过程分子生物学(1 )
医学分子生物学名词解释-1
1.启动子：启动子是基因转录起始所必须的一段DNA序列，是基因表达调控的上游顺式作用元件之一2.增强子：能强化转录起始的序列为增强子或强化子，与启动子一起都可视为基因表达调控中的顺式作用元件。
无论位于靶基因的上游、下游或内部都可以发挥作用。
3.抗终止因子：抗终止因子是指能在特定位点阻止转录终止的一类蛋白。
这些蛋白与RNA聚合酶的核心酶结合，使RNA能越过终止子，继续转录DNA。
4.上游启动子元件：TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件，它们决定转录产物产率高低。
5.帽子结构：通过倒扣GTP和特殊的甲基化修饰而加在真核mRNA5′端的特殊结构，可保护mRNA的稳定，形似帽子而得名。
6.顺式作用元件：是指对基因表达有调节作用的DNA序列，如启动子、增强子等。
其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因。
7.反式作用因子：是指远离受影响的基因之外的基因所编码的产物，又称为转录因子（本质是蛋白质）。
有特异性和非特异性之分。
8.结构基因和调节基因结构基因：编码功能各异的蛋白质或RNA的特异DNA序列。
调节基因：编码那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质(即调控RNA和调控蛋白)的特异DNA序列。
9.组成蛋白和调节蛋白组成蛋白：细胞内有许多种蛋白质的含量几乎不受外界环境的影响，这些蛋白质称为组成蛋白。
调节蛋白:是一类特殊的蛋白质，是调节基因的产物，它们可以影响一种或多种基因的表达。
有两种类型的调节蛋白，即起正调节作用的激活蛋白和起负调节作用的阻遏蛋白。
10.异染色质：细胞间期核内染色质压缩程度较高，碱性染料着色较深的区域。
着丝粒、端粒、次缢痕， DNA主要是高度重复序列，没有基因活性。
11.核小体：核小体是染色体的基本组成单位，它是由DNA和组蛋白构成的，组蛋白H3、H4、H2B、H2A各两份，组成了蛋白质八聚体的核心结构，大约200bp的DNA盘绕在蛋白质八聚体的外面，相邻两个核小体之间结合了1分子的H1组蛋白。
名词解释：分子生物学
名词解释：分子生物学
分子生物学是一门研究生物体及其组织、细胞和分子层面上的
生物学现象和机制的学科。
它探究生物体的结构、功能和相互作用，以及这些过程背后的分子机制。
在分子生物学中，研究者关注的是生命的基本单位——分子。
他们研究DNA、RNA和蛋白质等生物分子的结构和功能，以及它
们在细胞内的相互关系。
分子生物学的研究领域非常广泛。
它包括基因结构和功能的研究，以及基因的表达、转录和翻译过程。
此外，分子生物学也涉及
到进化、遗传学、生物工程和药物研发等领域。
分子生物学的研究方法多样且不断发展。
常用的方法包括
DNA测序、PCR、蛋白质电泳和基因工程技术等。
这些方法使得
研究者能够深入研究生物分子的结构和功能，揭示它们对生物体的
影响。
总体而言，分子生物学对于我们理解生命的奥秘、解决疾病和推动生物技术和医学的发展具有重要意义。
通过研究生物分子的组成和相互作用，我们能够更好地理解生命的起源、进化和机制，为人类的健康和科学研究做出贡献。
分子生物学名词解释1
分子生物学名词解释第二章(主要的:核小体、半保留复制、复制子、单链结合蛋白、岗崎片段、错配修复、DNA的转座、C值矛盾、前导链与后随链。
)1. C值反常现象(C值矛盾C-value paradox):C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开，这就是著名的“C值反常现象”。
C值一般随着生物进化而增加，高等生物的C值一般大于低等生物。
某些两栖动物的C值甚至比哺乳动物还大，而在两栖动物里面，C值变化也很大。
2.DNA的半保留复制:由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。
3.DNA聚合酶:●以DNA为模板的DNA合成酶●以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物●反应需要有模板的指导●反应需要有3 -OH存在●DNA链的合成方向为5 34.DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。
但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用5.DNA 拓扑异构酶(DNA Topisomerase)：拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接，作用是松解负超螺旋。
主要集中在活性转录区，同转录有关。
例：大肠杆菌中的ε蛋白拓扑异构酶Π：该酶能暂时性地切断和重新连接双链DNA，作用是将负超螺旋引入DNA分子。
同复制有关。
例：大肠杆菌中的DNA旋转酶6. DNA 解螺旋酶/解链酶（DNA helicase)通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。
E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。
rep蛋白沿3 ’ 5’移动，而解螺旋酶I、II、III沿5 ’ 3’移动。
7. 单链结合蛋白(SSBP-single-strand binding protein)：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。
分子生物学教程
分子生物学教程
分子生物学教程主要涵盖了分子生物学的基础理论和实验技术，包括DNA、RNA和蛋白质的结构和功能，基因表达的调控，以及基因工程技术等内容。
