分子生物学课件市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,Molecular Biology,分子生物学课件,第1页,1/52,1.1 二十世纪生命科学回顾,分子生物学课件,第2页,2/52,数、,理、化相关学科,生物学试验技术,渗透 交叉,近代生物学,生物学,个性,共性,宏观生物学,（生态学为关键）,微观生物学,（分子生物学为关键）,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,人类生态环境保护,工农业生产连续发展,分子生物学课件,第3页,3/52,分子生物学,分子结构生物学,分子发育生物学,分子神经生物学,分子育种学,分子肿瘤学,分子细胞生物学,分子免疫学,分子病毒学,分子生理学,分子考古学,分子遗传学,分子数量遗传学,分子生态学,分子进化学,.,分子生物学延伸,分子生物学课件,第4页,4/52,二十一世纪生命科学发展主要态势,对生命现象认识从单基因 水平向全基因组整体水平发展,当代生命科学研究理论与技术从较长久积累走向应用,分子生物学课件,第5页,5/52,Define in broadly:,understand biological phenomena in molecular terms,(difficult to distinguish from biochemistry),Define in restrictively:,study of gene structure and their activities in molecular level,1.2 分子生物学概念,分子生物学课件,第6页,6/52,Gene,concept,Gene,structure,Gene,replication,Gene,expression,Gene,recombination,Gene,mutation,Molecular Biology of Gene,分子生物学课件,第7页,7/52,What is the gene?Basic property,Replication,Expression,Mutation,DNA Double Helix model,1952,J.Watson and F.Crick,分子生物学课件,第8页,8/52,分子生物学诞生,分子生物学课件,第9页,9/52,Crick,：,.,我本人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密码.,Central dogma,：,信息一旦进入蛋白质，它就不可能再输出.,分子生物学课件,第10页,10/52,组成生物大分子单体相同,生物遗传信息表示中心法则相同,DNA,RNA,polypeptides,protein,character,高级结构,生物大分子之间互作,个性,核酸语言(Nt)蛋白质语言(aa),生物大分子单体排列（核苷酸，氨基酸）,分子生物学研究领域共同遵照三大标准,分子生物学课件,第11页,11/52,结构生物学,基因分子生物学,生物技术理论,与应用,分子生物学研究三大主要领域,生物大分子结构与功效,生物大分子之间互作,DNAprotein,Hormone-receptor,Enzyme-substrate,基因概念,基因结构,基因复制,基因表示,基因重组,基因突变,基因工程,细胞工程,酶工程,发酵工程,蛋白质工程,狭义分子生物学,分子生物学课件,第12页,12/52,分子生物学三大支持学科,细胞生物学,遗 传 学,生物化学,分子生物学课件,第13页,13/52,1839-1847年 Matthias Schleiden&Theodor Schwann,细胞化学组成，细胞器结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中定位及功效，细胞信号传导等,生物体由细胞组成,全部组织最基本单元-形状相同，高度分化细胞,细胞发生与形成是生物界普遍和永久规律,Molecular Cell biology,Cytology,分子生物学课件,第14页,14/52,Gregor Mendel,1864 年,Genetics,Molecular Genetics,Gene structure Gene duplication Gene expression,Gene recombination Gene mutation,遗传因子假说,Genetics,分子生物学课件,第15页,15/52,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?,分子生物学课件,第16页,16/52,分子生物学,：从分子水平了解生命活动,细胞生物学,：从细胞水平了解生命活动,遗传学,：从遗传角度了解生命活动,生物化学,：从化学组成角度来了解生物大,分子和生物代谢。,普通生物学,（动物&植物）&微生物学：,不一样生物类型特点,分子生物学课件,第17页,17/52,分子生物学,：,从分子水平了解生命活动，主要指遗传信息传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因表示（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，生物学主要性和详细过程），,2,所包含生物大分子（DNA、RNA、蛋白质)是怎样相互作用使之发生（how）。,分子生物学课件,第18页,18/52,分子生物学,：重视生物体在分子水平上一些特征和现象。,分子遗传学,：侧重是从分子水平对生物遗传规律和遗传现象研究。,分子生物学课件,第19页,19/52,1.3 分子生物学,发展历程,分子生物学课件,第20页,20/52,Nobel medal,Half a pound of 23-karal gold.,2.5 inches across,近半个世纪以来,医学，化学中重大突破与成就者,Nobel Prize,分子生物学发展,里程碑与主要内容,分子生物学课件,第21页,21/52,for his discoveries concerning,the role played by the,Chromosome in heredity,demonstrated that genes are,on the chromosome,Thomas Hunt Morgan,in Physiology or Medicine,1933 Nobel Prize,分子生物学课件,第22页,22/52,for his discovery that enzymes can be crystallized,for their preparation 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,分子生物学课件,第23页,23/52,1958,J.Lederberg,(33y),Phage transduction,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,分子生物学课件,第24页,24/52,Severo Ochoa (54y),Spain,Rich phosphate bonds of ATP,-Energy,Arthur Kornberg(41y),DNA replication,Isolation of,DNA,polymerase I,Brooklyn,1959,分子生物学课件,第25页,25/52,分子生物学主要里程碑,1951.James Watson,（Luria第一个硕士,23y),丹麦 哥本哈根 Kalckar Lab.,Post-Do,Francis Crick(35y),剑桥大学 Cavendish Lab.,意大利那不勒斯动物研究所,Kings Lab.London Univ.,Maurice Wilkins,分子生物学课件,第26页,26/52,M.H.F.Wilkins&,Rosalind Frankin,Xray photograph of DNA with high quality,(核糖与磷酸连接成扭曲绳子，每一节上都有配正确碱基),1951.Kings Lab.London University UK,分子生物学课件,第27页,27/52,James Watson(34y),Francis Crick(46y),Maurice Wilkins(46y),DNA Double Helix model 1953,1962,分子生物学课件,第28页,28/52,Francois Jacob,(44y),Jacques Monod,(55y),(French),Lac.Operon Theory,1965,Concept of mRNA,分子生物学课件,第29页,29/52,1968,R.Holley H.G.Khorana M.Nirenberg,H.Gobind Khorana(46y),How to synthesize triplet RNA,Marshall Nirenberg(41y),Genetic coden,Robert Holley(46y),tRNA,phe,cloverleaf structure,分子生物学课件,第30页,30/52,1969,Max Delbruck(63y),Alfred Hershey(61y),Phage