生物学分子生物学绪论

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1、2022-6-91 重点掌握重点掌握分子生物学的基本概念和基本理论分子生物学的基本概念和基本理论，并对分子生物学的发展前沿有一定的了解，为今并对分子生物学的发展前沿有一定的了解，为今后的深入学习和工作打好基础。后的深入学习和工作打好基础。 考核方式：考核方式：考查。考查。平时成绩平时成绩( (考查迟到、早退，考查迟到、早退，课堂提问、讨论、遵守课堂纪律等方面课堂提问、讨论、遵守课堂纪律等方面) )占占30%30%，期，期末考试占末考试占70%70%。 生命科学与技术学院 分子生物学课程要求2022-6-92 朱玉贤，李毅朱玉贤，李毅. . 现代分子生物学（第三版）现代分子生物学（第三版）. .

2、 北京：高等教北京：高等教育出版社，育出版社，20072007 赵亚华赵亚华. . 基础分子生物学教程基础分子生物学教程. . 北京：科学出版社，北京：科学出版社，20062006 郑用琏郑用琏. . 基础分子生物学基础分子生物学. . 北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，20072007年年 杨建雄杨建雄. . 分子生物学分子生物学. . 北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20092009推荐教材和教学参考书 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-93 Robert F. Weaver. Robert F. Weaver. 分子生物学（第四版）分子生物学（第四版）.

3、. 北京：科学北京：科学出版社，出版社，20102010 Benjamin Levin. Genes Benjamin Levin. Genes ， 20062006推荐教材和教学参考书 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-94 生命科学与技术学院 分子生物学2005年2月出版 ,1982004年2月出版 ,2602022-6-95课程提纲 绪论绪论 第一章第一章 染色体与染色体与DNADNA 第二章第二章 生物信息的传递（上）生物信息的传递（上）-从从DNADNA到到RNARNA 第三章第三章 生物信息的传递（下）生物信息的传递（下）-从从mRNAmRNA到蛋白质到蛋白质 第四章第四

4、章 原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控 第五章第五章 真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控 第六章第六章 分子生物学研究技术原理分子生物学研究技术原理 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-96 1 1 生命科学的回顾生命科学的回顾 2 2 分子生物学的分子生物学的概念概念 3 3 分子生物学的分子生物学的主要研究内容主要研究内容 4 4 分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程 5 5 分子生物学的发展趋势分子生物学的发展趋势主要内容：主要内容： 生命科学与技术学院 分子生物学绪论2022-6-97 生命科学与技术学院 分子生物学生命科学的回顾1、创世说与进化论达尔文

5、、达尔文、18591859年年物种起源物种起源，确立了进化论的概念，确立了进化论的概念2022-6-98 生命科学与技术学院 分子生物学 查尔斯查尔斯罗伯特罗伯特达尔文，达尔文，英国英国生生物学家，进化论的奠基人。曾乘物学家，进化论的奠基人。曾乘贝格贝格尔号尔号舰作了历时舰作了历时5 5年的环球航行，对动年的环球航行，对动植物和地质结构等进行了大量的观察植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。出版和采集。出版物种起源物种起源这一划时这一划时代的著作，提出了生物进化论学说，从代的著作，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。除了生物学外，而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论

6、。除了生物学外，他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。（1809.2.121882.4.19）生命科学的回顾2022-6-99 生命科学与技术学院 分子生物学进化论的意义：进化论的意义： 达尔文进化论第一次对整个生物界的发生、发达尔文进化论第一次对整个生物界的发生、发展，作出了唯物的、规律性的解释，推翻了特创论展，作出了唯物的、规律性的解释，推翻了特创论等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位，使生等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位，使生物学发生了一个革命变革。物学发生了一个革命变革。恩格斯将恩格斯将“进化论进化论”列

7、列为为1919世纪自然科学的三大发现之一。世纪自然科学的三大发现之一。生命科学的回顾2022-6-910 生命科学与技术学院 分子生物学2、细胞学说（1847）德国 Schleiden德国 Schwann生命科学的回顾2022-6-911 生命科学与技术学院 分子生物学细胞学说的主要内容有：细胞学说的主要内容有： 细胞是有机体，细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育一切动植物都是由单细胞发育 而来，即而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似；所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来；新细胞是由已存在的细