具体来说，分子生物学教程一般包括以下几个部分：
1. 分子生物学基础：介绍分子生物学的基本概念、研究领域和学科发展历程。
2. DNA结构和功能：介绍DNA的基本结构、组成和功能，包括DNA的复制、转录和修复等。
3. RNA结构和功能：介绍RNA的基本结构、组成和功能，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
4. 蛋白质结构和功能：介绍蛋白质的基本结构、组成和功能，包括酶、受体和通道等。
5. 基因表达调控：介绍基因表达的调控机制，包括转录调控、转录后调控和表观遗传学等。
6. 基因工程技术：介绍基因工程技术的基本原理和应用，包括基因克隆、基因敲除和基因编辑等。
7. 实验技术：介绍分子生物学实验的基本技术和方法，包括PCR、Western blot、基因表达分析等。
此外，分子生物学教程还包括一些进阶内容，如基因组学、蛋白质组学和代谢组学等新兴领域，以及分子生物学在医学、农业和工业等领域的应用。
总之，分子生物学教程旨在为学生提供全面的分子生物学知识和实验技能，为学生未来的科研或职业发展奠定基础。
分子生物学中的转录和翻译过程
分子生物学中的转录和翻译过程转录和翻译是分子生物学中的两个重要过程。
转录是指从DNA模板合成RNA分子的过程，其中RNA作为信息的中介传递到细胞内的核外，然后供翻译使用。
翻译是指将RNA翻译成蛋白质序列的过程，是生命体系中产生多种功能蛋白质的基础。
本文将分别介绍这两个过程的机制和重要性。
一、转录过程转录是一种基因表达过程，它涉及到模板DNA的开放和RNA合成。
本质上，转录是一种DNA依赖性RNA合成过程，能够启动生物体内大多数核苷酸序列的表达。
相比DNA，RNA分子更易于合成和分解，并且具有许多不同类型：传递RNA（tRNA）、转运RNA（rRNA）和信使RNA（mRNA）等。
转录过程的主要步骤如下：1. 启动子序列的结合：RNA聚合酶必须与某种DNA序列结合才能启动合成RNA的过程。
启动子序列通常位于基因的起始位置，用于指示RNA酶具体在哪一片段开始转录。
2. 开链：RNA酶从DNA双链中打开某一区段，从而产生一个开放的DNA单链。
该单链被稳定地保护，以避免在转录期间被其他元件损坏。
3. 合成RNA：RNA聚合酶沿着单链DNA向前移动，并利用进入口处的核苷酸再合成一个反义核苷酸链的RNA分子。
RNA聚合酶仅将核苷酸添加到5'末端，仅被用作RNA合成起始部分的碱基标志在3'末端停止合成。
整个过程持续到RNA合成末端的终止序列，然后RNA成品释放，并RNA聚合酶从DNA模板中离开。
二、翻译过程翻译是将RNA序列转化为蛋白质的序列的过程，可以分为三个主要步骤：启动、延长和终止。
启动从AUG（起始）密码子开始，在三联码（一种由三个核苷酸组成的密码子，每个三联码都代表一条氨基酸）的作用下继续进行。
翻译过程必须稍微转换一下信息：DNA中的碱基序列被翻译成RNA中的天然核苷酸单元，然后转变为氨基酸的多肽链中的化学信号。
然而，在许多细胞中，许多会影响翻译机制的复杂调节机制也存在。
三、结论转录翻译是基因表达的重要过程，可实现生命中原始信息的继承、分化和增加。
分子生物学的基本原理与方法
分子生物学的基本原理与方法分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科，是现代生物学的重要分支。
本文将介绍分子生物学的基本原理和常用的实验方法。
一、分子生物学的基本原理分子生物学的基本原理是基于遗传物质DNA的复制、转录和翻译过程。
DNA是生物体内的遗传物质，它携带了生物个体的遗传信息。
DNA的复制是指DNA分子通过自我复制过程，使得每个新合成的DNA分子与原始DNA分子具有相同的遗传信息。
转录是指DNA通过酶的作用，产生RNA分子的过程。
转录产生的RNA可以是信使RNA （mRNA）、转运RNA（tRNA）或核糖体RNA（rRNA），这些RNA 分子在翻译过程中发挥重要的作用。
翻译是指RNA分子通过核糖体的作用，将RNA上的密码子翻译成氨基酸序列，合成蛋白质。
分子生物学的基本原理还包括基因的表达调控机制。
基因表达是指基因通过转录和翻译过程产生蛋白质的过程。
在这个过程中，细胞内的信号分子会识别和结合到基因的启动子区域，调控基因的转录水平。
转录因子是一种可以结合到启动子区域的蛋白质，它们可以促进或抑制基因的转录过程。
此外，还有一些表观遗传学的机制，如DNA甲基化和组蛋白修饰等，也参与了基因的表达调控。
二、分子生物学的基本方法1. DNA提取：DNA提取是从生物体组织或细胞中分离纯化DNA的过程。
常用的DNA提取方法包括酚-氯仿法、盐析法和柱层析法等。
2. 聚合酶链式反应（PCR）：PCR是一种用于增加DNA片段数量的方法，它可以在体外通过模拟DNA复制过程，快速地合成大量特定DNA序列。
PCR可以应用于基因检测、DNA序列扩增和基因克隆等领域。
3. 凝胶电泳：凝胶电泳是分子生物学中常用的实验方法，可以将DNA、RNA或蛋白质根据其大小和电荷迁移率分离。
通过观察样品在凝胶上的迁移情况，可以判断目标分子的大小和纯度。
4. 蛋白质表达与纯化：蛋白质表达与纯化是分子生物学中用于获得特定蛋白质的方法。
分子生物学知识：蛋白质翻译的过程及调控
分子生物学知识：蛋白质翻译的过程及调控蛋白质是生物体内最重要的基本分子之一，翻译是蛋白质合成的第二步，是DNA变成蛋白质的过程，也是分子生物学领域研究的一个重要方向。
本文将详细介绍蛋白质翻译的过程和调控机制。
一、蛋白质翻译的基本过程蛋白质翻译是利用mRNA编码信息合成相应氨基酸序列的核糖体的过程。
