相关性的抑癌基因,可能参与肝癌发生发展过程中的生物学行为,也可成为肝癌筛查、临床分级、预后评估的分子标志物及有效的肝癌治疗靶点。

类胡萝卜素生物合成相关基因的克隆及其遗传工程的研究进展

类胡萝卜素具有重要的生物学功能,尤其对人体健康有着更重要的作用,近年来一直是研究的热点。综述了类胡萝卜素生物合成途径及相关基因的分离,以及运用这些基因提高微生物和植物中类胡萝卜素含量的遗传工程研究进展。

喉癌及喉正常黏膜组织蛋白质组差异表达的初步研究

目的 研究喉癌及癌旁喉正常黏膜组织蛋白质组的差异表达。方法 用固相PH梯度双向凝胶电泳分离喉癌及癌旁喉正常黏膜组织总蛋白质 ,银染显色、PDQUEST 2DE软件分析所获得的双向凝胶电泳图谱 ,找出差异表达的蛋白质点。取差异表达的蛋白质点进行质谱鉴定。结果 获得分辨率和重复性均较好的双向凝胶电泳图谱 ,并鉴定出与喉癌发生密切相关的 12种蛋白质。其中有 10种蛋白质在喉癌组织中特异表达 ,分别是An giopietin 2 ,sproutyhomologues,Inhibitorofapoptosis likeprotein 2 (ILP 2 ) ,urokinasetypeplasminogenactivatorre ceptoruPAR ,Wnt 3aprotein ,癌基因TransformingproteinN Ras、P2 1以及c Met等。connexin 31.1,原肌球蛋白Tropomyosin两种蛋白质在癌旁喉正常黏膜组织中特异表达。 结论 本研究利用固相PH梯度双向凝胶电泳技术分离喉癌及癌旁喉正常黏膜组织总蛋白质 ,首次建立了重复性较强的喉癌及喉正常黏膜组织蛋白质组表达图谱 ,且两者蛋白质的表达明显不同 ,差异表达的蛋白质分别参与细胞的癌变、细胞间的信号传导、肿瘤血管生成 ,这对研究喉癌的癌变机制 ,寻找与喉癌诊断和治疗相关的肿瘤标志物相当重要。

谷子类胡萝卜素生物合成途径中番茄红素β-环化酶基因的克隆

利用降落PCR的方法 ,从谷子基因组中获得lcy b基因。全序列分析表明 ,其开放阅读框为 1782bp ,编码的蛋白由 5 94个氨基酸组成 ,分子质量为 6 772 4u。将获得的谷子lcy b基因序列与已发表的其他植物lcy b基因序列比较 ,发现所得到的基因序列与单子叶植物黄水仙的同源性明显高于与双子叶植物的同源性。蛋白质序列比较发现中部和尾部的部分区段内氨基酸同源性较高 ,且都存在FLYAMP序列和FAD/NAD(P)结合区等植物LCY B的特征序列。Southern杂交结果表明 ,lcy b在基因组中以单拷贝存在。

寻找抗癌药物的新途径——从癌基因编码的蛋白质结构研究抗癌药物

最近,美国和日本的一些科学家测定了一种由癌基因编码的蛋白质的三维结构,这一研究成果将有助于分子生物学家研究抑制和阻断细胞分裂的新药物,同时也将有助于人们了解正常细胞内分子间的相互作用是如何为细胞分裂提供信息的。研究人员们在40％的结肠癌以及乳腺癌、膀胱癌和肺癌患者中发现了一种被称为ras的最常见的癌基因。

过氧化氢信号途径参与哺乳动物Bax基因对长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成的诱导作用

Bax是哺乳动物细胞凋亡基因Bcl-2家族中的一员.最近的研究结果表明小鼠Bax可以从转录水平上诱发植物细胞次生代谢产物合成积累,提示Bax及其植物体内的同源基因可能是次生代谢产物合成的一种新型调控因子.为了研究Bax诱发植物次生代谢产物合成的分子机理,文中测定了小鼠Bax对长春花细胞氧化迸发(oxidative burst)的影响,并考查了质膜NAD(P)H氧化酶抑制剂DPI和活性氧中间体淬灭剂对小鼠Bax诱发长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的影响.实验结果表明,小鼠Bax可以诱发长春花细胞氧化迸发.DPI在抑制Bax诱发长春花细胞氧化迸发的同时,还可以阻断Bax对长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的促进作用.实验结果说明小鼠Bax不仅可以激活长春花细胞中活性氧信号转导事件而且还依赖氧化迸发作用诱导长春花细胞次生代谢产物合成.超氧化物歧化酶(SOD)可以淬灭长春花细胞产生的超氧阴离子(O2-),但不影响小鼠Bax对长春花次生代谢产物合成的促进作用,说明由氧化迸发产生的O2-可能不是介导小鼠Bax诱发长春花碱及萜类吲哚生物碱合成必需的信号分子.而过氧化氢酶(CAT)在淬灭细胞中过氧化氢(H2O2)的同时还可以阻断小鼠Bax对长春花碱及萜类吲哚生物碱合成的诱导作用,表明H2O2可能是介导小鼠Bax诱发长春花细胞次生代谢产物合成所必需的信号分子.小鼠Bax可以诱发长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成途径关键酶基因Tdc和Str转录上调,CAT可以抑制Bax对Tdc和Str表达的诱导作用,进一步证实小鼠Bax依赖氧化迸发所产生的H2O2激活长春花细胞中萜类吲哚碱生物合成途径并诱发长春花碱及萜类吲哚碱的合成积累.