8、胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。生物的疾病是因为其细胞机能失常。生命科学的回顾2022-6-912 生命科学与技术学院 分子生物学细胞学说的意义：细胞学说的意义：1 1、细胞学说论证了整个生物界在、细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性结构上的统一性，使人们，使人们 认识到各种生物之间存在共同的结构基础。认识到各种生物之间存在共同的结构基础。2 2、细胞学说的建立标志着生物学的研究、细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。极大地促进了生物学的研究进程。 这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论这一学说的建立推动了生物学

9、的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯将提供了重要的自然科学依据。恩格斯将“细胞学说细胞学说”列为列为1919世纪自然科学的三大发现之一。世纪自然科学的三大发现之一。生命科学的回顾2022-6-913 生命科学与技术学院 分子生物学3、经典的生物化学和遗传学 脂类、糖类、脂类、糖类、核酸核酸相继被科学家所认识相继被科学家所认识 组成蛋白质的组成蛋白质的2020种基本氨基酸被相继发现种基本氨基酸被相继发现 著名生物化学家著名生物化学家FisherFisher还论证了连接相邻氨还论证了连接相邻氨基酸的基酸的“肽键肽键”的形成的形成 生化反应的执行者和催化剂（酶）的发现生化反应的执行

10、者和催化剂（酶）的发现生命科学的回顾2022-6-914 生命科学与技术学院 分子生物学 孟德尔孟德尔Gregor Mendel (1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人生命科学的回顾2022-6-915 生命科学与技术学院 分子生物学 1857-18641857-1864的的7 7年中，进行了豌豆的杂交研究，年中，进行了豌豆的杂交研究，18651865年发表了他的划时代的论文年发表了他的划时代的论文植物杂交试验植物杂交试验 在论文中提出了在论文中提出了“遗传因子遗传因子”的概念，并得出了的概念，并得出了三三条规律：条规律：显性规律分离规律自由组合规律显性规律分离规律自由组合规

11、律生命科学的回顾2022-6-916 生命科学与技术学院 分子生物学 在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家学家MorganMorgan又提出了又提出了基因学说基因学说。连锁遗传规律连锁遗传规律生命科学的回顾2022-6-917 生命科学与技术学院 分子生物学 孟德尔孟德尔（奥地利）的（奥地利）的遗传学规律遗传学规律最先使最先使人们对性状遗传产生了理性认识；人们对性状遗传产生了理性认识； 摩尔根摩尔根（美）的（美）的基因学说基因学说则进一步将则进一步将“性状性状”与与“基因基因”相耦联，成为分子相耦联，成为分子遗传学的奠基石。遗传学的奠基石。生命科学的

12、回顾2022-6-918 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学：分子生物学：从从分子分子水平理解生命活动水平理解生命活动细胞生物学：细胞生物学：从从细胞细胞水平理解生命活动水平理解生命活动生物化学：生物化学：从从化学组成化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。角度来理解生物大分子和生物代谢。遗传学：遗传学：从从遗传和变异遗传和变异角度理解生命活动角度理解生命活动 普通生物学（动物普通生物学（动物& &植物）植物）& & 微生物学：微生物学：不同不同生物类型生物类型的特点。的特点。生物物理学：生物物理学：从从物理学物理学角度理解生物大分子结构和功能。角度理解生物大分子结构和功能。分子生物学与

13、其他学科的关系分子生物学与其他学科的关系 分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的。细胞生物学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的。生命活动的生命活动的一致性一致性，是生物学范围内所有学科在，是生物学范围内所有学科在分子水平分子水平上的统上的统一。一。生命科学的回顾2022-6-919 1 1 生命科学的回顾生命科学的回顾 2 2 分子生物学的概念分子生物学的概念 3 3 分子生物学的主要研究内容分子生物学的主要研究内容 4 4 分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程

14、 5 5 分子生物学的发展趋势分子生物学的发展趋势主要内容：主要内容： 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-920生物学的发展过程：生物学的发展过程：整体水平整体水平细胞水平细胞水平分子水平分子水平分子生物学的概念 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-921 Molecular Biology：研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系，是人类主动地改造和重组自然界的基础学科。 生命科学与技术学院 分子生物学Molecular biology is the study of genes and their acti

