第一章分子生物学绪论
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《分子生物学》
Molecular Biology
第一章 绪论
经典遗传学回顾 遗传物质是什么？ 分子生物学的 研究内容 分子生物学发展简史
一 经典遗传学回顾
1 孟德尔（Mendel)通过对豌豆的研究，提出独立分配规律。
2 摩尔根(Morgan)通过对果蝇的研究，提出连锁规律。 另外， Morgan首次提出了基因的概念，使基因与遗传性状偶联在一起。 指出：“种质（物种本质）必须由某些独立的要素组成，我们把这些要素 称为遗传因子，或者更简单地称为基因。”
二 遗传物质是什么？
证明核酸是遗传物质的三个经典实验：
1 肺炎链球菌转化实验（ 1944年） 首先证明DNA是 遗传物质；
2 噬菌体感染实验 （1952年） 进一步肯定了DNA是 遗传物质；
3 病毒重建实验 （1956年）证明RNA是遗传物质
DNA是遗传物质 实验一
美国微生物学家 Avery 1944年 首先用实验证明基因的化学本质就是DNA
多糖莢膜
患败血症而死亡
光滑型（S）的肺炎双球菌
问题：已加热致死的S型肺炎球菌的何种因子使得R型细 菌恢复了生成荚膜的能力导致小鼠死亡？
实验证明：
提取S型菌株的DNA,添加到R型菌株培养物中，发现S型菌 株。
结论：DNA转化使遗传性状发生改变，是遗传物 质
DNA是遗传物质 实验二
1952 Hershery 和Chase 再次用噬菌体 标记实验证实了遗传物质的本质是DNA。
1954年 Crick
遗传信息传递的中心法则
（Central Dogma）
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
1956 Kornberg (美)
在大肠杆菌的无细胞提取液 中实现了DNA的合成。
获得了1959年的Nobel生 理医学奖。
Arthur Kornberg
1958 Meselson和Stahl
证明基因的化学本质是DNALeabharlann Baidu
Avery-与诺贝尔奖失之交臂的伟大科学家之一
Avery在20世纪30年代、40年代、50年代，多次获诺贝 尔奖提名。费尔德曼称，起初，艾弗里由于对于抗原的研究 工作而获提名，后来是因为对DNA的研究被提名。但是，有 一位评审委员近乎固执地认为，遗传物质存在于蛋白质中， DNA只是遗传物质赖以存在的框架而已。
获得了1965年的诺贝尔生理医学奖
1969 Nirenberg、Holly ＆ Khorana 生理医学奖
Marshall W. Nirenberg 破译了遗传密码
1963
Robert W. Holley
阐明酵母丙氨酸tRNA 的核苷酸序列并证明 了所有tRNA三级结构 的相似性
Har Gobind Khorana
噬菌体的结构
Protein coat DNA
噬菌体实验 (p8)
噬菌体中，DNA是含磷不含硫，而蛋白 质是硫不含磷。
利用含32P或35S的放射性培养基培养噬 菌体，得到了放射性标记的噬菌体
噬菌体标记实验
三 分子生物学的研究内容
1. 生物大分子结构和功能的研究（又称结构分子 生物学）：结构分子生物学就是研究生物大分 子（蛋白质和核酸）的空间结构以及结构变化 与其生物学功能之间关系的学科。
Georges J.F.Kohler
Cesar Milstein
第一个合成了核 酸分子，并人工 复制了酵母基因
1975 Temin & Baltimore(美) 诺贝尔生理医学奖
Howard M. Temin
David Baltimore
发现了逆转录酶（以RNA为模板，逆转录生成DNA RNA肿瘤病毒）
1980 Sanger 、Gilbert & Berg 诺贝尔化学奖
2. 基因表达及调控的研究（基因的分子生物学）
3. DNA重组技术：又称基因工程，是指将目的基 因转入宿主细胞，使其能够在宿主细胞中稳定 遗传。
4. 基因组学、转录物组学以及蛋白质组学的研究。
四 分子生物学的发展史
科学家 主要贡献 Nobel Prize生理医学奖/化学奖
