分子生物学1.0剖析
2024年《分子生物学实验》课程教学大纲
《分子生物学试验》课程教学大纲课程编号： 05030适用专业：生物工程与生物技术试验学时数：36学时试验学分：1教材：主要参考书：《分子生物学试验指导》徐庆华等成栋学院立项教材 2024一、课程说明《分子生物学试验》以介绍分子生物学中的试验方法、试验手段和培育学生试验操作技能为其主要内容。
须要以分子生物学基本理论为基础，其教学目的是为了提高学生在分子生物学技术方面的动手实力，培育学生分析问题和解决问题的实力。
通过试验，要求学生能在原有的相关理论学问基础上较全面和深化理解分子生物学基本原理，驾驭基本的分子生物学试验方法和技巧，初步具备肯定的试验设计实力，以求为以后的学习和科研工作打下良好和扎实的基础。
本试验课在方法上力求经典，试验内容涉及了质粒DNA的提取及限制性内切酶酶切质粒分析；大肠杆菌感受态细胞的制备及质粒DNA转化大肠杆菌；应用多聚酶链式反应（PCR）体外基因扩增及产物鉴定；SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量等分子生物学的基本理论。
二、学时安排三、教学内容及教学基本要求试验一碱裂解法小量提取质粒DNA及琼脂糖凝胶电泳检测一、试验特点试验类型：综合试验类别：专业基础安排学时：6 每组人数：2二、试验目的1、驾驭碱裂解法小量提取质粒DNA和试剂盒提取质粒DNA的原理和方法。
2、驾驭琼脂糖凝胶的制备及外源DNA的检测原理。
3、了解质粒DNA的粗略定量方法。
三、试验内容提要1、将单菌落接种于3m1含相应抗生素的LB培育基中，37℃摇菌过夜；2、12,000rpm离心30sec，收集菌体；3、加200u1溶液I(含RNaseA 100ug/ml )，振荡悬浮菌体；4、加200ul新配制的溶液II，颠倒混匀；5、溶液澄清后马上加入预冷的200u1溶液III混匀后冰上放置5~10 min；6、4℃、12,000rpm离心15min，取上清，加0.7倍异丙醇混匀，室温静置5min；7、12,000rpm离心10min，70%乙醇洗涤沉淀，抽干后溶于适量水或TE，-20℃保存备用。
分子生物学研究法上DNARNA及蛋白质操作技术分子生物精选全文
可编辑修改精选全文完整版第五章分子生物学研究法（上）DNA、RNA及蛋白质操作技术分子生物学研究之所以从20世纪中叶开始得到高速发展，其中最主要的原因之一是现代分子生物学研究方法、特别是基因操作和基因工程技术的进步。
基因操作主要包括DNA分子的切割与连接、核酸分子杂交、凝胶电泳、细胞转化、核酸序列分析以及基因的人工合成、定点突变和PCR扩增等，是分子生物学研究的核心技术。
基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入新的宿主细胞内并获得持续稳定增殖能力和表达。
因此，基因工程技术其实是核酸操作技术的一部分，只不过我们在这里强调了外源核酸分子在另一种不同的寄主细胞中的繁衍与性状表达。
事实上，这种跨越天然物种屏障、把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力，是基因工程技术区别于其它技术的根本特征。
本章将在回顾重组DNA技术发展史的基础上，讨论DNA操作技术、基因克隆、表达分析技术及蛋白质组学、单核苷酸多态性分析等现代生物学领域里最广泛应用的实验技术和方法。
5. 1 重组DNA技术史话近半个多世纪来，分子生物学研究取得了前所未有的进步，概括地说，主要有三大成就：第一，在20世纪40年代确定了遗传信息的携带者、即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，解决了遗传的物质基础问题；第二，50年代提出了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和世代交替问题；第三，50年代末至60年代，相继提出了“中心法则”和操纵子学说，成功地破译了遗传密码，阐明了遗传信息的流动与表达机制。
但是，由于缺乏有效的分离和富集单一DNA分子的技术，科学家无法对这类物质进行直接的生化分析。
事实上，DNA分子体外切割与连接技术及核苷酸序列分析技术的进步直接推动了重组DNA技术的产生与发展。
因为重组DNA的核心是用限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease，RE）和DNA连接酶对DNA分子进行体外切割与连接，所以，科学家认为，这些工具酶的发现和应用是现代生物工程技术史上最重要的事件（表5-1）。
分子生物学实验方法与步骤【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版分子生物学实验方法与步骤表达蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析一、原理细菌体中含有大量蛋白质，具有不同的电荷和分子量。
