分子生物学 绪论

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分子生物学

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绪 论第一节 分子生物学的基本含义及主要研究内容 第二节 分子生物学与其他学科的关系 第三节 分子生物学实际应用的现状和展望 第四节 分子生物学发展简史

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第一节 分子生物学的基本含义 及主要研究内容

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人类对自身认识的历史

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人类了解自己的历史

整体水平

器官水平

细胞水平

分子水平

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1 分子生物学的基本含义 广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子 广义的分子生物学： 核酸和蛋白质等生物大分子 的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为 研究对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 研究对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 狭义的分子生物学：偏重于核酸(基因)的分子生 狭义的分子生物学：偏重于核酸(基因) 核酸 物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和 的复制、 物学，主要研究基因或 的复制 转录、 调控等过程， 调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶 的结构与功能的研究。 的结构与功能的研究。

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1.1 分子生物学的三大原则★ 构成生物大分子的单体是相同的 构成生物大分子的单体 单体是相同的 共同的核酸语言 共同的蛋白质语言

★ 生物遗传信息的表达的中心法则相同 生物遗传信息的表达的中心法则 中心法则相同 DNA RNA polypeptides protein character 个性

★ 生物大分子单体的排列(核苷酸，氨基酸) 生物大分子单体的排列(核苷酸，氨基酸)

高级结构

生物大分子之间的互作

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1.2 分子生物学研究的三大领域* 基因的分子生物学： 基因的概念、结构、复制、 基因的分子生物学： 基因的概念、结构、复制、 表达、重组、 表达、重组、交换 (狭义的分子生物学) 狭义的分子生物学) * 结构分子生物学： 结构分子生物学： DNA-蛋白质 DNA- 生物大分子的结构与功能 激素和受体 生物大分子之间的互作 酶和底物 * 生物技术理论与应用 基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、 基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程

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研究领域1 结构分子生物学 结构的测定 结构运动变化规律的探索 结构与功能相互关系的建立 方法：X-射线衍射、核磁共振、电子衍射、中子衍射及频谱学方法等。 方法： 射线衍射、核磁共振、电子衍射、中子衍射及频谱学方法等。

2 生物大分子的合成DNA复制、转录、蛋白质合成均是遗传信息传递表达过程。 复制、转录、蛋白质合成均是遗传信息传递表达过程。 复制 合成过程也是生物大分子相互作用的过程，这种作用调节着 合成过程也是生物大分子相互作用的过程，这种作用调节着 相互作用

的过程 调节 生命过程——生长、发育、适应环境。 生长、发育、适应环境。 生命过程 生长

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3 基因表达调控研究基因表达即遗传信息的传递具有时空特异性。 基因表达即遗传信息的传递具有时空特异性。 即遗传信息的传递具有时空特异性 信号传导：指外部信号通过细胞膜上的受体蛋白传 信号传导： 到细胞内部，并激发诸如离子通透性、 到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或 其他细胞功能方面的应答。 其他细胞功能方面的应答。 转录因子：是一群能与基因 锻上游特定序列专一 转录因子：是一群能与基因5’锻上游特定序列专一 结合， 结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的 时间和空间表达的蛋白质分子。 时间和空间表达的蛋白质分子。 RNA编辑：5’加帽、3’加尾、RNA选择性剪接 RNA编辑：5’加帽、3’加尾、RNA选择性剪接 编辑 加帽 加尾 等。

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DNA重组技术 基因工程) 4 DNA重组技术(基因工程)

将不同的DNA片断按照人们的设计定向连接起来，在特定 片断按照人们的设计定向连接起来， 将不同的 片断按照人们的设计定向连接起来 的受体细胞中与载体同时复制并得到表达， 的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞 的新的遗传性状。 的新的遗传性状。

应用： 生产多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体等。 应用：⑴ 生产多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体等。定向改造某些生物的基因组结构， 超级细菌” ⑵ 定向改造某些生物的基因组结构，如“超级细菌”、 转基因动植物等； 转基因动植物等； 进行基础研究，如基因表达调控模式、 ⑶ 进行基础研究，如基因表达调控模式、启动子和增强 子的研究、转录因子的克隆和分析等。 子的研究、转录因子的克隆和分析等。

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第二节分子生物学与其他学科的关系1 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，着重研究 生物化学是从化学角度研究生命现象， 化学角度研究生命现象 生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。 生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。

分子生物学着重阐明生命的本质----主要研究生物 分子生物学着重阐明生命的本质 主要研究生物 本质 大分子核酸与蛋白质的结构与功能、 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。 传递和调控。

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2 细胞生物学与分子生物学关系 细胞生物学与分子生物学关系也十分密切亚细胞器的形 传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形 传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器 结构与功能。 态、结构与功能。

分子生物学则是从各个生物大分子的结构入手， 分子生物学则是从各个生物大分子的结构入手， 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。 尤其是细胞整体反应的分子机理。 分子机理

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分子生物学： 分子生物学：从分子水平理解生命活动 细胞生物学： 细胞生物学：从细胞水平理解生命活动 遗传学： 遗传学： 从遗传角度理解生命活动 生物化学： 化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。 生物化学：从化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。 普通生物学(动物&植物 植物) 微生物学： 的特点。 普通生物学(动物 植物)& 微生物学：不同生物类型的特点。 生物物理学： 角度理解生物大分子结构和功能。 生物物理学：从物理学角度理解生物大分子结构和功能。 分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、 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、 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。生命活动的一致性 一致性， 发展起来的。生命活动的一致性，是生物学范围内所有学 科在分子水平上的统一。 分子水平上的统一 科在分子水平上的统一。

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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 分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科 分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子病毒学 分子生理学 分子考古学 分子数量遗传学 分子生态学 分子进化学 …………….

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第三节

分子生物学发展简史

分子生物学发展经历了五个阶段 经典遗传：十八世纪70年代~1938年 微生物遗传：1938年~ 1953年 分子遗传：1953年到1972年 重组时代：1972年到-1990年 后基因组和蛋白质学时代：1990年至今