分子生物学第一章_精品文档优质PPT.pptx

1、150年后上帝创造论自然选择自然选择 生存斗争生存斗争1910遗传因子假说遗传因子假说 （HypothesisoftheinheritedfactorG.J.Mendel 1866.）亲代传给子代的是遗传因子亲代传给子代的是遗传因子（inheritedfactorA,a,B,b.）191019101910染色体是染色体是基因的载体基因的载体chromosome19101910Dolly Parton1996-jul-05Roslin Ins.UKSir Ian Wilmut多莉年方七多莉年方七岁岁！为为何未老先衰何未老先衰？1910耗资38亿$破解1990年 2000年6月26日耗耗资资38亿

2、亿USD破解破解30亿Nts1859-2000人类进入 21世纪 生命科学类各专业都将分子生物学列为生命科学类各专业都将分子生物学列为学位课程学位课程人类进入人类进入 美国科学院有美国科学院有19001900多位院士多位院士其中其中11001100位从事生命科学领域的研究位从事生命科学领域的研究把世界上的学把世界上的学术论术论文分文分为为生命科学与非生命生命科学与非生命科学两科学两类类。生命科学。生命科学类类占到了占到了53%，在，在NATURE、SCIENCE中，占中，占56%生命科学与技术是我国赶超世界发达国生命科学与技术是我国赶超世界发达国家生产力水平，实现国力后发优势和经家生产力水平，

3、实现国力后发优势和经济快速发展最有前景和希望的领域济快速发展最有前景和希望的领域生命科学与技术是我国赶超世界发达国家生产力水平，实现国力后发优势和经济快速发展最有前景和希望的领域 国务院总理温家宝 20082008年7 7月9 9日主持召开国务院常务会议,审议并原则通过转基因生物新品种培育科技重大专项计划在1515年内将投入250250亿人民币开展涉及水稻 玉米 小麦 棉花 大豆猪 牛 羊的转基因生物的培育与推广。国务院总理温家宝2009年5 5月13日 主持召开国务院常务会议2009年安排亿元，2010年安排亿元左右 抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇，大力发展 生物医药 生物农业 生物能

4、源 生物制造 生物环保 现代生物现代生物技术产业技术产业事件的出现事件的出现决策的改变决策的改变观念的更新观念的更新以以DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型和和“中心法则中心法则”为核心为核心的分子生物学所引发的的分子生物学所引发的 1.1.现现代生命科学的代生命科学的发发展展数、理、化相关学科数、理、化相关学科生物学实验技术生物学实验技术渗透渗透 交叉交叉近代生物学近代生物学实验生物学实验生物学个性个性共性共性宏观生物学宏观生物学（生态学为核心）（生态学为核心）微观生物学微观生物学（分子生物学为核心）（分子生物学为核心）细胞水平细胞水平分子水平分子水平结构结构生物学，生物学，发育发育生物

5、学，生物学，系统系统生物学等新兴学科发展生物学等新兴学科发展生物多样性生物多样性研究研究资源保护与资源保护与利用利用生态学，进化论生态学，进化论环境保护，持续发展环境保护，持续发展描述性的生物学描述性的生物学ModernBiologyWhat is Molecular Biology?1.2.分分子子生生物物学学的的概概念念Define in broadly;understand biological phenomena in molecular terms （difficult to distinguish from biochemistry）Define in restrictively;

6、study of gene structure and their activities in molecular levelThe term has more than one definitionWhat is Molecular biology?What is the gene?Basic property Replication Expression Mutation DNADoubleHelixmodel1953J.WatsonandF.Crick GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinati

7、onGenemutationMolecular Biology of Gene分子生物学诞生分子生物学诞生分子生物学研究分子生物学研究领领域共同遵循域共同遵循三大基本原三大基本原则则 Crick.我本人的思想是基于两个基本原理，序列假说（sequence hypothesis）中心法则（central dogma）sequence hypothesis ：核酸片段的特异性完全由其碱基序列所决定，而且这种序列是某一蛋白质氨基酸序列的密码 central dogma：遗传信息一旦从DNA，经RNA，进入蛋白质，它就不可能再输出 构成生物大分子的构成生物大分子的单体单体是相同的是相同的 生物遗传信息

8、的表达的生物遗传信息的表达的中心法则中心法则相同相同DNARNApolypeptidesproteincharacter高级结构高级结构生物大分子之间的互作生物大分子之间的互作个性个性分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则共同的核酸语言共同的核酸语言（Nt）（Nt）共同的蛋白质语言共同的蛋白质语言（aa）（aa）生物大分子生物大分子单体的排列单体的排列（NtNtaaaa序列）序列）protein构成生物大分子的构成生物大分子的单体单体是相同的是相同的生物遗传信息的表达的生物遗传信息的表达的中心法则中心法则相同相同分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则

9、个性个性生物大分子生物大分子单体的单体的排列排列（NtNtaaaa序列）序列）基因的基因的结结构构基因的复制与表达基因的复制与表达基因的表达基因的表达调调控控来自生物来自生物类类不同不同专业专业的学生的共同理的学生的共同理论论基基础础！分子生物学研究分子生物学研究领领域的域的三大主要三大主要领领域域结构生物学基因分子生物学生物技术理论与应用分子生物学研究的三大主要领域生物大分子的结构与功能生物大分子之间的互作 DNAprotein Hormonereceptor Enzyme-substrate基因的概念基因的结构基因的复制基因的表达基因的重组基因的突变基因工程细胞工程酶工程发酵工程蛋白质工程