它包括：识别mRNA上的起始密码子，启动翻译，不断读取mRNA 上的密码子，带有相应氨基酸的tRNA进入到核糖体中，形成肽键，不断合成肽链，显示蛋白质的三维结构，合成终止信号序列，终止翻译。
蛋白质翻译的过程是一个高度精密和高效的生物学过程，涉及到多个组分的协同作用。
其中，核糖体大小会影响识别mRNA上的起始密码子，载体和氨基酸修饰酶与氨基酸配对会影响tRNA的选择，异戊二烯基腺嘌呤和三磷酸腺苷在翻译的实时调控中扮演重要角色，参与调控的成分还包括反式作用元件，转录因子和小分子抑制剂等。
二、蛋白质翻译的调控1.核糖体大小有些原核生物通过改变核糖体大小来对蛋白质翻译进行调控。
多种感受器和蛋白质参与这一过程，如当环境营养缺乏时，Hfq蛋白可促进核糖体70S向50S的转化，从而抑制蛋白质合成。
此外，原核生物还能利用梭菌素等类似物质的抗生素来抑制蛋白质的合成。
2.tRNA的选择tRNAs中含有反式作用元件，这类元件会抑制或促进某些tRNA和核糖体间的接合。
例如ppGpp可作为氨基酸饥饿的信号，抑制酰-tRNA 合成酶，并促进详尽起始密码子使用不同的tRNA。
3.氨基酸与酰化酶配对氨基酸合成的过程包括转化、进入、修饰、以及由活化氨基酸转化而成的酰化实体等，这一过程中，一些特殊酰化实体可作为信号调控翻译速度，例如当丙氨酸浓度较低的时候，一些细菌会使用一个二氢叶酸-腰凝酶作为丙氨酸，同时可以调控不同tRNA对于不同氨基酸的选择。
4.mRNA的选择mRNA上的核糖体启动区，其中以AUG国际起始密码子为中心的25个核苷酸序列，是蛋白质翻译始动的重要标志。
受精过程中的分子生物学机制
受精过程中的分子生物学机制受精是生命的起源，在这一过程中，两个单细胞生物体-精子和卵子-结合并融合成一个新的单细胞生物体-受精卵。
这个过程涉及到复杂的细胞分子生物学机制。
精子及其运动方式精子是由男性生殖系统产生的生殖细胞，它们必须游向卵子才能有效地受精。
精子的运动是由鞭毛和细胞外膜的亚结构所控制。
游离在生殖道中的精子通过化学信号被吸引到靠近卵子的区域。
当到达卵子附近时，精子将利用两种运动方式：跃进运动和游泳运动。
跃进运动使精子能够从粘液中脱颖而出，然后游泳运动能够沿着生殖道充分获得能量，并最终在卵子外膜处捕获。
卵子的形成和特征卵子是由女性生殖系统产生的生殖细胞，与精子一样是体内的单细胞生物体。
卵子的体积是精子的数千倍，但它们不比精子更能活动。
它们具有多到数百个细胞的细胞外膜和一颗形状特殊的细胞核。
在卵子形成过程中，酪氨酸激酶（tyrosine kinase）是卵子中的一个关键蛋白质，它能够使卵子细胞外膜上的受体活性化并有效地参与胞质中的酶和其他生物化学过程。
受精过程中的细胞信号在受精过程中，卵子与精子之间的交互信息是通过细胞间信号传递的方式完成的。
在精子被卵子吸引之后，它们会释放一种酶以破坏卵子上的细胞外膜。
然后卵子会将另外一种酶永久性释放到外面，防止其他精子进入，同时使卵子发生一个方向性的变化，形成卵子-精子接头。
接着，可以分为两个部分：融合和发展。
在融合期间，两个细胞的细胞膜会互相接触并融合，将精子细胞膜上的蛋白质、受体和信号物转移到了卵子膜。
这些信号会通过细胞内的通路传递，并导致卵子第一次分裂。
发展阶段是一个复杂的过程，需要各种不同类型的基因表达进行调节，产生和调配不同的细胞和细胞组织。
同时，营养和其他类型的生物化学特征也要考虑到。
总之，在受精之后，卵子和精子的细胞生物学特征会发生巨大的变化，从而激活发展期间的生命过程。
现代分子和细胞生物学的技术正在帮助我们深入理解生殖细胞之间的信号交互，以及其它发、育相关的病理生理学基础。
分子生物学PCR技术原理：DNA扩增过程
分子生物学PCR技术原理：DNA扩增过程聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种分子生物学技术，用于在体外扩增DNA片段。
以下是PCR技术的基本原理：1. 反应组分：DNA模板：包含目标DNA序列的双链DNA。
引物（引导序列）：短的单链DNA片段，分别与目标DNA序列的两端结合。
DNA聚合酶：一种酶，能够合成新的DNA链。
核苷酸三磷酸（dNTPs）：包括腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）。
2. PCR过程：PCR通过三个步骤的循环来扩增目标DNA：a. 变性（Denaturation）：温度升高：反应混合物在高温下（通常为94-98°C）。
DNA解旋： DNA双链解旋成两个单链，分开成两个模板链。
b. 退火（Annealing）：温度降低：反应温度在50-65°C之间。
引物结合：引物结合到目标DNA的两端，形成引物-目标DNA复合物。
c. 延伸（Extension/Amplification）：温度升高：反应温度通常在72°C。
DNA聚合酶合成新链： DNA聚合酶以引物为起始点，向3'方向合成新的DNA链。
3. PCR循环：PCR循环包括多个变性、退火和延伸步骤，每个循环将产生新的DNA 复制。
循环次数的增加使目标DNA的数量指数级增加。
4. 最终产物：扩增的DNA：在PCR反应结束后，生成的DNA数量与初始目标DNA 相比大大增加。
双链DNA产物：通过PCR，可以得到目标DNA的大量双链DNA产物。
5. 应用：基因克隆： PCR可用于在基因工程中扩增目标基因。
遗传学研究： PCR可用于分析DNA标记、基因型和基因表达。
疾病诊断：在医学诊断中，PCR被用于检测病原体、基因突变等。
PCR技术的简便性和高效性使其成为分子生物学和遗传学研究中的重要工具，对于DNA扩增和特定序列的检测具有广泛的应用。
分子生物学实验
分子生物学实验分子生物学实验I. 实验概述分子生物学是生物学的一个重要分支，主要研究生物分子的结构、功能及其在生命过程中的作用。
在现代生命科学研究中，分子生物学技术的应用越来越广泛，包括基因克隆、基因表达、蛋白质结构、信号转导等多个方面。
