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1、关于分子生物学PPT第1页，讲稿共53张，创作于星期一1.1 1.1 二十世纪生命二十世纪生命科学的回顾科学的回顾第2页，讲稿共53张，创作于星期一数、数、理、化相关学科理、化相关学科生物学实验技术生物学实验技术渗透渗透交叉交叉近代生物学近代生物学生物学生物学个性个性共性共性宏观生物学宏观生物学（生态学为核心）（生态学为核心）微观生物学微观生物学（分子生物学为核心）（分子生物学为核心）细胞水平细胞水平分子水平分子水平结构生物学，发育生物学，神结构生物学，发育生物学，神经生物学等新兴学科发展经生物学等新兴学科发展生物多样性生物多样性研究研究资源保护与资源保护与利用利用人类生态环境的保护人类生态环

2、境的保护工农业生产持续发展工农业生产持续发展第3页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学分子生物学分子结构生物学分子结构生物学分子发育生物学分子发育生物学分子神经生物学分子神经生物学分子育种学分子育种学分子肿瘤学分子肿瘤学分子细胞生物学分子细胞生物学分子免疫学分子免疫学分子病毒学分子病毒学分子生理学分子生理学分子考古学分子考古学分子遗传学分子遗传学分子数量遗传学分子数量遗传学分子生态学分子生态学分子进化学分子进化学.分子生物学的延伸分子生物学的延伸第4页，讲稿共53张，创作于星期一21世纪生命科学发展的重要态势世纪生命科学发展的重要态势 对生命现象的认识从单基因对生命现象的认识从单基因 水平向

3、全基因组整体水平发展水平向全基因组整体水平发展 现代生命科学研究的理论与现代生命科学研究的理论与技术从较长期的积累走向应用技术从较长期的积累走向应用 第5页，讲稿共53张，创作于星期一Define in broadly:understand biological phenomena in molecular terms (difficult to distinguish from biochemistry)Define in restrictively:study of gene structure and their activities in molecular level1.2 1.2

4、分子生物学的概念分子生物学的概念第6页，讲稿共53张，创作于星期一GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutationMolecular Biology of Gene第7页，讲稿共53张，创作于星期一What is the gene?Basic property Replication Expression Mutation DNA Double Helix model1952 J.Watson and F.Crick 第8页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学诞生分子生物学诞生

5、第9页，讲稿共53张，创作于星期一CrickCrick：.我本人的思想是基于两个基本原理，我 称之为 序列假说（sequence hypothesis）和中心法则（central dogma)Sequencehypothesis：核酸片段的特异性完全由其碱基序列所决定，且这种序列是某一蛋白质氨基酸序列的密码.Centraldogma：信息一旦进入蛋白质，它就不可能再输出.第10页，讲稿共53张，创作于星期一l构成生物大分子的单体相同构成生物大分子的单体相同l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相同DNARNApolypeptidesproteincharacter高级结

6、构高级结构生物大分子之间的互作生物大分子之间的互作个性个性核酸语言核酸语言(Nt)(Nt)蛋白质语言蛋白质语言(aa)(aa)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）分子生物学研究领域共同遵循的三大原则分子生物学研究领域共同遵循的三大原则第11页，讲稿共53张，创作于星期一结构生物学结构生物学基因分子生物学基因分子生物学生物技术理论生物技术理论与应用与应用分子生物学研究的三大主要领域分子生物学研究的三大主要领域生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能生物大分子之间的互作生物大分子之间的互作 DNAprotein Hormone-receptor Enzy

7、me-substrate基因的概念基因的概念基因的结构基因的结构基因的复制基因的复制基因的表达基因的表达基因的重组基因的重组基因的突变基因的突变基因工程基因工程细胞工程细胞工程酶工程酶工程发酵工程发酵工程蛋白质工程蛋白质工程狭义的分子生物学狭义的分子生物学第12页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学的三大支持学科分子生物学的三大支持学科l细胞生物学细胞生物学l遗遗传传学学l生物化学生物化学第13页，讲稿共53张，创作于星期一1839-1847年年 Matthias Schleiden&Theodor Schwann细胞的化学组成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大细胞的化学组成，细胞器的结构，细

8、胞骨架，生物大分子在细胞中的定位及功能，细胞的信号传导等分子在细胞中的定位及功能，细胞的信号传导等 生物体由细胞组成生物体由细胞组成 所有组织的最基本单元所有组织的最基本单元-形状相似，高度分化的细胞形状相似，高度分化的细胞 细胞的发生与形成是生物界普遍和永久的规律细胞的发生与形成是生物界普遍和永久的规律MolecularCellbiologyCytology第14页，讲稿共53张，创作于星期一GregorMendel1864年年GeneticsMolecularGeneticsGenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinatio

9、nGenemutation遗传因子假说遗传因子假说Genetics第15页，讲稿共53张，创作于星期一NucleicAcidChemistryProteinChemistry(1936年年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry1946Enzymatic nature of crystalline ProteinWhatgenesare&Howtheyact?第16页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学分子生物学：从分子水平理解生命活动：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：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从遗