强阴离子去污剂SDS与某一还原剂并用，通过加热使蛋白质解离，大量的SDS 结合蛋白质，使其带相同密度的负电荷，在聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）上，不同蛋白质的迁移率仅取决于分子量。
采用考马斯亮兰快速染色，可及时观察电泳分离效果。
因而根据预计表达蛋白的分子量，可筛选阳性表达的重组体。
二、试剂准备1、30%储备胶溶液：丙烯酰胺（Acr）29.0g，亚甲双丙烯酰胺（Bis）1.0g，混匀后加ddH2O，37O C溶解,定容至100ml, 棕色瓶存于室温。
2、1.5M Tris-HCl(pH 8.0：Tris 18.17g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至8.0,定容至100ml。
3、1M Tris-HCl(pH 6.8：Tris 12.11 g加ddH2O溶解, 浓盐酸调pH至6.8,定容至100ml。
4、10% SDS：电泳级SDS 10.0 g加ddH2O 68℃助溶,浓盐酸调至pH 7.2,定容至100ml。
5、10电泳缓冲液(pH 8.3：Tris 3.02 g，甘氨酸18.8 g，10% SDS 10ml加ddH2O溶解, 定容至100ml。
6、10%过硫酸铵（AP）： 1gAP加ddH2O至10ml。
7、2SDS电泳上样缓冲液：1M Tris-HCl (pH 6.82.5ml，-巯基乙醇1.0ml，SDS 0.6 g，甘油2.0ml，0.1%溴酚兰1.0ml，ddH2O 3.5ml。
8、考马斯亮兰染色液：考马斯亮兰0.25 g，甲醇225ml，冰醋酸 46ml，ddH2O 225ml。
9、脱色液:甲醇、冰醋酸、ddH2O以3∶1∶6配制而成。
二、操作步骤采用垂直式电泳槽装置（一）聚丙烯酰胺凝胶的配制1、分离胶(10%的配制:ddH2O 4.0ml30%储备胶 3.3ml1.5M Tris-HCl2.5ml10% SDS 0.1ml10% AP 0.1ml取1ml上述混合液,加TEMED(N,N,N’,N’-四甲基乙二胺10μl 封底,余加TEMED4μl ,混匀后灌入玻璃板间，以水封顶，注意使液面平。
分子生物学全套课件96P课件精品文档
Molecular Biology
Presumed that you have learned “Molecular Biology” before your receiving the Bachelor’s Degree of Sciences;
Designed for helping you to become associated with the most researching interests (areas) of our university;
+
lucifCAAAACCCC
luciferase
Light + oxylufiferin
AC G TG
Pyrograph
Recorded by computer
dNTP added in serial
Sequencing by ligation: Applied Biosystems
polony
20 microns
Position overlapped one base one image color order = base adding order = sequence
Reversible terminators: Illumina
Bridge amplification of DNA fragments is randomly distributed across eight channels of a glass slide, to which high-density forward and reverse primers are covalently attached. The solid-phase amplification produces ~80 million molecule clusters (MCs) from individual ssDNA templates. A primer is annealed to the free ends of templates in each MC. The polymerase extends and then terminates DNA synthesis from a set of four reversible terminators (RTs), each labeled with a different dye. Unincorporated RTs are washed away, base identification is performed by four-colour imaging, and blocking and dye groups are removed by chemical cleavage to permit the next cycle. Colour images for a given MC provide reads of ~45 bases. Substitutions are the most common error type.