本实验将介绍几种基本的分子生物学实验操作，包括DNA的提取、PCR扩增、电泳检测和蛋白质的SDS-PAGE分析，旨在提高学生对分子生物学基础知识和实验技能的掌握。
II. 实验材料及设备1. 细菌培养基、磷酸盐缓冲液、EDTA、裂解液等试剂；2. 离心管、洗涤管、PCR管、电泳槽等设备；3. 离心机、PCR仪、电泳仪等设备。
III. 实验步骤1. DNA的提取(1) 收集细胞收集需要提取DNA的细胞，如细菌、白细胞等。
将细胞转移到1.5mL离心管中。
(2) 细胞裂解加入200μl裂解液，轻轻摇晃离心管，使细胞充分裂解。
离心管可置于65°C水浴中处理10分钟，使DNA完全裂解。
(3) DNA提取加入500μl磷酸盐缓冲液和10μl EDTA，混匀后离心5分钟。
取上清液转移至新的离心管中，加入等体积的异丙醇，并轻轻倒置，使DNA在异丙醇界面上结团。
放置室温下10分钟，使用洗涤管将DNA结团转移到另一离心管中。
加入70%乙醇溶液洗涤2-3次，最后去除乙醇，用无菌水溶解DNA。
2. PCR扩增(1) 设计引物、制备PCR反应液按照所需扩增的DNA序列设计引物，制备PCR反应液，包括所需模板DNA、引物、Taq聚合酶、MgCl2等。
(2) PCR条件将PCR反应管放置PCR仪中，经过若干个循环，达到最终PCR产物的扩增。
PCR条件通常应选择对应引物特异性、Tm温度适中，并根据Taq聚合酶的活性和反应体系的最适条件优化所得。
常用的PCR条件为95℃预变性5min，94℃变性30s，Tm温度退火30s，72℃延伸1min，循环30-35次，最后72℃加延伸10min。
分子生物学课后答案总结
分⼦⽣物学课后答案总结现代分⼦⽣物学1-1修正后的中⼼法则：1-2肺炎链球菌感染⼩⿏，证明DNA是遗传物质：1-3噬菌体浸染细菌，证明DNA是遗传物质，⽽不是蛋⽩：（1）噬菌体侵染细菌的主要过程如下：①噬菌体尾部的末端（基⽚、尾丝）吸附在细菌表⾯；②噬菌体通过尾轴把DNA全部注⼊细菌细胞内，噬菌体的蛋⽩②噬菌体通过尾轴把DNA全部注⼊细菌细胞内，噬菌体的蛋⽩质外壳则留在细胞外⾯；③利⽤细菌的⽣命过程合成噬菌体⾃⾝的DNA和蛋⽩质；④新合成的DNA和蛋⽩质组装成与亲代完全相同的⼦噬菌体；④新合成的和蛋⽩质组装成与亲代完全相同的⼦噬菌体；⑤细菌解体，释放⼦代噬菌体，侵染其他细菌。
（2）2-1核苷酸的组成:核苷酸包括磷酸、核糖、碱基3部分。
2-2真核⽣物基因组的特点：2-3 C值、C值谬误：(1)C值通常是指⼀种⽣物单倍体基因组DNA的总量。
在真核⽣物中，C值⼀般是随着⽣物进化⽽增加的，⾼等⽣物的C值⼀般⼤于低等⽣物；(2)C值往往与种系进化的复杂程度不⼀致，某些低等⽣物却具有较⼤的C值，这就是C值谬误。
2-4核⼩体的组成、组蛋⽩的组成(1)核⼩体是染⾊质的基本结构单位，由~200bpDNA和组蛋⽩⼋聚体组成；(2)组蛋⽩是染⾊体的结构蛋⽩，有H1、H2A、H2B、H3 及H4 五种，与DNA共同组成核⼩体。
2-5 DNA的B型⼆级结构：B型是反向平⾏右⼿螺旋结构，有很宽较深的⼤沟和⼜窄⼜深的⼩沟，外型适中。
2-6 DNA的变性、复性：(1) 缓慢加热，使氢键断裂、双链解开，产⽣单链的DNA分⼦，这个过程叫变性；(2) 变性后分开的DNA分⼦的两条链，在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构这个过程被称为复性重新缔合形成双螺旋结构，这个过程被称为复性或退⽕。
2-7基因组、基因型、表型、染⾊体、染⾊质的英⽂和概念：(1)基因组genome 基因型genotype 表型phenotype 染⾊体chromosome 染⾊质chromatin；(2)①基因组：⽣物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括核中的染⾊体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA；②基因型：同⼀基因座位上多个等位位点的类型；③表现型：某个特定⽣物体中可观察到的物理或⽣理现象；④染⾊体：染⾊体是细胞内具有遗传性质的物体，易被碱性染料染成深⾊；⑤染⾊质:染⾊质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染⾊的物质，主要由DNA和蛋⽩质组成2-8细菌、⽔稻、⽟⽶、紫花苜蓿、⼩麦、⼈、果蝇的染⾊体数⽬：细菌1 ⽔稻12 ⽟⽶10 紫花苜蓿32 ⼩麦42 ⼈23 果蝇42-9DNA和RNA的英⽂全称：Deoxyribonucleic acid(DNA) Ribonucleic acid(RNA)3-1复制叉、复制⼦、多复制⼦：(1)复制时，双链DNA要解开成两股链分别进⾏，所以，复制起点呈叉⼦形式，被称为复制叉；(2)DNA的复制是由固定的起始点开始的，⼀般把⽣物体的复制单位称为复制⼦。
分子生物学习题答案
分子生物学习题答案篇一：分子生物学课后答案第一章绪论1.简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。
答：孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验，发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律；摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，成为现代实验生物学奠基人；沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。
2.写出DNA和RNA的英文全称。