15、vities at the molecular level, including transcription, translation, DNA replication, recombination and translocation. Molecular Biology-Robert F. Weaver (Version 2)分子生物学的概念2022-6-922 生命科学与技术学院 分子生物学 分子生物学的基本含义分子生物学的基本含义 从分子水平研究生命的本质从分子水平研究生命的本质 核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能 人类主动地改造和重组自然界的基础学

16、科人类主动地改造和重组自然界的基础学科广义的概念：核酸和蛋白质等生物大分子狭义的概念：核酸基因的分子生物学分子生物学的概念2022-6-923 1 1 生命科学的回顾生命科学的回顾 2 2 分子生物学的概念分子生物学的概念 3 3 分子生物学的主要研究内容分子生物学的主要研究内容 4 4 分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程 5 5 分子生物学的发展趋势分子生物学的发展趋势主要内容：主要内容： 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-9241 基因与基因组的结构与功能；2 DNA的复制、转录和翻译；3 基因表达的调控；4 DNA重组技术；5 结构分子生物学。 基因与基因组的结构与功基因

17、与基因组的结构与功能能 DNA DNA的复制、转录和翻的复制、转录和翻译译 基因表达调控的研基因表达调控的研究究 DNA DNA重组技重组技术术（基因工程）（基因工程） 结构分子生物结构分子生物学学研究内容分子生物学的主要研究内容 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-925 基因与基因组的结构与功能基因与基因组的结构与功能分子生物学研究内容分子生物学研究内容最基础最基础最重要的部分最重要的部分a.a. 2020世纪世纪5050年代以前：年代以前：基因的染色体遗传学基因的染色体遗传学；b.b. 2020世纪世纪5050年代以后：年代以后：基因的分子生物学研究基因的分子生物学研究；c.c.

18、 近近3030年来，重组年来，重组DNADNA技术的完善应用，从克隆目的基因出技术的完善应用，从克隆目的基因出发，发，直接研究基因的功能与表型的关系直接研究基因的功能与表型的关系，基因的研究进，基因的研究进入入反向生物学阶段反向生物学阶段。1928年摩尔根证实了染色体是遗传基因的载体，从而获得了生理医学诺贝尔奖。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的主要研究内容2022-6-926 DNA DNA的复制、转录和翻的复制、转录和翻译译a.a. 重点研究重点研究DNADNA或基因怎样或基因怎样在酶或相关蛋白质因子的在酶或相关蛋白质因子的作用下，按照作用下，按照中心法则中心法则的的规定进行自我

19、复制、转录规定进行自我复制、转录和翻译。和翻译。b.b. 包括对包括对mRNAmRNA分子剪接、加分子剪接、加工、编辑的研究等。工、编辑的研究等。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的主要研究内容2022-6-927 基因表达调控的研基因表达调控的研究究a. 转录转录水平水平的调控的调控b. 翻译翻译水平水平的调控的调控-真核生物尤为复杂。真核生物尤为复杂。上游调控序列；信号转导；上游调控序列；信号转导；转录因子；转录因子；RNARNA剪辑剪辑 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的主要研究内容2022-6-928 DNA DNA重组技重组技术术（基因工程）（基因工程）a. 用于用于

20、大量生产大量生产某些在正常细胞代某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽，如激素、谢中产量很低的多肽，如激素、抗体等，降低成本；抗体等，降低成本；b. 用于用于定向改造定向改造某些生物的基因组某些生物的基因组结构，使得其具备的特殊功能更结构，使得其具备的特殊功能更符合人类生活的需要；符合人类生活的需要；c. 是分子生物学是分子生物学基础研究基础研究不可缺少不可缺少的手段之一。的手段之一。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的主要研究内容2022-6-929 结构分子生物结构分子生物学学概念：研究生物大分子特定的空间结构以概念：研究生物大分子特定的空间结构以及结构的运动变化与其生物学功能关系的及

