现代分子生物学1遗传物质的性质结构与功能

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现代分子生物学重点

现代分子生物学1、DNA重组技术：又称基因工程,是将DNA片段或基因在体外经人工剪接后,按照人们的设计与克隆载体定向连接起来,在特定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。

2、基因组：指某种生物单倍染色体中所含有的基因总数,也就是包含个体生长、发育等一切生命活动所需的遗传信息的整套核酸。

3、功能基因组：又称后基因组，是在基因组计划的基础上建立起来的，它主要研究基因及其所编码蛋白质的结构与功能，指导人们充分准确地利用这些基因的产物。

1、简述分子生物学的基本含义：从广义来讲:分子生物学是从分子水平阐明生命现象和生物学规律的一门新兴的边缘学科。

它主要对蛋白质和核酸等生物大分子结构和功能以及遗传信息的传递过程进行研究。

从狭义来讲：分子生物学的范畴偏重于核酸（或基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，当然其中也涉及到与这些过程有关的蛋白质与酶的结构和功能的研究2、早期主要有那些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤主要是两个实验：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验步骤：肺炎链球菌转化实验首先将光滑型致病菌（S型）烧煮杀灭活性以后再侵染小鼠，发现这些死细菌自然丧失了治病能力，再用活的粗糙型细菌（R型）来侵染小鼠，也不能使之发病，因为粗糙型细菌天然无治病能力。

讲经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合在感染小鼠时，实验小鼠都死了，解剖小鼠，发现有大量活的S型（而不是R型）细菌，推测死细菌的中的某一成分转化源将无治病力的细菌转化成病原细菌。

噬菌体侵染细菌的实验：用分别带有S标记的氨基酸和P标记的核苷酸的细菌培养基培养噬菌体，自带噬菌体中就相应的含有S标记的蛋白质或P标记的核酸，分别用这些噬菌体感染没有被放射性标记的细菌，经过1~2个噬菌体DNA复制周期后发现，子代噬菌体中几乎不含带S标记的蛋白质，但含有30%以上的P标记，这说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA，而不是蛋白质。

