分子生物學(xué)1緒論

1、分子生物學(xué)分子生物學(xué)Molecular Biology主講老師主講老師：馬細(xì)蘭：馬細(xì)蘭 （)652695現(xiàn)代分子生物學(xué)的基本要求現(xiàn)代分子生物學(xué)的基本要求n熟悉核酸的基本生物化學(xué)特性熟悉核酸的基本生物化學(xué)特性; （第（第2章）章）n熟悉生物信息傳遞（熟悉生物信息傳遞（DNA-RNA-蛋白）過程蛋白）過程; （第（第3-4章）章）n掌握掌握分子克隆與分子克隆與DNA重組的重組的基本技術(shù)與原理基本技術(shù)與原理，熟悉現(xiàn)代分，熟悉現(xiàn)代分子生物學(xué)的子生物學(xué)的基本研究方法基本研究方法; （第（第5-6章）章）n掌握掌握DNA、RNA和蛋白質(zhì)的基本代謝過程，特別是基因的和蛋白質(zhì)的基本代謝過程，特別是基因的結(jié)構(gòu)與

2、生物功能，基因活性的結(jié)構(gòu)與生物功能，基因活性的修飾與調(diào)節(jié)修飾與調(diào)節(jié); （第（第7-8章）章）n理解基因治療和基因發(fā)育調(diào)控分子生物學(xué)原理理解基因治療和基因發(fā)育調(diào)控分子生物學(xué)原理（第（第9-10章）章）n了解基因組學(xué)的新成果，新進(jìn)展了解基因組學(xué)的新成果，新進(jìn)展（第（第11章）章）朱玉賢 現(xiàn)代分子生物學(xué)，高等教育出版社 孫乃恩 分子遺傳學(xué)，南京大學(xué)出版社。 閻隆飛 分子生物學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，李振剛 分子遺傳學(xué)，科學(xué)出版社沈羽非 真核基因表達(dá)調(diào)控，北京高等教育出版社教學(xué)要求教學(xué)要求一、課堂聽講及小測(cè)驗(yàn)一、課堂聽講及小測(cè)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)操作二、實(shí)驗(yàn)操作 4-5人為一小組進(jìn)行，設(shè)小組長(zhǎng)，培養(yǎng)獨(dú)立思人為一小

3、組進(jìn)行，設(shè)小組長(zhǎng)，培養(yǎng)獨(dú)立思考、精誠(chéng)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神、領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的能考、精誠(chéng)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神、領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的能力。力。三、讀書報(bào)告（文獻(xiàn)閱讀）三、讀書報(bào)告（文獻(xiàn)閱讀） 自選分子生物學(xué)最新內(nèi)容，每人自選分子生物學(xué)最新內(nèi)容，每人5min，鍛煉口，鍛煉口頭表達(dá)與交流能力。頭表達(dá)與交流能力。四、課后作業(yè)四、課后作業(yè) 練習(xí)題：檢驗(yàn)對(duì)知識(shí)的掌握情況練習(xí)題：檢驗(yàn)對(duì)知識(shí)的掌握情況生物學(xué)網(wǎng)站nhttp:/ 生物谷nhttp:/ 丁香園生物論壇nhttp:/ 中國(guó)生物論壇1 1、緒論、緒論（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）2 2、染色體與、染色體與DNA DNA （4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）3 3、生物信息的傳遞（上）、生物信息的傳遞（上）從從

4、DNADNA到到RNA RNA （4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）4 4、生物信息的傳遞（下）、生物信息的傳遞（下）從從mRNAmRNA到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）5 5、分子生物學(xué)研究方法（上）、分子生物學(xué)研究方法（上） （4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）6 6、分子生物學(xué)研究方法（下）、分子生物學(xué)研究方法（下） （2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）7 7、基因的表達(dá)與調(diào)控（上）、基因的表達(dá)與調(diào)控（上）原核原核（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）8 8、基因的表達(dá)與調(diào)控（下）、基因的表達(dá)與調(diào)控（下）真核真核（4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）9 9、疾病與人類健康（癌癥、病毒和基因治療）、疾病與人類健康（癌癥、病毒和基因治療） （2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）1010、基因與發(fā)育、基因與發(fā)育（自學(xué)