分子生物学基础课件
DNA是生物体遗传信息的携带者， 通过特定的碱基排列顺序储存着 生物体的遗传信息。
DNA通过转录和翻译过程将其携 带的遗传信息表达出来，指导蛋 白质的合成，从而控制生物体的 性状和代谢活动。
03
RNA的结构与功能
Chapter
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
分子生物学基础课件
目录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • DNA损伤与修复的分子机制 • 分子生物学技术在医学中的应用
01
分子生物学概述
Chapter
分子生物学的定义与发展
分子生物学的定义
分子生物学是研究生物大分子，特别是蛋白质和核 酸的结构、功能、相互作用及其在生命过程中的作 用机制和调控机制的科学。
基因治疗的策略
通过导入正常基因或修复缺陷 基因，以达到治疗疾病的目的。
基因修正
利用基因编辑技术，对缺陷基 因进行定点修复。
细胞治疗
将经过基因修饰的细胞回输给 患者，以治疗疾病。
分子生物学技术在药物研发中的应用
靶点发现与验证
利用分子生物学技术，发现新的药物 作用靶点，并进行验证。
药物设计与优化
基于靶点结构，设计和优化药物分子 结构，提高药物的疗效和降低副作用。
某种疾病易感性的方法。
遗传病诊断
如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
01
03
02 04
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。
基因治疗的策略与方法
分子生物学分析3篇
分子生物学分析第一篇：PCR技术PCR，全称为聚合酶链反应（polymerase chain reaction），是分子生物学领域最为常用的一种技术。
PCR技术主要包括三个步骤：变性、退火、延伸。
它能够在较短的时间内扩增DNA片段，是分子生物学重要的基础技术之一。
PCR的原理是在DNA双链的末端加上引物（primer），用DNA聚合酶（polymerase）在引物的指导下进行扩增。
具体来说，PCR的步骤如下：首先将DNA样本加入PCR反应体系中，然后加入两种适当浓度的引物、dNTPs、聚合酶和缓冲液。
接着进行多次循环加热（变性）、退火（引物结合）和延伸（聚合）。
PCR技术在基因组测序、基因工程、分子诊断等领域得到广泛应用。
例如，在基因诊断中，可以通过PCR扩增DNA片段，将DNA序列中的突变基因分析出来，从而达到对致病基因的检测和诊断。
需要注意的是，PCR技术能够扩增任何目标DNA片段，包括病原体、动植物、人类等。
因此，在使用和处理PCR反应体系时需要特别小心，避免交叉污染。
第二篇：Gel电泳分析Gel电泳是一种分离生物大分子的技术，主要应用于DNA、RNA、蛋白质等分子的分离和检测。
其基本原理是利用凝胶的孔隙大小和电荷作用，将带电分子作用下垂直电场向电极运动，以实现分子的分离和检测。
Gel电泳技术有不同类型，如聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、琼脂糖凝胶电泳（agarose gel electrophoresis）、蛋白质电泳等。
其中，琼脂糖凝胶电泳在DNA、RNA分析中应用广泛。
在DNA分析中，Gel电泳是确定PCR扩增产物的常用技术。
其过程是将PCR产物样品加入琼脂糖凝胶孔中，加上电场使DNA分子沿电场方向运行，电泳后形成DNA条带。
这些条带是根据DNA分子的长度确定的，通常与DNA的分子量成正比。
与PCR扩增产物相比，琼脂糖凝胶电泳也可用于检测来源于各种天然DNA样本。
通过运行DNA分子，可以了解DNA分子大小和特定区域的序列。
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动，这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因：编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列：非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。
第一篇 分子生物学概论
3. 细胞信号转导的分子生物学
研究细胞内、细胞间信息传 递的分子基础。
生物体的细胞分裂与分化及其它各种 功能的完成，均依赖于环境所赋予的各 种信号。
在外源信号的刺激下，细胞将信号转 变为一系列的生物化学变化，例如蛋白 质构象的转变、蛋白质分子的磷酸化以 及蛋白与蛋白互作的变化等，从而使其 发生改变以适应内外环境的需要。
1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放 抑制因子14肽的基因重组入质粒，成功地在大 肠杆菌中合成得到这14肽；
1978年Itakura(板仓)等使人生长激素191肽在大 肠杆菌中表达成功；