答：脱氧核糖核酸（DNA, Deo_yribonucleic acid），核糖核酸（RNA, Ribonucleic acid）3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
答：其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定，而基因由于遗传的作用，其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。
4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤。
答：一，肺炎双球菌感染实验，1，R型菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。
2，S型菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3，用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；二，噬菌体侵染细菌的实验：1，噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。
2，DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S，所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。
用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
三，烟草TMV的重建实验：1957年，Fraenkel-Coat等人，将两个不同的TMV株系（S株系和HR株系）的蛋白质和RNA分别提取出来，然后相互对换，将S株系的蛋白质和HR 株系的RNA，或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起，重建形成两种杂种病毒，去感染烟草叶片。
分子生物学全套课件(2024)
2024/1/26
17
蛋白质在细胞中的作用
蛋白质可以作为酶催化生物体内 的化学反应，维持生命活动的正 常进行。
蛋白质可以作为载体运输物质， 如血红蛋白运输氧气和二氧化碳 。
蛋白质可以作为抗体参与免疫反 应，保护机体免受病原体的侵害 。
蛋白质是细胞结构和功能的基础 ，参与细胞的各种生命活动，如 催化、运输、免疫、调节等。
2024/1/26
21
基因表达调控的分子机制
DNA结合蛋白的作用
识别并结合特定DNA序列，影响基因转录。
染色质结构与基因表达
染色质结构的变化可影响基因的可及性和转 录活性。
2024/1/26
信号转导与基因表达调控
细胞外信号通过信号转导途径影响基因表达 。
转录后调控机制
包括mRNA剪接、转运、定位和降解等过程 对基因表达的调控。
比较基因组学分析
通过比较不同物种或不同个体之间的基因组差异，揭示物种进化、基 因功能等生物学问题。
生物信息学在基因组学中的应用
利用生物信息学方法对基因组数据进行挖掘和分析，发现新的基因、 突变位点以及与疾病相关的遗传变异等。
27
THANK YOU
感谢观看
2024/1/26
28
2024/1/26
8
DNA的复制与修复
01
02
03
DNA复制的过程
起始、延伸和终止三个阶 段，涉及多种蛋白质和酶 的参与。
2024/1/26
DNA复制的特点
半保留复制、半不连续复 制等。
DNA修复的机制
直接修复、切除修复、重 组修复和SOS修复等，用 于纠正复制过程中产生的 错误。
9
DNA的转录与表达
分子生物学中的PCR技术原理：DNA扩增过程
分子生物学中的PCR技术原理：DNA扩增过程PCR（聚合酶链式反应，Polymerase Chain Reaction）是一种在分子生物学中常用的技术，用于扩增DNA片段。
PCR可以在短时间内制备大量特定DNA序列，具有高度选择性和高效性。
以下是PCR技术的基本原理：1. 反应体系的构建：PCR反应需要以下组分：DNA模板：包含目标序列的DNA片段。
引物（引导PCR扩增的短单链DNA片段）：引物是两个，一个与目标序列的5'端相对应，另一个与3'端相对应。
DNA聚合酶：一种特殊的酶，能够在引物的引导下合成新的DNA 链。
四种核苷酸（A、T、C、G）：用于合成新的DNA链。
2. PCR反应的步骤：PCR通过多个温度周期性变化的步骤来实现DNA的扩增，主要包括：变性（Denaturation）：将PCR反应体系升温至94-98摄氏度，使DNA双链解开，生成两条单链模板。
退火（Annealing）：将温度降至50-65摄氏度，引物与目标序列互补结合，形成引物-模板复合体。
延伸（Extension）：将温度升至72摄氏度，DNA聚合酶沿着引物复合体合成新的DNA链，延伸到目标序列。
3. PCR循环：PCR循环通常重复20-40次以上，每个循环包括变性、退火、延伸三个步骤。
每一轮循环都会在前一轮的基础上扩增目标序列的数量，呈指数级增加。
4. 终止反应与分析：PCR反应完成后，通常会进行最终的延伸步骤，以确保所有的DNA 链都完全合成。
反应结束后，通过凝胶电泳、实时荧光PCR、DNA 测序等技术对PCR产物进行分析。
5. 应用：PCR技术在分子生物学研究、医学诊断、法医学和基因工程等领域广泛应用，例如基因突变检测、DNA克隆、DNA测序等。
PCR技术的原理简单而有效，使其成为分子生物学和遗传学研究中不可或缺的工具之一。
通过PCR，可以在短时间内扩增和检测极小量的DNA，为基因研究和生物医学研究提供了强大的支持。
分子生物学
第一章绪论名词解释1.分子生物学广义：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、规侓性和互相关系的科学，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。