5、）（自學(xué)） 1111、基因組與比較基因組學(xué)、基因組與比較基因組學(xué)（2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 3-12周）1、大腸桿菌的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及安全教育、大腸桿菌的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及安全教育2、質(zhì)粒質(zhì)粒DNA提取提取 3、酶切反應(yīng)、酶切反應(yīng)4、瓊脂糖電泳檢測(cè)瓊脂糖電泳檢測(cè) 5、動(dòng)物總動(dòng)物總RNA的提取的提取 6、瓊脂糖電泳檢測(cè)瓊脂糖電泳檢測(cè)RNA 7、木瓜木瓜DNA提取提取 8、 PCR檢測(cè)轉(zhuǎn)基因序列檢測(cè)轉(zhuǎn)基因序列 9、瓊脂糖電泳檢測(cè)瓊脂糖電泳檢測(cè) 10、PCR產(chǎn)物回收產(chǎn)物回收第一章第一章 緒論緒論n一、歷史回顧n1.創(chuàng)世說與進(jìn)化論n2.細(xì)胞學(xué)說n3.經(jīng)典的生物化學(xué)和遺傳學(xué)n4.DAN的發(fā)現(xiàn)n二、分子生物學(xué)的定義n

6、三、分子生物學(xué)的簡(jiǎn)史n四、分子生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容n五、分子生物學(xué)展望一、歷史回顧（對(duì)基因本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程）n1.創(chuàng)世說與進(jìn)化論創(chuàng)世說與進(jìn)化論n上帝創(chuàng)造一切上帝創(chuàng)造一切n1859年，達(dá)爾文年，達(dá)爾文物種起源物種起源：物競(jìng)天擇、適者生存：物競(jìng)天擇、適者生存n內(nèi)容：內(nèi)容：？n達(dá)爾文的進(jìn)化論受到不少人的質(zhì)疑，你如何看？（自達(dá)爾文的進(jìn)化論受到不少人的質(zhì)疑，你如何看？（自己回去閱讀相關(guān)的論壇，自己思考）己回去閱讀相關(guān)的論壇，自己思考）nhttp:/ and Schwann) 細(xì)胞是有機(jī)體， 一切動(dòng)植物都是由單細(xì)胞發(fā)育而來， 即生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所組成； 所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似； 新細(xì)胞是由已

7、存在的細(xì)胞分裂而來； 生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常。其對(duì)生物科學(xué)最大的貢獻(xiàn)是什么？n3.經(jīng)典的生物化學(xué)和遺傳學(xué)經(jīng)典的生物化學(xué)和遺傳學(xué) 19世紀(jì)中葉到世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初，生物化學(xué)的發(fā)展世紀(jì)初，生物化學(xué)的發(fā)展和遺傳學(xué)的萌芽。和遺傳學(xué)的萌芽。生物化學(xué)：生物化學(xué)：細(xì)胞組分與生命現(xiàn)象的聯(lián)系細(xì)胞組分與生命現(xiàn)象的聯(lián)系遺傳學(xué)：遺傳學(xué)： 遺傳變異規(guī)律遺傳變異規(guī)律（如何世代相傳？）（如何世代相傳？）n孟德爾的遺傳學(xué)1857-1864的7年中，進(jìn)行了豌豆雜交研究，1865年發(fā)表了他的劃時(shí)代的論文植物雜交試驗(yàn)在論文中提出了“遺傳因子”的概念，并得出了三條規(guī)律：顯性規(guī)律(The Law of Dominance)分

