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名词解释：分子生物学
分子生物学是一门研究生物体及其组织、细胞和分子层面上的
生物学现象和机制的学科。
它探究生物体的结构、功能和相互作用，以及这些过程背后的分子机制。
在分子生物学中，研究者关注的是生命的基本单位——分子。
他们研究DNA、RNA和蛋白质等生物分子的结构和功能，以及它
们在细胞内的相互关系。
分子生物学的研究领域非常广泛。
它包括基因结构和功能的研究，以及基因的表达、转录和翻译过程。
此外，分子生物学也涉及
到进化、遗传学、生物工程和药物研发等领域。
分子生物学的研究方法多样且不断发展。
常用的方法包括
DNA测序、PCR、蛋白质电泳和基因工程技术等。
这些方法使得
研究者能够深入研究生物分子的结构和功能，揭示它们对生物体的
影响。
总体而言，分子生物学对于我们理解生命的奥秘、解决疾病和推动生物技术和医学的发展具有重要意义。
通过研究生物分子的组成和相互作用，我们能够更好地理解生命的起源、进化和机制，为人类的健康和科学研究做出贡献。
什么是分子生物学分子生物学是一门崭新的科学，由于它是20世纪发展起来的新兴学科，它在未来也将产生重大的影响。
下面将介绍分子生物学的几个基本概念并阐述它的重要性：一、什么是分子生物学？分子生物学是一门研究分子水平生命现象和自然关系的新科学。
它使用分子生物学手段，利用化学、物理和生物技术，探讨以分子和最小细胞为基础的生物学过程。
分子生物学以DNA、RNA、蛋白质和其他分子结构为框架，结合生物信息学，解析各种生物过程及其分子机制。
二、分子生物学的方法分子生物学有许多研究方法和工具，主要包括基因测序、分子标记、克隆技术、蛋白质分析、遗传学和定量PCR的技术。
（1）基因测序：基因测序是分子生物学研究最常用的技术，它是一种可以分析DNA片段顺序和检测DNA表达状态的技术。
（2）分子标记：分子标记是将一种活性体与另一种它可能与之具有共同性质的生物活性体混合，以产生一种可检测的化学反应的技术。
（3）克隆技术：克隆技术是指利用可重组DNA技术在一个宿主上复制目标DNA片段、克隆它们作为载体的技术。
（4）蛋白质分析：蛋白质分析是指利用紫外分光光度计、流式细胞仪等分析仪器，研究蛋白质结构、凝胶电泳分析、质谱分析以及免疫学方法等技术来检测蛋白质结构和性质的方法。
（5）遗传学:遗传学是指研究基因在细胞中的表达、基因间相互作用及其在不同生物间的进化变异，以及它们在适应性演化中的作用的学科。
（6）定量PCR：定量PCR是指使用定量PCR技术研究DNA序列，利用荧光基因特异性引物和特异序列来检测、建库和定量分析DNA。
三、分子生物学的重要性（1）分子生物学能够探究生命的奥秘；（2）通过分子生物学，我们可以更好地了解遗传基因是如何影响人类生理和心理行为；（3）分子生物学可以帮助我们更好地理解疾病的发展机制，进行疾病的预防和治疗；（4）分子生物学也是真核细胞和原核细胞的比较研究的基础，从而有助于我们更好地利用微生物培养；（5）分子生物学还可以帮助我们更好地利用基因工程技术实现转基因动物生物学研究和创新生物材料研究。
一、名词解释1.分子生物学：广义即在分子水平上研究生命现象；狭义即在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制，基因的表达，基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。
2.拟等位基因：紧密连锁，控制同一性状的非等位基因定义为拟等位基因。
3.DNA:作为主要的遗传物质，从结构上讲，它是两条多聚脱氧核苷酸链以极性相反，反向平行的方式，由氢键连接而成的双螺旋结构。
4.变性：两条核苷酸链逐渐彼此分离，形成无规则的,线团，这一过程称为变性。