狭义：研究范畴偏重于核酸（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。
2.信号传导：外部信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或其他细胞功能的应答过程。
3.转录因子：一群能与基因5’端上特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
4.RNA剪辑：当基因转录成pre—mRMA后，除了在5’端加帽及3’端加多聚A（ployA）之外，还要切去隔开各个相邻编码区的内含子，使外显子（编码区）相连后成为成熟MRNA。
简答题1.简述分子生物学的含义及研究内容（1）广义：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、规侓性和互相关系的科学，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。
狭义：研究范畴偏重于核酸（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（1）分子生物学的三条基本原理：构成生物体各类有机大分子的单体在不同的生物体中都是相同的。
生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规则。
某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
（2）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2.简述DNA重组技术的应用前景用于大量生产某种在正常细胞代谢中产量很低的多肽：如激素、抗生素、酶类、抗体等，提高产量，降低成本，使许多有用多肽得到广泛的应用。
用于定向改造某些生物基因组结构,使其具备的特殊经济价值或功能提高、扩大用于基础研究3.简述真核生物基因表达调控的三个水平。
调控：三个水平上信号传导：外部信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或其他细胞功能的应答过程。
分子生物学名词解释
1.癌基因（1）癌基因（oncogene, onc）是细胞内控制细胞生长的基因，在异常表达时，这些基因不受体内各种调节因素的影响，可持续表达或过高表达，其产物可以使细胞持续增殖。
癌基因（oncogene）有正常的生物学功能，主要是刺激细胞正常的生长，以满足细胞更新的需要。
（2）癌基因分两大类：A 一类是病毒癌基因，是存在于病毒基因组中的癌基因，这种基因不编码结构成分，对病毒的复制无作用，但可使细胞持续增殖B:一类是细胞癌基因，又称原癌基因。
细胞癌基因（cellular oncogene , c-onc）是在正常的真核细胞基因组中存在的有与v-onc 同源序列的基因，其功能是控制细胞生长。
（一）细胞癌基因在进化过程中是高度保守的，很多c-onc见于节肢动物（如果蝇），甚至见于酵母。
（二）c-onc是生命活动的基础，与细胞增殖分化密切相关，其表达与个体发育有关，受到严格程序调控，但并不具有致癌性。
2.原癌基因：原癌基因都是细胞内固有的基因，正常情况下参与细胞的增殖和分化的调控，只是当基因的结构和功能发生变异并具有使细胞发生恶性转化作用时，才被称为癌基因。
3.抑癌基因，又称抗癌基因（anti-oncogene），是指能够抑制细胞癌基因活性的一类基因，其功能是抑制细胞周期，阻止细胞数目增多以及促使细胞死亡。
当它失活后，可能使癌基因充分发挥作用而导致癌的发生发展。
4.细胞凋亡：细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
（1）细胞凋亡的特征•具有典型的特征，包括胞质浓缩、染色质凝集、染色体降解呈DNA ladder、细胞膜出芽形成凋亡小体（apoptosis bodies）。
•体内被正常细胞或吞噬细胞清除，而不引发炎症。
分子生物学实验 实验步骤 李明
5. 分别将两组反应液各转移到新的1.5ml离心管中，加入200ul的LB培养基，37℃复苏培养1小时。
（四）转化子的培养和筛选
1．取复苏菌液100ul，直接涂布于培养基上
2．转化实验组涂布含有Amp的LB培养基上；空白对照组涂布于含有Amp的LB培养基上和不含Amp的LB培养基上。
实验四 PCR技术及产物鉴定
实验步骤
配置PCR反应液于PCR管中
反应液加毕, 混匀，最后瞬时离心把反应液全部集中于PCR管底部。
２.PCR反应：按以下条件进行PCR反应
3.电泳（鉴定）
反应结束后，取3μl反应液，加入少量Loading buffer混匀，进行1％的琼脂糖凝胶电泳（150V）。（Marker由老师操作）。
3.小心吸去上清，加0.7ml培养基通过吹吸悬浮细胞，然后铺到3.5ml培养皿中（预先加入2ml培养基），摇匀；
4.镜检，观察细胞数量和形态；
5.27℃，2-3天后准备用来提取DNA；
实验二动物细胞DNA的提取
操作步骤
１.细胞的收集
（1）将细胞吹起,转入离心管(细胞数量少的补加100-200ul细胞悬液)。 1500g（4000rpm）离心5min,弃上清。
实验六感受态细胞的制备
1．37℃培养菌体约至OD600为0.3-0.4。
2．在洁净台上，每人取培养液一个1.5ml转入1.5ml离心管中，在冰上冷却10min,于4℃，4000rpm/min离心5min.
3.倒掉上清培养液，用750ul的CaCl2溶液轻轻悬浮细胞，冰浴10min. 于4℃，4000rpm/min离心5min.