8、離規(guī)律（The Law of Segregation）自由組合規(guī)律（The Law of Independent Assortment）n在孟德爾遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上，美國(guó)著名的遺傳學(xué)家Morgan又提出了基因?qū)W說。連鎖遺傳規(guī)律n1910年，年，Morgan和他的助手們發(fā)現(xiàn)了第一只和他的助手們發(fā)現(xiàn)了第一只白眼雄白眼雄果蠅，稱為果蠅，稱為突變型突變型。正常情況下，果蠅。正常情況下，果蠅都是紅眼的，稱為都是紅眼的，稱為野生型野生型。Morgan將白眼雄將白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅交配，所產(chǎn)生的果蠅與紅眼雌果蠅交配，所產(chǎn)生的F1代不論雌代不論雌雄，全為紅眼果蠅雄，全為紅眼果蠅（孟德爾的統(tǒng)一規(guī)律！）。（孟德爾的

9、統(tǒng)一規(guī)律?。?。nF1果蠅互相交配所產(chǎn)生的果蠅互相交配所產(chǎn)生的F2有紅眼也有白眼有紅眼也有白眼，但所有但所有白眼果蠅都是雄性白眼果蠅都是雄性的，說明的，說明該性狀與性該性狀與性別有聯(lián)系別有聯(lián)系。nMorgan的這一連鎖遺傳規(guī)律與孟德爾的的這一連鎖遺傳規(guī)律與孟德爾的遺傳性狀獨(dú)立分離規(guī)律是遺傳性狀獨(dú)立分離規(guī)律是背道而馳背道而馳的！的！n當(dāng)所研究的兩個(gè)基因位于當(dāng)所研究的兩個(gè)基因位于同一染色體同一染色體上上而又距離較近時(shí)，而又距離較近時(shí)，Morgan的的連鎖遺傳連鎖遺傳規(guī)規(guī)律起主導(dǎo)作用。當(dāng)所研究的兩個(gè)基因位律起主導(dǎo)作用。當(dāng)所研究的兩個(gè)基因位于于不同染色體不同染色體上時(shí)，孟德爾的上時(shí)，孟德爾的獨(dú)立分離獨(dú)立

10、分離規(guī)律起主導(dǎo)作用。規(guī)律起主導(dǎo)作用。nMorgan和他的助手第一次將代表某一特定性和他的助手第一次將代表某一特定性狀的基因，同某一特定的染色體聯(lián)系起來，使?fàn)畹幕颍骋惶囟ǖ娜旧w聯(lián)系起來，使科學(xué)界普遍認(rèn)識(shí)了染色體的重要性并接受了孟科學(xué)界普遍認(rèn)識(shí)了染色體的重要性并接受了孟德爾的德爾的遺傳學(xué)原理。遺傳學(xué)原理。nMorgan特別指出：種質(zhì)必須由某些獨(dú)立的要特別指出：種質(zhì)必須由某些獨(dú)立的要素組成，我們把這些要素稱為素組成，我們把這些要素稱為遺傳因子，遺傳因子，或簡(jiǎn)或簡(jiǎn)稱為稱為基因?；颉?、DNA的發(fā)現(xiàn)n基因到底是什么呢？基因到底是什么呢？n直到直到1953年年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出之雙螺旋結(jié)構(gòu)

11、模型提出之前，人們對(duì)基因的理解是抽象的、概念前，人們對(duì)基因的理解是抽象的、概念化的，缺乏準(zhǔn)確的物質(zhì)內(nèi)容?；?，缺乏準(zhǔn)確的物質(zhì)內(nèi)容。n1928年，英國(guó)科學(xué)家年，英國(guó)科學(xué)家Griffith等人發(fā)現(xiàn)，等人發(fā)現(xiàn)，具有具有光滑外表的光滑外表的S型型肺炎鏈球菌能使小鼠肺炎鏈球菌能使小鼠發(fā)病，具有發(fā)病，具有粗糙外表的粗糙外表的R型型細(xì)菌沒有致病細(xì)菌沒有致病力。力。莢膜多糖莢膜多糖能保護(hù)細(xì)菌免受動(dòng)物白細(xì)能保護(hù)細(xì)菌免受動(dòng)物白細(xì)胞的攻擊。胞的攻擊。n首先用實(shí)驗(yàn)證明首先用實(shí)驗(yàn)證明基因就是基因就是DNA分子分子的是的是美國(guó)著名的微生物學(xué)家美國(guó)著名的微生物學(xué)家Avery。他首先將。他首先將光滑型致病菌（光滑型致病菌（S