现代生物学基础

现代生物学基础现代生物学是研究生命现象和生命规律的科学，是对生物体结构、功能、发育和演化等方面进行综合研究的学科。

本文将从分子生物学、细胞生物学、遗传学、进化生物学和生态学等方面介绍现代生物学的基础知识。

一、分子生物学分子生物学研究生物体内的生物大分子结构、功能及其相互作用，主要包括DNA、RNA和蛋白质等分子的结构和功能。

DNA是生物体内储存遗传信息的分子，RNA则在遗传信息的转录和翻译过程中起着重要作用。

蛋白质是生物体内最重要的功能分子，广泛参与细胞内的各种生化反应。

分子生物学的研究内容涉及基因结构、DNA 复制、转录和翻译等过程，对于揭示生命的基本机制至关重要。

二、细胞生物学细胞是生物体的基本结构和功能单位，细胞生物学研究细胞的结构、功能和生理过程。

细胞内有各种细胞器，如细胞核、线粒体、高尔基体等，它们各自具有特定的结构和功能。

细胞内的物质运输、信号传导、细胞分裂和凋亡等过程，都是细胞生物学研究的重点。

细胞生物学的发展为其他生物学学科的研究提供了基础。

三、遗传学遗传学研究个体遗传信息的传递和表达，主要涉及基因的结构和功能、基因组的研究和基因突变等。

遗传学的研究方法包括遗传交叉、基因克隆和基因组测序等。

遗传学的发展为遗传疾病的诊断和治疗提供了重要的理论基础。

四、进化生物学进化生物学研究生物种群的遗传变异、演化和分化等过程。

进化生物学的核心理论是达尔文的进化论，通过自然选择和遗传变异等机制，解释了生物种群的多样性和演化。

进化生物学的研究内容包括物种形成、群体遗传结构和适应性进化等，对于揭示生物多样性的起源和演化具有重要意义。

五、生态学生态学研究生物与环境之间的相互关系，包括生物与生物之间、生物与环境之间的相互作用。

生态学的研究内容涉及物种多样性、生态系统结构和功能、生态位和生态适应等。

生态学不仅关注个体和种群的生态行为，还研究生态系统的稳定性和可持续发展等问题。

现代生物学基础涵盖了分子生物学、细胞生物学、遗传学、进化生物学和生态学等多个学科领域。

生物大分子的结构与功能

生物大分子的结构与功能【摘要】我们生物体内存在着多种重要的大分子，包括核酸、蛋白质、多糖和脂质。

这些大分子在维持生命活动中发挥着关键的作用。

核酸作为遗传物质，负责传递遗传信息；蛋白质在代谢和结构方面起着重要作用；多糖是细胞壁和能量的主要来源；脂质则构建细胞膜，并参与信号传导等功能。

这些大分子之间的相互作用也至关重要。

了解生物大分子的结构与功能对于深入理解生命活动至关重要。

未来的研究需要进一步揭示生物大分子的复杂结构及其功能的调控机制，为生物医学、生物工程等领域的发展提供理论支持。

生物大分子的结构与功能直接关系到生物体的生存与发展，值得我们深入研究和探索。

【关键词】生物大分子、结构、功能、核酸、蛋白质、多糖、脂质、相互作用、重要性、未来研究方向、生物学、分子生物学、细胞生物学1. 引言1.1 生物大分子的结构与功能概述生物大分子是构成生物体的重要组成部分，包括核酸、蛋白质、多糖和脂质。

它们在生物体内发挥着各自独特的结构和功能。

核酸是生物体内储存遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。

蛋白质则是生物体内执行各种生物学功能的关键分子，如酶和结构蛋白。

多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用。

而脂质则是生物体内细胞膜的主要成分，同时也起到能量储存和信号传导的功能。

生物大分子之间存在着复杂的相互作用，包括核酸与蛋白质之间的相互作用、脂质与蛋白质之间的相互作用等。

这些相互作用促使生物体内各种生命活动的进行，如DNA复制、蛋白质合成等。

研究生物大分子的结构与功能对于深入理解生命活动的机理具有重要意义。

未来的研究方向包括探讨生物大分子的结构与功能的更深层次的联系，以及寻找新的生物大分子间的相互作用。

生物大分子的结构与功能的研究不仅有助于揭示生命活动的奥秘，也有望为新药物的研发提供重要依据。

生物大分子的结构与功能的研究将继续在生命科学领域扮演重要角色。

2. 正文2.1 核酸的结构与功能核酸是生物体内非常重要的大分子，它们承载了遗传信息，调控了细胞的生命活动。

(NEW)朱玉贤《现代分子生物学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解

4.3 名校考研真题详解第5章分子生物学研究法（上）——DNA、RNA及蛋白质操作技术
5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解 5.3 名校考研真题详解第6章分子生物学研究法（下）——基因功能研究技术 6.1 复习笔记 6.2 课后习题详解 6.3 名校考研真题详解第7章原核基因表达调控 7.1 复习笔记 7.2 课后习题详解 7.3 名校考研真题详解第8章真核基因表达调控 8.1 复习笔记 8.2 课后习题详解 8.3 名校考研真题详解
② T2噬菌体感染大肠杆菌实验
a．在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌。
b．用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，分别制备含35S的T2噬菌体和32P的
T2噬菌体。
c．分别用含35S的T2噬菌体和32P的T2噬菌体感染未被放射性标记的大肠杆菌。
d．培养一段时间后，将混合液离心，检测子代噬菌体放射性。上清液主要是噬菌体，沉淀物主要是大肠杆菌。
（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划是一项国际性的研究计划，其目标是确定生物物种基因组所携带的全部遗传信息，并确定、阐明和记录组成生物物种基因组的全部 DNA序列。
功能基因组学相对于测定DNA核苷酸序列的结构基因组学，其研究内容是在利用结构基因组学丰富信息资源的基础上，应用大量的实验分析方法并结合统计学和计算机分析方法来研究基因的表达、调控与功能，以及基因间、基因与蛋白质之间和蛋白质与底物、蛋白质与蛋白质之间的相互作用和生物的生长发育等规律。功能基因组学的研究目标是对所有基因如何行使其职能从而控制各种生命现象的问题作出回答。
严格地说，重组DNA技术并不完全等于基因工程，因为后者还包括其他
可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。

