第1章绪论3课时.ppt

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1、Molecular Biology2023-11-14生命科学学院生命科学学院22023-11-14生命科学学院生命科学学院3对同学们的几点要求：对同学们的几点要求：1、认真听讲，勤做笔记、认真听讲，勤做笔记课堂纪律课堂纪律2、举一反三，温故知新、举一反三，温故知新做好预习、复习。做好预习、复习。3、勤学多问，孜孜不倦、勤学多问，孜孜不倦 善于勤学多问，与老师、同学多交流探讨。善于勤学多问，与老师、同学多交流探讨。4、跟踪前沿，引申思维、跟踪前沿，引申思维经常查阅相关文献，关注有关科技新闻。经常查阅相关文献，关注有关科技新闻。2023-11-14生命科学学院生命科学学院42023-11-14生

2、命科学学院生命科学学院5转基因超级鼠转基因超级鼠(super mouse)2023-11-14生命科学学院生命科学学院6绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)2023-11-14生命科学学院生命科学学院72023-11-14生命科学学院生命科学学院8抗除草剂作物抗除草剂作物2023-11-14生命科学学院生命科学学院9Two tomato plants artificially inoculated with bacterial speck disease2023-11-14生命科学学院生命科学学院10GM cottonGM,geneticall

3、y modified2023-11-14生命科学学院生命科学学院112023-11-14生命科学学院生命科学学院12Chapter 1 Introduction1.The definition of Molecular Biology and the development history2.Model organisms3.Methodology of Molecular Biology2023-11-14生命科学学院生命科学学院13The definition of Molecular Biology1、定义定义2023-11-14生命科学学院生命科学学院14Biomacromolecul

4、e(生物大分子生物大分子)核酸（核酸（Nucleic acid）、蛋白质（、蛋白质（Protein）、多糖）、多糖(Saccharide)等具有重要功能的较大分子量物质。等具有重要功能的较大分子量物质。molecular weight(mw)104-1012 p152、研究对象、研究对象Nucleic acidProteinSaccharide2023-11-14生命科学学院生命科学学院153、狭义上的定义、狭义上的定义 University of KansasvRobert F.WeavervMolecular biology is the study of genes and their

5、activities at the molecular level,including DNA replication,transcription,translation,recombination and translocation.v偏重于核酸方面的研究，指研究偏重于核酸方面的研究，指研究DNA的复制、的复制、转录、翻译、重组和易位等过程。转录、翻译、重组和易位等过程。2023-11-14生命科学学院生命科学学院16MolecularBiologyBiochemistryMicrobiologyCellBiologyGeneticsBioinformatics ImmunologyNeur

6、obiologyOthers4、与其它学科之间的关系、与其它学科之间的关系2023-11-14生命科学学院生命科学学院171.1.准备和酝酿阶段准备和酝酿阶段 （1919世纪后期世纪后期2020世纪世纪5050年代）年代）2.2.现代分子生物学的建立和发展阶段现代分子生物学的建立和发展阶段 （2020世纪世纪5050年代年代7070年代）年代）3.3.初步认识生命本质并开始改造生命的初步认识生命本质并开始改造生命的 深入发展阶段（深入发展阶段（2020世纪世纪7070年代后）年代后）The development history of molecular biology2023-11-14生命

7、科学学院生命科学学院181.准备和酝酿阶段准备和酝酿阶段确定了蛋白质是生命的主要基础物质确定了蛋白质是生命的主要基础物质v 19世纪末证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提世纪末证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。）的名称，酶是生物催化剂。v 20世纪世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。蛋白质。v 1902年年EmilFisher证明蛋白

8、质结构是多肽；证明蛋白质结构是多肽；v 40年代末，年代末，Sanger创立二硝基氟苯（创立二硝基氟苯（DNFB）法、）法、Edman发展发展异硫氰酸苯酯法分析肽链异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；端氨基酸；v 1953年年Sanger和和Thompson完成了第一个多肽分子完成了第一个多肽分子-胰岛素胰岛素A链链和和B链的氨基全序列分析。链的氨基全序列分析。2023-11-14生命科学学院生命科学学院19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DNAv 1868年年F.Miescher就发现了核素（就发现了核素（nuclein），但是在此后的半），但是在此后的半个多世纪中并未引起