12、型）燒煮殺滅活性以后型）燒煮殺滅活性以后再侵染小鼠，發(fā)現(xiàn)這些死細(xì)菌自然喪失再侵染小鼠，發(fā)現(xiàn)這些死細(xì)菌自然喪失了致病能力。了致病能力。 1944年，美年，美國(guó)微生物學(xué)家國(guó)微生物學(xué)家Avery證明基因證明基因就是就是DNA分子，分子，提出提出 DNA是遺是遺傳信息的載體。傳信息的載體。n解剖死鼠，發(fā)現(xiàn)有大量解剖死鼠，發(fā)現(xiàn)有大量活的活的S型型細(xì)菌。他細(xì)菌。他們推測(cè)，死細(xì)菌中的某一成分們推測(cè)，死細(xì)菌中的某一成分轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化源源（transforming principle）將無致?。o致病力的細(xì)菌轉(zhuǎn)化成病原細(xì)菌。力的細(xì)菌轉(zhuǎn)化成病原細(xì)菌。n進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，DNA就是轉(zhuǎn)化源。就是轉(zhuǎn)化源。

13、死細(xì)菌死細(xì)菌DNA指導(dǎo)了這一可遺傳的轉(zhuǎn)化，指導(dǎo)了這一可遺傳的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致了小鼠死亡。從而導(dǎo)致了小鼠死亡。Avery等人的工作等人的工作樹立了遺傳學(xué)理論上全新的觀點(diǎn)樹立了遺傳學(xué)理論上全新的觀點(diǎn)DNA是遺傳信息的載體。是遺傳信息的載體。n美國(guó)冷泉港卡內(nèi)基遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家美國(guó)冷泉港卡內(nèi)基遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Hershey和他的學(xué)生和他的學(xué)生Chase在在1952年從年從事事噬菌體侵染細(xì)菌噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。的實(shí)驗(yàn)。n噬菌體專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)，它的頭、噬菌體專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)，它的頭、尾外部都是由蛋白質(zhì)組成的外殼，頭內(nèi)尾外部都是由蛋白質(zhì)組成的外殼，頭內(nèi)主要是主要是DNA。噬菌體侵染細(xì)菌的主要過程如

14、下：噬菌體侵染細(xì)菌的主要過程如下：n噬菌體尾部的末端（基片、尾絲）吸噬菌體尾部的末端（基片、尾絲）吸附在細(xì)菌表面；附在細(xì)菌表面；n噬菌體通過尾軸把噬菌體通過尾軸把DNA全部注入細(xì)菌全部注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)細(xì)胞內(nèi)，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)胞外面；胞外面；n利用細(xì)菌的生命過程合成噬菌體自身利用細(xì)菌的生命過程合成噬菌體自身的的DNA和蛋白質(zhì)；和蛋白質(zhì)；n用新合成的用新合成的DNA和蛋白質(zhì)組裝成與親和蛋白質(zhì)組裝成與親代完全相同的子噬菌體；代完全相同的子噬菌體；n細(xì)菌解體，釋放子代噬菌體，侵染其細(xì)菌解體，釋放子代噬菌體，侵染其他細(xì)菌他細(xì)菌那么，那么，DNA到底是什么樣的呢？到底是