1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛 素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素。
至今我国已有人干扰素、人白介素2、人集 落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程 幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入 生产或临床试用，世界上还有几百种基因工程 药物及其它基因工程产品在研制中，成为当今 农业和医药业发展的重要方向，将对医学和工 农业发展作出新贡献。
1954年Crick提出遗传信息传递的规律—— 中心法则；
1956年 A.Kornberg 首先发现DNA聚合酶I， 在大肠杆菌无细胞提取液中实现了DNA合成；
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提出DNA不连续复制模型；
1973年氨基酸序列自动测定仪问世。
中国科学家在1965年人工合成了牛胰岛素； 1973年用1.8AX-线衍射分析法测定了牛胰 岛素的空间结构，为认识蛋白质的结构做 出了重要贡献。
3. 认识生命本质并改造生命的发展阶 段
70年代后，以基因工程技术的出现作 为新的里程碑，标志着人类深入认识生命 本质并能动改造生命的新时期开始。其间 的重大成就包括：
分子生物学实验报告全解（有图有真相）讲解
分⼦⽣物学实验报告全解（有图有真相）讲解分⼦⽣物学实验报告慕蓝有志班梦想学院⽬录实验⼀细菌的培养 (2)实验⼆质粒DNA的提取 (4)实验三琼脂糖凝胶电泳法检测DNA (7)实验四质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 (9)实验五聚合酶链反应（PCR）技术体外扩增DNA (11)实验六植物基因组DNA提取、酶切及电泳分析 (14)实验七RNA分离与纯化 (17)实验⼋RT-PCR扩增⽬的基因cDNA (19)实验九质粒载体和外源DNA的连接反应 (21)实验⼗感受态细胞的制备及转化 (23)实验⼗⼀克隆的筛选和快速鉴定 (25)实验⼗⼆地⾼⾟标记的Southern杂交 (27)实验⼗三阿拉伯糖诱导绿⾊荧光蛋⽩的表达 (31)思考题 (32)分⼦实验⼼得总结 (33)实验⼀细菌的培养⼀、⽬的学习细菌的培养⽅法及培养基的配置。
⼆、原理在基因⼯程实验和分⼦⽣物学实验中，细菌是不可缺少的实验材料。
质粒的保存、增殖和转化；基因⽂库的建⽴等都离不开细菌。
特别是常⽤的⼤肠杆菌。
⼤肠杆菌是含有长约3000kb的环状染⾊体的棒状细胞。
它能在仅含碳⽔化合物和提供氮、磷和微量元素的⽆机盐的培养基上快速⽣长。
当⼤肠杆菌在培养基中培养时，其开始裂殖前，先进⼊⼀个滞后期。
然后进⼊对数⽣长期，以20~30min复制⼀代的速度增殖。
最后，当培养基中的营养成分和氧耗尽或当培养基中废物的含量达到抑制细菌的快速⽣长的浓度时，菌体密度就达到⼀个⽐较恒定的值，这⼀时期叫做细菌⽣长的饱和期。
此时菌体密度可达到1×109~2×109/mL。
培养基可以是固体的培养基，也可以是液体培养基。
实验室中最常⽤的是LB培养基。
三、实验材料、试剂与主要仪器（⼀）实验材料⼤肠杆菌（⼆）试剂1. 胰蛋⽩胨2. 酵母提取物3. 氯化钠4. 1mol/L NaOH5. 琼脂粉6. 抗⽣素（氨苄青霉素、卡那霉素等）（三）仪器1. 培养⽫2. 带帽试管3. 涂布器4. 灭菌锅5. ⽆菌操作台（含酒精灯、接种环、灭菌⽛签等）6. 恒温摇床四、操作步骤（⼀）LB培养基的配制配制每升培养基，应在950m1去离⼦⽔中加⼊：细菌培养⽤胰蛋⽩胨10g细菌培养⽤酵母提取物5gNaCl 10g摇动容器直⾄溶质完全溶解，⽤1mol/L NaOH调节pH位⾄7.0。
公共基础知识分子生物学基础知识概述
《分子生物学基础知识概述》一、引言分子生物学是一门在生命科学领域中具有核心地位的学科，它深入研究生物大分子的结构、功能和相互作用，为我们理解生命现象的本质提供了关键的理论和技术支持。
从揭示遗传信息的传递规律到开发新型生物技术，分子生物学的发展深刻地改变了我们对生命的认识和改造自然的能力。
本文将全面阐述分子生物学的基础知识，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 生物大分子分子生物学主要研究生物大分子，包括核酸（DNA 和 RNA）、蛋白质和多糖。
DNA 是遗传信息的携带者，通过特定的碱基序列编码生物体的遗传信息。
RNA 在遗传信息的表达中起着重要作用，包括信使 RNA（mRNA）、转运 RNA（tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）等。
蛋白质是生命活动的主要执行者，具有各种催化、结构和调节功能。
多糖则在细胞结构和信号传导等方面发挥着重要作用。