Avery 1944年美国微生物学家
DNA的半保留复制 (semiconservative replication )
Nirenberg 和 Matthai 1963
完成了密码子的破译
1965 Jacob ＆ Monod （法国）
•提出并证实了操纵子 （Operon）学说 •首次提出mRNA分子的存 在 Francis Jacob Jacques Monod
1944年，66岁的艾弗里发表了一篇令人信服的DNA论文 ，代表了他学术生涯的最高水平。20世纪50年代，Avery很 有可能获得诺贝尔奖，因为那个时候，阿尔弗雷德·赫尔希 （Alfred Hershey）、马莎·蔡斯（ Martha Chase）、弗 兰西斯·克里克（Francis Crick） 、詹姆斯·沃森（ James Watson）等著名科学家发表的论文，都肯定了他的成 就，可惜他在1955年就去世了。
许多没有得到诺贝尔奖的科学家,学者一样在相关领域做出了伟大的贡 献，人们也会永远记住他们。或许正如许多获奖者所说:诺贝尔奖仅仅只是 个荣誉称号,我在乎的只是过程而非结果！
1949 Erwin Chargaff
DNA由四种脱氧核苷酸(nucleotide) 组成， 且在不同物种中四种核苷酸的比率不同。
A：腺嘌呤(Adenine)
G：鸟嘌呤(Guanine)
T：胸腺嘧啶(Thymidine) C：胞嘧啶(Cytocine)
1950 Chargaff Chargaff 规则（Chargaff‘s rules)
A=T G=— C
1953年 Watson 和 Crick DNA发现双螺旋结构
1962年， Watson、Crick和 Willkins共享诺贝尔生理/医 学奖。 Willkins提供了有关DNA结构的必要数据。
Frederick Sanger
酶法核苷酸测 序的设计者
Walter Gilbert 化学测序法的设计者
Paul Berg DNA重组技术
Sanger测定了牛胰岛素的化学结构而获 1958 年的 Nobel 化学奖
1984 Kohler（德） Milstein（美） Jerne（丹麦） 诺贝尔生理医学奖
Molecular Biology
第一章 绪论
经典遗传学回顾 遗传物质是什么？ 分子生物学的 研究内容 分子生物学发展简史
一 经典遗传学回顾
1 孟德尔（Mendel)通过对豌豆的研究，提出独立分配规律。
2 摩尔根(Morgan)通过对果蝇的研究，提出连锁规律。 另外， Morgan首次提出了基因的概念，使基因与遗传性状偶联在一起。 指出：“种质（物种本质）必须由某些独立的要素组成，我们把这些要素 称为遗传因子，或者更简单地称为基因。”
二 遗传物质是什么？
证明核酸是遗传物质的三个经典实验：
1 肺炎链球菌转化实验（ 1944年） 首先证明DNA是 遗传物质；
2 噬菌体感染实验 （1952年） 进一步肯定了DNA是 遗传物质；
3 病毒重建实验 （1956年）证明RNA是遗传物质
DNA是遗传物质 实验一
美国微生物学家 Avery 1944年 首先用实验证明基因的化学本质就是DNA
多糖莢膜
患败血症而死亡
光滑型（S）的肺炎双球菌
问题：已加热致死的S型肺炎球菌的何种因子使得R型细 菌恢复了生成荚膜的能力导致小鼠死亡？
实验证明：
提取S型菌株的DNA,添加到R型菌株培养物中，发现S型菌 株。
结论：DNA转化使遗传性状发生改变，是遗传物 质
DNA是遗传物质 实验二
1952 Hershery 和Chase 再次用噬菌体 标记实验证实了遗传物质的本质是DNA。
1954年 Crick
遗传信息传递的中心法则
（Central Dogma）
复制
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
1956 Kornberg (美)
在大肠杆菌的无细胞提取液 中实现了DNA的合成。
获得了1959年的Nobel生 理医学奖。
Arthur Kornberg
1958 Meselson和Stahl
证明基因的化学本质是DNALeabharlann Baidu
Avery-与诺贝尔奖失之交臂的伟大科学家之一
