分子生物学第一章绪 论
分子生物学第一章绪 论
Avery 在1944年更精密的实验设计
• 提取可能的转化因子：DNA、RNA、蛋白质、荚膜进行试 验
• 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶作用于S型菌细胞抽 提物
• 组分提纯试验结果：DNA组分纯度越高，转化效率越高。
结论：使R型菌变为S型菌的物质是S型菌的DNA
• Avery在1944年的报告中这样写道：当溶 液中酒精的体积达到9/10时，有纤维状物 质析出；如稍加搅动，这种物质便会像棉 线绕在线轴上一样绕在硬棒上，溶液中的 其他成分则以颗粒状沉淀留在下面。溶解 纤维状物质并重复沉淀数次，可提高其纯 度。这一物质具有很强的生物学活性，初 步实验证实它很可能就是DNA。
4．假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因 。
5．重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠 的。
1983年，McClintock由于在50年代提出并发 现了可移动遗传因子（jumping gene或称 mobile element）而获得Nobel奖。
Barbra McClintock
• 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。
一、基因的发展
1. Mendel的遗传因子阶段 2. 摩尔根的基因阶段 3. 顺反子阶段 4. 现代基因阶段
Mendel的遗传因子阶段
• Mendel提出：生物的某种 性状是由遗传因子负责传 递的。是颗粒性的，体细 胞内成双存在，生殖细胞 内成单存在。遗传因子是 决定性状的抽象符号。
T2噬菌体感染试验 （1952年，Hershey & Chase）
病毒重建试验
杂种病毒的感染 特征和蛋白质外 壳的特性是由其 中的RNA决定的， 而不是蛋白质决
定的
结论
分子生物学chapter1绪论
定向改造某些生物的基因组结构、使它们所具 有的特殊经济价值或功能得以成百上千倍地提 高。
进行基础研究。
2、基因表达调控研究
蛋白质分子控制了细胞的一切代谢活动，而 决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸 （主要是脱氧核糖核酸）分子编码，所以， 基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译 过程。
基本定理：
1.构成生物体有机大分子的单体在不同生物 中都是相同的；
2.生物体内一切有机大分子的建成都遵循着 各自特定的规则；
3.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。
1、DNA重组技术
是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将 不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人 们的设计定向连接起来，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。
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，而限制性内切酶DNA连接酶及其他工 具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关 键。
通过DNA连接酶把不同的DNA片段连接成一个整体。a. DNA的 粘性末端; b. DNA的平末端; c. 化学合成的具有EcoRI粘性末端的 DNA片段。
1．拥有特定的空间结构（三维结构）；
2．在它发挥生物学功能的过程中必定存在着 结构和构象的变化。
4、基因组、功能基因组与生物信息学研究
2001年2月，Nature 和Science同时发表了人类基因组 全序列。
已有数十种生物基因组被基本破译。
测定基因组序列只是了解基因的第一步，在基因组计 划的基础上提出了蛋白质组计划（又称后基因组计划 或功能基因组计划），旨在快速、高效、大规模鉴定 基因的产物和功能。
现代分子生物学复习资料
现代分子生物学资料第一章绪论编辑:杜华伟一、三大发现:列文·虎克的细胞学说、焦耳用实验确立的能量守恒定律、达尔文的进化论。
二、分子生物学定义: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,主要指遗传信息的传递(复制)、保持(损伤与修复)、基因的表达(转录与翻译)与调控。
三、分子生物学研究内容:1、DNA重组技术(基因工程) 2、基因的表达调控3、生物大分子的结构与功能研究(结构分子生物学) 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究四、DNA发现的几个实验:美国科学家A VERY用S型与R型致病菌侵染小鼠的实验、美国科学家HERSHEY在1952年从事的同位素分子标记法噬菌体侵染细菌的试验。
第二章染色体与DNA一、染色体的结构与组成原核生物:DNA形成一系列的环状附着在非组蛋白上形成类核。
真核生物染色体有蛋白质与DNA组成,蛋白质包括组蛋白(H1,H2A、H2B、H3、H4)与非组蛋白。
2、C值就是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
C值往往与种系的进化的复杂程度不一致,某些低等生物却有较大的C 值,这就就是著名的“C值反常现象”。
3、DNA的一级结构:指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序, DNA序列就是这一概念的简称。
4、双螺旋的基本特点:双链反向平行配对而成;脱氧核糖与磷酸交替连接,构成DNA骨架,碱基排在内侧;内侧碱基通过氢键互补形成碱基对(A:T,C:G)。