2. 中心法则中心法则是分子生物学的核心概念之一，它描述了遗传信息从DNA 到 RNA 再到蛋白质的传递过程。
DNA 通过复制将遗传信息传递给子代细胞，同时通过转录将遗传信息转化为 RNA，RNA 再通过翻译合成蛋白质。
中心法则的发现为我们理解生命的遗传和进化提供了重要的理论基础。
3. 基因基因是具有遗传效应的 DNA 片段，它决定了生物体的遗传特征。
基因通过编码蛋白质或 RNA 来控制生物体的生长、发育和代谢等生命活动。
基因的表达受到多种因素的调控，包括转录因子、表观遗传修饰和环境因素等。
三、核心理论1. 核酸的结构与功能DNA 具有双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，通过碱基互补配对原则结合在一起。
DNA 的结构稳定性为遗传信息的准确传递提供了保障。
RNA 则具有多种结构形式，包括单链、双链和环状等，不同的 RNA 分子在生命活动中发挥着不同的功能。
2. 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构决定了其功能。
蛋白质的一级结构是指氨基酸的线性序列，二级结构包括α-螺旋和β-折叠等，三级结构是由二级结构进一步折叠形成的三维结构，四级结构是由多个亚基组成的蛋白质复合物。
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。
2024《分子生物学全套》ppt课件
ppt课件contents •分子生物学概述•基因与基因组结构•DNA复制与修复机制•转录与翻译过程调控•蛋白质组学与代谢组学研究方法•现代分子生物学技术应用•生物信息学在分子生物学中应用•分子生物学前沿领域及未来发展趋势目录分子生物学概述分子生物学定义与特点分子生物学定义分子生物学特点以分子为研究对象，阐明生命现象的本质；与多学科交叉融合，推动生命科学的发展；实验技术手段不断更新，提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程早期发展阶段现代分子生物学阶段分子生物学研究内容及方法研究内容研究方法基因与基因组结构基因概念及功能基因功能基因定义基因通过编码蛋白质或参与生物体的各种生理和生化过程，从而控制生物的性状和表现。
基因分类基因组组成与结构特点基因组定义基因组是指一个生物体内所有基因的总和。
基因组组成基因组包括编码区和非编码区，其中编码区包含结构基因和调控基因，非编码区则包含一些重要的调控元件和重复序列。
基因组结构特点不同生物的基因组具有不同的结构特点，如原核生物基因组较小且连续，真核生物基因组较大且存在大量的重复序列和间隔区。
转录后水平调控转录后水平调控主要涉及mRNA 的加工、剪接、运输和降解等过程，通过这些过程可以影响mRNA 的稳定性和翻译效率。
基因表达概念基因表达是指基因转录成mRNA ，再翻译成蛋白质的过程。
基因表达调控机制生物体通过多种机制对基因表达进行调控，包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和表观遗传调控等。
转录水平调控转录水平调控是最主要的基因表达调控机制，包括启动子、增强子、沉默子等顺式作用元件和反式作用因子的相互作用。
基因表达调控机制DNA复制与修复机制DNA复制过程及影响因素DNA复制过程影响因素DNA损伤类型及修复方式损伤类型包括碱基错配、单链断裂、双链断裂、碱基修饰等，这些损伤可能导致遗传信息的改变或丢失。
修复方式包括直接修复、切除修复、重组修复和跨损伤修复等，这些修复方式能够识别和修复DNA损伤，维护基因组的稳定性。
分子生物学实验基本技术
分子生物学实验进程
实验一 真核细胞染色体DNA的分离制备 DNA样品的纯化、定量和电泳检测 实验二 大肠杆菌感受态细胞的制备与重组质粒转化 实验三 碱变性法小量制备质粒 DNA的限制性酶切 实验四 琼脂糖凝胶中DNA片段的分离和回收 质粒DNA的连接和转化 实验五 真核细胞RNA的制备和逆转录PCR 实验六 Western印迹（上） 实验七 Western印迹（下） 实验八 外源基因在大肠杆菌中的诱导表达和检测 实验九 多聚酶链式反应（PCR）反应 实验十 Northern印迹 实验十一 Southern印迹 考试
1966
1972 1973 1973 1977 1977 1982 1986 2001
Finished unraveling the code; Nirenberg & Khorana
Recombinant DNA made in vitro; P. Berg DNA cloned on a plasmid; H. Boyer & S. Cohen Discovery of reverse transcriptase; H. Temin Rapid DNA sequencing; F. Sanger & W. Gilbert Discovery of split genes; Sharp, Roberts et al. Discovery of ribozymes; T. Cech & S. Altman Creation of PCR; K. Mullis et al. Human Genome Project; Venter, Collins and many others