分子生物学简介

分子生物学（molecHarbiology）从分子水平研究作为生命活动主要物质基础的生物大分子结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学。

重点研究下述领域：（1）蛋白质（包括酶）的结构和功能。

（2）核酸的结构和功能，包括遗传信息的传递。

（3）生物膜的结构和功能。

（4）生物调控的分子基础。

（5）生物进化。

分子生物学是第二次世界大战后，由生物化学，、遗传学，微生物学,病毒学，结构分析及高分子化学等不同研究领域结合而形成的一门交叉科学。

目前分子生物学已发展成生命科学中的带头学科。

随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。

如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA 重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。

这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个基因与那种生物的那个基因重新施工,组装成新的基因组合，创造出新的生物。

这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为基因工程,或者说是遗传工程”生物学的研究可以说长期以来都是科研的重点，惟其所涉及的方方面面与人类生活紧密相连。

本世纪50年代以前的生物学研究，虽然有些已进入了微观领域，但总的来说，主要是研究生物个体组织、器官、细胞或是亚细胞这些东西之间的相互关系。

50年代中期，随着沃森和克里克揭示出DNA分子的空间结构，生物学才真正开始了其揭开分子水平生命秘密的研究历程。

到70年代，重组DNA技术的发展又给人们提供了研究DNA的强有力的手段，于是分子生物学就逐渐形成了。

顾名思义，分子生物学就是研究生物大分子之间相互关系和作用的一门学科，而生物大分子主要是指基因和蛋白质两大类；分子生物学以遗传学、生物化学、细胞生物学等学科为基础，从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究；分子生物学在理论和实践中的发展也为基因工程的出现和发展打下了良好的基础，因此可以说基因工程就是分子生物学的工程应用。

分子生物学第一章基因的结构与功能

二、基因的化学本质
（一）基因的化学组成基因的化学本质是核酸（nucleic acid）。核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子。根据化学组成不同，核酸可分为核糖核酸（简称RNA）和脱氧核糖核酸（简称DNA）。
基因的化学本质
生物体的全部遗传信息储存在DNA链的核苷酸排列顺序中。
DNA的一级结构不仅决定了其自身的高级结构，而且还决定了基因表达过程及相应蛋白质的一级结构。
基因的概念演化
1865年，奥地利生物学家孟德尔（Gregor Johann Mendel，1822-1884）在大量豌豆杂交实验数据的基础上，提出了“遗传因子”的概念，这就是基因概念的雏形。
是在“一个基因一个性状”层次上对基因的概念作了明确的界定。
基因的概念演化
1910年，美国遗传学家摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866-1945）对白眼果蝇的遗传规律进行了研究，提出了遗传学第三定律——基因的连锁交换定律，创立了，没有蛋白质外壳，仅有裸露的共价闭合的单链RNA分子，类病毒自身不编码任何蛋白质，但感染宿主细胞后能直接复制，不需要逆转录即可整合到宿主细胞的染色体上。
DNA是遗传物质的证明
1928年，英国细菌学家Fred Griffith 进行的肺炎双球菌转化实验，有力地证明了DNA才是真正的遗传物质。
④ DNA双螺旋结构的表面形成了大沟和小沟； ⑤ 维持DNA双螺旋的横向力量为氢键，纵向力量为碱基堆积力
（碱基的疏水作用与范德华氏力的合力）。
双螺旋结构的多样性
沃森、克里克提出的DNA双螺旋结构是基于92%相对湿度下得到的DNA的X衍射图像的分析结果。
双螺旋结构的实验基础
查伽夫（Chargaff）规则

现代分子生物学(第4版)_课后思考题答案

第一章绪论1．染色体具有哪些作为遗传物质的特征？答：①分子结构相对稳定；②能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；③能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；④能够产生可遗传的变异。

2.什么是核小体？简述其形成过程。

答：由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。

核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。

八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。

在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。

200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。

核小体只是DNA压缩的第一步。

核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3简述真核生物染色体的组成及组装过程答：组成：蛋白质+核酸。