5、DNA 的二级结构指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。
就是有Watson与Crick在1953年共同发现的。
分类:右手螺旋(就是其通常存在形式):A-DNA,B-DNA。
左手螺旋:Z-DNA。
6、超螺旋:DNA双螺旋结构中,一般每转一圈有十个核苷酸对,双螺旋总处于能量最低状态。
正常DNA双螺旋额外的多转或少转几圈,就会出现双螺旋空间结构改变,在DNA分子中形成额外张力,若此时DNA分子的末端就是固定的或就是环状分子,双联不能自由转动,额外的张力就不能释放而导致DNA分子内部院子空间位置的重排,造成扭曲,即出现超螺旋结构。
分子生物学
对蛋白质结构与功能的进一步认识
1956-58年Anfinsen和White根据对酶 蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的 三维空间结构是由其氨基酸序列来确定 的。1958年Ingram证明正常的血红蛋白 与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之 间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基 的差别，使人们对蛋白质一级结构影响 功能有了深刻的印象。与此同时，对蛋 白质研究的手段也有改进，1969年Weber 开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定 蛋白质分子量；
(二)、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初， 以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺 旋结构模型作为现代分子生物学诞生的 里程碑开创了分子遗传学基本理论建立 和发展的黄金时代。DNA双螺旋发现的最 深刻意义在于：确立了核酸作为信息分 子的结构基础;提出了碱基配对是核酸复 制、遗传信息传递的基本方式；从而最 后确定了核酸是遗传的物质基础，为认 识核酸与
蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了 最重要的基础。在此期间的主要进展包 括：
遗传信息传递中心法则的建立
在发现DNA双螺旋结构同时，Watson 和Crick就提出DNA复制的可能模型。其 后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合 酶；1958年Meselson及Stahl用同位素标 记和超速离心分离实验为DNA半保留模型 提出了证明；1968年Okazaki（冈畸）提 出DNA不连续复制模型；1972年证实了 DNA复制
S.Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸 并非平面的空间构像，提出了DNA是螺旋 结构；1948-1953年Chargaff等用新的层 析和电泳技术分析组成DNA的碱基和核苷 酸量，积累了大量的数据，提出了DNA碱 基组成A=T、G=C的Chargaff规则，为碱 基配对的DNA结构认识打下了基础。
分子生物学基础第一章绪论 第二节分子生物学发展简史
第二节 分子生物学发展简史
4．生物分类学与分子生物学
分类和进化研究是生物学中最古老的领域，它们同样由于分子生物 学的渗透而获得了新生。过去研究分类和进化，主要依靠生物体的形态， 并辅以生理特征，来探讨生物间亲缘关系的远近。现在，反映不同生命 活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，已被大量用于分类和进 化的研究。由于核酸技术的进步，科学家已经可能从已灭绝的化石里提 取极为微量的DNA分子，并进行深入的研究，以此确证这些生物在进化 树上的地位。
从学科范畴上讲，分子生物学包括生物化学；从研究的 基本内容讲，遗传信息从DNA到蛋白质的过程，其许多内容 又属于生物化学的范畴。
第二节 分子生物学发展简史
2．分子生物学与细胞生物学 细胞生物学是在细胞、细胞超微结构和分子水平等不同 层次上，以研究细胞结构、功能及生命活动为主的基础学科。 分子生物学是细胞生物学的主要发展方向，也就是说，在分 子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能 量、信息过程的结合，而且着重研究细胞中的遗传物质的结 构、功能以及遗传信息的传递和调节等过程。 3．遗传学与分子生物学 遗传学是分子生物学发展以来受影响最大的学科。孟德 尔著名的皱皮豌豆和圆粒豌豆子代分离实验以及由此得到的 遗传规律，纷纷在近20年内得到分子水平上的解释。越来越 多的遗传学原理正在被分子水平的实验所证实或摈弃，许多 遗传病已经得到控制或矫正，许多经典遗传学无法解决的问 题和无法破译的奥秘，也相继被攻克，分子遗传学已成为人 类了解、阐明和改造自然界的重要武器。
第二节 分子生物学发Hale Waihona Puke 简史三、分子生物学的现状与展望
1．功能基因组学 2．蛋白质组学 3．生物信息学
分子生物学基础
第一章 绪 论
分子生物学考点整理1
分子生物学考点整理符广勇朱兰第一章．绪论一、分子生物学概念分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子结构与功能相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界奥秘、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。
