现代分子生物学课件

1、第一章引言1。基本含义1。分子生物学的基本含义是人类在分子水平上研究细胞活动规律，揭示生命本质的一门基础学科。1，学习与交流PPT，第1章，引言1。基本含义、-分子水平是指生物大分子，如携带遗传信息的核酸和在遗传信息的传递和细胞与细胞之间的通讯中起重要作用的蛋白质。在分子水平上研究生命的本质，主要是指阐明生命的遗传、生殖、生长和发育等基本特征的分子机制，为生物体的利用和转化奠定理论基础，提供新的手段。2.学习和交流PPT，第1章引言1。基本含义、分子生物学：它是一门研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征、重要性和规律性的学科，是人类真正从分子水平上揭开生物世界的奥秘，从被动适应自然向主动改造

2、和重组自然转变的基础学科。分子生物学是现代生物学领域中最具活力和发展最快的学科之一。分子生物学发展简史分子生物学的发展大致可分为两个阶段1。准备和酝酿阶段19世纪晚期至19世纪50年代在理解生命本质方面产生了两大突破。人们确定蛋白质是生命的主要基本物质。4，学习和交流PPT，第1章，引言2。分子生物学发展简史。分子生物学建立和发展阶段的主要进展20世纪50年代，提出了脱氧核糖核酸分子的双螺旋结构模型和半保守复制机制，解决了遗传物质的自复制和世代交替问题；20世纪50年代末至60年代，“中心法则”和算子理论的提出，成功破译了遗传密码，阐明了遗传信息的流动和表达机制。第11，5页，学习和交流PPT

3、，第1章引言2。分子生物学发展简史1957年，孔柏格在大肠杆菌中发现了脱氧核糖核酸聚合酶；1965年，人们证明细菌的耐药性通常是由“质粒”DNA决定的；1967年，首次发现了脱氧核糖核酸连接酶；1970年，史密斯、威尔科克斯和凯利分离出第一批限制性内切酶，特明和巴尔的摩发现了从核糖核酸肿瘤病毒中提取的逆转录酶。1972-1973年，博伊尔、伯格等人发明了基因重组技术，并于1972年获得了第一个重组基因分子；第一次细菌基因克隆于1973年完成。1978年，由合成基因表达的人脑刺激激素和人胰岛素首次在大肠杆菌中产生。1981年，帕尔默和布林斯特获得了转基因小鼠，斯普拉德林和鲁宾获得了转基因果蝇。1

4、982年，美国和英国批准使用第一种基因工程药物胰岛素。1983年，获得了第一株转基因植物。1994年，第一批转基因番茄在美国上市。1996年，完成了酵母基因组的完整序列(1.25107bp)。1997年，英国爱丁堡罗斯林研究所获得了克隆羊。2000年，第一个高等植物拟南芥被测序(3.2108 BP)。2001年，人类基因组的完整序列被确定(3.5109 BP)。2002年，来自英国、美国和德国的数百名科学家在自然杂志上联合宣布，他们已经成功破译了老鼠的基因组。2004年，科学杂志发表了中国科学家家蚕基因组框架图。2005年8月11日，来自中国、美国、日本、法国等10个国家和地区的科学家在自然杂

5、志上发表了水稻基因组“精细图谱”，覆盖率达95.3%。中国对国际水稻基因组计划的贡献率是20。总共定位了37，500个基因，着丝粒测序首次在动物和植物中完成。2009年，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所和深圳华大基因研究所牵头，由来自14个国家的科学家组成的国际马铃薯基因组测序协作组，在北京、阿姆斯特丹、伦敦、纽约、利马等地同时宣布，马铃薯基因组序列框架图有12条染色体和8.4亿个碱基对。框架图覆盖了33，360个土豆，有95个以上的基因，并且已经发现了35，000多个基因。9.学习和交流PPT。第一章引言2。分子生物学发展简史。2009年，中国颁发了：安全证书，用于生产和应用具有自主知识产权的

6、植酸酶转基因玉米品种。两个抗虫转基因水稻品种，10，学习和交流PPT，第一章引言二。分子生物学发展简史、转基因植酸酶玉米3360可以提高饲料的利用效率，减少饲料中磷酸氢钙的添加，降低饲养成本。它能减少动物粪便和尿液中植酸磷的排泄，减少环境污染，有利于环境保护。另外，农业种植生产植酸酶具有节能、环保、成本低的优点。植酸酶：是催化植酸及其盐水解为肌醇和磷酸盐(盐)的一类酶的总称。11岁。学习和交流PPT。第一章引言二。分子生物学发展简史。转基因水稻：能有效控制螟虫等鳞翅目害虫的危害，保证水稻增产，化学农药用量减少80%。12，学习和交流PPT，第1章引言3。分子生物学的主要研究内容分子生物学的基本

7、原理(第11页)构成生物体中各种有机大分子的单体在不同的生物体中是相同的。(2)生物体中所有有机大分子的建立遵循共同的规则。(3)特定生物体所拥有的核酸和蛋白质分子决定了其特性。13，研究与交流PPT，第1章绪论3，主要研究内容、2，主要研究内容(1) DNA重组技术，2)基因表达调控研究，3)结构分子生物学，4)基因组，功能基因组和生物信息学研究，14)研究与交流PPT，分子生物学，DNA重组技术的研究内容、(1)DNA重组技术(基因工程/基因工程/基因操作/基因克隆/分子克隆)根据人们的设计取向在体外连接不同的DNA片段(全部基因或部分基因)， 然后将它们转移到特定的受体细胞中，这样重组基

