大学分子生物学经典双语课件Chapter Introduction
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第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
大学分子生物学经典双语课件
2.1.2.2 Conformation polymorphism of the double helix
Alternative doublehelical structures of DNA
Base Obliquity
helix rise per base pair
bp number per turn
biological activity changed (even lost)； viscosity decreased，粘度 solubility decreased,溶解度 Hyperchromicity: the absorbance of ssDNA is greater than that dsDNA.增色 concentration = 50μg/ml： dNTPs A260 = 1.60 S.S DNA A260 = 1.37 D.S DNA A260 = 1.0
2.1.3
Triplex DNA
1953, Watson & Crick proposed D.S DNA model and found many redundant hydrogen bonding donor and receptors along big grooves. 1957, Felsenfeld proposed T.S DNA concept
transferring the other dsDNA through the break.
Type I topoisomerase
Type II topoisomerase
Contents
1
2 3 4 5 6 7
Structure of DNA Denaturation, renaturation and hybridization
2024年《分子生物学》全册配套完整教学课件pptx
2024/2/29
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
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核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
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储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
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癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
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22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
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核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
双语分子生物学ppt
主要参考教材
• PC Turner et al. Instant Notes in Molecular Biology (Second edition). BIOS Scientific Publishers Limited, 2000
• 分子生物学(第三版)导读版(精要速览系列) • 朱玉贤，李毅，郑晓峰编著。现代分子生物学（第3版） 高等教育出版
2.2 Prokaryotic and Eukaryotic chromosome structure
2.1 Properties of nucleic acid
2.1.1 Nucleic acid structure 2.1.2 Chemical & physical properties 2.1.3 Spectroscopic (光谱学) & thermal （热力学） properties 2.1.4 DNA supercoiling
– Glycerides (甘油酯), phospholipids(磷脂)，sphingolipids （鞘脂，如神经氨酰）
• Complex macromolecules
– Nucleoproteins(核蛋白), ribozyme（核糖体） – Glycoproteins – Proteoglycans (mucoproteins)蛋白多糖（粘蛋白） – Lipid-linked proteins – glycolipids
A, B and Z helices
• Z－DNA：它是左手双螺旋，与右手螺旋的不同是螺距延长 (4.5nm左右)，直径变窄(1.8nm)，每个螺旋含12个碱基对， 分子长链中磷原子不是平滑延伸而是锯齿形排列，有如“之” 字形一样，因此叫它Z构象，这一构象中的重复单位是二核 苷酸而不是单核苷酸；而且Z－DNA只有一个螺旋沟，它相当 于B构象中的小沟，它狭而深，大沟则不复存在。
chapter1(introduction)
• Bone Marrow • Thymus
— Secondary lymphoid organs
• Lymph nodes • Spleen • Mucosa-associated lymphoid tissues(MALT)
Cells of Immune System
— Mononuclear phagocyte system
Components of immune system
• Organs and tissues • Cells • Molecules
Components of immune system
Organs and Tissues of Immune System
—Primary lymphoid organs
Iห้องสมุดไป่ตู้MUNOLOGY
College of Life Science Liaoning University
2009
Chapter 1 Introduction Outline:
1. Why Do We Study Immunology? 2. What Is Immunology?
Section 1 Why do we study Immunology 1 Importance in Life Science
— Antibody
— Complement
— Cytokines
— MHC molecules
— Others
Adhesion Molecules Acute phase proteins
3.Action mode of Immune System
Function
Physiology
• Immunologic defense
— Secondary lymphoid organs
• Lymph nodes • Spleen • Mucosa-associated lymphoid tissues(MALT)
Cells of Immune System
— Mononuclear phagocyte system
Components of immune system
• Organs and tissues • Cells • Molecules
Components of immune system
Organs and Tissues of Immune System
—Primary lymphoid organs
Iห้องสมุดไป่ตู้MUNOLOGY
College of Life Science Liaoning University
2009
Chapter 1 Introduction Outline:
1. Why Do We Study Immunology? 2. What Is Immunology?
Section 1 Why do we study Immunology 1 Importance in Life Science
— Antibody
— Complement
— Cytokines
— MHC molecules
— Others
Adhesion Molecules Acute phase proteins
3.Action mode of Immune System
Function
Physiology
• Immunologic defense
分子生物学 第一章 绪论 PPT课件
Friedrich Miescher (1844-1895)
1869年 法国的米歇尔从白细胞核中分离出DNA
1879年
德国生物学家弗莱明发现细胞核内的染色体 1903年
Wilhelm Ludwig Johannsen 1857～1927
美国细胞学家萨顿提出了遗传的染色体学说
1909年
丹麦生物学家约翰逊创造了基因（gene）一词
解决可能引发的伦理,法律和社会问题
物种 DNA数量
HBV 3.2kb
噬菌体 49kb
大肠杆 4000kb
酵母 17000kb
果蝇 164000kb
人 3000000kb
分级鸟枪测序法
基因组DNA细菌人工染色体 DNA克隆的排序（物理作图）
分段测序
随机打断后克隆 DNA测序
DNA序列的组装
基因组测序 的一般流程
诺贝尔生理和医学奖
诺贝尔生理和医学奖
诺贝尔化学奖 诺贝尔生理和医学奖
1975年 D.Baltimore 逆转录酶，DNA病毒
诺贝尔生理和医学奖
H.M.Temin
R.Dolbeco
1978年 W.Arber
DNA限制性内切酶
诺贝尔生理和医学奖
D.Nathens
H.O.Smith
1980年 P.Berg
1994 Transgenic tomatoes sold in the shops
Two methods of producing transgenic mice
转基因 动物的 一般制 备过 程。
转基因动 物的一般 制备过程 （续）。
1988 Transgenic sheep
1989 a transgenic pig
分子生物学英文课件：Chapter2 Metabolism of Nucleotides
* AMP, GMP, dAMP, dGMP IMP, XMP *ADP, GDP, dADP, dGDP *ATP, GTP, dATP, dGTP
• Anabolism
*de novo synthesis pathway *salvage pathway
• Catabolism
de novo synthesis of purine nucleotides
PRPP synthetase
(Ⅰ)
1
(Ⅱ)
.
9
amidotransferase
(Ⅱ)
2
(PRA)
(Ⅲ)
7
5 4
9
9
3
4
(Ⅲ)
5 34
7 8
9
(Ⅳ) (GAR)
8
H2O 6
7
5 34
Ring closure 9
(Ⅶ) (AIR)
8 7
5 4 9
(Ⅴ) (FGAR) 5
(Ⅵ) (FGAM)
7 5
H2O
Ribonucleotide reductase Thioredoxin reductase
GTP
dGMP dGDP dGTP
GDP ADP GMP AMP
IMP
ATP
dAMP dADP dATP
AA, CO2, 1-carbon unit
dAMP dADP
AMP ADP
IMP
GMP GDP
• carriers of chemical energy (ATP) • components of the cofactors (NAD+, FAD, and
coenzyme A) • activated biosynthetic intermediates (UDP-
• Anabolism
*de novo synthesis pathway *salvage pathway
• Catabolism
de novo synthesis of purine nucleotides
PRPP synthetase
(Ⅰ)
1
(Ⅱ)
.
9
amidotransferase
(Ⅱ)
2
(PRA)
(Ⅲ)
7
5 4
9
9
3
4
(Ⅲ)
5 34
7 8
9
(Ⅳ) (GAR)
8
H2O 6
7
5 34
Ring closure 9
(Ⅶ) (AIR)
8 7
5 4 9
(Ⅴ) (FGAR) 5
(Ⅵ) (FGAM)
7 5
H2O
Ribonucleotide reductase Thioredoxin reductase
GTP
dGMP dGDP dGTP
GDP ADP GMP AMP
IMP
ATP
dAMP dADP dATP
AA, CO2, 1-carbon unit
dAMP dADP
AMP ADP
IMP
GMP GDP
• carriers of chemical energy (ATP) • components of the cofactors (NAD+, FAD, and
coenzyme A) • activated biosynthetic intermediates (UDP-
分子生物学01绪论ppt课件
The PCR Revolution
PCR has greatly facilitated and revolutionized molecular diagnostics. Its most powerful feature - large amount of copies of the target sequence generated by its exponential amplification, which allows the identification of a known mutation within a single day.
One of the most important biological discovery in the 20th century
Discovery of DNA Structure
Rosalind E. Franklin 1920–1958
The structure of DNA was determined using X-ray diffraction techniques. Much of the original X-ray diffraction data was generated by Rosalind E. Franklin.
2
General Introduction
History of Molecular Biology Contents of Molecular Biology Prospects of Molecular Biology
3
1. General Introduction
If you get the gene, you will get the protein.
10
PCR has greatly facilitated and revolutionized molecular diagnostics. Its most powerful feature - large amount of copies of the target sequence generated by its exponential amplification, which allows the identification of a known mutation within a single day.
One of the most important biological discovery in the 20th century
Discovery of DNA Structure
Rosalind E. Franklin 1920–1958
The structure of DNA was determined using X-ray diffraction techniques. Much of the original X-ray diffraction data was generated by Rosalind E. Franklin.