组装过程：1，首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA连接，形成外径10nm的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；2，核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm 的螺线管结构；3，螺线管结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；4，超螺线管，形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。

绊环在非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。

4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征答：DNA一级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构DNA二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构DNA三级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义(1)DNA双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---3，另一条是3-----5。

《现代分子生物学》教学大纲

《现代分子生物学》教学大纲课程名称：现代分子生物学课程类别：专业必修课学时：48 学时学分：3学分考核方式：考试适用专业：生物技术开课学期：第5或6学期一、课程性质、目的任务分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了分子生物学的蓬勃发展。

本课程是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，也是生物专业的主干课程，分子生物学已成为生物类各专业教学计划中重要的核心课程，因此它是十分重要的一门必修课程，也是培养造就生物技术和生命科学高层次专门人才所需基本素质的重要课程。

本门课程的主要内容包括：染色体与DNA、基因和基因组、现代分子生物学的研究方法与技术、转录、翻译、原核生物基因表达与调控、真核生物基因表达调控、发育与分子调控等，此外，还包括各种讲座。

总之，通过分子生物学知识的传授，培养学生从分子水平上去分析、理解生命现象与过程，提高学生思考与探索生命奥秘的能力，从而为生物技术的分子生物学实验提供详实的理论基础。

二、课程基本要求该课程要求学生掌握现代分子生物学基本理论和基本技术，为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。

在课程学习的同时，要求学生提高思想道德修养、自学能力、专业英语能力、应用知识能力、表达能力、创新能力和科研能力。

三、学时分配四、教学方法与考核(一) 教学方法1．以学科体系为主体，以应用为目的，教学过程加强针对性和实用性。

2．本课程以讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，并通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论，加深对细胞生物学了解，并掌握该学科的实验技能和操作。

分子生物学：遗传物质的分子结构和性质

1979年, Wang A.H-J(王惠君), A.Rich 对d(CGCGCG)单晶作X衍射分析提出Z－DNA模型.
左旋DNA
〔一〕Z-DNA的构造特点：糖磷骨架呈“之〞字形
〔Zigzag〕走向。左旋。 G残基位于分子外表。分子外形呈波形。大沟消失，小沟窄而深。每个螺旋有12bp。
Z-DNA B-DNA
DNA的分子量不变，二级构造中的氢键遭到破坏，DNA 的双螺旋构造局部解体，或维系DNA分子二级构造的氢键全部被破坏，双螺旋解旋别离成DNA单链的过程叫做 DNA的变性〔Denaturation〕。
以下因素可导致DNA变性：高温、酸、碱、尿素、甲酰胺：增加碱基在水中的溶解度，从而
减弱碱基的疏水交互作用而造成。
Z－DNA存在的条件：
(1) 高盐：NaCl>2 Mol/L, MgCl2>0.7 Mol/L (2) Pu, Py相间排列： (3) 在活细胞中如果m5C,那么无需嘌呤-嘧啶相间排列，
在生理盐水的浓度下可产生Z型。 (4) 在体内多胺化合物，如精胺和亚胺及亚精胺和阳离子
一样，可和磷酸基因结合，使B-DNA转变成 Z-DNA。 (5) 某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷，可使
DNA周围形成局部的高盐浓度微环境。 (6) 负超螺旋的存在
生物学意义
(1) 可能提供某些调节蛋白的识别。啮齿类动物病毒的复制起始部位有d〔GC〕有交替顺序的存在；
(2) 在SV40的增强子中有三段8bp的Z-DNA存在。 (3) 原生动物纤毛虫，它有大、小两个核，大核有转录活
性，小核和繁殖有关。Z-DNA抗体以萤光标记后，显示仅和大核DNA结合，而不和小核的DNA结合，说明大核DNA有Z-DNA的存在，可能和转录有关。