21、结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。科学。a. 结构的测定结构的测定b. 结构运动变化规律的探索结构运动变化规律的探索c. 结构与功能的相互关系结构与功能的相互关系研究方向研究方向 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的主要研究内容2022-6-930 1 1 回顾所学知识点回顾所学知识点 2 2 分子生物学的概念分子生物学的概念 3 3 分子生物学的主要研究内容分子生物学的主要研究内容 4 4 分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程 5 5 分子生物学的发展趋势分子生物学的发展趋势主要内容：主要内容： 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-931分子生物学的孕育阶段1分子生物

22、学的建立阶段2重组DNA技术的建立和发展3分子生物学的迅猛发展阶段4 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-93219441944年，著名微生物学家年，著名微生物学家AveryAvery等在等在GriffithGriffith的的基础上，对肺炎球菌的转化试验中证实了基础上，对肺炎球菌的转化试验中证实了DNADNA是是生物的遗传物质。生物的遗传物质。-树立了树立了DNA是遗传信息载体的理论是遗传信息载体的理论-DNA作为遗传物质被普遍接受作为遗传物质被普遍接受19521952年，年，HersheyHershey和和ChaseChase通过通过T2T2噬箘体侵染试验证明了

23、噬箘体侵染试验证明了DNADNA进入宿主细胞进入宿主细胞是产生、决定子代噬箘体的遗传物质。是产生、决定子代噬箘体的遗传物质。确定了生物遗传的物质基础是确定了生物遗传的物质基础是DNADNA 1868 1868年年F.F.米歇尔发现了核素；米歇尔发现了核素；18891889年，生物化学家奥尔特年，生物化学家奥尔特曼（曼（AltrmannAltrmann）将其称为核酸。）将其称为核酸。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程分子生物学的孕育阶段1（1919世纪末世纪末-1950-1950年代年代) )2022-6-933 生命科学与技术学院 分子生物学19441944年，年，O.T.A

24、very O.T.Avery 等证明了肺炎球菌转化等证明了肺炎球菌转化因子是因子是DNADNA。分子生物学的发展历程2022-6-934 生命科学与技术学院 分子生物学人们仍不相信人们仍不相信DNADNA是遗传物质是遗传物质, ,这是由于：这是由于：（1）因认为）因认为蛋白分子量大蛋白分子量大，结构复杂结构复杂，二十种氨基酸的排列组合，二十种氨基酸的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而DNA分子量小，只分子量小，只含含4种不同的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微种不同的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微小的差异。小的差异。（2

25、）认为转化实验中）认为转化实验中DNA并未能提得很并未能提得很纯纯，还附有其它物质。，还附有其它物质。（3）即使转化因子确实是）即使转化因子确实是DNA，但也可能，但也可能DNA只是对只是对荚膜形成荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。分子生物学的发展历程2022-6-935 生命科学与技术学院 分子生物学19521952年，年，A.D.Hershey A.D.Hershey 和和M.Chase M.Chase 用用35S35S和和32P32P分别标记分别标记T2T2噬菌噬菌体的体的蛋白质蛋白质和和核酸核酸，感染大肠杆菌的实验进一步

26、证明了核酸是，感染大肠杆菌的实验进一步证明了核酸是遗传物质。遗传物质。分子生物学的发展历程2022-6-93619411941年年Beadlr G.WBeadlr G.W和和Tatum E.LTatum E.L. . 建立建立“一个基因一个基因-一种酶一种酶”学说学说用用X X射线诱导处理红色面包霉，射线诱导处理红色面包霉，筛选出被诱导的突变体来进行筛选出被诱导的突变体来进行实验。根据遗传分析和大量研实验。根据遗传分析和大量研究，他们认为基因发生突变，究，他们认为基因发生突变，就可能导致酶活性的丧失。就可能导致酶活性的丧失。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-93

27、719501950年年ChargaffChargaff 指出指出DNADNA中四种碱基的比例关系为中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1A/T=G/C=1； 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-938 生命科学与技术学院 分子生物学1983年获得诺贝尔生理医学奖。19511951年年McClintock B.McClintock B.发现跳跃基因发现跳跃基因或称转座子或称转座子2022-6-93919521952年年 WilkinsWilkins和和FranklinFranklin用高度定向的用高度定向的DNADNA纤维纤维作出高质量的作出高质量的X-X-光衍光衍