10、传角度理解生命活动 生物化学生物化学：从化学组成角度来理解生物大：从化学组成角度来理解生物大 分子和生物代谢。分子和生物代谢。普通生物学普通生物学（动物（动物&植物）植物）&微生物学：微生物学：不同生物类型的特点不同生物类型的特点第17页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学分子生物学：从分子水平理解生命活动，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。强调以上各种生命活动（Biochemical processes）：1是什么（what，生物学重要性和具体过程），2所涉及的生物大分子（DNA、RNA、蛋白质)是如何相互作用使之发生的（how）。第18页，

11、讲稿共53张，创作于星期一分子生物学分子生物学：注重生物体在分子水平上的一些特征和现象。分子遗传学分子遗传学：侧重的是从分子水平对生物遗传规律和遗传现象的研究。第19页，讲稿共53张，创作于星期一1.3 1.3 分子生物学分子生物学的发展历程的发展历程第20页，讲稿共53张，创作于星期一NobelmedalHalfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross近半个世纪以来近半个世纪以来医学，化学中重大突破与成就者医学，化学中重大突破与成就者NobelPrize分子生物学发展的分子生物学发展的里程碑与主要内容里程碑与主要内容第21页，讲稿共53张，创作于星期一for

12、his discoveries concerning the role played by the Chromosome in heredity,demonstratedthatgenesareonthechromosomeThomas Hunt MorganinPhysiologyorMedicine1933NobelPrize第22页，讲稿共53张，创作于星期一for his discovery that enzymes can be crystallizedfor their preparation of enzymes and virus proteins in a pure form

13、JamesBatchellerSumnerJohnHowardNorthropWendellMeredithStanleyCornellUniversityRockefellerInstituteUSARockefellerInstituteUSA1887-19551891-19871904-1971TheNobelPrizeinChemistry1946第23页，讲稿共53张，创作于星期一1958J.Lederberg(33y)PhagetransductionThe Nobel Prize in Chemistry 1958for his work on the structure of

14、proteins,especially that of insulinFrederickSangerCambridgeUniversity1918-G.Beadle&E.Tatum Onegene-oneenzyme第24页，讲稿共53张，创作于星期一Severo Ochoa (54y)SpainRichphosphatebondsofATP-EnergyArthur Kornberg(41y)DNAreplicationIsolationofDNApolymeraseIBrooklyn1959第25页，讲稿共53张，创作于星期一分子生物学的重要里程碑分子生物学的重要里程碑1951.James

15、Watson（Luria的第一个研究生的第一个研究生 23y)丹麦丹麦哥本哈根哥本哈根KalckarLab.Post-DoFrancis Crick(35y)剑桥大学剑桥大学CavendishLab.意大利那不勒斯动物研究所意大利那不勒斯动物研究所意大利那不勒斯动物研究所意大利那不勒斯动物研究所 KingsLab.LondonUniv.MauriceWilkinsMauriceWilkins第26页，讲稿共53张，创作于星期一M.H.F.Wilkins&Rosalind Frankin Xray photograph of DNA with high quality(核糖与磷酸连接成的扭曲绳子

16、，每一节上都有配对的碱基)1951.KingsLab.LondonUniversityUK第27页，讲稿共53张，创作于星期一James Watson(34y)Francis Crick(46y)Maurice Wilkins(46y)DNADoubleHelixmodel19531962第28页，讲稿共53张，创作于星期一Francois Jacob(44y)Jacques Monod(55y)(French)Lac.OperonTheory1965ConceptofmRNA第29页，讲稿共53张，创作于星期一1968R.Holley H.G.Khorana M.Nirenberg H.Go

17、bindKhorana(46y)HowtosynthesizetripletRNAMarshallNirenberg(41y)GeneticcodenRobertHolley(46y)tRNAphecloverleafstructure第30页，讲稿共53张，创作于星期一1969Max Delbruck(63y)Alfred Hershey(61y)PhagegroupPhageinfectioncycleDNAasgeneticmaterialM.Delbruck A.Hershey第31页，讲稿共53张，创作于星期一1975.Howard Temin(41y)David Baltimore

18、(37y)Reversetranscription（引发癌症的内因）（引发癌症的内因）第32页，讲稿共53张，创作于星期一The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular geneticsWernerArberDanielNathansHamiltonO.SmithSwitzerlandBiozentrumderUniversittJohnsHopkinsUniversitySc

19、hoolofMedicineBaltimore,USAJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,USA1929-1928-19991931-第33页，讲稿共53张，创作于星期一The Nobel Prize in Chemistry 1980WalterGilbertBiologicalLaboratoriesCambridge,MA,1932-for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acidsFrederickSan

20、gerMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,GreatBritain1918-第34页，讲稿共53张，创作于星期一The Nobel Prize in Chemistry 1980for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids,with particular regard to recombinant-DNAPaulBergStanfordUniversity1926-基因工程诞生基因工程诞生第35页，讲稿共53张，创作于星期一1983.Barbara McClinto

21、ck(86y)DNAtransposableelement第36页，讲稿共53张，创作于星期一 The Nobel Prize in Chemistry 1989 TheRoyalSwedishAcademyofScienceshasawardedthisyearsNobelPrizeinChemistryjointlytoSidneyAltmanandThomasR.CechfortheirdiscoveryofcatalyticpropertiesofRNASidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USAThomasR.CechUniversityofCo