分子生物学的知识点

4.基因的表达调控
基因的表达调控是分子生物学的重要研究内容之一。它包括转录调控和翻译调控两个层次。转录调控通过转录因子的结合来调节基因的转录水平，而翻译调控则通过调控mRNA的翻译过程来控制蛋白质的合成。
5.基因突变和遗传疾病
基因突变是指基因序列发生改变，它可以导致基因功能的改变或丧失。一些基因突变与遗传疾病的发生有关，如遗传性疾病、癌症等。通过研机制，并为疾病的预防和治疗提供理论基础。
2. RNA的结构和功能
RNA是DNA的转录产物，也是生物体内的重要分子。它由核苷酸组成，包括腺苷酸、鸟苷酸、胸苷酸和尿苷酸。RNA的结构包括mRNA、tRNA和rRNA等不同类型，它们分别参与基因的转录、翻译和蛋白质合成等过程。
3.蛋白质的结构和功能
蛋白质是生物体内最重要的分子之一，它由氨基酸组成，通过肽键连接成链状结构。蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等不同层次，它们决定了蛋白质的功能和性质。蛋白质的功能包括酶的催化作用、结构支持、信号传导和免疫防御等。
6. PCR技术和基因克隆
PCR技术是分子生物学中常用的一种技术，它可以在体外扩增DNA片段。PCR技术的原理是通过DNA的复制过程，使用引物选择性地扩增目标DNA片段。基因克隆是指将DNA片段插入到载体中并复制出多个相同的DNA分子。基因克隆技术在基因工程和生物医学研究中有着广泛的应用。
7.基因组学和蛋白质组学
基因组学是研究基因组的科学，它包括基因的组成、结构和功能等方面的研究。蛋白质组学是研究蛋白质组的科学，它包括蛋白质的组成、结构和功能等方面的研究。基因组学和蛋白质组学的发展，为我们更好地理解生物体的功能和调控机制提供了重要的工具和方法。
总结起来，分子生物学是研究生物体内分子的结构、功能和相互作用的学科。它涉及到DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究，对于理解生命的本质和生物体的功能具有重要意义。通过对分子生物学的学习和研究，我们可以更好地了解生物体的基本结构和功能，为生物医学研究和生物技术的发展提供基础。

高中生物知识——分子生物学与分子遗传学

高中生物知识——分子生物学与分子遗传学如今，生物学的研究范畴越来越广，分支学科也越来越复杂。

在其中，分子生物学以及分子遗传学则是生物学中备受瞩目的两个分支。

这两个分支学科是现代生物学的两个重要组成部分，在诸多领域都有重要的应用价值和现实意义。

今天，我们便来深入分析一下高中生物学知识中的分子生物学与分子遗传学。

一、分子生物学分子生物学是研究生物大分子结构、分子生物学基本单位、生命过程与分子结构等问题的一门综合学科，它是由生物化学、分子遗传学和微生物学等多个学科共同组成的。

其中，重点研究物质的分子结构、化学成分、功能以及它们在生命过程中的作用。

在分子生物学中，重要的基本单位就是生物大分子。

目前被广泛研究的大分子主要有三类，分别是蛋白质、核酸和多糖。

蛋白质是大分子中研究最为深入的一类，它们在生命过程中扮演着重要的角色。

比如酶就是一种特殊的蛋白质，可以加速化学反应。

另外，细胞膜上的受体蛋白则是细胞与环境之间传递信息的重要媒介。

此外，核酸的研究在分子生物学中也十分重要，它们不仅构成细胞核的基础，而且还可以传递遗传信息。

有了基本单位的认识后，在分子生物学中，人们通过研究生物大分子的结构、功能以及其在生命过程中的作用等方面，加深对细胞机理与分子间的相互作用的认识，进而推动生物科学向更高的层次发展。