段连接起来构成一个新的DNA分子的过程。
分子克隆（molecular cloning）：重组体分子的无性 繁殖过程。
《分子生物学》教案
《分子生物学》教案第一章：分子生物学概述1.1 分子生物学的定义和发展历程1.2 分子生物学的研究内容和方法1.3 分子生物学的重要性和应用领域第二章：DNA与基因2.1 DNA的结构和功能2.2 基因的概念和作用2.3 基因的表达和调控第三章：RNA与蛋白质3.1 RNA的结构和功能3.2 蛋白质的结构和功能3.3 蛋白质合成和调控第四章：酶与催化作用4.1 酶的定义和特性4.2 酶的分类和作用机制4.3 酶的研究方法和应用第五章：分子生物学实验技术5.1 分子克隆与基因工程5.2 PCR技术及其应用5.3 蛋白质分离和鉴定技术5.4 生物信息学在分子生物学中的应用第六章：基因表达调控6.1 基因表达的转录和翻译过程6.2 真核生物的转录调控机制6.3 翻译调控和后修饰机制第七章：蛋白质结构与功能7.1 蛋白质结构的基本层次7.2 蛋白质功能的多样性7.3 结构决定功能的原则第八章：信号传导与细胞代谢8.1 细胞信号传导的基本概念8.2 细胞信号传导的主要途径8.3 信号传导与细胞代谢的调控第九章：基因组学与遗传变异9.1 基因组学的基本概念和方法9.2 基因组结构和变异类型9.3 遗传变异在疾病和进化中的作用第十章：分子生物学在生物技术与医学中的应用10.1 基因克隆与基因治疗10.2 重组蛋白药物的开发与应用10.3 分子诊断与个性化医疗10.4 生物芯片技术及其应用第十一章：分子生物学实验设计与分析11.1 实验设计的原则和方法11.2 实验数据的收集与分析11.3 实验结果的验证与解释第十二章：蛋白质相互作用与网络12.1 蛋白质相互作用的机制12.2 蛋白质相互作用网络的构建与分析12.3 蛋白质相互作用在生物学中的意义第十三章：RNA干扰与基因沉默13.1 RNA干扰机制及其作用13.2 基因沉默技术在研究中的应用13.3 RNA干扰在医学和生物技术领域的应用第十四章：病毒分子生物学14.1 病毒的基本结构与生命周期14.2 病毒基因组的复制与表达14.3 病毒与宿主细胞的相互作用第十五章：分子生物学在生物技术与医学中的应用案例分析15.1 基因治疗与基因编辑技术的应用15.2 生物制药与重组蛋白的应用15.3 分子诊断与个性化医疗的实践案例重点和难点解析第一章：分子生物学概述重点：分子生物学的定义和发展历程，研究内容和方法，重要性和应难点：分子生物学研究方法的理解和应用。
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第一章绪论（论述题必考）1、试述分子生物学的主要内容、研究对象、目标及定义、学科分支以及你对分子生物学的认识。
定义：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学科，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。
研究对象：核酸、蛋白质等生物大分子主要研究内容：1）重组DNA技术(基因工程)；2）基因表达调控研究；3）生物大分子的结构功能研究；4）基因组、功能基因组与生物信息学研究分子生物学3条基本原理：1）构成生物体各类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构成都遵循共同的原则；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。
学科分支：基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等。
发展趋势：20世纪中期以来，生物学正在各个学科之间广泛渗透，相互促进，不断深入和发展，既从宏观和微观、最基本和最复杂等不同方向展开研究，也从分子水平、细胞水平、个体和群体等不同层次探索各种生命现象，逐步揭开生命的奥秘。
分子生物学、细胞生物学、神经生物学被认为是当代生物学研究的三大主题，分子生物学的全面渗透推动了细胞生物学和神经生物学的发展。
分子生物学研究技术的发展，几乎完全改变了科学家对膜内外信号转导、离子通道的分子结构、功能特性及运转方式的认识。
在突触部位神经递质的合成、维持、释放及其作用的分子机制研究上，最近10年所取得的进展远远超过了以往几十年的总和。
分子生物学还对发育生物学研究产生了巨大的影响。
分子生物学不仅是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。
预计分子生物学的研究会为生物学带来一场新的革命。