Avery在20世纪30年代、40年代、50年代，多次获诺贝 尔奖提名。费尔德曼称，起初，艾弗里由于对于抗原的研究 工作而获提名，后来是因为对DNA的研究被提名。但是，有 一位评审委员近乎固执地认为，遗传物质存在于蛋白质中， DNA只是遗传物质赖以存在的框架而已。
获得了1965年的诺贝尔生理医学奖
1969 Nirenberg、Holly ＆ Khorana 生理医学奖
Marshall W. Nirenberg 破译了遗传密码
1963
Robert W. Holley
阐明酵母丙氨酸tRNA 的核苷酸序列并证明 了所有tRNA三级结构 的相似性
Har Gobind Khorana
噬菌体的结构
Protein coat DNA
噬菌体实验 (p8)
噬菌体中，DNA是含磷不含硫，而蛋白 质是硫不含磷。
利用含32P或35S的放射性培养基培养噬 菌体，得到了放射性标记的噬菌体
噬菌体标记实验
三 分子生物学的研究内容
1. 生物大分子结构和功能的研究（又称结构分子 生物学）：结构分子生物学就是研究生物大分 子（蛋白质和核酸）的空间结构以及结构变化 与其生物学功能之间关系的学科。
Georges J.F.Kohler
Cesar Milstein
第一个合成了核 酸分子，并人工 复制了酵母基因
1975 Temin & Baltimore(美) 诺贝尔生理医学奖
Howard M. Temin
David Baltimore
发现了逆转录酶（以RNA为模板，逆转录生成DNA RNA肿瘤病毒）
1980 Sanger 、Gilbert & Berg 诺贝尔化学奖
2. 基因表达及调控的研究（基因的分子生物学）
3. DNA重组技术：又称基因工程，是指将目的基 因转入宿主细胞，使其能够在宿主细胞中稳定 遗传。
4. 基因组学、转录物组学以及蛋白质组学的研究。
四 分子生物学的发展史
科学家 主要贡献 Nobel Prize生理医学奖/化学奖
Avery 1944年美国微生物学家
DNA的半保留复制 (semiconservative replication )
Nirenberg 和 Matthai 1963
完成了密码子的破译
1965 Jacob ＆ Monod （法国）
•提出并证实了操纵子 （Operon）学说 •首次提出mRNA分子的存 在 Francis Jacob Jacques Monod
1944年，66岁的艾弗里发表了一篇令人信服的DNA论文 ，代表了他学术生涯的最高水平。20世纪50年代，Avery很 有可能获得诺贝尔奖，因为那个时候，阿尔弗雷德·赫尔希 （Alfred Hershey）、马莎·蔡斯（ Martha Chase）、弗 兰西斯·克里克（Francis Crick） 、詹姆斯·沃森（ James Watson）等著名科学家发表的论文，都肯定了他的成 就，可惜他在1955年就去世了。
许多没有得到诺贝尔奖的科学家,学者一样在相关领域做出了伟大的贡 献，人们也会永远记住他们。或许正如许多获奖者所说:诺贝尔奖仅仅只是 个荣誉称号,我在乎的只是过程而非结果！
1949 Erwin Chargaff
DNA由四种脱氧核苷酸(nucleotide) 组成， 且在不同物种中四种核苷酸的比率不同。
A：腺嘌呤(Adenine)
G：鸟嘌呤(Guanine)
T：胸腺嘧啶(Thymidine) C：胞嘧啶(Cytocine)
1950 Chargaff Chargaff 规则（Chargaff‘s rules)
A=T G=— C
1953年 Watson 和 Crick DNA发现双螺旋结构
1962年， Watson、Crick和 Willkins共享诺贝尔生理/医 学奖。 Willkins提供了有关DNA结构的必要数据。
Frederick Sanger
酶法核苷酸测 序的设计者
Walter Gilbert 化学测序法的设计者
Paul Berg DNA重组技术
Sanger测定了牛胰岛素的化学结构而获 1958 年的 Nobel 化学奖
1984 Kohler（德） Milstein（美） Jerne（丹麦） 诺贝尔生理医学奖