分子生物学授课专业：生物技术、生物科学玉林师范学院生命科学与技术学院王小敏（***************）2013.9•授课对象：生物技术、生物科学•授课学时：42学时•教学办法：•1.教师主讲•2.学生参与•考核形式：考试80%+平时20%Reference•1 . 分子克隆实验指南•2. 精编分子生物学实验指南•3. PCR技术实验指南•4. 分子生物学实验基础•5. 现代分子生物学实验技术•6. 分子生物学实验技术•7. 分子生物学基础技术•生物技术各网站论坛：小木虫、生物谷、螺旋网、丁香园等第一章分子生物学发展简史1.1 分子生物学的起源分子生物学侧重于从分子水平研究遗传信息的传递、表达和调控，是在遗传学和生物化学基础上发展起来的学科。
分子生物学起源可以追溯到经典遗传学或称传递遗传学。
传递遗传学侧重于研究遗传性状从亲本向子代传递的规律。
1.1.1 传递遗传学(transmission genetics)1858~1865年间，孟德尔研究了植物遗传现象，发现了分离定律和自由组合定律。
提出了遗传因子(后改称基因)的概念。
孟德尔是经典遗传学或传递遗传学的奠基人。
1910年，摩尔根利用果蝇进行试验，发现了连锁遗传规律，证实了染色体遗传学说，首次将遗细胞学说、进化论和遗传学三定律是现代生物学的三大基石。
孟德尔Gregor Mendel (1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人1857-1864的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865年发表了他的划时代的论文《植物杂交试验》在论文中提出了“遗传因子”的概念，并得出了三条规律：●显性规律(The Law of Dominance)●分离规律(The Law of Segregation)●自由组合规律(The Law of Independent Assortment)1.1.2 分子遗传学(molecular genetics)1869年，Miescher分离出核酸。
1944年，Avery通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质。
1952年，Hershey和Chase利用噬菌体感染细菌实验证明了Avery的结论。
1953年，Waston和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，推动了分子生物学的形成，使生命科学全面进入分子水平研究的时代，是分子生物学发展史上的里程碑。
1910年，Morgan的染色体—基因遗传理论，基因存在于染色体上。
进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
基因学说、连锁遗传规律Watson and Crick提出的DNA双螺旋模型(double helix)1938年洛克菲勒基金会主席Warren Weaver在年终报告里提到“渐渐地又产生了一门科学——分子生物学(Molecular Biology)，这是揭开许多生命细胞基本单元奥秘的开端……”。
1938年Astburu, W.T.和Bell, F.D.首次发表脱氧核糖核酸的X光衍射研究。
Astburu, W.T.和Bell, F.D.认为是他们于1950年在Harvey演讲时首先提出分子生物学这个术语。
Erwin chargaff：“没有执照的生物化学实践”Crick：强调学科交叉：“我……不得不称自己是分子生物学家。
因为当别人问我是做什么工作时，我不想一次次的解释我是结晶学家、生物物理学家、生物学家、遗传学家……的混合物。
”Monod：“分子生物学家的新意是认识到生物体的基本性质可以用大分子的结构来解释。
”生化、遗传、分子生物学和生物物理学的界限变得越来越不明显。
学科关系分分子生物学子遗传学遗传学学科地位•是当前生命科学中发展最快的前沿领域正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域临床医学分子生物学1.2 分子生物学的发展1953 Watson & Crick DNA Double Helix Model及随后Crick提出的Central Dogma 中心法则基因的自我复制能力解释了基因的两个基本属性基因控制性状表达的能力从此核酸的分子生物学得到了迅猛的发展McClintock B. 50年代初发现称转座元件。
1983年获得诺贝尔奖。
1958年，Meselson 和Stahl证明DNA半保留复制。
半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。
是物质稳性的分子基础。
Stahl Meselson1961年，法国科学家Jacob和Monod提出操纵子学说1965 Jacob ＆Monod （法国）此外，1953年，Zamecnik发现蛋白质的合成场所是核糖体Francis Jacob Jacques Monod提出并证实了Operon作为调节细菌细胞代谢的分子机制，首次提出mRNA分子的存在。
1962 Kendrew ＆Perutz (英国)John C. Kendrew Max F. Perutz 测定了肌红蛋白及血红蛋白的高级结构(三级) 成为研究生物大分子结构的先驱1968 Nirenberg, Holly ＆Khorana康奈尔大学国立卫生研究院威斯康星大学Marshall W. NirenbergR obert W.HolleyHar GobindKhorana酵母phetRNA的核破译了遗传密码苷酸序列并证明了所有tRNA三级结构第一个合成了核酸分子，并人工复制1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978"for the discovery of restriction enzymes and their application toproblems of molecular genetics"Werner Arber Daniel Nathans Hamilton O. SmithBiozentrum der Universität Switzerland 1929 - J ohns HopkinsUniversity School ofMedicineJohns HopkinsUniversity School ofBaltimore, USA 1928 - 1999 1931 -FrederickSanger酶法核苷酸测序的设计者Walter Gilbert Paul Berg化学测序法的设计者DNA重组，在细菌中表达胰岛素DNA重组技术的元老Prusiner图1-1 患有库鲁病的小孩分子生物学的概念分子生物学概念广义的分子生物学狭义的分子生物学核酸蛋白质核酸广义的分子生物学：蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
狭义的分子生物学：偏重于核酸(基因)的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
What is Molecular Biology? Molecular biology seeks to explain the relationships between the structure and function of biological molecules and how these relationships contribute to the operation and control of biochemical processes.---Turner et al.Molecular biology is the study of genes andtheir activities at the molecular level, including transcription, translation, DNA replication, recombination and translocation.--- Robert Weaver现代分子生物学--- 朱玉贤、李毅分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，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。
分子生物学的主要研究内容所有生物体中的有机大分子都是以碳原子为核心，并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷以不同方式构成的。
不仅如此，一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体，如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的，由此产生了分子生物学的3条基本原理：构成生物体有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；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；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。
★构成生物大分子的单体是相同的共同的核酸语言共同的蛋白质语言★生物遗传信息的表达的中心法则相同DNARNA polypeptides protein character★生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）个性高级结构生物大分子之间的互作分子生物学研究的三大领域* 基因的分子生物学：基因的概念、结构、复制、表(狭义的分子生物学)达、重组、交换* 结构生物学：生物大分子的结构与功能DNA－蛋白质激素和受体生物大分子之间的互作酶和底物* 生物技术理论与应用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程分子生物学的延伸分子生物学分子结构生物学分子细胞生物学分子遗传学分子发育生物学分子免疫学分子数量遗传学分子神经生物学分子病毒学分子生态学分子育种学分子生理学分子进化学分子肿瘤学分子考古学…………….分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科现代生物学的发展数、理、化相关学科渗透交叉生物学实验技术生物学个性共性近代生物学微观生物学宏观生物学（分子生物学为核心）（生态学为核心）细胞水平分子水平生物多样性研究资源保护与利用结构生物学，发育生物学，神经生物学等新兴学科发展工农业生产可持续发展人类生态环境的保护。