（仅供参考）对分子生物学的认识和感想：（略）第二章染色体与DNA1、真原核生物基因组的结构特点(P33)真核生物基因组的结构特点：1）真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组；2）真核基因组存在大量的重复序列；3）真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，该特点是真核生物与细菌和病毒之间最主要的区别；4）真核基因组的转录产物为单顺反子；5）真核基因是断裂基因，有内含子结构；6)真核基因组存在大量的顺式作用原件，包括启动子、增强子、沉默子等；7）真核基因组中存在大量的DNA多态性。
（DNA多态性是指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异，主要包括单核苷酸多态性和串联重复序列多态性两类）；8）真核基因组具有端粒结构。
（端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构，它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。
其DNA序列相当保守，一般有多个短寡核苷酸串联在一起构成。
人类的端粒DNA长5——15千碱基对。
它具有保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端和决定细胞的寿命等功能）原核生物基因组的结构特点：基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少。
1）结构简练：原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，只有非常小一部分不转录，这是与真核DNA的冗余现象不同。
2）存在转录单元:原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单位或转录单元，他们可被一起转录为含多个mRNA 的分子叫多顺反子mRNA。
3）有重叠基因：同一段DNA能携带两种不同蛋白质的信息。
2、真核基因表达调控的一般规律DNA、染色体水平的变化特点：染色质结构、组蛋白作用、DNA拓扑结构变化、DNA甲基化、转录活性去=区对核酸酶敏感正性调节占主导翻译与转录分隔进行转录后加工Southern杂交DNA配对检测有无目的基因的存在Northern杂交DNA配对检测RNA是否表达Western杂交抗原抗体配对检测蛋白质是否表达2、DNA的复制（细节题要求掌握课本内容P42——57）3、真核细胞DNA的复制调控(G1 、S 、G2和M期）4、DNA复制有3个水平的调控：细胞生活周期水平调控、染色体水平调控、复制子水平调控6、原核生物DNA复制的特点。
（P50）1)原核只有一个起始位点。
2)原核复制起始位点可以连续开始新的复制，特别是快速繁殖的细胞。
3)原核的DNA聚合酶III复制时形成二聚体复合物。
4)原核的DNA聚合酶I具有5'-3'外切酶活性DNA解旋酶通过水解ATP 产生能量来解开双链DNA单链结合蛋白保证被解链酶解开的单链在复制完成前保持单链结构DNA拓扑异构酶消除解链造成的正超螺旋的堆积，消除阻碍解链继续进行的这种压力，使复制得以延伸7.DNA的修复（P57）1）DNA的损伤原因：自发因素：随机热碰撞物理因素：紫外线损伤（共轭双键）；电离辐射损伤（X射线等）化学因素：亚硝酸盐、5—溴尿嘧啶、烷化剂等2）修复基础：一条链有损伤→修复酶切除→以未损伤的链为模板，合成原来相同的序列3）修复方式：A.错配修复：（保留母链，修复子链）B.切除修复：（1）碱基切除修复（2）核苷酸切除修复C.重组修复D.DNA的直接修复E.SOS反应8、DNA的转座（考名词解释）（P62）1）DNA的转座，或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
2）转座有别于同源重组，它依赖于DNA的复制。
3）转座子（transposon,Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。
转座子分为两大类：[插入序列IS：是最简单的转座子，它不含有任何宿主基因。
它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
复合型转座子：是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS,表明IS插入到某个功能基因两端时就可能产生复合型转座子].4）转座作用的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的（3—12bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复放入靶序列之间。
不同转座子的靶序列长度不同，但对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度都是一样的，如IS1两翼总有9bp的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。
靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的DNA黏端。
转座可被分为复制型和非复制型两大类。
在复制型转座中，整个转座子被复制，所移动和转位的仅仅是原转座子的拷贝。
转座酶和解离酶分别作用于原始转座子和复制转座子。
TnA类转座主要是这种形式。
与此对应，在非复制型转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位，IS、Mu及Tn5等都以这种方式转座。
5）转座作用的遗传效应：A.转座引入插入突变 B.转座产生新的基因C.转座产生的染色体畸变D. 转座引起的生物进化第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA1、RNA转录（P74）：无论是原核还是真核细胞，RNA链的合成都具有以下特点：RNA是按5'→3'方向合成的，以DNA双链中的反义链（模板链）为模板，在RNA聚合酶催化下，以4种三磷酸核苷（NTPs）为原料，根据碱基配对原则（A—U、T—A、G—C），各核苷酸通过形成磷酸二酯键相连，不需要引物的参与，合成的RNA带有与DNA编码链（有意义链）相同的序列（A—U）。
转录的基本过程包括模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止）。
3、真核生物的RNA聚合酶有哪几种？分布在细胞的什么位置？各有什么功能？（P84）RNA聚合酶I：存在于细胞核仁中，负责三种主要的rRNAs的转录：28S、18S、5.8S。
转录产物是45SrRNA前体，经剪接修饰后生成除了5SrRNA外的各种rRNA。
rRNA与蛋白质组成的核糖体是蛋白质合成的场所。
RNA聚合酶II：存在于细胞核质中，负责转录生成mRNA的前体分子，经剪接加工后生成的mRNA被运送到细胞质基质中作为蛋白质合成的模板。
RNA聚合酶III：存在于细胞核质中，负责转录转录生成tRNA、5SrRNA、snRNA。
3、原核生物转录终止的两种机制（P78）1)不依赖于ρ因子的终止（内在终止子）在不依赖于ρ因子这类终止反应中，没有任何其他因子参与，核心酶就能终止基因转录。
内在终止子有两个明显的结构特点：①终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发夹结构。
②在终止位点前面有一段由4—8个A组成的序列，所以转录产物的3'端为寡U，这种结构特征的存在决定了转录的终止。
在新生RNA中出现发夹结构会导致RNA聚合酶的暂停，破坏RNA—DNA杂合链5'端的正常结构。
寡U的存在使杂合链的3'端部分出现不稳定的rU·dA区域，两者共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。
终止效率与二重对称序列和寡U的长短有关，随着发夹结构（至少6bp）和寡U序列（至少4个U）长度的增加，终止效率逐步提高。
2）依赖于ρ因子的终止有些终止位点的DNA序列缺乏共性，而且不能形成强的发夹结构，因而不能诱导转录的自发终止。
体外转录实验表明，RNA聚合酶并不能识别这些转录终止信号，只有在加入大肠杆菌ρ因子后该聚合酶才能在DNA模板上准确地终止转录。
ρ因子是一个由6个相同亚基组成的六聚体，它的相对分子质量约为2.8×10⒌，它具有NTP酶和解螺旋酶活性，能水解各种核苷酸磷酸，它通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。
4、原核生物与真核生物mRNA的特征比较（P93）原核生物mRNA的特征：（1）原核生物mRNA的半衰期短（2）许多原核生物mRNA可能以多顺反子的形式存在（3）原核生物mRNA的5'端无帽子结构3'端没有或只有较短的多（A）结构。
真核生物mRNA的特征：（1）真核生物mRNA的5'端存在帽子结构（2）绝大多数真核生物mRNA 具有多（A）尾巴。
5、原核生物与真核生物转录产物比较（1）只有一种RNA聚合酶参与所有类型的原核生物基因转录，而真核生物有3种以上的RNA聚合酶来负责不同类型的基因转录，合成不同类型的、在细胞核内有不同定位的RNA。
（2）转录产物有差别。
原核生物的初级转录产物大多数是编码序列，与蛋白质的氨基酸序列呈线性关系，而真核生物的初级产物很大，含内含子序列，成熟的mRNA只占初级转录产物的一小部分（3）原核生物的初级转录产物几乎不需要剪接加工，就可直接作为成熟的mRNA进一步行使翻译模板的功能；真核生物转录产物需要经过剪接、修饰等转录后加工成熟过程才能成为成熟的mRNA。
（4）在原核生物细胞中，转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里，而且这两个过程几乎是同步进行的，蛋白质合成往往在mRNA刚开始转录时就被引发了。
真核生物mRNA的合成和蛋白质则发生在不同的空间和时间范畴内。