分子生物学第一课.pptVIP

Molecular Biology 分子生物学 联系信息 办公室：生命学院 601 实验室：生命学院 443 Tel： E-mail: hxzhao212@nwsuaf.edu.cn 1.1 分子生物学的定义 1.2 分子生物学发展简史 1.3 分子生物学的现状和展望 1.4 分子生物学与其他生命科学的关系 1.5 如何学习分子生物学 1.1 分子生物学的定义 What is molecular biology? Broadly definition: understand biological phenomena in molecular terms Another definition is more restrictive and therefore more useful：the study of gene structure and function at the molecular level. 分子生物学是遗传学和生物化学发展而产生的一门新的交叉学科。它是当前生命科学中发展最快，最具有活力，并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。 分子生物学是从分子水平研究生命本质的科学。即是研究生命分子机理的科学。首先注重于研究生命本质的共性方面：分子结构、分子遗传、分子结构与功能及表型的关系。 目前常把基因结构和表达产物功能的研究称为分子生物学。 ①生物大分子（核酸、蛋白质）结构，以及大分子之间的相互作用。 ②生物大分子在细胞中的组织方式，生物大分子的结构与功能的关系。 ③ 在活细胞中核酸、蛋白质的合成过程，以及生物学现象的分子生物学过程。 ④ 生物信息传递和基因表达调控的方式。 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。 1.2 分子生物学发展简史 控制性状的一对等位基因在产生配子时彼此分离，并独立地分配到不同的性细胞中。 在配子形成时各对等位基因彼此分离后，独立自由地组合到配子中。 1908 Morgan等人实验 在联会过程中染色体发生断裂和重组（基因交换）。 One question Genes Are Linked to Chromosomes Chromosomes are made of proteins and DNA Then which is the genetic material-DNA or proteins? 19世纪后期到20世纪50年代初，人们对遗传物质认识上的重大突破：确定了生物遗传的物质基础是DNA。 1868年，F. Miescher发现白细胞中富含磷酸的酸性物质，称核素(nuclein) 。 1889年，R.Altmann在酵母中制备了不含蛋白的核素，称之为核酸（Nucleic acid）。 直到40年代以后人们对核酸的功能和结构的认识才有了进步。 1925～1930年，Levene (德国）确定核酸由4种核苷酸组成 A ：T ：G ：C = 1 ：1 ：1 ：1 英国微生物学家 Griffith 开创性发现 1928, 发现当非致病的肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae ）菌株与热灭活的同种致病菌株混合后，成为致病的细菌。 1944年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是DNA。 1952年A.D.Hershey和M.Chase在冷泉港完成了一项实验：用双标记研究噬菌体T2的增殖。 实验证明DNA是遗传物质。 噬菌体在35S培养基中外壳蛋白被标记；在32P培养基中DNA被标记；这种双标记的噬菌体感染大肠杆菌时，DNA进入细胞大量复制（只有亲本DNA链才有32P）并装配成子代颗粒。有少量32P的噬菌体，而无外壳有35S噬菌体。 1949~52年S. Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像，提出了DNA是螺旋结构。 1948~53年Chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成DNA的碱基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了DNA碱基组成A=T、G=C的Chargaff规则，为认识DNA结构打下了基础。 DNA is the Hereditary Molecule.Genes are DNA , but how do genes work? 1.2.3 现代分子生物学的建立和发展 1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。 DNA双螺旋发现的意义在于： ① 确立了核酸作为信息分子的结构基础； ② 提出了碱基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式； ③ 为认识核酸与蛋白质的关系及其在生物体中的作用打下了基础。 ① Watson和Crick发现DN