15、什么樣的呢？nAvery在在1944年的報(bào)告中這樣寫道：當(dāng)溶液中年的報(bào)告中這樣寫道：當(dāng)溶液中酒精的體積達(dá)到酒精的體積達(dá)到9/10時(shí)，有時(shí)，有纖維狀纖維狀物質(zhì)析出；物質(zhì)析出；如稍加攪動(dòng)，這種物質(zhì)便會(huì)像如稍加攪動(dòng)，這種物質(zhì)便會(huì)像棉線棉線繞在線軸上繞在線軸上一樣繞在硬棒上，溶液中的其他成分則以顆粒一樣繞在硬棒上，溶液中的其他成分則以顆粒狀沉淀留在下面。溶解纖維狀物質(zhì)重復(fù)沉淀數(shù)狀沉淀留在下面。溶解纖維狀物質(zhì)重復(fù)沉淀數(shù)次，可提高其純度。這一物質(zhì)具有很強(qiáng)的生物次，可提高其純度。這一物質(zhì)具有很強(qiáng)的生物學(xué)活性，初步實(shí)驗(yàn)證實(shí)它很可能就是學(xué)活性，初步實(shí)驗(yàn)證實(shí)它很可能就是DNA（誰(shuí)（誰(shuí)能想到?。?。能想到！）。n對(duì)對(duì)

16、DNA分子的物理化學(xué)研究導(dǎo)致了現(xiàn)代生物學(xué)分子的物理化學(xué)研究導(dǎo)致了現(xiàn)代生物學(xué)翻天覆地的革命，這更是翻天覆地的革命，這更是Avery所沒有想到的！所沒有想到的！二、分子生物學(xué)定義二、分子生物學(xué)定義 從從分子分子水平水平研究生物大分子的研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能從從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué) ，主要指，主要指遺傳信息遺傳信息的的傳遞傳遞（復(fù)制）、（復(fù)制）、保持保持（損傷和修復(fù)）、（損傷和修復(fù)）、基因的表基因的表達(dá)達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與調(diào)控調(diào)控。n所謂在所謂在分子水平分子水平上研究生命的本質(zhì)主要是指對(duì)上研究生命的本質(zhì)主要是指對(duì)遺傳、遺傳、 生殖、生長(zhǎng)和發(fā)育等

17、生命基本特征的生殖、生長(zhǎng)和發(fā)育等生命基本特征的分分子機(jī)理子機(jī)理的闡明，從而為改造和利用生物奠定理的闡明，從而為改造和利用生物奠定理論基礎(chǔ)和提供新的手段。論基礎(chǔ)和提供新的手段。n這里的分子水平指的是那些這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核攜帶遺傳信息的核酸（酸（DNA、RNA）和在遺傳信息傳遞及細(xì)胞和在遺傳信息傳遞及細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間通訊過程中發(fā)揮著重要作用的內(nèi)、細(xì)胞間通訊過程中發(fā)揮著重要作用的蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)等生物大分子。等生物大分子。n生物大分子：生物大分子：具有較大的分子量，由簡(jiǎn)單的小具有較大的分子量，由簡(jiǎn)單的小分子核苷酸或氨基酸排列組合，可蘊(yùn)藏各種信分子核苷酸或氨基酸排列組合，可蘊(yùn)藏各種信息

18、；具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，可形成精確的相互息；具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，可形成精確的相互作用系統(tǒng)。作用系統(tǒng)。n闡明這些生物大分子的闡明這些生物大分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與功能復(fù)雜結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系的關(guān)系是分子生物學(xué)的是分子生物學(xué)的主要任務(wù)主要任務(wù)。1.核酸的分子生物學(xué)n核酸的分子生物學(xué)研究核酸的結(jié)構(gòu)及其功能。由于核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此分子遺傳學(xué)（molecular genetics）是其主要組成部分，它是目前分子生物學(xué)內(nèi)容最豐富的一個(gè)領(lǐng)域。n研究?jī)?nèi)容：包括核酸/基因組的結(jié)構(gòu)、遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，核酸存儲(chǔ)的信息修復(fù)與突變，基因表達(dá)調(diào)控和基因工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用等。遺傳信息傳遞的中

19、心法則是其理論體系的核心。2.蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)n蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)研究執(zhí)行各種生命功能的主要大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。盡管人類對(duì)蛋白質(zhì)的研究比對(duì)核酸研究的歷史要長(zhǎng)得多，但由于其研究難度較大，與核酸分子生物學(xué)相比發(fā)展較慢。近年來雖然在認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其與功能關(guān)系方面取得了一些進(jìn)展，但是對(duì)其基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚缺乏突破性的進(jìn)展。3. 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子生物學(xué)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子生物學(xué)n 構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞的分裂與分化及其構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞的分裂與分化及其它各種功能的完成均依賴于外界環(huán)境所賦予的它各種功能的完成均依賴于外界環(huán)境所賦予的各種各種指示信號(hào)指示信號(hào)。n外源信號(hào)的刺激下，細(xì)胞可以將這些

