Chap.7 生物学的发展.pptVIP

生物学的萌芽 在古代，生物学中的植物学和动物学部分从属于博物学，它的生理学部分从属于医学。到了18世纪，博物学家所积累的物种数目大大增加，生物学客观上面临着由积累材料向整理材料、由经验向理论概括的过度。 此时，生物分类学出现了，物种起源问题被提出来，生物进化思想开始萌芽。 生物分类学：林耐 细胞学说的建立：施莱登、施旺 微生物学的发展：巴斯德 进化论的创立：拉马克、达尔文 遗传定律：孟德尔 　　在DNA分子中，两条长链上的碱基虽然只有A、T、C、G四种，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的，这就形成了DNA分子丰富的多样性。这使得DNA分子能够包含丰富的遗传信息。在生物体的不同细胞中DNA分子含量几乎是相同的，而且具有极大的稳定性。 DNA分子必须能自我复制，由一个DNA分子必须能变成两个一样的DNA分子。双螺旋模型的DNA分子具有自我复制的能力。它的复制过程是这样的：首先，在解旋酶的作用下，两条缠在一起的螺旋线开始分离，或称为解旋。解旋部分由短到长，不是各部分同步的。然后，解开的一段单链上的碱基立刻吸引附近的游离核苷酸，进行AT配对和GC配对。这些被吸引来的脱氧核苷酸便形成了一段新的链条与解出来的一段母链条绕在一起。 2.DNA的复制 当解旋过程全部完成时，解出来的两条母链也就分别和新生的两条子链绕成了两个新的DNA分子。并且，碱基配对原则能够确保新生的两个DNA分子与原来的DNA分子完全相同。DNA分子的这种复制方式叫做半保留复制。 　　DNA分子的双螺旋结构和它的自我复制机制不但在理论上能够自圆其说，而且能经受实验的检验，与事实相符。它宣告分子生物学的诞生，是20世纪生物学上伟大的发现。 经典遗传学认为基因是遗传的基本单位，分布在染色体上。后来人们证明DNA是遗传物质，一切遗传信息都储存在DNA分子里面，而且储存在它的碱基部分。所以基因的化学本质应该是DNA分子中一个有遗传效应的区段，也就是DNA分子中的一段特定的核苷酸序列。基因不是抽象的符号，而是确定的物质实体。基因作为一个实体，已经在1964年从大肠杆菌的DNA中得到。这是人类第一次分离到的基因。它的长度约为1.5μm,约含有4250对核苷酸。 1.基因的本质 三、遗传密码 在核酸中，核苷酸排列的顺序和蛋白质中氨基酸排列的顺序是有关系的。这种关系被称为遗传密码。在DNA的双螺旋模型的影响下，加莫夫于1956年提出DNA分子中4种碱基的排列组合形成了遗传密码，并推断出氨基酸与碱基的对应关系应该是1:3，也就是说1个氨基酸有3个核苷酸编码。按此推断，4种核苷酸可以有64种排列方式，能够满足20种氨基酸的编码要求。 2.遗传密码 1961年，克里克等人证实了上述推理，而且提出1个氨基酸可能有几个遗传密码。我们可以把蛋白质分子中氨基酸的序列当做一种文字，把核酸分子中核苷酸的序列当成另一种文字。那么在两种文字之间必须要有一本字典才能互译互通。在1966年以前，没有这本字典，要找出核苷酸和氨基酸的对应关系，就像破译电讯密码一样的困难。 经过许多实验室的共同努力，终于破译了氨基酸（20种）的遗传密码。破译工作不但证明了3个核苷酸编码1个氨基酸，而且于1966年编制出了可靠的遗传密码表。遗传密码表揭示了核苷酸顺序和蛋白质中氨基酸之间的对应关系。除了极少数例外，该遗传密码表适用于所有的原核生物和真核生物。这一成就在分子水平上揭示了生命的统一性，为人工合成生物大分子以及实施基因工程开辟了道路，具有极为重大的理论意义和实用意义。 3.遗传信息遵从的法则 RNA是核糖核酸。遗传信息在生物细胞中传递必须遵循一定的法则，弄清这一法则是十分重要的。克里克于1958年提出了中心法则。后来经过修改和完善，中心法则的内容是： (1) 遗传信息在DNA和RNA之间的传递是双向的。由DNA到RNA称为转录，由RNA到DNA称为翻录。 (2) 生物界普遍存在的过程是：遗传信息由RNA到DNA，由DNA到RNA（转录），由RNA到蛋白质（翻译）。 (3) 在特殊情况下由RNA到RNA，有RNA到DNA的传递。 (4) 蛋白质有DNA直接到蛋白质的传递以及蛋白质传递翻译到RNA，目前尚不得知。 中心法则说明了生物体中遗传信息传递的规律，为进一步探讨DNA、RNA和蛋白质之间的关系指出了方向，也给基因工程、基因治疗和蛋白质工程等提供了理论依据。 　　DNA分子中的遗传信息通过蛋白质表现出遗传性状的过程成为基因的表达。基因表达的过程也是DNA序列转录为RNA序列，再将RNA序列翻译成肽键的氨基酸序列。