10、狭义的分子生物学分子生物学的分子生物学的三大支撑学科三大支撑学科BiochemistryGeneticsCytologyMolecularBiology研究研究细细胞的胞的结结构与功能的构与功能的细细胞学胞学研究基因的研究基因的遗传遗传与与变变异的异的遗传遗传学学研究活性物研究活性物质质代代谢规谢规律的律的生物化学生物化学1.3.分子生物学分子生物学发发展的展的历历程程MILESTONE近半个世近半个世纪以来纪以来NobelmedalHalfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross近半个世近半个世纪以来纪以来1.3.1.分子生物学支分子生物学支撑学科的崛起撑学科

11、的崛起 进化理论进化理论 物竟天择物竟天择 适者生存适者生存从根基上动摇从根基上动摇 了上帝创造万物的了上帝创造万物的“创世说创世说”1859CharlesDarwin自然选择自然选择 生存斗争生存斗争“On the Origin of Species”物种起源1.3.2 1.3.2 细胞学的诞生细胞学的诞生CytologyMatthiasSchleiden&TheodorSchwann 身世不同身世不同 志同道合志同道合 生物体由细胞组成生物体由细胞组成 所有组织的最基本单元所有组织的最基本单元形状相似，高度形状相似，高度 分化的细胞分化的细胞 细胞的发生与形成是生物界普遍永久的规律细胞的发

12、生与形成是生物界普遍永久的规律细胞学细胞学Cytology“进化论进化论”“细胞学细胞学”实验性的生命科学实验性的生命科学观察、比较、鉴定观察、比较、鉴定的描述性生命科学的描述性生命科学 遗传因子假说（HypothesisoftheinheritedfactorG.J.Mendel 1866.）生物性状由遗传因子控制生物性状由遗传因子控制 亲代传给子代的是遗传因子亲代传给子代的是遗传因子亲代传给子代的是遗传因子亲代传给子代的是遗传因子（A,a.）（A,a.）（A,a.）（A,a.）遗传因子在体细胞内呈双遗传因子在体细胞内呈双遗传因子在体细胞内呈双遗传因子在体细胞内呈双（AA,aa）（AA,aa

13、）（AA,aa）（AA,aa）在生殖细胞内为单（在生殖细胞内为单（在生殖细胞内为单（在生殖细胞内为单（A,aA,aA,aA,a）杂合子体细胞内具有成双的遗传因子杂合子体细胞内具有成双的遗传因子杂合子体细胞内具有成双的遗传因子杂合子体细胞内具有成双的遗传因子（Aa.）（Aa.）（Aa.）（Aa.）等位的遗传因子等位的遗传因子等位的遗传因子等位的遗传因子彼此分离彼此分离彼此分离彼此分离、独立分配独立分配独立分配独立分配 非等位遗传因子间非等位遗传因子间非等位遗传因子间非等位遗传因子间自由组合自由组合自由组合自由组合到配子中到配子中到配子中到配子中Mendel临终前说临终前说；Gregor Mend

14、el 1822-1884 等着瞧吧，等着瞧吧，我的时代总有一天会来临我的时代总有一天会来临！“For his discoveries concerning the role played by the chromosome in heredity”Thomas Hunt Morgan 1933DemonstratedthatgenesDemonstratedthatgenesareonthechromosomeareonthechromosome分析突变体在世代间的传递规律分析突变体在世代间的传递规律研究基因的特性和染色体的定位研究基因的特性和染色体的定位描述基因突变和染色体变异效应描述基因突

15、变和染色体变异效应早期的早期的遗传遗传学家学家们们研究基因研究基因ForwardGenetics在不知基因化学本质的前提下遗传学是依靠逻辑分析遗传学是依靠逻辑分析的推理性科学的推理性科学二十世二十世纪纪中叶中叶的的遗传遗传学家学家们们不再不再满满足于基因的足于基因的抽象抽象观观念念!将研究的前沿聚焦到揭示基因的将研究的前沿聚焦到揭示基因的本本质质和它和它们们的作用的作用机制机制!遗传遗传学和生物化学是学和生物化学是分子生物学分子生物学发发展的根基展的根基分子生物学分子生物学是是遗传遗传学和学和生物化学融合的生物化学融合的结结果果研究研究遗传遗传物物质质基因的本基因的本质质理解基因理解基因调调控生化代控生化代谢过谢过程程进进入入1.3.3.分子生物学史的分子生物学史的第一个重要第一个重要发现发现OnegeneOneenzyme1941年，年，GeorgeBeadle和和EdwardTatumNeurospora crassa（粉色面包霉菌）（粉色面包霉菌）提出的提出的“onegeneoneenzyme”的假的假说说（获获得得1958年年Nobel奖奖）说说明了基因的生化作用本明了基因的生化作用本质质是控制是控制酶酶的合成的合成G.Beadle&E.Tatum 生物化学和生物化学和遗传遗传学之学之间间的的联联合合迈迈出的第一步出的第一步，也，也是分子生物学的是分