分子生物学导论ppt课件.ppt

分子生物学 课程内容 细胞与大分子 蛋白质结构 核酸的性质 原核与真核生物的染色体结构 DNA复制 DNA损伤、修复与重组 基因操作 克隆载体 基因文库与筛选 克隆DNA的分析与应用 原核生物的转录 原核生物的转录调控 真核生物的转录 真核生物的转录调控 RNA加工与核糖核蛋白复合体 遗传密码与tRNA 蛋白质合成 噬菌体与真核生物病毒 肿瘤病毒与癌基因 第一章 绪 论 第一节 分子生物学发展的基础 （一）创世说和进化论 三个与生命现象相关的基本问题 生命是怎样起源的？ 为什么“有其父必有其子”？ 动、植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？ 创世说 上帝创造了世间万物，包括人类。 什么是生命？生命如何定义？ 从生物学角度的定义 从物理学角度的定义 从生物物理学角度的定义 “生命”的完整的、系统的定义 从生物学角度 “生命”被定义为： 由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。 从物理学角度的定义:“生命”=“负熵” 热力学第二定律指出，任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。 生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。 从生物物理学角度的定义生命有三要素：物质、能量、信息 在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、协调和统一。 其他说法 生理学的定义：生命体是具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性功能的系统； 新陈代谢的定义：生命系统具有界面，与外界经常交换物质、但不改变自其身性质； 生物化学的定义：生命系统包含着储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白； 遗传学的定义：生命系统是通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统； 热力学的定义：生命系统是一个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。 （二）达尔文学说 1859年达尔文发表了著名的《物种起源》一书，提出了进化论学说。其进化论思想的精髓可概括为“物竞天择，适者生存”几个字。他认为世界上的一切生物都是可变的，物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的。 （三）细胞学说的建立 十七世纪末十八世纪初，荷兰的Leeuwenhoek制作了世界上第一台显微镜，并观察了诸多生物样本。 大约与其同时代的Hooke第一个提出“细胞”一词。 十九世纪，德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann建立了细胞学说。他们认为：所有组织的最基本单元是形状非常相似而又高度分化的细胞。细胞的发生和形成是生物界普遍和永久的规律。 （四）经典的生物化学和遗传学 进化论和细胞学说的结合，产生了现代生物学。而以研究动、植物遗传变异规律为目标的遗传学和以分离纯化、鉴定细胞内含物质为目标的生物化学则是这一学科的两大支柱。 经典的生物化学的成就 十九世纪，人们就已经发现了蛋白质。到二十世纪初，组成蛋白质的20种氨基酸被相继发现。Fisher还论证了连接相邻氨基酸的“肽键”的形成。细胞的其他成分，如脂类、糖类和核酸也相继被认识和部分纯化。 1869年，Misescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离到DNA。 1910年，德国科学家Kossel首先分离得到了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。 经典遗传学的建立和发展 1865年，奥地利科学家孟德尔（Gregor Mendel）发表了《植物杂交试验》一书，提出了遗传学的两条基本规律：统一律和分离律。他认为：生物的每一种性状都是由遗传因子控制的，这些因子可以从亲代到子代，代代相传。 1909年，丹麦遗传学家W. Johannsen首先使用“基因”一词。 二十世纪初，美国遗传学家Morgan提出了基因学说。他指出：种质必须由独立的要素组成，我们把这些要素称为遗传因子，或者简单地称为基因。 Morgan及其助手发现了连锁遗传规律，并且第一次将代表某一性状的基因，同某一特定的染色体联系起来。 第二节 分子生物学发展简史 分子生物学的定义： 是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。 1928年英国科学家Griffith等人发现肺炎链球菌可以引起肺炎，导致小鼠死亡。 1944年美国微生物学家Avery通过肺炎链球菌对小鼠的感染实验，证明DNA是遗传信息的载体。 1953年Watson和Crick提出DNA右手双螺旋模型，于1962年和Wilkins共享诺贝尔生理医学奖。 同年，Sanger首次阐明了胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河，他于1958年获诺贝尔化学奖。 1954年Crick提出遗传信息传递的中心法则。 1958年，Meselson和Stahl提出了DNA的半保留复制。 1961年，法国科