20、信號(hào)轉(zhuǎn)變外源信號(hào)的刺激下，細(xì)胞可以將這些信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗械纳锘瘜W(xué)變化，例如為一系列的生物化學(xué)變化，例如蛋白質(zhì)構(gòu)象的蛋白質(zhì)構(gòu)象的轉(zhuǎn)變、蛋白質(zhì)分子的磷酸化以及蛋白與蛋白相轉(zhuǎn)變、蛋白質(zhì)分子的磷酸化以及蛋白與蛋白相互作用的變化互作用的變化等，從而使其增殖、分化及分泌等，從而使其增殖、分化及分泌狀態(tài)等發(fā)生改變以適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的需要。狀態(tài)等發(fā)生改變以適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的需要。n明確每一種明確每一種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與傳遞的途徑信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與傳遞的途徑及參與該途及參與該途徑的所有分子的作用和調(diào)節(jié)方式以及認(rèn)識(shí)各種徑的所有分子的作用和調(diào)節(jié)方式以及認(rèn)識(shí)各種途徑間的途徑間的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。三、分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史三、分子生物學(xué)

21、發(fā)展簡(jiǎn)史1、孕育階段（、孕育階段（18201950年代）年代） 1865年，孟德爾發(fā)表了他的年，孟德爾發(fā)表了他的植物雜交實(shí)驗(yàn)植物雜交實(shí)驗(yàn)一一文，首次闡述了生物界有規(guī)律的遺傳現(xiàn)象。文，首次闡述了生物界有規(guī)律的遺傳現(xiàn)象。“遺遺傳因子傳因子 ” 1900年，孟德爾遺傳規(guī)律被證實(shí)，成為近代遺傳年，孟德爾遺傳規(guī)律被證實(shí)，成為近代遺傳學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)基礎(chǔ)。 1910年，年，MorganMorgan的染色體的染色體基因遺傳基因遺傳理論理論 ， GeneGene 存在于染色體上。存在于染色體上。進(jìn)一步將“性狀”與“基因”相耦聯(lián)，成為現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基石。 1944年，美國(guó)微生物學(xué)家年，美國(guó)微生物學(xué)家Avery證明基因

22、就是證明基因就是DNA分子，提出分子，提出 DNA是遺傳信息的載體。是遺傳信息的載體。2、創(chuàng)立階段（、創(chuàng)立階段（19501970年代）年代） 1953年，年， 美國(guó)科學(xué)家美國(guó)科學(xué)家Watson 和英國(guó)科學(xué)家和英國(guó)科學(xué)家Crick提出提出 DNA Double Helix model為充分揭示遺傳信息為充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律鋪平了道的傳遞規(guī)律鋪平了道路。路。 1958年年Crick提出提出中心法則中心法則。（。（P11修正修正）DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制生理功能生理功能 1958年，年，Meselson 和和Stahl證明證明 DNA半保留半保留復(fù)制。復(fù)制。 半保留復(fù)制是

23、遺傳消息能半保留復(fù)制是遺傳消息能準(zhǔn)確傳代準(zhǔn)確傳代的保證。的保證。是物質(zhì)穩(wěn)性的分子基礎(chǔ)。是物質(zhì)穩(wěn)性的分子基礎(chǔ)。 StahlMeselson 1961年，法國(guó)科學(xué)家年，法國(guó)科學(xué)家Jacob（雅各布）（雅各布） 和和Monod（莫諾）提出（莫諾）提出操縱子學(xué)說操縱子學(xué)說（第（第7章）章）這一學(xué)說對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展起了極其重要的指這一學(xué)說對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展起了極其重要的指導(dǎo)作用。導(dǎo)作用。1965年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1968年，Nirenberg、Holley和Khorana解讀了遺傳密碼及其在蛋白質(zhì)合成方面的技能而分享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1977年，年，Sanger等人發(fā)明了一種測(cè)定等人發(fā)明了一種測(cè)

