第一章 绪论3分子生物学课件

1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
分子病毒学
分子生理学 分子考古学
分子生态学
分子进化学 …………….
分子生物学：
第1章 绪论 第2章 细胞内生物分子相互作用概述 第3章 核酸的结构与功能 第4章 基因与基因组的结构与功能 第5章 DNA的复制 第6章 DNA的损伤、修复和基因突变 第7章 DNA的重组与转座 第8章 RNA的转录合成 第9章 RNA转录后的剪接与加工 第10章 遗传密码 第11章 蛋白质的生物合成——翻译 第12章 原核生物基因表达调控 第13章 真核生物的基因表达调控 第14章 病毒分子生物学简介 第15章 分子生物学技术简介
DNA分离提取出来，在体外
进行酶切和连接，构成重组
DNA分子，然后转化到受体
细胞，使外源基因在受体细 胞增殖表达。
1.2.5 结构分子生物学
一个生物大分子在发挥生物功能时必须具备两个
前提：首先，它拥有特定的空间结构（三维结构）； 其次，在它发挥生物学功能的过程中必定存在着结构 和构象的变化。 结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间
发展添砖加瓦！
作业：
1、写出分子生物学广义的与狭义的定义。
2、现代分子生物学研究的主要内容有哪几方面？
3、写出5个分子生物学发展的主要大事纪（年
代、发明者、简要内容）。
此讲结束！
如何学好分子生物学？ 1、基本概念、基本理论，基本实验，重在理解，在 理解的基础上记忆，拒绝死记硬背。 2、平时多练习，培养分析问题和应用能力，临时抱 佛脚没有用。
translocation.
--- Robert Weaver in Molecular Biology (Version 2) （美）
分子生物学的三大理论基石（基础）：
1、一基因一酶学说； 2、DNA双螺旋结构模型； 3、操纵子模型。
1.2 分子生物学的研究内容
1.2.1 基因与基因组的结构与功能
4、本杰明 编著.
《基因Ⅷ》.
科学出版社，2005
三本习题集：
1、王金发，刘兵，王宏斌.
《分子生物学与基因工
程习题集》（第二版）.
科学出版社，2008
2、郜金荣，叶林柏.
《分子生物学习题及解答》.
武汉大学出版社，2002
3、郜金荣 主编.
《分子生物学练习》.
武汉大学出版社，2007
两本实验教材：
1、魏群 主编.
《分子生物学实验指
导》(第2版).
高等教育出版社，2010
2、郝福英，朱玉贤，朱圣庚，
等 编著.
《分子生物学实验技术》.
北京大学出版社，2003
两本分子生物学实
验参考书目：
1、Sambrook J.等.(黄培
堂译).
《分子克隆实验指南 （ 第三版）》.
科学出版社，2002
2、Ausubel F.等.（马
学军 等译）.
《精编分子生物学实 验指南（第四版）》.
科学出版社，2005
Welcome to Molecular Biology
第1章
绪论(Introduction)
1.1 分子生物学的概念
1.2 分子生物学研究的内容
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
1.4 分子生物学发展的历程 1.5 21世纪分子生物学发展的趋势
Molecular biology seeks to explain the relationships
between the structure and function of biological
molecules and how these relationships contribute to the operation and control of biochemical processes.
一本教材：
赵亚华 编著.
《基础分子生物学 教程》(第二版).
科学出版社, 2008

四本参考书：
1 、朱玉贤，李毅，郑晓 峰 编著.
《现代分子生物学》
（第三版）.
高等教育出版社，2009
2、郑用琏 主编.
《基础分子生物学》.
高等教育出版社，2010
3、杨歧生 编著.
《分子生物学》.
浙江大学出版社，2004
1.4.2 重组DNA技术的建立和发展阶段（1967-1978） 1. DNA连接酶被发现（1967年, Gellert）。 2. 限制性内切酶被发现（1970年，Smith和 Nathans等，1978年）。
3. 逆转录酶被发现（1970年，Temin和Baltimore，
1975年）。
4. 1972年，Berg等人发展了重组DNA技术，完成了
1.2.2 DNA的复制、转录和翻译
1.2.3 基因表达调控的研究(express
control)
基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。
在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达 按一定的时序发生变化（时序调控），并随着内 外环境条件的变化而不断加以修正（环境调控）。
1.2.4 DNA重组技术
（也称基因工程、基因 操作、分子生物学技术或克 隆）是指把生物有机体的
分子生物学
（Molecular Biology）
河南科技大学农学院
施江
Agriculture College, Henan University of Science ＆ Technology ，Shi Jiang
分子生物学的延伸
分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学
分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科
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、以及它
们之间的相互作用，其中心内容是生命信息的传递
和调控。
《国际生物化学学会》和《中国生物化学学会》 现均已改名为《国际生物化学与分子生物学学会》 和《中国生物化学与分子生物学学会》。
定义：分子生物学：从分子水平理解生命活动。 生物化学：从化学组成角度来理解生物大分子 和生物代谢。
1.5
1.5.1
21世纪分子生物学发展的趋势
功能基因组学（Functional Genomics）
功能基因组学：研究新发现基因的功能的科学。 功能基因组学的任务，是对成千上万的基因表 达进行分析和比较，从基因组整体水平上阐述基因
活动的规律。
1.5.2
蛋白质组学（Proteomics）
蛋白质组(proteome) ：蛋白质组指的是一个基因组 所表达的全部蛋白质。 蛋白质组学(proteomics) ：研究整个基因组所编码 的蛋白质及其动态变化规律的科学。
生物化学与分子生物学关系最为密切。 两者在我国教委和科委颁布的同一个二级学科 中，称为“生物化学与分子生物学”。
但两者还是有区别的：
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。 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。
分子生物学的发展大致可分为三个阶段： 1.4.1 人类对DNA和遗传信息的认识阶段(1944-1966）
1. 确定了生物遗传的物质基础是DNA（1944年，
Oswald Avery；1952年A.D.Hershey和M.Chase，1969
年）。
2. 确定了蛋白质是生命的主要基础物质（Sumner 在1936年证实酶是蛋白质，1946年；1941年，Beadle和 Tatum“一个基因一个酶”的假说，1958年）。
3. DNA双螺旋模型的提出（1953年，Watson和Crick，
1962年）。
4. 遗传信息传递中心法则的建立（1954年，
Crick）。
5. 基因表达调控的操纵子模型的提出（1961年， Jacob和Monod，1965年）。 6. 三联体遗传密码的破译（1966年，Nirenberg、 Khorana等人破译了全部遗传密码，1968年）。
功能蛋白质组：指在特定时间、特定环境和实验条件