二、重组DNA技术又称基因技术，是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来，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。
三、基因表达的调控基因表达的调控主要表现在信号传导研究、转录因子研究及RNA剪辑三个方面。
四、转录因子转录因子是能与基因5`端上游特定序列专一结合，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。
第二章．染色体与DNA一、染色体上的蛋白质染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。
根据凝胶电泳性质可以把组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4。
这些组蛋白都含有大量的赖氨酸和精氨酸。
二、组蛋白的特性1．进化上的极端保守性不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的，特别是H3、H4。
2.无组织特异性到目前为止，仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞不含H1而带有H5，精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白这两个例外。
3．肽链上氨基酸分布的不对称性碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。
4.组蛋白的修饰作用包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化。
5.富含赖氨酸的组蛋白H5三、HMG蛋白叫高迁移率蛋白四、真核细胞DNA序列的分类1.不重复序列2.中度重复序列3.高度重复序列重复序列的意义：若某一重复序列出现错误，对基因的影响不大，稳定性较高；在短时间内可同时产生大量的基因产物。
重复序列的应用:应用于分子标记的作用：卫星DNA（便于分子标记）和微卫星DNA五、真核生物基因组与原核生物基因组的区别1.真核基因组庞大，原核生物基因组小2.真核基因组存在大量的重复序列，原核基因组没有重复序列3.真核基因组大部分是非编码序列，原核基因组大多是编码序列4.真核基因组的转录产物为单顺反子，原核基因组转录产物多为多顺反子5.真核基因是断裂基因，有内含子结构，原核基因为连续基因，几乎没有内含子结构6.真核基因组存在大量的顺式作用原元件，包括启动子、增强子和沉默子等，原核基因组基本没有增强子和沉默子7.真核基因组存在大量的DNA多态性，原核基因组很少有8.真核基因组具有端粒结构，原核基因组没有端粒结构六、重叠基因（Overlapping gene）指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上的基因的组成部分。
分子生物学总结知识点
分子生物学总结知识点(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--分子生物学总结知识点分子生物学总结知识点篇一：分子生物学总结第一章绪论1、细胞学说1847年由德国科学家施莱登和施旺提出。
细胞学说的主要内容有：①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；②所有细胞在结构和组成上基本相似；③新细胞是由已存在的细胞分裂而来；④生物的疾病是因为其细胞机能失常。
2、分子生物学的概念：分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间的相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。
3、中心法则1958年由克里克提出4、分子生物学的研究内容：a：DNA重组技术（基因工程）b：基因的表达调控c：生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）d：基因组、功能基因组与生物信息学研究RNA复制逆转录蛋白质【名词解释】：1、同功tRNA：多个tRNA携带一种氨基酸，这些tRNA称为同功tRNA。
2、iRNA：即起始RNA，DNA合成的引物3、核酶：即具有催化作用的一类RNA分子。
4、端粒酶：是一种自身携带模板RNA的逆转录酶，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3’端的寡聚核苷酸片段，包含两个活性位点，即逆转录酶活性和核酸内切酶活性。
5、反义核酸：是根据碱基互补原理，用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA或RN段（或其化学修饰的衍生物），能够与目的序列结合，通过空间位阻效应或诱导RNase活性，在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平，抑制或封闭目的基因的表达。
第二章核酸的结构与功能1、染色质的类型分为两种类型：常染色质和异染色质。
常染色质处于伸展状态，碱性染料着色浅而均匀；异染色质处于凝集状态，碱性染料着色较深。
2、染色质蛋白质分为两类：组蛋白和非组蛋白。
分子生物学名词解释
名词解释第一章绪论1 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
2 DNA重组技术是将不同DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，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。
3 功能基因组学又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