二、分子遗传学分子遗传学是遗传学的一个重要分支学科，它是研究遗传信息的携带者（DNA），以及DNA转录为RNA、翻译为蛋白质的遗传信息传递过程的学科。

近年来，随着计算机科学技术不断发展，分子遗传学的研究方法与手段也得到了极大地改进。

DNA分子的发现，标志着分子生物学与遗传学的结合，同时也为分子遗传学的研究提供了强有力的手段。

DNA作为载体，承载着细胞体内的遗传信息，但其自身也是一个具有特殊性质的生物大分子。

通过对DNA序列的解析，我们可以深入了解基因的结构和功能，了解基因在生命活动中的作用。

再次，RNA的研究也是分子遗传学中不可缺少的一个分支。

第1章-分子生物学与基因工程绪论

它将被酶切成7个片段，可用凝胶电泳方法将其分离。
采用几种限制性内切酶组合可以使DNA分子产生特定的片段.
– e.g. EcoRI + HindIII
DNA连接酶(DNA ligase )
1967年在三个实验室同时发现的。活性：封闭DNA链上缺口，借助ATP或
NAD水解提供的能量催化DNA链的5’PO4与另一DNA链的3’-OH生成磷酸二酯键。要求：这两条链必须是与同一条互补链配对结合的(T4DNA连接酶除外)，而且必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。
分子生物学的研究内容
DNA重组技术基因表达调控研究生物大分子的结构功能研究——结构
分子生物学基因组、功能基因组与生物信息学研
究
基因工程（DNA重组技术）
将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来，在特定细胞中复制、表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状
DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶，限制性内切酶、DNA连接酶及其它工具酶发现与应用则是这一技术得以建立的关键。
DNA双螺旋结构模型的意义
DNA双螺旋模型结构同时表明了DNA复制的明显方式— —碱基互补配对原则上的半保留复制。
提示了基因和多肽成线性对应的一个可能理由：DNA核苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序；DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传密码，将核苷酸序列译成蛋白质氨基酸顺序。
鲍林研究小组威尔金斯、富兰克林研究小组沃生、克里克研究小组
鲍林(Pauling)研究小组
主要工作： – 鲍林等1951年(提出蛋白质α-螺旋模型后)开始研究DNA 分子结构。

现代分子生物学概括 Microsoft Word 文档

一、现代分子生物学中的主要里程碑分子生物学是研究核酸、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，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。

当人们意识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物体自身所携带的遗传物质所决定的，科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然的一部分，而以生物大分子为研究对像的分子生物学就迅速成为现代社会中最具活力的科学。

从1847年Schleiden和Schwann提出"细胞学说"，证明动、植物都是由细胞组成的到今天，虽然不过短短一百多年时间，我们对生物大分子--细胞的化学组成却有了深刻的认识。

孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，而Morgan的基因学说则进一步将"性状"与"基因"相耦联，成为分子遗传学的奠基石。

Watson和Crick所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。

在蛋白质化学方面，继Sumner在1936年证实酶是蛋白质之后，Sanger利用纸电泳及层析技术于1953年首次阐明胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河。

而Kendrew和Perutz利用X射线衍射技术解析了肌红蛋白（myoglobin）及血红蛋白（hemoglobin）的三维结构，论证了这些蛋白质在输送分子氧过程中的特殊作用，成为研究生物大分子空间立体构型的先驱。

1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤，胸腺嘧啶和组氨酸。

1959年，美国科学家Uchoa第一次合成了核糖核酸，实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成蛋白质的过程。

同年，Kornberg实现了试管内细菌细胞中DNA的复制。

1962年，Watson（美）和Crick（英）因为在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共获Noble生理医学奖，后者通过X射线衍射证实了Watson-Crick模型。

分子生物学(第五版)(一)

