工作单位：生命学院分子生物学与 生物信息学系 联系电话：0312-7528251 《分子生物学》 工作单位：生命学院分子生物学与 生物信息学系 联系电话：0312-7528251

课程大纲： 第一章 绪论 第二章 DNA的结构(4) 第三章 有机体、染色体和基因(3 12) 第四章 DNA的复制(5) 第一章 绪论 第二章 DNA的结构(4) 第三章 有机体、染色体和基因(3 12) 第四章 DNA的复制(5) 第五章 DNA的损伤、修复和突变(5) 第六章 RNA转录(7 12) 第七章 蛋白质翻译(8 9)

基因（DNA）本身的结构、组织情况、基因复制、表达过程（转录、翻译）及对表达过程的调控 第八章 原核生物基因表达调控(10) 第九章 真核生物基因表达调控(13) 第十章 遗传重组(6) 第十一章 病毒的分子生物学(11) 第十二章 免疫多样性的机制 基因（DNA）本身的结构、组织情况、基因复制、表达过程（转录、翻译）及对表达过程的调控 Molecular nature of macromolecules and gene replication & expression inside cells and manipulation in vitro.

考试规则 考场的表现反映一个人的基本素质和诚信意识 （1）不离开自己的座位。（2）合上书和笔记。（3）个人只能看和写自己的试卷（4）老师宣布停的时候，所有学生必须放下自己的笔，眼睛往前看。（5）老师宣布收试卷时，试卷必须快速由每排的一端传到另一端 (方向当时决定). 课堂随考: 缺席不补考, 但可以得当次考试的最低分 课堂随考和小考: 如果主讲老师或助教发现任何学生违反以上任何一条规则，第一次违规者，扣除总考试成绩的15%，第二次违规者必须重修这们课。 期末考试：任何作弊者，一经发现，立刻取消考试资格，重修本门课。

正确对待和驾驭考试（About exams) As the instructor 考试不是教学目的，而是提高学生学习热情，帮助学生总结和掌握所学内容 考试题目要具有启发性和总结性而非刁难学生 As a student 考试不是学习目的，而是帮助你更好掌握和使用所学内容的一个手段 要学习利用考试的机会来使自己对所学的内容有更好的把握。 Enjoy your exams, but not suffer

课堂讲授进度实行互动，每章尽量体现 其在本门课程中的整体性 每章给出复习题（问答、名词） 中间总结性抽考 期末考试

第一章 绪论

一、 分子生物学的产生及概念 二、 分子生物学的发展历程 三、 分子生物学实际应用的现状和展望 四、 基因概念的演变与发展 一、 分子生物学的产生及概念 二、 分子生物学的发展历程 三、 分子生物学实际应用的现状和展望 四、 基因概念的演变与发展 附注：课程说明及参考书目

？ 一、分子生物学的概念 1、 历史背景：生物学的发展经历了一个漫长的研究历程 （1） 进化论的确立 生命是怎样起源的？ 1、 历史背景：生物学的发展经历了一个漫长的研究历程 （1） 进化论的确立 生命是怎样起源的？ ？ 为什么“有其父必有其子” 动、植物个体是怎样由一个受精卵发育而来的？

《物种起源》“进化论”－－生物科学史上最伟大的创举 “贝格尔号” 历时五年 达尔文学说 □ 19世纪初叶以前 宗教或迷信－－基督教 上帝 □ 1859 Charles Darwin （英） 《物种起源》“进化论”－－生物科学史上最伟大的创举 “贝格尔号” 历时五年 达尔文学说 （2） 细胞学说的确立 □ 1702 Leeuwenhoek（荷兰） 自制显微镜观察到雨水中的“微生物” 同时代的Hooke 用“细胞”来形容软木的最基本单元

1975 Temin & Baltimore(美) 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 （英） Gilbert & Berg（英） Frederick Sanger Walter Gilbert Paul Berg 酶法核苷酸测序的设计者 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 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） Georges J.F.Kohler Cesar Milstein Niels K. Jerne 发展了单克隆抗体(Monoclonal Antibodies McAb)技术，完善了极微量蛋白质的检测技术