8、因就可以与载体同时在受体细胞中复制和表达，从而赋予生物体新的遗传特性，创造新的生物类型和生物产品，更好地满足人们的需求。 基因：产生多肽链或功能性核糖核酸所需的所有脱氧核糖核酸序列。15岁。学会交流PPT、G AA TTC CTT AA、G、G AA TTC CTT AA G、SV40病毒DNA、噬菌体DNA、EcoRI、DNA连接酶连接、SV40、G AA TTC CTT AA G、SV40、DNA、GAATTC CTTAAG、DNA、VS40、GAATTC CTTAAG、GAATTC CTTAAG、SV40、53、53、裂解、图3360病毒DNA和噬菌体DNA的重组、实施例13360、分子

9、生物学DNA重组技术研究内容实施例、 脱氧核糖核酸重组操作主要包括：脱氧核糖核酸(基因组和质粒脱氧核糖核酸)提取和纯化聚合酶链反应(聚合酶链反应)基因扩增脱氧核糖核酸聚合酶脱氧核糖核酸分子切割限制性内切酶脱氧核糖核酸片段和载体连接脱氧核糖核酸连接酶脱氧核糖核酸凝胶电泳细胞转化和重组筛选鉴定等。 研究和交流PPT，分子生物学研究内容，DNA重组技术，三个基本工具，“分子手术刀”，限制性内切酶“分子缝合针”，DNA连接酶“分子转运体”，基因进入受体细胞的载体，18，研究和交流PPT，分子生物学研究内容，DNA重组技术，DNA重组技术的应用前景，可用于研究基因功能。例如，使用反义技术和核糖核酸干扰技

10、术。可用于定向改造某些生物的基因组结构。例如，转基因抗虫棉是通过将编码苏云金芽孢杆菌抗虫毒素蛋白的抗虫基因转移到棉花中获得的。它可用于大量生产一些产量低或不能在正常细胞代谢中生产的多肽，如激素、抗生素、酶和抗体等。从而提高产量，降低成本。19，研究和交流PPT，分子生物学的研究内容，基因表达调控的研究，基因表达):从DNA到蛋白质或功能性RNA的过程称为基因表达。本质上，它是遗传信息的转录和翻译，以及基因调控：基因表达过程的调控被称为基因表达的调控。(2)基因表达调控研究，20，研究与交流PPT，分子生物学研究内容，基因表达调控研究，DNA，RNA，反馈(？)、转录、复制、翻译、蛋白质、生理功

11、能、图：遗传信息传递的“中心法则”示意图(21世纪后修订)、tRNA和rRNA、MicroRNA、非编码RNA(非-)分子生物学的研究内容：基因表达调控、 基因表达调控类型：时序调控(遗传特征)区域调控(遗传特征)环境调控(内外环境变化)基因表达调控主要发生在DNA的转录水平(原核生物和真核生物)和RNA的翻译水平(这种调控只发生在真核生物的基因表达中)，22、PPT的研究与交流，分子生物学、结构分子生物学的研究内容、(3)生物大分子的结构与功能的研究。 生物大分子，无论是核酸还是蛋白质，在发挥其生物学功能时，必须具备两点：具有特定的空间结构(三维结构)；在发挥生物功能的过程中，必须有结构和构

12、象的变化。分子生物学的研究内容结构分子生物学是研究生物大分子的特定空间结构以及结构的运动变化与其生物功能之间的关系的科学。主要包括三个研究方向：x光衍射、二维或多维核磁共振等方法探索结构运动规律，建立结构与功能的关系；24、研究和交流分子生物学、基因组学、功能基因组学和生物信息学的研究内容、(4)基因组学、功能基因组学和生物信息学研究：生物体单倍体细胞中的所有DNA，包括细胞核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器官中的DNA。第456，25页，研究和交流PPT，分子生物学、基因组学、功能基因组学和生物信息学研究的研究内容，基因组计划：确定基因组序列。-人类基因组计划的目的是揭示所有人类遗

13、传结构，包括所有基因(尤其是与疾病有关的基因)和基因外序列的结构。从1990年到2001年，美国、英国、法国、德国、日本和中国的合作已经完成了所有人类基因的测序。见第19页表2-1。先后开展了小家鼠、黑腹果蝇、线虫、拟南芥、水稻、啤酒酵母、各种真菌和细菌的基因组研究，完成了芥菜基因组的全序列测定。26，用于学习和交流的PPT，分子生物学中的基因组、功能基因组和生物信息学，功能基因组计划(蛋白质组计划或后基因组计划):揭示了基因产物和功能之间的关系。通过从各种模式植物中剔除和转移基因来研究基因的功能。生物信息学：在基因信息的基础上统一了基因结构、蛋白质功能和物种进化。第15、27页，学习和交流PPT，第1章，引言4。课程学习的目的和内容，学习目的：掌握分子生物学的基本概念、基本原理和基本操作技术。学习内容：侧重于第3章(第一部分)中的生物信息传递第4章(第二部分)中的生物信息从DNA到RNA的传递第5章(第一部分)中的分子生物学研究方法，第6章(第二部分)中的分子生物学研究方法，第7章(第一部分)中的基因表达和调控第8章(第二部分)中的原核基因表达和调控真核基因表达调控的一般规则，28。学习与交流PPT，第1章引言4。学习目的和课程内容、吴乃虎主编、杨启胜主编的:参考书，浙江大学出版社3。吴乃虎主编，29。学习与交流PPT，第1章简介、当你进入实