分子生物学 第一章 绪 论

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1、分子生物学MolecularBiology第一章绪论第一节分子生物学的基本含义分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。简言之,它是从分子水平研究生命的本质,研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,使人类主动地改造和重组自然界的基础学科.分子生物学：分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的新兴生物学科。研究对象：生物大分子，如核酸、蛋白质和多糖等。主要任务：阐明生物

2、大分子的复杂结构、结构与功能的关系、体内代谢及其调控规律以及对生命的重要意义。第二节分子生物学的基本原理构成生物体的分子在不同生物中都是相同的;生物体内分子的构建都遵循共同的规则;核酸、蛋白质决定了生物体的属性;第三节分子生物学的主要内容结构分子生物学-----生物大分子的结构功能研究;基因表达与调控;DNA重组技术;基因组与生物信息学;DNA重组技术（recombinantDNAtechnology）又称为基因工程，根据分子生物学和遗传学的原理，将一种生物的遗传物质DNA转移到另一生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达出所需要的产物。DNA重

3、组技术的应用——利用微生物基因工程生产重组基因工程药物、利用转基因植物和动物体细胞克隆进行基因表达与调控的基础研究.基因组、功能基因组与生物信息学的研究基因组(Genome)：细胞或生物体一条完整单体的全部染色体遗传物质的总和。人类基因组计划（HumanGenomeProject,HGP）：测定出人基因组全部DNA3×109个碱基对的序列、确定人类约5-10万个基因的一级结构。蛋白组计划（Proteomeproject）:又称为后基因组计划或功能基因组计划，用于揭示并阐明细胞、组织乃至整个生物个体全部蛋白质及其功能。生物信息学（Bioinfor

4、matics）:是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。第四节分子生物学与其他学科的关系分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，凝聚了不同学科专长的科学家的共同努力。它虽产生于上述各个学科，但已形成它独特的理论体系和研究手段，成为一个独立的学科。生命活动的一致性，使生物学范围内所有学科在分子水平上得到统一。生物化学与分子生物学关系最为密切生物化学是从化学角度研究生命现象的科学，它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。传

5、统生物化学的中心内容是代谢，包括糖、脂类、氨基酸、核苷酸、以及能量代谢等与生理功能的联系。分子生物学则着重阐明生命的本质,主要研究生物大分子核酸与蛋白质的结构与功能、生命信息的传递和调控。细胞生物学与分子生物学关系也十分密切传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形态、结构与功能。由于探讨组成细胞的分子结构比单纯观察大体结构能更加深入认识细胞的结构与功能，因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。分子生物学是从各个生物大分子的结构入手开始进行研究的.但由于各个分子不能孤立发挥作用，生命绝非组成成分的随意加和或混合，分子生物学

6、还需要进一步研究各生物分子间的高层次组织和相互作用，尤其是细胞整体反应的分子机理，这在某种程度上是向细胞生物学的靠拢。第五节分子生物学的发展一.准备和酝酿阶段（一）确定了蛋白质是生命的物质基础1926年,Sumner从刀豆中提取了脲酶结晶,证明了酶的化学本质是蛋白质。1951年,Pauling和Corey根据氨基酸和小肽的X-射线晶体衍射图谱,提出了蛋白质的α-螺旋结构模型。1953年完成了胰岛素的氨基酸全序列分析。(二)确定了生物的遗传物质是DNA而非蛋白质1859年，英国生物学家达尔文在他发表的《物种起源》一书中，第一次用大量的事实和系统的

7、理论论证了生物进化的普遍规律，指出生物的性状是可遗传的。1865年，奥地利神父。经典遗传学的奠基人孟德尔经过8年的豌豆杂交试验，写出了一篇题为《植物杂交试验》的论文，提出生物体的各种特定性状受遗传因子所控制，一个因子决定一种性状。1869年，瑞士科学家米歇尔从细胞核中分离出核酸。1903年，美国细胞学家萨顿发现了遗传因子与染色体的平行关系，提出了遗传的染色体学说。1915年，美国染色体遗传学家摩尔根创立了现代遗传学的基因学说，1926年发表了著名的《基因论》。1924年，德国细胞学家福尔根发现了核糖核酸和脱氧核糖核酸。1927年，美国遗传学家缪

8、勒发现x射线照射可诱导基因突变。1929年，莱文发现核酸碱基的主要成分。1941年，比德尔和塔特姆提出了“一个基因一个酶”的假说。1944年，爱弗里（