分子生物学与基因工程课件-第1章 绪论.pptx

分子生物学与基因工程第一章 绪 论生物工程与其他学科的关系 生物工程包括五大工程：基因工程 (遗传工程)、细胞工程、发酵工程 (微生物工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。 前两者作用是将常规菌 (或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种—“工程菌”或“工程细胞株”。 后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。 第一节 分子生物学和基因工程的研究范畴分子生物学的定义： 是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。基因工程：以分子生物学和微生物学为基础，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品第一章 绪 论分子生物学广义定义：从分子的形式来研究生物现像的学科狭义定义：从分子水平来研究基因结构和功能。第二节 分子生物学和基因工程发展简史一、回顾所学知识点创世说与进化论上帝创造了世间万物，包括人类。1859年达尔文发表了著名的《物种起源》一书，提出了进化论学说。其进化论思想的精髓可概括为“物竞天择，适者生存”几个字。他认为世界上的一切生物都是可变的，物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的。细胞学说十七世纪末十八世纪初，荷兰的Leeuwenhoek制作了世界上第一台显微镜，并观察了诸多生物样本。大约与其同时代的Hooke第一个提出“细胞”一词。德国 Schleiden德国 Schwann细胞学说的主要内容有：① 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成；② 所有细胞在结构和组成上基本相似；③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来；④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。 经典的生物化学和遗传学 进化论和细胞学说的结合，产生了现代生物学。而以研究动、植物遗传变异规律为目标的遗传学和以分离纯化、鉴定细胞内含物质为目标的生物化学则是这一学科的两大支柱。 经典的生物化学的成就 十九世纪，人们就已经发现了蛋白质。到二十世纪初，组成蛋白质的20种氨基酸被相继发现。Fisher还论证了连接相邻氨基酸的“肽键”的形成。细胞的其他成分，如脂类、糖类和核酸也相继被认识和部分纯化。 1869年，Misescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离到DNA。 1910年，德国科学家Kossel首先分离得到了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。经典遗传学的建立和发展 孟德尔Gregor Mendel (1822-1884)，奥地利科学家，经典遗传学的奠基人。1865年，孟德尔发表了《植物杂交试验》一书，提出了遗传学的两条基本规律：分离定律和自由组合定律。他认为：生物的每一种性状都是由遗传因子控制的，这些因子可以从亲代到子代，代代相传。● 1865年，孟德尔发表了他的《植物杂交实验》一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。“遗传因子 ”● 1900年，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学基础。● 1910年，Morgan的染色体—基因遗传理论 ，Gene 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。二、准备和酝酿阶段确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。确定了生物遗传的物质基础是DNA● 1944年，美国微生物学家Avery证明基因就是DNA分子，提出 DNA是遗传信息的载体。1952年，Hershey和Chase用T2噬菌体感染大肠杆菌证实病毒的遗传物质也是DNA。三、建立和发展阶段1953年， 美国科学家Watson 和英国科学家Crick提出 DNA Double Helix modelDNA双螺旋模型的建立，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。 1962年Watson、 Crick与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖1954年，Crick提出中心法则。1958年，Meselson 和Stahl证明 DNA半保留复制StahlMeselson半保留复制是遗传消息能准确传代的保证，是物质稳定性的分子基础。1959年，Ochoa和Kornberg发现了DNA和RNA的生物合成机理而分享了诺贝尔生理医学奖。1961年，法国科学家Jacob和Monod提出操纵子学说1968年，Nirenberg、Holley和Khorana解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的技能而分享诺贝尔生理医学奖。 1970年，Temin 、Dulbecco和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。　1970年，H.O. Sm