2 C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。
八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面。
每个核小体只有一个H1。
7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。
8复制时，双链DNA要解开成两股链进行，使复制起点呈叉状，被称为复制叉。
9复制子为生物体DNA的复制单位。
10错配 (mismatch)：DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
12插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。
13框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。
现代分子生物学实验原理与技术
2.实验方案 1 基因操作实验的主要目的有三个：
①分离目的基因,获取DNA信息； ②分析基因结构； ③分析基因功能,
2 试验流程设计 首先,应确定使用怎样的研究方案； 其次,根据试验规模和研究室情况； 最后,根据研究人员生活规律确定试验时间,
3.实验方法 在设计实验方法时应考虑 ①能否达到实验目的； ②是否符合实验室现状； ③是否符合自己的喜好,
步骤：①胰蛋白酶8g
酵母提取物4g
三角瓶
NaCl 8g
②加双蒸水至800ml,混合均匀,
③高温高压灭菌,室温保存,
2 制作平板
材料：煤气灯或酒精灯
水平台面
1L三角瓶
铝箔纸
直径9cm的培养基
药匙
试剂
琼脂粉
步骤：①胰蛋白酶8g
酵母提取物4g
三角瓶
NaCl 8g
琼脂粉
②铝箔纸封口,混匀,灭菌, ③待冷却至60℃左右,分装至培养皿, ④水平台上凝固, ⑤倒置塑料袋中4℃保存,
烧,将初始培养菌转入大量培养基中,盖上 盖子,再灼烧瓶口,
④37℃震荡过夜, 3 菌落测定
平台期
对数生长期
诱0时
为指数生长期,A 6＞00 1.0 为平台期,A =1.6000为10 个/ml8,
①在煤气灯旁用微量移液器吸 培养液,转至Eppendrof管, ②打开分光光度计,调整波长 至600nm,
注意： 1、若需要加入抗生素,待冷却至60℃ ,分装前加 入, 2、直径9cm的平皿,每皿25ml为宜, 3、尽量缩短平皿开盖时间,分装的培养基很快凝 固,因此操作要快, 4、凝结在盖上的水珠可能至污染,故倒转存放, 5、氨苄青霉素易失活,添加后的平皿应在数 （ZHOU）内使用,
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(杨建雄)
分子生物学（杨建雄）第一章绪论分子生物学1.概念广义：在分子水平上研究生命现象，或用分子的术语描述生物现象的学科侠义：在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制，基因的表达和调控，及基因的突变与交换的分子机制2.研究内容：①以某物种全套基因表达产物的结构和功能②基因传递和表达的途径③基因表达的调控3.三大原则①构成生物大分子的单体是相同的——共同的核酸语言（Nt）、共同的蛋白质语言②生物遗传信息的表达的中心法则相同③生物大分子里面，单体（核苷酸、氨基酸）的排列是不同的4.分子生物学的兴起①Mendel 豌豆杂交实验总结了基因的分离定律和自由组合定律表明生物的遗传性状是由独立的遗传因子决定，这些遗传因子后来被称作基因②遗传的染色体学说，染色体是基因的载体证实：1910年Morgan 利用果蝇进行遗传学实验发现了基因的连锁规律③“一个基因一个酶”假说1941年George Beadle和Edward Tatum 以红色面包霉为研究对象④核素1869年瑞士Miescher他的学生Altmann提出了核酸的概念⑤1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基⑥1924年德国Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种，并根据核酸所含核糖的不同，将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸⑦1929年Kossel学生Levine发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
还证明核酸是由核苷酸组成的，而核苷酸是由碱基、核糖、磷酸组成的⑧1944年Avery通过肺炎链球菌转化实验证明基因是由DNA构成的1952年Hershey和Chase 利用噬菌体感染细菌实验，证实了DNA是遗传物质⑨1950年Chargaff指出DNA中四种碱基的比例关系：A/T=G/C=1⑩1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（分子生物学兴起的标志）5.分子生物学的发展①关于基因的复制1958年Meselson和Stahl 同位素实验证实DNA复制的半保留机制1956年Arthur Kornberg 等首先在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶Ⅰ1989年Greider等发现端粒酶是以内源性RNA为模板的逆转录酶②关于基因的转录1955年Brachet 洋葱根尖和变形虫实验、Hall和Spiegelman T2噬菌体DNA-RNA杂交实验证实蛋白质合成模板是RNA；1958年Crick提出著名的中心法则1960年Weiss和Hurwitz 发现RNA聚合酶③关于基因的翻译1954年Gamow 推测遗传密码是三联体1961年Crick，Barrett和Brenner等用插入和缺失突变证实了遗传密码是三联体Nirenberg和Khorana破译遗传密码④关于基因表达的调控1961年Jacob和Monod提出基因表达的操纵子学说1976年Tonegawa 发现免疫球蛋白的体细胞重组机制......