2
General Introduction
History of Molecular Biology Contents of Molecular Biology Prospects of Molecular Biology
3
1. General Introduction
If you get the gene, you will get the protein.
10
分子生物学英文课件：lecture1 Welcome to Molecular Biology(1)
1. Carefully read each Part Introduction to find
教师介绍
the connections between different chapters of
课程介绍 课程内容 知识回顾 小结
each Part, and how the contents are organized. 2. Find the organization of each chapter by
reading the Chapter Introduction. 3. Read the figures to understand the concept in
each subtitle.
Main principles: from large view to details, from
easy to difficult.
have learnt (understood and mastered), any progress? • 5. Improve your study through discussion and quiz.
• 6. Don’t be pretentious when you learn well and don’t be disappointed, either.
Robert F. Weaver. Molecular Biology, (5th Edition) 现代分子生物学（第三版）（作者: 朱玉贤 李毅 郑晓峰）高等教 育出版社
大连理工大学
Molecular 教材-Molecular Biology of the Gene, 5/E
Biology
1 导言
几丁质合酶 几丁质内切酶及几丁质外切酶 几丁质去乙酰化酶
分子生物学双语
Molecular Biology 分子生物学
分子生物学双语
Chapter 1 Welcome to Molecular Biology
➢ What is Molecular Biology? ➢ Why should we learn? ➢ How should we learn?
分子生物学双语
分子生物学双语
普通生物学
分类单位: 界门纲目科属种
分子生物学双语
微生物学
分子生物学双语
细胞生物学
分子生物学双语
生物化学
分子生物学双语
分子生物学的延伸
分子生物学
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
分子细胞生物学 分子免疫学 分子病毒学 分子生理学 分子考古学
分子生物学双语
3)分子生物学的主要任务：
– 阐明这些生物大分子复杂的结构及结构与功能的
关系。 – 揭示生命的本质的分子机理
• Examples: Flash1
– Human immunodeficiency virus (HIV) is a lentivirus慢病毒(a member of the retrovirus 逆 转录病毒 family) that causes acquired immunodeficiency syndrome (AIDS)
分子生物学双语
4. History of Molecular Biology 分子生物学发展简史
分为三个主要阶段:
• 对DNA和遗传信息传递的认识阶段
– 确立DNA为生物遗传物质的地位
• 重组DNA技术的建立和发展阶段 • 重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展
阶段
分子生物学双语
Chapter 1 Welcome to Molecular Biology
➢ What is Molecular Biology? ➢ Why should we learn? ➢ How should we learn?
分子生物学双语
分子生物学双语
普通生物学
分类单位: 界门纲目科属种
分子生物学双语
微生物学
分子生物学双语
细胞生物学
分子生物学双语
生物化学
分子生物学双语
分子生物学的延伸
分子生物学
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
分子细胞生物学 分子免疫学 分子病毒学 分子生理学 分子考古学
分子生物学双语
3)分子生物学的主要任务：
– 阐明这些生物大分子复杂的结构及结构与功能的
关系。 – 揭示生命的本质的分子机理
• Examples: Flash1
– Human immunodeficiency virus (HIV) is a lentivirus慢病毒(a member of the retrovirus 逆 转录病毒 family) that causes acquired immunodeficiency syndrome (AIDS)
分子生物学双语
4. History of Molecular Biology 分子生物学发展简史
分为三个主要阶段:
• 对DNA和遗传信息传递的认识阶段
– 确立DNA为生物遗传物质的地位
• 重组DNA技术的建立和发展阶段 • 重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展
阶段
相关主题
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我国离世界一流大学有多大距离？