9、重视。个多世纪中并未引起重视。v 20世纪世纪20-30年代已确认自然界有年代已确认自然界有DNA和和RNA两类核酸，并阐明两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。了核苷酸的组成。v 1944年年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是等证明了肺炎球菌转化因子是DNA；v 1952年年A.D.Hershey和和M.Chase用用DNA35S和和32P分别标记分别标记T2噬噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。物质。v 1949-1952年年S.Furbery等的等的X-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面线衍射分析阐明了核

10、苷酸并非平面的空间构像，提出了的空间构像，提出了DNA是螺旋结构；是螺旋结构；v 1948-1953年年Chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成等用新的层析和电泳技术分析组成DNA的的硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了DNA硷基组成硷基组成A=T、G=C的的Chargaff规则，为碱基配对的规则，为碱基配对的DNA结构认识打下了基础。结构认识打下了基础。2023-11-14生命科学学院生命科学学院202.现代分子生物学的建立和发展阶段现代分子生物学的建立和发展阶段遗传信息传递中心法则的建立遗传信息传递中心法则的建立v 1953年年Watson

11、和和Crick提出的提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。v 1956年年A.Kornberg首先发现首先发现DNA聚合酶；聚合酶；v 1958年年Meselson及及Stahl用同位素标记和超速离心分离实验为用同位素标记和超速离心分离实验为DNA半保半保留模型提出了证明；留模型提出了证明；v 60年代年代Nirenberg、Ochoa以及以及Khorana等几组科学家的共同努力破译等几组科学家的共同努力破译了了RNA上编码合成蛋白质的遗传密

12、码上编码合成蛋白质的遗传密码;v 1968年年Okazaki（冈畸）提出（冈畸）提出DNA不连续复制模型；不连续复制模型；v 1972年证实了年证实了DNA复制开始需要复制开始需要RNA作为引物；作为引物；v 70年代初获得年代初获得DNA拓扑异构酶，并对真核拓扑异构酶，并对真核DNA聚合酶特性做了分析研究；聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对这些都逐渐完善了对DNA复制机理的认识。复制机理的认识。2023-11-14生命科学学院生命科学学院21对蛋白质结构与功能的进一步认识对蛋白质结构与功能的进一步认识v 1956-58年年Anfinsen和和White根据对酶蛋白的变性和复性实验，根

13、据对酶蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的三维空间结构是由其氨基酸序列来确定的。提出蛋白质的三维空间结构是由其氨基酸序列来确定的。v 1958年年Ingram证明正常的血红蛋白与镰刀状细胞溶血症病人的证明正常的血红蛋白与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基的差别，使人血红蛋白之间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基的差别，使人们对蛋白质一级结构影响功能有了深刻的印象。们对蛋白质一级结构影响功能有了深刻的印象。2023-11-14生命科学学院生命科学学院223.初步认识生命本质并开始改造生命的深入发初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段展阶段v 1967-1970年

14、年R.Yuan和和H.O.Smith等发现的限制性核酸内切酶为基因工等发现的限制性核酸内切酶为基因工程提供了有力的工具；程提供了有力的工具；v 1972年年Berg等将等将SV-40病毒病毒DNA与噬菌体与噬菌体P22DNA在体外重组成功，转在体外重组成功，转化大肠杆菌，使本来在真核细胞中合成的蛋白质能在细菌中合成化大肠杆菌，使本来在真核细胞中合成的蛋白质能在细菌中合成,打破了打破了种属界限；种属界限；v 1977年年Boyer等首先将人工重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到等首先将人工重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这这14肽；肽；v 1978年年Itakura（板仓）等使人生长激素

15、（板仓）等使人生长激素191肽在大肠杆菌中表达成功；肽在大肠杆菌中表达成功；v 1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素。至今我国已有人干扰素、人白介素中合成人胰岛素。至今我国已有人干扰素、人白介素2、人集落刺激因、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用，世界上还有几百种基因工程药物及其它基和疫苗进入生产或临床试用，世界上还有几百种基因工程药物及其它基因工程产品在研制中，成为当

16、今农业和医药业发展的重要方向，将对医因工程产品在研制中，成为当今农业和医药业发展的重要方向，将对医学和工农业发展作出新贡献。学和工农业发展作出新贡献。2023-11-14生命科学学院生命科学学院23Genetic Material is DAvery OTMacLeod CM McCarty M 2023-11-14生命科学学院生命科学学院241953 for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material 2023-11-14生命科学学院生命科学学院25DNA X-ray diffraction from FranklinPauling Linus Watson&Crick2023-11-14生命科学学院生命科学学院26 2023-11-14生命科学学院生命科学学院272023-11-14生命科学学院生命科学学院281968 2023-11-14生命科学学院生命科学