分子生物学(完美版)
分子生物学绪论一、学科定义分子生物学是在分子水平研究生物结构和功能，研究生命现象的物质基础和揭示生命过程的基本活动规律的学科。
主要是指遗传、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。
二、研究对象、主要内容1． 对象：从广义的讲：蛋白质及核酸等所有生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴。
2． 主要内容我们学习的基础分子生物学主要包括以下内容：DNA 、染色体及基因组（分子生物学的物质基础）DNA 的复制与修复（遗传信息的世代传递，确保其精确的机制） 基因重组（生物变异与进化）RNA 的生物合成（遗传信息传递中的转录过程，转录后的加工） 蛋白质的生物合成（遗传信息传递中的翻译过程，遗传密码子）基因表达调控（基因的时序表达；3～4万个蛋白质编码基因是否意味着只有3万种蛋白质） DNA 操作技术（分子生物学发展的基础、工具)三、发展简史1．理论基础阶段分子生物学是一门深层的理论与实验科学，它必须在自然科学发展到一定的深度后才逐渐形成。
尤其得益于细胞学、遗传学和生物化学的发展。
2．形成发展阶段由于核酸化学的发展，1953年美国科学家Watson 和英国科学家Crick 在前人的基础上（Chargaff, Wilkins 及Franklin 等），提出了DNA 的双螺旋结构模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路（即本课程中第二章的基础）。
分子生物学的研究对生命科学的发展起着巨大的推动作用，受到国际科学界的高度重视，据统计从1910年到2001年，约50多人次科学家荣获诺贝尔化学奖及生理医学奖。
3．未来发展阶段就基因组研究来说，它遵循的基本思路是：基因组→转录组→蛋白质组。
四、分子生物学在生命科学中的位置1．分子生物学是从生物化学发展出来的一门科学。
2．分子生物学与微生物关系密切，曾认为分子生物学主要是E.coli 的分子生物学。
3．与遗传学的关系，均涉及到遗传信息的载体及传递过程，为相辅相成的学科。
分子生物学整理资料1
分子生物学整理资料11、维持DNA双螺旋结构的作用力有什么？P38-39答：1）氢键（AT配对有两条氢键，GC配对有三个氢键），双螺旋结构的稳固性与GC含量百分比成正比。
2）碱基堆积力3）正负电荷的作用4）其他作用因素。
P403、反向重复序列（回文序列）的概念。
P42-43答：指双链DNA序列中按确定的方向阅读双链中的每一条链的序列都是相同的。
【在单链DNA或者RNA中能形成发夹结构，而在双链DNA分子内侧形成了十字架结构。
三股螺旋的DNA：与基因表达有关，第三股链可能阻碍一些调控蛋白或者RNA聚合酶与DNA结合；干扰转录延伸。
四链结构----鸟苷酸四聚体：存在于端粒中，DNA分子或者染色体分子可能彼此连接形成局部的四螺旋结构，可能起着稳固染色体与在复制过程中保持其完整性的作用。
】4、引起DNA变性的要紧因素有什么？P65答：1）加热（生理温度以上）2）极端PH值当PH为12时，碱基上的酮基转变为烯醇基，影响氢键形成，从而改变Tm值；当PH为2~3时，碱基上的氢基发生质子化，也影响氢键的形成。
3）有机溶剂、尿素与酰胺等。
在环境中存在尿素与酰胺时，与DNA分子中的碱基形成氢键，从而使DNA 分子保持单链状态。
5何谓DNA复性？DNA复性的两个必要条件是什么？影响DNA复性速度的因素有什么？P67、70答：DNA复性：两条彼此分开的变性DNA链在适当条件下重新缔合成双螺旋结构的过程。
条件：1）一定的离子强度，用以消弱两条链中磷酸基团之间的排斥力，通常使用0.15~0.50mol/L Nacl。
2）较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键，但温度不能太高，否则形成有效的氢键以维持稳固的双链。
影响因素：1）简单分子2）同一种DNA分子，浓度越高，互补链碰撞机会越多，复性速度越快。
3）DNA片段大小4）温度的影响5）阳离子浓度第四章基因与基因组的结构与功能1、基因组的概念。
P76答：基因组是指生物体或者细胞中，一套完整的单体的遗传物的总与；或者指原核生物的染色体、质粒、真核生物的单倍染色体组、细胞器，病毒中，所含有的一整套基因。
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晚期基 因
枯草杆菌的孢子生成过 程 枯草杆菌在对数生长阶段结
束后，培养基中营养物质耗尽， 这时便启动孢子生成过程：先是 DNA复制，隔膜形成，孢衣合成， 母体裂解，孢子释放。最后在细 胞内约40%的mRNA是孢子生
专一性的。
对数生长期细 菌
基因组复 制
隔膜形成
DNA转位至前 孢Fra bibliotek孢衣形成（Lewin‘s GENES X 2010）
1983-？ 过程分子生物学 阶段20世纪80年代 动植物转基因技术的问世
20世纪90年代 人类基因组计划的实施
21世纪00年代 RNA干扰现象的发现
过程分子生物学
1 基因表达的调控机制
2 细胞通讯的分子机 制
3 免疫多样性的分子识 别
4 胚胎发育的基因表达 谱
5 肿瘤发生的分子机制
6 基因组学与系统生 物学
膜激活母体细胞中的sK。即：sF → sE → sG → sK 。