最突出地表现在原创性成果、教师质量、 科研经费和国际化方面，特别是诺贝尔 奖 、 Nature 和 Science 论 文 、 科 研 经 费、博士教师比例、研究生中留学生比 例等有很大差距。
耶鲁校长（查德·莱文）——预估25年内，亚 洲地区的大学将能与美国“长春藤”名校以及 英国剑桥、牛津等知名学府并驾齐驱。
大学分子生物学经典 双语课件Chapter
Introduction
教学计划
第一章 绪论 第二章 基因与染色体 第三章 DNA复制 第四章 基因突变与交换 第五章 RNA转录 第六章 蛋白质翻译 第七章 原核生物基因表达调控 第八章 真核生物基因表达调控
二十一世纪——生命科学世纪
生命科学是21世纪自然科学的前沿学科 近年各国政府对生命科学极为重视
3.30
140, 901
4.04
2.94
124, 557
3.57
2.27
98,673
2.83
2.18
95,843
2.75
2.15
100,241
2.88
2.12
89,441
2.57
1.93
/
/
0.93
/
/
0.26
/
/
100
≈3, 485, 000
100
2000-2010年分子生物学与遗传学领域论文按论文总数排名
名次
1 2 3 3 学
哈佛大学(Harvard) 斯坦福大学(Stanford) 加州理工学院(Caltech) 麻省理工学院(MIT) 芝加哥大学(Chicago) 伯克利加州大学(UC Berkeley) 哥伦比亚大学(Columbia 普林斯顿大学(Princeton) 洛克非勒大学(Rockefeller U) 康奈尔大学(Cornell) 耶鲁大学(Yale) 伊利诺大学(U Illinois，Urbana) 宾夕法尼亚大学(U Penn)
4
2
0
-2
-4 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Time (s)
A. (上)围棋 B.（下）国际象棋的大脑活动情况
围棋与国际象棋的区别：较强的激活 围棋-右侧，国际象棋-左侧。 有证据表明: 右半球参与整体水平加工. 本结果提示： 围棋--更依赖于-整体水平加工， 国际象棋--更注重于-局部计算。
8,395,797
所占比例
论文量
所占比例
(1992-2001年) (1996-2000年) (1996-2000年)
30.13
1,221,435
35.05
7.72
326, 876
9.38
7.10
302,767
8.69
6.55
278,418
7.99
5.29
221,024
6.34
3.98
161,541
4.64
3、多学科交叉
世界一流大学有什么标准？
公认的世界一流大学的基本特征
上海交通大学21世纪发展研究院和高等教育研究所
1.科研成果卓著，学术声誉很高 2.学术大师汇聚，教师素质很高 3.科研经费充裕，研究力量雄厚 4.办学特色鲜明，办学理念明确 5.管理科学规范，杰出校长掌舵 6.学生素质一流，生师比例不高 7.学科水平很高，门类较为齐全 8.国际化程度高，留学生比例高 9.经费投入巨大，办学设施优良
6.76
11.85
4
物理学
944703
6.34
11.25
5
工程
607895
2.53
7.24
6
材料科学
307340
3.34
3.66
7
社会科学(一般)
297992
2.79
3.55
8
地球科学
235808
6.54
2.81
9
数学
211452
2.22
2.52
10
环境/生态学
188617
6.09
2.25
11
计算机科学
美国对不同学科投入的相对分布
生命科学
49％
物质科学
11.36%
环境科学
8.06%
数学与计算机科学
5.77%
心理科学
4.57%
国际科学论文产出的学科分布
论文量排序 学科领域 学科论文数量 篇均被引频次 论文所占比例(%)
1
生物科学
12.15
27.17
2
临床医学
8.78
20.82
3
化学
994956
149223
2.13
1.78
12
农业科学
145552
3.68
1.73
13
空间科学
142523
9.95
1.7
14
经济和商业
117132
3.36
1.4
15
多学科
23414
1.19
0.28
合
计
7.59
100
《生物产业发展“十二五”规划》 生物农业被提到了第一位
“中国生物科技与产业发展论坛”
一是加强生命科学前沿技术的研究； 二是加速推进农业生物技术，培育转基因动植物新品种； 三是大力发展生物医药技术。
2000-2010年分子生物学与遗传学领域论文按总被引次数排名
中国科学论文产出的学科分布 （1992-2001年）
美国“长春藤盟校”
布朗大学（Brown University） 哥伦比亚大学（Columbia University） 康奈尔大学（Cornell University） 哈佛大学（Harvard University） 宾州大学（University of Pennsylvania ） 普林斯顿大学（Princeton University） 耶鲁大学（Yale University） 达特茅斯学院（Dartmouth College）：
诺贝尔获奖 数目
30 16 15 15 15 14 14 10 10 8 5 4 4
主要国家（地区）的论文量及占全球的比例
国家
美国 日本 德国 英格兰 法国 加拿大 意大利 俄罗斯 澳大利亚 西班牙 中国（11） 荷兰 印度 台湾 香港
全球合计
论文量 (1992-2001年)
2,529,504 648,045 596,148 550,305 443,738 334,328 277,281 246,818 190,543 182,909 180,424 177,761 161,974 77,836 21,648
21世纪生命科学的特点
1、各种组学研究使得生命科学分析与综合结合 分析与综合相结合 Systems Biology
2、由描述性的定性的科学走向精确定量的科学
BOLD signal change (%)
BOLD signal time course in left and right BA7 6
Left Right