28、射照片射照片 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-940 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的建立阶段2James Watson and Francis Crick1953年，Watson 和 Crick 提出了DNA双螺旋结构模型分子生物学的发展历程（19531953年到年到19701970年）年）2022-6-941 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-942 生命科学与技术学院 分子生物学DNA 双螺旋结构这一20世纪生物学最重要的发现，阐明了生物遗传物质的结构，开辟了分子生物学的新学科领域，为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、

29、进化，以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行模式奠定了坚实的基础。 -周光召分子生物学的发展历程2022-6-94319571957年年CrickCrick提出中心法则。提出中心法则。19571957年年KornbergKornberg用用E.coliE.coli无细胞提无细胞提取液合成取液合成DNADNA，证明，证明DNADNA是模是模板式合成，并发现了板式合成，并发现了DNA DNA polymerasepolymerase。 生命科学与技术学院 分子生物学中国科学院硕士入学考试分子遗传学试题:何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物形状的遗传和变异？分子生物学的发展历程2022-6-9

30、4419581958年年MeselsonMeselson和和StahlStahl证实证实DNADNA半保留复制半保留复制 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-9451961 1961 Jacob, F.Jacob, F.和和Monod, J.Monod, J.提出了操纵子模型提出了操纵子模型 生命科学与技术学院 分子生物学1965年获得诺贝尔生理医学奖分子生物学的发展历程2022-6-94619611961年年 NivenbergNivenberg等人破译出第一批遗传密码。等人破译出第一批遗传密码。19621962年年 Arber, W.Arber, W.，Duss

31、oix,Dussoix, D D. . 发现了发现了DNADNA的限制与修饰。的限制与修饰。 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-947 生命科学与技术学院 分子生物学（19701970年到年到19901990年）年）for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics 1970年，Hamilton Smith 发现了限制性内切核酸酶重组DNA技术的建立和发展3分子生物学的发展历程2022-6-948 生命科学与技术学院 分子生物学 1970 19

32、70年，年，Temin Temin 和和BaltimoreBaltimore在在RNARNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。肿瘤病毒中发现逆转录酶。2022-6-949 生命科学与技术学院 分子生物学1977年，Sanger 和 Gilbert发明了DNA测序技术1972-1973年，P. Berg 等发展了重组DNA技术，并完成了第一个重组体DNA分子，开创了基因工程的新纪元。for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acids Sanger还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得1

33、958年诺贝尔化学奖。2022-6-9501980s，Kary Mullis和他的同事发明了PCR技术for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-951 生命科学与技术学院 分子生物学Kary B. Mullis1985年发明了年发明了聚合酶链反应聚合酶链反应（PCR）技术）技术1993年获诺贝年获诺贝尔化学奖尔化学奖2022-6-952 生命科学与技术学院 分子生物学 19821982年年PrusinerPrusiner提出提出“感染性蛋白质颗粒

34、感染性蛋白质颗粒”的存在；次年将这的存在；次年将这种蛋白颗粒命名为种蛋白颗粒命名为朊病毒蛋白朊病毒蛋白（prion protein, PrPprion protein, PrP）。）。 19971997年，年，PrusinerPrusiner因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。 19841984年，德国人年，德国人KohlerKohler、美国人、美国人MilsteinMilstein和丹麦科学家和丹麦科学家JernJern由由于发展了单克隆抗体技术而分享了诺贝尔生理医学奖。于发展了单克隆抗体技术而分享了诺贝尔生理医学奖。 19891989年年Altma

35、nAltman、 CechCech发现发现核酶核酶（ Ribozyme,Ribozyme,某些某些RNARNA具有酶的具有酶的功能）获功能）获NobelNobel化学奖。化学奖。 分子生物学的发展历程2022-6-95319971997年，普鲁年，普鲁西纳朊病毒西纳朊病毒prionprion2022-6-954 生命科学与技术学院 分子生物学 什么是遗传学中心法则?为什么说朊病毒的发现是对此法则提出了挑战?2022-6-955分子生物学的迅猛发展阶段4 生命科学与技术学院 分子生物学19901990年，人类基因组计划年，人类基因组计划( (human genome project, HGPhu