枯草杆菌孢
Spo0A 前孢区
母细胞
子 形成过程中 两 条途径的 s s43
子 因交叉激
sF
活
打开48个基
因
s
s
F
E
SpoII
隔膜
s43
R
SpoIIG
sE
A
sG
SpoIIA
s
s 打开
SpoIVB
G
K
81
sK
激活
个基
表达
因
5h 5h
Spo0 A
性DNA之间的静电引力），但s因子增强了RNA聚合酶与启动子区域的特异性结合。
s
因
子
帮
助
R
N
A
聚合酶识别启动子，同时启动转录。
大肠杆菌启动子与s因子的对应关系 （Lewin‘s GENES
X 2010）
因子/基
氨 基 识别数
因
酸
s 70（rpoD） 613 100
-35区序 列 TTGAC
间隔 区 16-18
通过对100多个大肠杆菌启动子的序列分析，结果表明：大多数具有普通生 理生化功能的基因所属的启动子，具有统一的特征序列。
一个典型的大肠杆菌启动子通常包括下列四个结构要素：
启动子
转录起始位
点
TTGACA AACTGT
16 - 10
bp
-35区 T82T84G78A65C54A45
TATAAT ATATTA
母细胞裂解，孢子释 放
枯草杆菌孢子形成过程中的RNA聚合酶及其 s因当子环境压力（例如营养成份枯竭）时，枯草杆菌细胞内发生一连串的磷酸基团
传递反应，最终导致转录调控因子Spo0A的磷酸化。磷酸化了的Spo0A同时启动两 种不同操纵子的转录，分别表达出sproE和sF。sF一方面启动sG的表达，另一方面又 表达SpoIIR，后者再激活隔膜结合型蛋白SpoIIGA，活化了的SpoIIGA将母体细胞 中表达的sproE裂解为有活性的sE；而在前孢区域内产生的sE均被前孢特有的蛋白酶 摧毁殆尽。母体细胞中sE的活性是激活前孢区域sG所必需的（通过SpoIIA和一种未 知蛋白因子）；而sG的活性又能产生一种信号，跨隔
分别构成RNA聚合酶全酶a2bb’sgp33和a2bb’sgp34。
SPO1噬菌体基因 表
早期基 因
达的级联调控模式
通过更换不同的s因子，
s28
s43
识别并作用于不同基因
的启动子，最终导致这 些基因有次序地级联表
中期基 因
达。前一基因编码后一
s33 / 34
s28
基因表达所需的s因子。
（Lewin‘s GENES X 2010）
在SPO1噬菌体感染过程中的RNA聚合酶及其 s因子SPO1噬菌体感染枯草杆菌后，早期基因表达；4-5分钟后，中期基因表达，
早期基因关闭；8-12分钟后，晚期基因表达，中期基因关闭。早期基因的启动子 由s43（即sA）识别启动，这是枯草杆菌细胞内具有广泛生理生化功能的s因子， 与大肠杆菌中的s70同源，组成a2bb’s43型RNA聚合酶，转录中期基因表达所需的s 因子编码基因gp28。中期基因的启动子由sgp28识别启动，它与枯草杆菌的核心酶 构成a2bb’sgp28型RNA聚合酶全酶，负责转录晚期基因表达所需的s因子编码基因 gp33和gp34。晚期基因的启动子由sgp33和sgp34识别启动，
华东理工大学硕士研究生学位课程
过程分子生物学
张惠展
分子生物学是生命科学的主导性学 科 基因的表达与调控是分子生物学的主题 思 过程想分子生物学是分子生物学理论发展的高 级阶段
1953-1983 基础分子生物学 阶段20世纪50年代 DNA双螺旋模型的建立
20世纪60年代 遗传密码的破译
20世纪70年代 DNA重组技术的诞生
-10区序 列
TATAA
s 54（rpoN） 477
05
CTGAGN
6 bbpp
TTGTCA
s 32（rpoH） 284
30 CCCTATGA
13-15 CCCGATN
s S（rpoS） 330
100
TTGAACA
16-b1p8
TATTAAT
s F（rpoF） 239
40
CTAAA
15 bbpp GCCGATA
5 - 9 bp
结构基因
-10区 T80A95T45A60A50T96
1A 原核生物基因表达的启动开关
a 大肠杆菌启动子的多样性
绝大多数原核生物的RNA聚合酶均由五个亚基组成：a2bb’s（全酶），其中 a2bb’称为（核心酶）。各种原核细菌的a、b、b’亚基呈高度的同源性，唯独s因 子差别较大。RNA聚合酶核心酶对DNA链具有非特异性的亲和力（碱性蛋白与酸
基因表达的调控机制
A 原核生物基因表达的启动开关
B 真核生物多转录因子的协同作 C 用 原核生物的RNA结构调 D 控 真核生物的RNA剪切调 E 控 原核生物反义RNA的调 F 控 真核生物sRNA介导的RNA
干扰 G 真核生物应答元件的转录调
控
1A 原核生物基因表达的启动开关
a 大肠杆菌启动子的多样性
sproE 打开262个基
因
sproK 打开75个基
因
枯草杆菌各类s因子识别启动子的序列偏好性 Science
335 2012
sA
19 bp
sG
17 bp
sB
18 bp
sH
15 bp
sD
15 bp
sK
13 bp
sE
sL
14 bp
sF
17 bp
s E（rpoE） 202
20
GAA
16 bp
YCTAGA
s FecI（fecI） 173
2 TGNCTG
15 bp CGTCTT
1A 原核生物基因表达的启动开关
b 枯草杆菌启动子的多样性
枯草杆菌中存在着大约二十类不同的启动 子，其中有些隶属于正常的生理代谢基因，有 些则隶属于噬菌体感染、孢子生成、次级代谢 过程中的相关基因。