⑤基因过程的兴起1964年Holliday 提出了DNA重组模型DNA连接酶、逆转录酶、限制性内切核酸酶等加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术聚合酶链反应（PCR）技术1985年Mullis第二章核酸的结构和功能DNA是主要的遗传物质1869年瑞士Miescher 从细胞核中分离出含磷很高的酸性化合物，称为核酸1889年他的学生Altmann提出了核酸的概念1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基1924年 德国 Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种，并根据核酸所含核糖的不同，将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸1929年 Kossel 学生 Levine 发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
分子生物学习题答案
分子生物学习题答案第一章绪论Chapter 1 Introduction一名词解释1．人类基因组计划：与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划相媲美的美国人类基因组计划（human genome project, HGP)，解读人基因组上的所有基因、24个染色体DNA分子中的碱基序列。
在―人类基因组计划‖中，分为两个阶段：DNA序列图以前的计划和DNA序列图计划。
序列图前计划包括遗传图、物理图、转录图。
2. RFLP (restrict fragment length polymorphism )：A variation from one individual to the next in the number of cutting sites for a given restriction endonuclease in a given genetic locus.3. DNA指纹：基因组中存在着多种重复序列，拷贝数从几个到数十万个，可分为串联重复序列和分散重复序列。
根据个体重复序列拷贝的位置和数目的差异，使用限制性内切酶，获得具有个体特异性的DNA片段。
可以作为亲缘关系或个人身份的鉴定。
4. SNP（single nucleotide polymorphism, 单核苷酸多态性）：在一个群体中，基因组内某一特定核苷酸位置上出现2种或2种以上不同核苷酸的现象，在群体中相应频率为1-2%。
如果低于这个频率，可视为点突变。
二简答1. What is molecular biology？Molecular biology is the subject of gene structure and function at the molecular level.To explain the principle of development, metabolism, heredity and variation, aging at the molecular level. It grew out of the disciplines of genetics and biochemistry.2. Major events in the genetics century第二章核酸、蛋白质结构一选择题：B, E, D, A, A二名词解释1．Transfection：describes the introduction of foreign material into eukaryotic cells using a virus vector or other means of transfer. The term transfection for non-viral methods is most often used in reference to mammalian cells, while the term transformation is preferred to describe non-viral DNA transfer in bacteria and non-animal eukaryotic cells such as fungi, algae and plants.2．Configuration：The configuration of a molecule is the permanent geometry that results from the spatial arrangement of its bonds. The ability of the same set of atoms to form two or more molecules with different configurations is stereoisomerism.Configuration is distinct from chemical conformation, a shape attainable by bond rotations.3．构象：(Conformation, generally means structural arrangement），指一个分子中不改变共价键结构，仅是单键周围的原子旋转所产生的原子空间排列。
现在分子生物学复习资料
现在分子生物学作业及答案第一章：分子生物学绪论1、分子生物学的定义。
从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系。
2、简述分子生物学的主要研究内容。