分子生物学（第五版）（一）引言概述：分子生物学是现代生物学中的一个重要分支，它研究生命体内分子层面的结构、功能和相互作用。

本文将介绍《分子生物学（第五版）》的内容，旨在帮助读者深入理解分子生物学的基本原理和应用。

本文将从分子结构、遗传物质、基因表达、基因调控和遗传变异等五个方面进行阐述。

正文内容：一、分子结构：1. 生命分子的组成：a. 碳水化合物的结构和功能；b. 蛋白质的结构和功能；c. 脂质的结构和功能；d. 核酸的结构和功能。

2. 分子间相互作用：a. 氢键的形成和性质；b. 范德华力的作用机制；c. 疏水作用和疏水效应；d. 离子间相互作用的重要性。

3. 分子的空间结构：a. 氨基酸序列和蛋白质的三维结构；b. DNA的双螺旋结构及其稳定性；c. RNA的次级结构和功能。

二、遗传物质：1. DNA的复制：a. DNA的准备过程；b. DNA的复制酶及其功能；c. DNA复制的机制。

2. RNA的合成和加工：a. 转录的步骤和参与者；b. RNA的修饰和加工过程；c. RNA的转运和翻译。

3. 遗传密码和蛋白质合成：a. 遗传密码的排列和读取；b. 蛋白质合成的过程和调控；c. 翻译后修饰对蛋白质功能的影响。

三、基因表达：1. 转录的调控：a. 转录因子的作用和调控网络；b. DNA甲基化和表观遗传调控；c. 过程中的转录激活和抑制。

2. RNA的稳定性和降解：a. RNA降解的机制和相关酶；b. RNA稳定性的调控；c. RNA降解与基因表达的关系。

3. 蛋白质合成的调控：a. 翻译前的调控机制；b. 翻译后的调控机制；c. 蛋白质翻译和功能的关联。

四、基因调控：1. 染色质结构和基因组编码：a. 染色质的组织和压缩；b. 染色质修饰和基因组编码；c. 基因组重复序列的功能和调控。

2. 转录组学方法和技术：a. 基于RNA-seq的转录组学分析；b. 谷氨酰-tRNA合成酶中的嵌合体络合物；c. 转录因子和miRNA调控研究进展。

朱玉贤现代分子生物学第三版课后习题及答案

现代分子生物学课后习题及答案（共10章）第一章绪论1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？2. 分子生物学研究内容有哪些方面？3. 分子生物学发展前景如何？4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？答案：1. 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以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，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。

狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。

所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。

这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。

这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。

阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。

2. 分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。

由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组成部分。

由于50年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。

研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。

基因组的结构与功能(分子生物学))

重复单位为AGGGTTCTTAAGTGTC，表示为(AGGGTTCTTAA基因G组T的G结T构C与功)n能(分子生物学))
微卫星DNA：是由短的重复单元序列串联构成的重复序列，重复单元一般为1～6bp，重复次数10~60次左右，重复序列长度一般小于150bp。
如（AC）n
(TG)n
（CGG）n
➢ If not specified, “genome” usually refers to the nuclear genome
基因组的结构与功能(分子生物学))
基因组的结构与功能(分子生物学))
基因组的结构与功能(分子生物学))
不同的生物体，其基因组的大小和复杂程度各不相同
进化程度越高的生物其基因组越复杂
基因组的结构与功能(分子生物学))
Fragile syndrome
the Fragile X Mental Retardation 1 Gene (FMR1) trinucleotide repetitive sequence (CGG) expansion
基因组的结构与功能(分子生物学))
many CGG tandem repeats in the 5’UTR Normal individuals have 5 to 50 CGG repeats FXS carriers have 53-200 repeats (premutation) Premutation does not cause mental retardation, but there is a high risk when it is passed to the next generation through a female Affected individuals have more than 230 repeats (full mutation) In the full mutation, the FMR1 gene is “shut off” and prevents the production of the FMR1 protein, which is considered important for brain development Girls are only carriers of the disorder, so they show less severe effects

现代分子生物学(笔记)_朱玉贤_第三版

第一章绪论分子生物学分子生物学的基本含义(p8)分子生物学是研究核酸、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，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。

分子生物学与其它学科的关系分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，凝聚了不同学科专长的科学家的共同努力。

它虽产生于上述各个学科，但已形成它独特的理论体系和研究手段，成为一个独立的学科。

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的科学，它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。

传统生物化学的中心内容是代谢，包括糖、脂类、氨基酸、核苷酸、以及能量代谢等与生理功能的联系。

分子生物学则着重阐明生命的本质----主要研究生物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。

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

探讨组成细胞的分子结构比单纯观察大体结构能更加深入认识细胞的结构与功能，因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。

分子生物学则是从研究各个生物大分子的结构入手，但各个分子不能孤立发挥作用，生命绝非组成成分的随意加和或混合，分子生物学还需要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，这在某种程度上是向细胞生物学的靠拢。