1988 McClintock (美) 可移动的遗传因子 （jumping gene or mobile element） 50年代初发现 Barbara McClintock 可移动的遗传因子 （jumping gene or mobile element） 50年代初发现 88年获奖

1989 Altman ＆ Cech（美） Sidney Altman Thomas R. Cech 核酶即核糖核酸质酶（Ribozyme）的发现者（即某些RNA具有酶的功能）

1989 Bishop＆Varmus（美） 正常细胞同样带有原癌基因 1993 Roberts ＆ Sharp（美） 断裂基因（splitting gene） Mullis（美） PCR仪的发明者 Smith 基因定点突变 1994 Gilman ＆ Rodbell 发现G蛋白在细胞信号传导中的作用 1995 Lewis（美）、Nusslein－Volhard（德）、Wieschaus（美） 20世纪40～70年代先后独立鉴定了控制果蝇（ Drosophila ） 体节发育基因

三、分子生物学实际应用的现状和展望 ※ 促进了以基因工程为核心的生物技术的发展，从而 影响经济发展的诸多领域 1、农业方面 生物品种的改良速度更快、目标更准确，甚至创造 新物种 转基因动物－－－－－猪、牛、羊、鱼等 植物－－－－－抗虫棉（Bt毒素蛋白基因）、 耐贮藏番茄等

2、 医药方面 利用重组DNA产生的工程菌来大量高效地合成人体 活性多肽（疾病的诊断、预防和治疗）， 基因工程疫苗（细菌疫苗、病毒疫苗、寄生虫疫苗） 以及正在研制的癌症疫苗

3、 工业方面 * 酶制剂工业用酶的生产、酶的定向改造

* 环保工业上：工程菌 提高降解效率 扩大可降解污染物的种类

* 食品工业上：谷氨酸、调味剂、酒类和油类 例：不含软脂酸的大豆色拉油 * 化学与能源工业上： 重组DNA技术生产丁醇，及用基因工程技术改善微生 物发酵生产丙酮、酒精、醋酸等的转化效率 基因工程修饰过的淀粉及重组DNA技术生产酒精等石 油替代品 生物技术必将在世界人口问题、 疾病问题、人的寿命问题、营 养保健问题、农业持续发展问题、资源再利用问题、大气污染问 题、世界公害问题、洁净新能源问题等各方面问题的解决中起重 要作用

PCD（program cell death） 细胞凋亡 4、分子生物学的发展导致未来生物学的新热点及领域 结构生物学（Structural Biology） 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94年增设 Natural developing biology分册) 分子发育生物学（Molecular Developing Biology） 1.3.2 未来生物学形成的新热点及领域 基因表达，基因互作 器官发生 胚胎形成 个体发育 PCD（program cell death） 细胞凋亡

分子细胞生物学 (Molecular Cell Biology) 还原论 个体 细胞 分子 细胞分化 细胞中的定位 整体论 分子神经生物学（Molecular Neurobiology） 神经基质 神经通道 信息传递 大分子克隆 一级结构分析 三维结构重建 思维 感情 记忆 科学解释 分子细胞生物学(Molecular Cell Biology) 脑科学 + 计算机 智能革命

分子肿瘤学（Molecular Tumorology） 1975. Bishop M. Src (Sarcoma肉瘤) 癌基因的证实 1986. Friend RB1第一个抑制癌基因被克隆 (Tumor Suppressor gene) 11个抑癌基因被证实 （P53, P21, ERBA, WT1,NF1 等） 分子肿瘤学（Molecular Tumorology）

中心法则的深入研究与发展----基因组学（Genomics ) 水稻等作物基因组计划 猪，牛等家畜基因组计划 人类基因组计划（HGP） 遗传图 物理图 序列图 表达图 基因定位 基因克隆 基因转移 中心法则的深入研究与发展（Genomics & Post-genomics） 基因的分子生物学 比较基因组研究