group,Phage infection cycle,DNA as genetic material,M.Delbruck,A.Hershey,分子生物学课件,第31页,31/52,Howard Temin,(41y),David Baltimore,(37y),Reverse transcription,（引发癌症内因）,分子生物学课件,第32页,32/52,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 der Universitt,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore,USA,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore,USA,1929-,1928-1999,1931-,分子生物学课件,第33页,33/52,The Nobel Prize in Chemistry 1980,Walter Gilbert,Biological Laboratories Cambridge,MA,1932-,for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acids,Frederick Sanger,MRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge,Great Britain,1918-,分子生物学课件,第34页,34/52,The Nobel Prize in Chemistry 1980,for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids,with particular regard to recombinant-DNA,Paul Berg,Stanford University,1926-,基因工程诞生,分子生物学课件,第35页,35/52,1983.,Barbara McClintock,(86y),DNA transposable element,分子生物学课件,第36页,36/52,The Nobel Prize in Chemistry 1989,The Royal Swedish Academy of Sciences has awarded this years Nobel Prize in Chemistry jointly to,Sidney Altman and Thomas R.Cechfor their discovery of catalytic properties of RNA,Sidney AltmanYale UniversityNew Haven,CT,USA,Thomas R.Cech,University of Coloradoat Boulder,USA,Contents:,Introduction,The chemistry of life and its central dogma,Enzymes biological catalysts,Ribonucleic acid(RNA)the biomolecule which can do it all,The history of biocatalysis,What happens next?,Further reading,Based on materials from the 1989 Nobel Poster for Chemistry.,Credits and references for the poster,Last modified May 10,Copyright?The Nobel Foundation,The Official Web Site of The Nobel Foundation,Last modified May 10,Copyright?The Nobel Foundation,The Official Web Site of The Nobel Foundation,Last modified May 10,Copyright?The Nobel Foundation,The Official Web Site of The Nobel Foundation,The Nobel Prize in Chemistry 1989,for their discovery of catalytic properties of RNA Ribozyme,Sidney Altman,Thomas R.Cech,Yale University New Haven,CT,USA,University of Colorado Boulder,CO,USA,1939-,1947-,分子生物学课件,第37页,37/52,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1993,“for their discovery of split genes,In 1978,”,Richard J.Roberts,Phillip A.Sharp,分子生物学课件,第38页,38/52,The Nobel Prize in Chemistry 1993,for his invention of the polymerase chain reaction(PCR)method,Kary B.Mullis,1944-,分子生物学课件,第39页,39/52,discovered Genetic control of early development in,Drosophila,Edward B.Lewis,Christiane Nsslein,-Volhard,Eric F.Wieschaus,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1995,分子生物学课件,第40页,40/52,Stanley B.Prusiner,University of California,School of Medicine USA,1942,-,for his discovery of Prions-,a new biological principle of infection,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,1997,分子生物学课件,第41页,41/52,discovered,key regulators of the cell cycle,Leland H.Hartwell,R.Timothy,(Tim)Hunt,Sir Paul,M.Nurse,The Nobel Prize in Physiology or Medicine,分子生物学课件,第42页,42/52,Programmed Cell Death(PCD),and development,Nobel Prize,John Sulston,USA,Sydney Brenner,Japan,田中 耕一,H.Robert Horvitz,Switzerland,分子生物学课件,第43页,43/52,1.4 二十一世纪生物学,新热点及领域,分子生物学课件,第44页,44/52,生物大分子高级三维结构与功效统一,生物大分子之间互作 基因社会学,(Nature 杂志增设 Natural developing biology分册),基因表示，基因互作,器官发生,胚胎形成,个体发育,结构生物学,（Structural Biology）,分子发育生物学,（Molecular Developing Biology）,分子生物学课件,第45页,45/52,Genomics,Structural,genomics,Functional,genomics,分子生物学课件,第46页,46/52,基因组全序列,高密度分子标识图谱,高精度物理图谱,转录水平上表示图谱,大规模蛋白质构型模拟,Structural genomics,分子生物学课件,第47页,47/52,Functional genomics,利用结构基因组提供信息,大规模地分析基因功效,不但提供基因功效简单列表,最终要阐释基因,怎样工作 细胞 组织 个体,分子生物学课件,第48页,48/52,计算计语言,分辨，提取，分析，预测,比较基因组学,生物大分子结构与功效信息,生物信息学,(Bioinformatics),分子生物学课件,第49页,49/52,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,分子神经生物学,（Molecular Neurobiology）,继人类基因组后 脑计划即将开启,分子生物学课件,第50页,50/52,应用生物学发展,生物技术,诊疗试剂 治疗药品,植物品种 畜用制品,食品加工 环境工程,废物处理 生物塑料,民用制品 再生能源,分子生物学课件,第51页,51/52,1.5 主要参考书目录,Lewin B Genes,X,（）Oxford,University Press,朱玉贤等 当代分子生物学 及笔记整理 （第,三版，）高等教育出版社,Robert F.Weaver Molecular biology(3rd,影印版，)科学出版社,分子生物学课件,第52页,52/52,