第一章序论1859年发表了《物种起源》，用事实证明―物竞天择，适者生存‖的进化论思想。

指出：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，彻底否定了―创世说‖。

达尔文第一个认识到生物世界的不连续性。

意义：达尔文关于生物进化的学说及其唯物主义的物种起源理论，是生物科学史上最伟大的创举之一，具有不可磨灭的贡献。

细胞学说细胞学说的建立及其意义德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。

分子生物学第一章

四、三链DNA
1957年发现在基因的调控区或染色质的重组部位有DNA的三螺旋结构
Hoogsteen配对
• 在三股螺旋中，通常是一条同型寡聚核苷酸与寡聚嘧啶核苷酸-寡聚嘌呤核苷酸双螺旋的大沟结合。第三股的碱基可与Watson-Crick碱基对中的嘌呤碱形成Hoogsteen配对。
• 第三股螺旋与寡聚嘌呤核苷酸同向平行。 • 类型：Py.Pu*Py Py.Pu*Pu
生物学意义
• DNA二级结构的各种构象间、二级结构和高级结构间、以及高级结构间的各种构象变化，始终处于一个动力学平衡中，是基因表达调控的基础
三、DNA的三级结构
• 概念：指在DNA双螺旋结构基础上，进一步扭曲折叠所形成的特定空间结构。 • 超螺旋DNA：指DNA双螺旋通过弯曲和扭转所形成的特定构象，是DNA三级结构的一种结构模式。
生物学意义
• DNA一级结构决定了DNA分子的多样性
– 由1000个脱氧核苷酸组成的DNA，有41000个排列组合，即有41000个DNA分子
• DNA一级结构的不同是物种间差异的根本原因。
• “基因”与“DNA”
– 不同的基因，其DNA顺序不同
二、DNA的二级结构
☆概念：
指两条脱氧核苷酸链（DNA单链/一级结构）以反向平行的形式，围绕一个中心轴盘绕所形成的双螺旋结构。
真核生物和原核生物mRNA结构比较
真核生物 mRNA
原核生物 mRNA
（二）tRNA的结构与功能
tRNA一级结构特点
• 70-90个核苷酸组成 • 3′端：CCA序列（ CpCpAOH ）
– 氨基酸通过与3′-OH端连接，形成氨基酰-tRNA分子
• 含稀有碱基

生物学中的分子生物学和遗传学

生物学中的分子生物学和遗传学生物学是科学的一个重要分支，研究生命现象及其间的相互关系。

其中，分子生物学和遗传学是现代生物学中最重要的两个领域。

一、分子生物学分子生物学研究的是有机体及其部分组成的细胞 molecular mechanism 和分子进化等。

分子生物学探讨的主要是DNA、RNA、蛋白质等分子，以及它们之间的关系。

这一领域的发展，促进了生物学的发展和多种研究领域的兴起。

1. DNA 的重要性在分子生物学中，DNA (Deoxyribonucleic acid) 备受瞩目。

DNA分子是细胞的遗传物质，在遗传信息的传递过程中起着重要的作用。

在遗传学中，代际之间的遗传信息传递是通过DNA进行的，而DNA的信息则被转化为蛋白质的结构。

DNA是由四种碱基（adenine、thymine、cytosine、guanine）构成的双链螺旋结构，它是生命的基础。

DNA的结构决定了它的功能，不同的物种拥有不同的DNA序列和染色体数量。

2. RNA 的重要性RNA（Ribonucleic acid）是一种与DNA密切相关的分子，通常作为DNA在转录和翻译过程中的中介分子。

RNA分子主要分为蛋白质编码RNA和非编码RNA两类。

蛋白质编码RNA主要承担转录和翻译过程中的信息传递，而非编码RNA则具有多种重要生物学功能。

非编码RNA具有多种功能，如调控基因表达，保持细胞内部环境的稳定性以及修饰蛋白质。

许多研究表明，非编码RNA在生命过程中发挥着至关重要的作用。

3. 蛋白质的重要性蛋白质是生命体中许多功能和组成的重要部分。

蛋白质由20种不同的氨基酸组成，其结构和功能复杂多样。

蛋白质的形成和合成过程非常复杂，其中包括转录、翻译等多个环节，这些过程的发现和研究对于生命科学的研究具有重要影响。

目前，许多生物学研究中都应用到了分子生物学的技术和手段。

例如，通过 CRISPR/Cas9 技术对基因进行编辑，等等。

二、遗传学遗传学研究的是遗传变异、遗传规律及其调控，以及遗传信息的传递、维持和表达等方面的基础理论和方法。