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1、Molecular Biology,1.1 二十世纪生命科学的回顾,数、理、化相关学科,生物学实验技术,渗透 交叉,近代生物学,个性,共性,宏观生物学 （生态学为核心）,微观生物学 （分子生物学为核心）,细胞水平,分子水平,结构生物学，发育生物学，神经生物学等新兴学科发展,生物多样性 研究,资源保护与 利用,人类生态环境的保护 工农业生产持续发展,分子生物学,分子生物学的延伸,21世纪生命科学发展的重要态势,Define in broadly: understand biological phenomena in molecular terms(difficult to distinguish
2、 from biochemistry),Define in restrictively: study of gene structure and their activities in molecular level,1.2 分子生物学的概念,Gene concept Gene structure Gene replication Gene expression Gene recombination Gene mutation,Molecular Biology of Gene,What is the gene? Basic propertyReplication Expression Mut
3、ation,DNA Double Helix model,1952 J .Watson and F. Crick,分子生物学诞生,Crick：.我本人的思想是基于两个基本原理，我 称之为 序列假说（sequence hypothesis）和中心法则（central dogma ) Sequence hypothesis ：核酸片段的特异性完全由其碱基序列所决定，且这种序列是某一蛋白质氨基酸序列的密码. Central dogma ：信息一旦进入蛋白质，它就不可能再输出.,构成生物大分子的单体相同,生物遗传信息的表达的中心法则相同,高级结构,生物大分子之间的互作,核酸语言(Nt) 蛋白质语言(a
4、a),生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）,分子生物学研究领域共同遵循的三大原则,结构生物学,基因分子生物学,生物技术理论 与应用,分子生物学研究的三大主要领域,狭义的分子生物学,分子生物学的三大支持学科,细胞生物学遗 传 学生物化学,1839-1847年 Matthias Schleiden & Theodor Schwann,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，细胞的信号传导等,Molecular Cell biology,Gregor Mendel 1864 年,Genetics,Molecular Genetics,Gene structure G
5、ene duplication Gene expression Gene recombination Gene mutation,遗传因子假说,Genetics,Nucleic Acid Chemistry,Protein Chemistry,(1936年 James Sumner )Nobel Prize in Chemistry 1946,Enzymatic nature of crystalline Protein,What genes are & How they act?,分子生物学：从分子水平理解生命活动 细胞生物学：从细胞水平理解生命活动 遗传学： 从遗传角度理解生命活动 生物化
6、学：从化学组成角度来理解生物大 分子和生物代谢。 普通生物学（动物&植物）& 微生物学： 不同生物类型的特点,分子生物学：从分子水平理解生命活动，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。强调以上各种生命活动（Biochemical processes）：1是什么（what，生物学重要性和具体过程），2所涉及的生物大分子（DNA、RNA、蛋白质) 是如何相互作用使之发生的（how）。,1.3 分子生物学 的发展历程,“for his discovery that enzymes can be crystallized“,“for their prepar
7、ation of enzymes and virus proteins in a pure form“,James Batcheller Sumner,John Howard Northrop,Wendell Meredith Stanley,Cornell University,Rockefeller Institute USA,Rockefeller Institute USA,1887 - 1955,1891 - 1987,1904 - 1971,The Nobel Prize in Chemistry 1946,1958 J. Lederberg (33y),Phage transdu
8、ction,The Nobel Prize in Chemistry 1958,“for his work on the structure of proteins, especially that of insulin“,Frederick Sanger,Cambridge University,1918 -,G. Beadle & E. Tatum,One gene-one enzyme,Arthur Kornberg (41y),DNA replication,Isolation of DNA polymerase I,Brooklyn,1959,分子生物学的重要里程碑,1951. Ja
9、mes Watson（Luria的第一个研究生 23y),丹麦 哥本哈根 Kalckar Lab. Post-Do,意大利那不勒斯动物研究所 Kings Lab. London Univ. Maurice Wilkins,M. H. F. Wilkins & Rosalind Frankin,Xray photograph of DNA with high quality (核糖与磷酸连接成的扭曲绳子，每一节上都有配对的碱基),1951. Kings Lab. London University UK,Francois Jacob (44y) Jacques Monod (55y)(Frenc
10、h),Lac. Operon Theory,1965,Concept of mRNA,1968,R. Holley H.G. Khorana M. Nirenberg,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978,“for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics“,Werner Arber,Daniel Nathans,Hamilton O. Smith,Switzerland,Biozentrum d
11、er Universitt,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,1929 -,1928 - 1999,1931 -,The Nobel Prize in Chemistry 1980,“for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids, with particular regard to recombinant-DNA
12、“,Paul Berg,Stanford University,1926 -,基因工程诞生,The Nobel Prize in Chemistry 1993,“for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method“,Kary B. Mullis,1944 -,Programmed Cell Death (PCD) and development,1.4 21世纪生物学的新热点及领域,生物大分子的高级三维结构与功能的统一,生物大分子之间的互作 基因的社会学,(Nature 杂志增设 Natural developing
13、biology分册),Genomics,基因组的全序列高密度的分子标记图谱高精度的物理图谱转录水平上的表达图谱大规模的蛋白质构型模拟,Structural genomics,Functional genomics,利用结构基因组提供的信息大规模地分析基因的功能不仅提供基因功能的简单列表最终要阐释基因如何工作 细胞 组织 个体,计算计语言,分辨，提取，分析，预测 比较基因组学,生物大分子的结构与功能信息,应用生物学发展,生物技术,1.5 主要参考书目录,Lewin B Genes X （2010） Oxford University Press朱玉贤等 现代分子生物学 及笔记整理 （第三版，2009）高等教育出版社Robert F. Weaver Molecular biology ( 3rd 影印版， 2008) 科学出版社,