22、loradoatBoulder,USA Contents:IntroductionThechemistryoflifeanditscentraldogmaEnzymesbiologicalcatalystsRibonucleicacid(RNA)thebiomoleculewhichcandoitallThehistoryofbiocatalysisWhathappensnext?FurtherreadingBasedonmaterialsfromthe1989NobelPosterforChemistry.Creditsandreferencesfortheposter Lastmodifi

23、edMay10,2001Copyright?2001TheNobelFoundationTheOfficialWebSiteofTheNobelFoundationLastmodifiedMay10,2001Copyright?2001TheNobelFoundationTheOfficialWebSiteofTheNobelFoundationLastmodifiedMay10,2001Copyright?2001TheNobelFoundationTheOfficialWebSiteofTheNobelFoundationThe Nobel Prize in Chemistry 1989f

24、or their discovery of catalytic properties of RNA RibozymeSidneyAltmanThomasR.CechYaleUniversityNewHaven,CT,USAUniversityofColoradoBoulder,CO,USA1939-1947-第37页，讲稿共53张，创作于星期一The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1993 “for their discovery of split genes In1978”Richard J.Roberts Phillip A.Sharp第38页

25、，讲稿共53张，创作于星期一The Nobel Prize in Chemistry 1993forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)methodKaryB.Mullis1944-第39页，讲稿共53张，创作于星期一discovered Genetic control of early development in DrosophilaEdward B.LewisChristiane Nsslein-VolhardEric F.Wieschaus The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1995

26、第40页，讲稿共53张，创作于星期一Stanley B.Prusiner University of California,School of Medicine USA 1942-for his discovery of Prions-a new biological principle of infectionTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997第41页，讲稿共53张，创作于星期一discovered key regulators of the cell cycleLeland H.Hartwell R.Timothy(Tim)Hunt Sir Pa

27、ul M.NurseThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001第42页，讲稿共53张，创作于星期一ProgrammedCellDeath(PCD)anddevelopment2002NobelPrizeJohnSulstonUSASydneyBrennerJapan田中田中耕一耕一H.RobertHorvitzSwitzerland 第43页，讲稿共53张，创作于星期一1.421世纪生物学世纪生物学的新热点及领域的新热点及领域第44页，讲稿共53张，创作于星期一生物大分子的高级三维结构与功能的统一生物大分子的高级三维结构与功能的统一 生物大分子

28、之间的互作生物大分子之间的互作 基因的社会学基因的社会学 (Nature(Nature 杂志增设杂志增设 Natural developing biology Natural developing biology分册分册)基因表达，基因互作基因表达，基因互作 器官发生器官发生胚胎形成胚胎形成个体发育个体发育结构生物学结构生物学（StructuralBiology）分子发育生物学分子发育生物学（MolecularDevelopingBiology）第45页，讲稿共53张，创作于星期一Genomics Structural genomics Functional genomics第46页，讲稿共5

29、3张，创作于星期一l 基因组的全序列l 高密度的分子标记图谱l 高精度的物理图谱l 转录水平上的表达图谱l 大规模的蛋白质构型模拟Structuralgenomics第47页，讲稿共53张，创作于星期一Functionalgenomics l 利用结构基因组提供的信息l 大规模地分析基因的功能l 不仅提供基因功能的简单列表l 最终要阐释基因l 如何工作 细胞 组织 个体第48页，讲稿共53张，创作于星期一计算计语言计算计语言 分辨，提取，分析，预测分辨，提取，分析，预测 比较基因组学比较基因组学 生物大分子的结生物大分子的结构与功能信息构与功能信息 生物信息学生物信息学(Bioinformat

30、ics)第49页，讲稿共53张，创作于星期一神经基质神经基质神经通道神经通道信息传递信息传递大分子克隆大分子克隆一级结构分析一级结构分析三维结构重建三维结构重建思维思维感情感情记忆记忆科学解释科学解释分子神经生物学分子神经生物学（Molecular Molecular NeurobiologyNeurobiology）继人类基因组后继人类基因组后脑计划即将启动脑计划即将启动第50页，讲稿共53张，创作于星期一应用生物学发展应用生物学发展生物技术生物技术诊断试剂诊断试剂 治疗药物治疗药物植物品种植物品种 畜用制品畜用制品 食品加工食品加工 环境工程环境工程废物处理废物处理 生物塑料生物塑料民用制品民用制品 再生能源再生能源第51页，讲稿共53张，创作于星期一1.5 1.5 主要参考书目录主要参考书目录lLewinBGenesX（2010）OxfordUniversityPressl朱玉贤等朱玉贤等现代分子生物学现代分子生物学及笔记整理及笔记整理（第（第三版，三版，2009）高等教育出版社）高等教育出版社lRobertF.WeaverMolecularbiology(3rd影印版，影印版，2008)科学出版社科学出版社第52页，讲稿共53张，创作于星期一感谢大家观看12.10.2022第53页，讲稿共53张，创作于星期一