分子生物学研究内容（1）DNA重组技术（基因工程）（2）基因的表达调控（3）生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？第二章：DNA结构（1）1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容？1953年由美国科学家Watson和英国科学家Crick。
1、主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架2、两条链上的碱基以氢键相连，G与C配对，A与T配对。
嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式，各有何特点？右手螺旋：A-DNA，B-DNA、左手螺旋：Z-DNAB-DNA构象：相对湿度为92%时，DNA钠盐纤维为B-DNA构象。
在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。
A-DNA构象：当相对湿度改变（75%以下）或由钠盐变为钾盐、铯盐，DNA的结构可成为A构象。
它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。
DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。
Z-DNA构象：在一定的条件下（如高盐浓度），DNA可能出现Z构象。
Z-DNA是左手双螺旋，磷酸核糖骨架呈Z字性走向。
不存在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。
Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。
3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾（C Value paradox）。
形态学的复杂程度（物种的生物复杂性）与C-值大小的不一致，称为C值矛盾（C-值悖理）（C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
）4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义。
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1968年，Nirenberg，Holley和Khorana共享诺贝尔
生理医学奖
• Nirenberg：破译DNA遗传密码；
• Holley：阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，
并证实了所有tRNA具有结构上的相似性；
• Khorana：第一个合成了核酸分子，并且人工复制
了酵母基因。
中心法则 Crick于1954年所提出的遗传信息传递规律
• 1909年丹麦遗传学家Yohannsen (18591927)发表了“纯系学说”首先提出了“基 因”的概念，代替了Mendel “遗传因子” 的 概念。但没有提出基因的物质概念。
Morgan的基因阶段
• Morgan T.H.等提出 了基因的连锁遗传规 律。说明了基因是在 染色体上占有一定空 间的实体。基因不再 是抽象符号，被赋予 物质内涵。
1983年，McClintock由于在50年代提出并发 现了可移动遗传因子（jumping gene或称 mobile element）而获得Nobel奖。
Barbra McClintock
• 1993年，美国科学家Roberts和Sharp因发 现断裂基因(introns)而获得Nobel奖
Gene的定义
遗传物质是核酸的确定
1. 肺炎双球菌的转化实验 2. 噬菌体侵染细菌实验
3. 烟草花叶病毒的重建实验
结论：加热杀死的S型菌有某种转化因子
Avery 在1944年更精密的实验设计
• 提取可能的转化因子：DNA、RNA、蛋白质、荚膜进行试 验 • 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶作用于S型菌细胞抽 提物 • 组分提纯试验结果：DNA组分纯度越高，转化效率越高。
对分子生物学的发展产生了极其重要的 指导作用。
Francois Jacob (Left), Jacques Monod (Center) & Andre Lwoff (Right),1965分享了诺贝尔生理医学奖
三、初步认识生命本质并开始改造 生命的深入发展阶段
1.重组DNA技术的建立和发展
工具酶的发现和应用
一、基因的发展
1. Mendel的遗传因子阶段 2. 摩尔根的基因阶段
3. 顺反子阶段
4. 现代基因阶段
Mendel的遗传因子阶段
• Mendel提出：生物的某种 性状是由遗传因子负责传 递的。是颗粒性的，体细 胞内成双存在，生殖细胞 内成单存在。遗传因子是 决定性状的抽象符号。 • 1866年发表论文，提出分 离规律和独立分配规律； 1900年Mendel遗传规律 被重新发现
T2噬菌体感染试验 （1952年，Hershey & Chase）
病毒重建试验
杂种病毒的感染 特征和蛋白质外 壳的特性是由其 中的RNA决定的， 而不是蛋白质决 定的
结论
• 证明核酸（DNA或RNA）是遗传的物质基 础 • 简单的细菌（或病毒）解决复杂而重大的 问题 • 微生物与高等生物具有共同的遗传本质
• “基因”的分子生物学定义是：产生一条多 肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 • A gene can be defined as following: The entire nucleic acid sequence that is necessary for the synthesis of a functional polypeptide or RNA molecule.