24、定DNA分子內(nèi)核苷酸序列的方法（分子內(nèi)核苷酸序列的方法（雙脫氧鏈終止雙脫氧鏈終止法法）。至今仍被廣泛使用，是分子生物學(xué)最）。至今仍被廣泛使用，是分子生物學(xué)最重要的研究手段之一。重要的研究手段之一。 桑格(Sanger） 吉爾伯特( Gilbert） 伯格（Berg） 1980年，與Gilbert和Berg共享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)Sanger還由于測(cè)定了牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)而獲得1958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1983. Barbara McClintock (86y)DNA transposable elememt Kohler & Milstein Kohler & Milstein Mono

25、cloning antibody 單克隆抗體單克隆抗體 Roberts & Sharp Roberts & Sharp Splitting gene 斷裂基因斷裂基因Mullis & SmithMullis & Smith PCR technique & gene mutation in locus Gilman & Rodball Gilman & Rodball G-protein as a signal molecular in cell Lewis & Nusslein-Volhard Lewis & Nussle

26、in-Volhard & Wieschaus Control gene of body developing in Drosophila基因發(fā)育基因發(fā)育1997年，普魯西納朊病毒n1999年，年，Blobel闡述了蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制闡述了蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制n2001年，細(xì)胞周期調(diào)控因子年，細(xì)胞周期調(diào)控因子n2006年，真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄機(jī)制、年，真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄機(jī)制、RNA干擾干擾n2007年，干細(xì)胞研究年，干細(xì)胞研究n2009年，發(fā)現(xiàn)了由染色體根冠制造的端粒酶年，發(fā)現(xiàn)了由染色體根冠制造的端粒酶n2013年，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)制年，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)機(jī)制 （請(qǐng)同學(xué)們關(guān)注每年的諾貝爾生理學(xué)或

27、醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?wù)埻瑢W(xué)們關(guān)注每年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）http:/ 醫(yī)學(xué)，化學(xué)中重大突破與成就者醫(yī)學(xué)，化學(xué)中重大突破與成就者 Nobel Prize分子生物學(xué)發(fā)展的分子生物學(xué)發(fā)展的里程碑與主要內(nèi)容里程碑與主要內(nèi)容四四 、分子生物學(xué)主要研究?jī)?nèi)容、分子生物學(xué)主要研究?jī)?nèi)容 DNA重組技術(shù)（基因工程） 基因的表達(dá)調(diào)控 生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究(結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)） 基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究1、DNA重組技術(shù)重組技術(shù)n20世紀(jì)世紀(jì)70年代初興起的年代初興起的技術(shù)科學(xué)技術(shù)科學(xué)，目的是將不，目的是將不同同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人們片段（基因或基因的一部分）按照人們的設(shè)計(jì)定向連接起來，在特定的受

28、體細(xì)胞中與的設(shè)計(jì)定向連接起來，在特定的受體細(xì)胞中與載體同時(shí)復(fù)制并得到表達(dá)，產(chǎn)生影響受體細(xì)胞載體同時(shí)復(fù)制并得到表達(dá)，產(chǎn)生影響受體細(xì)胞的的新新的遺傳性狀。的遺傳性狀。nDNA重組技術(shù)是核酸化學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)、酶工重組技術(shù)是核酸化學(xué)、蛋白質(zhì)化學(xué)、酶工程及微生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)長(zhǎng)期深入研究程及微生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)長(zhǎng)期深入研究的結(jié)晶，而的結(jié)晶，而限制性內(nèi)切酶、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶連接酶及其他及其他工具酶工具酶的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用則是這一技術(shù)得以建立的的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用則是這一技術(shù)得以建立的關(guān)鍵。關(guān)鍵。1972年, Boyer獲得第一個(gè)重組DNA分子1972 - BergEcoRI recognition s