36、man genome project, HGP) )全面启动全面启动美国、英国、法国、德国、日本和中国美国、英国、法国、德国、日本和中国投资投资3030亿美元，计划用亿美元，计划用1515年完成年完成 19961996年，年，WilmutWilmut等用成年母羊体细等用成年母羊体细胞成功克隆羊胞成功克隆羊-Dolly-Dolly-20-20世纪三大科学工程之一世纪三大科学工程之一分子生物学的发展历程（19901990年至今）年至今）2022-6-956 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-957 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-9582001年，Nature和Science

37、杂志同时发表了人类基因组序列草图；2003年，六国科学家宣布HPG完成。 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-959 生命科学与技术学院 分子生物学弗朗西斯柯林斯 :美国国立卫生研究院院长，1993年到2008年间，曾任国家人类基因组研究中心主任 2022-6-9602022-6-961DNA双螺旋结构操纵子学说DNA重组PCR技术Add Your Text人类基因组计划 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-962 1 1 回顾所学知识点回顾所学知识点 2 2 分子生物学的概念分子生物学的概念 3 3 分子生物学的主要研究内容分子生物学的

38、主要研究内容 4 4 分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程 5 5 分子生物学的发展趋势分子生物学的发展趋势主要内容：主要内容： 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-963功能基因组学功能基因组学functional genomicsfunctional genomics蛋白质组学蛋白质组学proteomicsproteomics生物信息学生物信息学bioinformaticsbioinformatics发发 展展 趋趋 势势 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展趋势2022-6-964概念：利用结构基因组学提供的信息，以概念：利用结构基因组学提供的信息，以大规模大规模实

39、验实验方法与计算机分析，方法与计算机分析，全面系统地全面系统地分析分析全部基因全部基因功能的功能的学科。学科。功能基因组学功能基因组学 functional genomics基因功能分析方法？基因功能分析方法？ 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展趋势2022-6-965概念：研究某一基因组在某一特定细胞、特定时间内概念：研究某一基因组在某一特定细胞、特定时间内所表达的全部蛋白质的集合体，以及所有蛋白质修饰所表达的全部蛋白质的集合体，以及所有蛋白质修饰后的各种形态。后的各种形态。1 1 对蛋白质组的分离：双向电泳对蛋白质组的分离：双向电泳2 2 对蛋白质组的鉴定：氨基酸组成分析、质谱

40、技术等对蛋白质组的鉴定：氨基酸组成分析、质谱技术等蛋白质组学 proteomics蛋白质组学分析研究技术：蛋白质组学分析研究技术： 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展趋势2022-6-96620世纪80年代 新兴交叉学科生物学计算机科学数学信息科学等生物信息学是研究生物信生物信息学是研究生物信息的采集，处理，存储，息的采集，处理，存储，传播，分析和解释等各方传播，分析和解释等各方面的一门学科，面的一门学科，它通过综它通过综合利用生物学，计算机科合利用生物学，计算机科学和信息技术而学和信息技术而揭示大量揭示大量而复杂的生物数据所赋有而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。的生物学奥秘。生

41、物信息学 bioinformatics 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展趋势2022-6-967生物信息数据库种类繁多。生物信息数据库种类繁多。基因组数据库基因组数据库核酸和蛋白质一级结构序列数据库核酸和蛋白质一级结构序列数据库生物大分子生物大分子( (主要是蛋白质主要是蛋白质) )三维空间结构数据库三维空间结构数据库 生物信息学 bioinformatics 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展趋势2022-6-968日本：DDBJ欧洲：EMBL美国：NCBI 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-969第一章 前言 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-

42、970第一章 前言 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-971第一章 前言 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-972名称中国科学院基因组信息学中心华大基因研究中心中国科学院上海生命科学研究院生物信息中心中国科学院计算所生物信息实验室北京大学生物信息中心军事医学科学院生物工程研究所生物信息学专业网第四军医大学医学专业信息网天津大学生物信息中心中山大学生物信息中心中山大学生物科学和生物技术网上合作研究中心中国医学生物信息网人类基因组南方研究中心哈尔滨医科大学生物信息研究室中国微生物信息网络新生命-北京生物医药在线农业生物技术网上信息中心中国生物软件网中国生物论坛中华生物信息生物引