顺反子阶段
• 1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4 噬菌体为材料，在 DNA 分子水平上研究基 因内部的精细结构，提出了顺反子 （cistron）概念。 • 顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决 定1条多肽链。
现代基因阶段
1. 操纵子（operon）：结构基因+调控元件 +调节基因
• 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。 • 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。
• 1970年，Baltimore等和Temin等在RNA 肿瘤病毒中各自发现了反转录酶。
载体的发现及其应用
• 载体主要是小分子量的复制子如：病毒、 噬菌体、质粒。 • 1972年，美国Stanford大学的P. Berg 等 首次成功地实现了DNA的体外重组； • pSC101质粒载体， ColE1质粒载体， pBR322质粒载体， pUC质粒载体， pGEM-3Z质粒，穿梭质粒载体， pBluescript噬菌粒载体etc.
Wilkins通过对 DNA分子的X射 线衍射研究证实 了该模型。 Rosalind E. Franklin 1920-1958
被遗忘的英格兰玫瑰
Rosalind E. Franklin
1920-1958
3、中心法则和操纵子学说的提出
• 在发现DNA双螺旋结构同时，Watson和Crick就提 出DNA复制的可能模型。 • 其后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶； • 1958年Meselson及Stahl用同位素标记和超速离心 分离实验为DNA半保留模型提出了证明； • 1968年Okazaki（冈畸）提出DNA不连续复制模型； • 1972年证实了DNA复制开始需要RNA作为引物； • 70年代初获得DNA拓扑异构酶，并对真核DNA聚 合酶特性做了分析研究。 完善了对DNA复制机理的认识
分子生物学发展简史
一、准备和酝酿阶段
• 19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分 子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一 阶段产生了两点对生命本质的认识上的重 大突破. • 确定了蛋白质是生命的主要基础物质 • 确定了DNA是生物遗传的物质基础
• 19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵 产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催 化剂。 • 20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃 蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等）， 证明酶的本质是蛋白质。 • 随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、 消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提 纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。 • 在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。1902年 EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创 立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分 析肽链N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一 个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。 • 由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和 Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。所以在这阶 段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
二、现代分子生物学的建立和 发展阶段
1、 DNA双螺旋模型的提出
1962年，Watson和Crick因为在1953年5月25 日的《Nature》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。 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。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962：
for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material.
• 以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定 了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码 子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码 子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。
• 在研究DNA复制将遗传信息传给子代的同时， 提出了RNA在遗传信息传到蛋白质过程中起 着中介作用的假说。 • 1958年Weiss及Hurwitz等发现依赖于DNA的 RNA聚合酶； • 1961年Hall和Spiegelman用RNA-DNA杂交证 明mRNA与DNA序列互补；逐步阐明了RNA转 录合成的机理。
1. 在多克隆位点区（MCS）的两侧，存在一对T3和T7噬 菌体的启动子，用以定向指导插入在多克隆位点上的外 源基因的转录活动； 2. 具有单链噬菌体M13或f1的复制起点和一个来自ColE1 质粒的复制起点，保证pBluescript噬菌粒载体在有或无 辅助噬菌体共感染的不同情况下，按照不同的复制形式 分别合成出单链或双链DNA； 3. 编码有一个氨苄青霉素抗性基因，作为转化子克隆的选 择标记； 4. 含有一个lacZ基因，可以按照X-gal-IPTG组织化学显色 法筛选噬菌粒载体的重组子。
• 1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II； 1972年，H.W.Boyer等相继发现了EcoR I 一类重要的限 制性内切酶。 • 1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶， 特别是1970年H.G.Khorana等发现的T4 DNA连接酶具有 更高的连接活性。 • 1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自 发现了反转端146个氨基酸的α-肽， IPTG（异丙基- β-D-硫代半乳糖苷）诱导该基因表达，合 成的β-半乳糖苷酶α-肽能与宿主细胞所编码的缺陷型β-半
结论：使R型菌变为S型菌的物质是S型菌的DNA
• Avery在1944年的报告中这样写道：当溶 液中酒精的体积达到9/10时，有纤维状物 质析出；如稍加搅动，这种物质便会像棉 线绕在线轴上一样绕在硬棒上，溶液中的 其他成分则以颗粒状沉淀留在下面。溶解 纤维状物质并重复沉淀数次，可提高其纯 度。这一物质具有很强的生物学活性，初 步实验证实它很可能就是DNA。