29、ites phage DNAEcoRI cuts DNA into fragmentsSticky endSV40 DNAThe two fragments stick together by base pairingDNA ligaseRecombinant DNA2、基因表達(dá)調(diào)控研究、基因表達(dá)調(diào)控研究n蛋白質(zhì)分子控制了細(xì)胞的一切代謝活動(dòng)，而蛋白質(zhì)分子控制了細(xì)胞的一切代謝活動(dòng)，而決定蛋白質(zhì)決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和合成時(shí)序的信息結(jié)構(gòu)和合成時(shí)序的信息都由核酸都由核酸（主要是（主要是DNA）分子編碼，所以，基因表達(dá)）分子編碼，所以，基因表達(dá)實(shí)質(zhì)上就是遺傳信息的實(shí)質(zhì)上就是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

30、過程。n信號(hào)傳導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)n轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子nRNA剪切剪切3、結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)研究、結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)研究n三維結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究生物大分子三維結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究生物大分子特定的特定的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化與其與其生生物學(xué)功能物學(xué)功能的關(guān)系。的關(guān)系。nX射線衍射的晶體學(xué)（又稱蛋白質(zhì)晶體學(xué)）射線衍射的晶體學(xué)（又稱蛋白質(zhì)晶體學(xué)）n二維和多維核磁共振法液相結(jié)構(gòu)二維和多維核磁共振法液相結(jié)構(gòu)n電鏡三維重組、電子衍射、中子衍射和各電鏡三維重組、電子衍射、中子衍射和各種頻譜學(xué)方法研究生物高分子的空間結(jié)構(gòu)。種頻譜學(xué)方法研究生物高分子的空間結(jié)構(gòu)。一個(gè)生物大分子，無論是核酸、蛋白質(zhì)或一

31、個(gè)生物大分子，無論是核酸、蛋白質(zhì)或多糖，在發(fā)揮生物學(xué)功能時(shí)，必須具備多糖，在發(fā)揮生物學(xué)功能時(shí)，必須具備兩個(gè)前提：兩個(gè)前提：n1擁有特定的空間結(jié)構(gòu)（三維結(jié)構(gòu)）；擁有特定的空間結(jié)構(gòu)（三維結(jié)構(gòu)）；n2在它發(fā)揮生物學(xué)功能的過程中必定存在它發(fā)揮生物學(xué)功能的過程中必定存在著結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的在著結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的變化變化。4、基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究n2001年年2月，人類基因組全序列的發(fā)表月，人類基因組全序列的發(fā)表n多種原核、真核模式生物多種原核、真核模式生物基因組基因組的破譯的破譯n蛋白組蛋白組計(jì)劃（基因的功能）計(jì)劃（基因的功能）n生物生物信息學(xué)信息學(xué)的應(yīng)用（與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)的應(yīng)用（與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合，以最大限度的開發(fā)和運(yùn)用基因組學(xué)所合，以最大限度的開發(fā)和運(yùn)用基因組學(xué)所產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)。）產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)。）五、分子生物學(xué)展望五、分子生物學(xué)展望 5.1未來生物學(xué)形成的新熱點(diǎn)及領(lǐng)域未來生物學(xué)形成的新熱點(diǎn)及領(lǐng)域5.2 應(yīng)用生物學(xué)發(fā)展應(yīng)用生物學(xué)發(fā)展5.1 未來生物學(xué)形成的新熱點(diǎn)及領(lǐng)域未來生物學(xué)形成的新熱點(diǎn)及領(lǐng)域生物大分子的高級(jí)三維結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一生物大分子的高級(jí)三維結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一 生物大分子之間的互作生物大分子之間的互作基因表達(dá)，基因互作基因表達(dá)，基因互作 器官發(fā)生器官發(fā)生胚胎形成胚胎形成個(gè)體發(fā)育個(gè)體發(fā)育 結(jié)構(gòu)生物學(xué)（結(jié)構(gòu)生物學(xué)（Structural