Comparative genomics (molecular marker) ( DNA sequence) 进化理论研究 同源基因克隆

人与大鼠的基因90%是相同的

加拿大、美国、中国科学家分别完成SARS病毒全基因组测序，长度约为3万碱基。 4月12日， 4月14日，4月16日

同时发表的冠状病毒测序的文章 Characterization of a Novel Coronavirus Associated with Severe Acute Respiratory Syndrome Paul A. Rota, M. Steven Oberste, Stephan S. Monroe, W. Allan Nix, Ray Campagnoli, Joseph P. Icenogle, Silvia Peñaranda, Bettina Bankamp, Kaija Maher, Min-hsin Chen, Suxiong Tong, Azaibi Tamin, Luis Lowe, Michael Frace, Joseph L. DeRisi, Qi Chen, David Wang, Dean D. Erdman, Teresa C. T. Peret, Cara Burns, Thomas G. Ksiazek, Pierre E. Rollin, Anthony Sanchez, Stephanie Liffick, Brian Holloway, Josef Limor, Karen McCaustland, Melissa Olsen-Rasmussen, Ron Fouchier, Stephan Günther, Albert D. M. E. Osterhaus, Christian Drosten, Mark A. Pallansch, Larry J. Anderson, and William J. Bellini Science 2003 300: 1394-1399. (in Research Articles) [Abstract] [Full Text]   The Genome Sequence of the SARS-Associated Coronavirus Marco A. Marra, Steven J. M. Jones, Caroline R. Astell, Robert A. Holt, Angela Brooks-Wilson, Yaron S. N. Butterfield, Jaswinder Khattra, Jennifer K. Asano, Sarah A. Barber, Susanna Y. Chan, Alison Cloutier, Shaun M. Coughlin, Doug Freeman, Noreen Girn, Obi L. Griffith, Stephen R. Leach, Michael Mayo, Helen McDonald, Stephen B. Montgomery, Pawan K. Pandoh, Anca S. Petrescu, A. Gordon Robertson, Jacqueline E. Schein, Asim Siddiqui, Duane E. Smailus, Jeff M. Stott, George S. Yang, Francis Plummer, Anton Andonov, Harvey Artsob, Nathalie Bastien, Kathy Bernard, Timothy F. Booth, Donnie Bowness, Martin Czub, Michael Drebot, Lisa Fernando, Ramon Flick, Michael Garbutt, Michael Gray, Allen Grolla, Steven Jones, Heinz Feldmann, Adrienne Meyers, Amin Kabani, Yan Li, Susan Normand, Ute Stroher, Graham A. Tipples, Shaun Tyler, Robert Vogrig, Diane Ward, Brynn Watson, Robert C. Brunham, Mel Krajden, Martin Petric, Danuta M. Skowronski, Chris Upton, and Rachel L. Roper Science 2003 300: 1399-1404. (in Research Articles) [Abstract] [Full Text]  

中科院北京基因组研究所发表的测序的文章（中国科学）

功能基因组学 (Functional Genomics or post—Genomics) 基因的识别与鉴定 基因功能信息的提取与证实 基因表达谱的绘制 (microarray) 基因功能的改变（基因敲出 knock out） 蛋白质水平上基因互作的探测

Proteome is the total number of proteins produced by an organism. 蛋白质组（proteome）一词，源于蛋白质（protein）与 基因组 （genome）两个词的杂合，意指“一种基因组所表达的全套蛋 白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋 白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众 多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。通过对 正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，我们可以找到某 些“疾病特异性的蛋白质分子”，它们可成为新药物设计的分 子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志。

SARS的蛋白质组研究进展

酵母系统表达的SARS蛋白或肽段 RNA polymerase A/B S M N E H4 H7 102 104 107 109 103 110 101 1056 108 RdRp 3Cl-pro 29736 RNA polymerase A/B 35 36 37 B6 55 38 B5 B13 B14 B8 B3 B1 B10 B12 80 B7 B9 B4 S M N E H4 H7

本章内容结束，谢谢！

复习题 1、名词 广义分子生物学 狭义分子生物学 复等位基因 全同等位基因 非全同等位基因 2、问答题 ＊ 列举5～10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献 ＊ 一个基因一个酶的说法是否准确,为什么 ？ ＊ 简要回顾人类对基因的研究与认识过程并根据你的见解 给基因下一个定义 ＊ 顺反子理论的提出者是谁？该理论对基因概念的发展有 何贡献