43、擎生物软件网科恩生物网中国医学科学院肿瘤研究所中心实验室生物信息学网http :/ / www. genomics. org. cn/http :/ / www. biosino. com. cn/http :/ / www. bioinf o. org. cn/http :/ / www. cbi. pku. edu. cn/ chines/http :/ / bioinf . bmi. ac. cn/http :/ / www. f mmu. edu. cn/ part/ s12. htmhttp :/ / tubic. tju. edu. cn/http :/ / genome. zsu

44、. edu. cn/http :/ / www. biologysoft. com/http :/ / life. zsu. edu. cn/ index. php3http :/ / cmbi. bjmu. edu. cn/http :/ / www. chgc. sh. cn/http :/ / www. biocc. net/http :/ / www. kernbio. com/http :/ / Star2. myetang. com网址http :/ / www. biooo. com/http :/ / www. bioinf ochina . com/http :/ / www

45、. bio -engine. com/http :/ / www. bio -sof t. net/http :/ / www. im. ac. cn/ chinese/ chinese. htmlhttp :/ / www. ne wlife. org. cn/http :/ / www. cau. edu. cn/ agrocbi/我国生物信息学的发展我国生物信息学的发展 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-973方方 向向历历 程程内内 容容概概 念念5 发展方向发展方向4 发展历程发展历程3 研究内容研究内容2 概念概念第一章 前言广义和狭义的五个方面四个阶段三个方向本章小结：

46、本章小结： 生命科学与技术学院 分子生物学回回 顾顾1 回顾回顾相关学科发展2022-6-974第一章 前言The Nobel Prize Award Ceremonies 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-9752022-6-976HGP的意义的意义 加深人类对自身的了解加深人类对自身的了解 对基因表达调控深入研究对基因表达调控深入研究 认识遗传疾病以及癌症等的致病机理认识遗传疾病以及癌症等的致病机理 了解人的发育过程有利于人类的健康了解人的发育过程有利于人类的健康 了解人类的发展、进化历史。了解人类的发展、进化历史。2022-6-977 朱玉贤，李毅朱玉贤，李毅. . 现代分子生

47、物学（第三版）现代分子生物学（第三版）. . 北京：高等教北京：高等教育出版社，育出版社，20072007 赵亚华赵亚华. . 基础分子生物学教程基础分子生物学教程. . 北京：科学出版社，北京：科学出版社，20062006 郑用琏郑用琏. . 基础分子生物学基础分子生物学. . 北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，20072007年年 杨建雄杨建雄. . 分子生物学分子生物学. . 北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20092009推荐教材和教学参考书 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-978 生命科学与技术学院 分子生物学进化论的意义：进化论的意义： 达尔文进化

48、论第一次对整个生物界的发生、发达尔文进化论第一次对整个生物界的发生、发展，作出了唯物的、规律性的解释，推翻了特创论展，作出了唯物的、规律性的解释，推翻了特创论等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位，使生等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位，使生物学发生了一个革命变革。物学发生了一个革命变革。恩格斯将恩格斯将“进化论进化论”列列为为1919世纪自然科学的三大发现之一。世纪自然科学的三大发现之一。生命科学的回顾2022-6-979 生命科学与技术学院 分子生物学19521952年，年，A.D.Hershey A.D.Hershey 和和M.Chase M.Chase 用用35S35S和和32P3

49、2P分别标记分别标记T2T2噬菌噬菌体的体的蛋白质蛋白质和和核酸核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了核酸是，感染大肠杆菌的实验进一步证明了核酸是遗传物质。遗传物质。分子生物学的发展历程2022-6-98019521952年年 WilkinsWilkins和和FranklinFranklin用高度定向的用高度定向的DNADNA纤维纤维作出高质量的作出高质量的X-X-光衍光衍射照片射照片 生命科学与技术学院 分子生物学分子生物学的发展历程2022-6-981 生命科学与技术学院 分子生物学2022-6-982 生命科学与技术学院 分子生物学 什么是遗传学中心法则?为什么说朊病毒的发现是对此法则提出了挑战?2022-6-9832022-6-984第一章 前言 生命科学与技术学院 分子生物学