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分子生物学 授课教师：张敏跃 办公室：分子楼4楼 电话：3595108 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 （一）三个与一切生物学现象有关的 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？ （二）创世说 上帝创造了世间万物，包括人类。 （三）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。 二、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。 三、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。 （一）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。 （二）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，法国科学家Jacob和Monod提出了调节基因表达的操纵元（operon）模型，1965年获得诺贝尔生理医学奖。他们还首次提出了信使核糖酸（mRNA）的存在及作用。 同年，Nirenberg等人应用合成的mRNA分子[poly(U)]破译出第一批遗传密码。 1966年，美国科学家Nirenberg等人破译了全部的DNA遗传密码，1969年与Holley和Khorana分享了诺贝尔生理医学奖。 1967年发现了可将DNA连接起来的DNA连接酶。 1970年Smith、Qilcox及Kelley分离到第一种可以在DNA特定位点将DNA分子切开的限制性核酸内切酶。同年，美国的Temin和Baltimore发现RNA肿瘤病毒中存在逆转录酶，他们于1975年共享诺贝尔生理学奖。 1972年，Berg、Boyer等人第一次成功地完成了DNA重组实验。 1974年，首次实现了异源真核生物的基因在大肠杆菌中的表达。 1975~1977年，美国人Sanger和Gilbert发明了快速DNA序列测定技术，并于1977年完成了噬菌体ΦX174基因组（5386bp）的序列测定。1980年Sanger和Gilbert与Berg分享了诺贝尔化学奖。 1982年Prusiner提出“感染性蛋白质颗粒”的存在；次年将这种蛋白颗粒命名为阮病毒蛋白（prion protein, PrP）。 1997年，Prusiner因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。 1984年，德国人Kohler、美国人Milste