5.复性：已发生变性的DNA 溶液在逐渐降温的条件下，,两条核苷酸链的配对碱基间又重新形成氢键，恢复到天然DNA的双螺旋结构，这一过程称为复性。
6.碱基的增色效应：随温度升高单链状态的DNA分子不断增加而表现出A260值递增的效应被定义为碱基的增色效应或DNA的减色效应。
7.变性温度或Tm值：通过对不同DNA分子变性S曲线的分析，将增色效应达到最大值一半的温度定义为该DNA分子的变性温度或Tm 值8.间隔基因：真核生物的结构基因是由若干外显子和内含子序列,相间隔排列组成的间隔基因。
9.外显子：指DNA上与成熟mRNA对应的核苷酸区,段，或结构基因在DNA中的氨基酸编码区，或间隔基因中的非间隔区。
10.内含子是指结构基因中可转录但在mRNA成熟之前,又被剪切的核苷酸区段，即DNA与成熟mRNA中的非对应区，或结构基因在DNA中的氨基酸非编码区，或间隔基因中的间隔区。
11.R环：当一条RNA分子与其DNA分子中的一条互补链配对，同时将另一条DNA链排除而形成的环状结构被称为R环。
12.极性突变：在一个操纵子中，与操纵子基因毗连的结构基因发生终止突变后，它除了影响该基因本身产物的翻译外，还影响其后结构基因多肽的翻译，并且具有极性梯度的特征。
13.DNA复制：是亲代双链DNA分子在DNA聚合酶等相关酶的作用下，分别以每条单链DNA分子为模板，聚合与模板链碱基可以互补配对的游离的三磷酸脱氧核糖核酸dNTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代双链DNA分子的过程。
分子生物学分子生物学（Molecular Biology）是生物学的一个分支学科，主要研究生物体内分子的结构、功能、相互作用和调控机制。
分子生物学的发展推动了对于基因和蛋白质的研究，为我们对生物体内的生命活动以及人类疾病的认识提供了重要的基础。
分子生物学的研究主要是从分子层面探究生物体的组成和功能。
在分子生物学的视角下，生物体被看作是由各种复杂的分子组成的。
这些分子包括核酸（DNA和RNA）、蛋白质、细胞膜和其他生物分子。
通过研究这些分子的结构和功能，我们可以深入了解生物体内的一系列生物过程，如DNA复制、基因表达、蛋白质合成等。
在分子生物学的研究中，DNA是一个重要的研究对象。
DNA是三个硝基酸组成的核酸分子，它携带着生物体的遗传信息。
在细胞分裂过程中，DNA会通过复制过程产生两个完全相同的分子。
这种DNA的复制是生物体生长和繁殖的基础。
通过研究DNA的结构和复制机制，分子生物学家可以理解细胞遗传信息的传递和维持。
分子生物学的另一个重要研究对象是蛋白质。
蛋白质是生物体最重要的功能分子之一，它在细胞的结构、功能和代谢过程中起到了关键作用。
分子生物学研究了蛋白质的合成和调控机制，以及蛋白质在细胞内的运输、定位和降解过程。
通过研究蛋白质的结构和功能，分子生物学家可以揭示蛋白质如何参与细胞和组织的功能调节，进而理解生物体的正常生理活动和疾病的发生机制。
除了DNA和蛋白质，分子生物学还研究其他类型的分子。
例如，分子生物学研究了细胞膜的组成和运输机制，了解了细胞如何通过细胞膜与外界进行交流和物质交换。
此外，分子生物学还研究了一些小分子信号物质，如激素和信号分子，它们在细胞间的通讯和调节中扮演重要角色。
分子生物学的技术和方法也得到了快速发展。
例如，PCR（聚合酶链反应）技术可以快速复制DNA，并且已经成为了基因工程和基因诊断的关键技术。
基因测序技术则使得我们能够快速高效地获取DNA的序列信息，进一步推动了基因组学和遗传学的发展。
什么是分子生物学
分子生物学的发展举足轻重，它为生命科学的发展提供了重要而有力的支持。
本文旨在全面系统地介绍分子生物学的相关知识，帮助读者更加深入地了解该领域的研究现状，并更好地应对社会的发展挑战。
1. 什么是分子生物学？
分子生物学是基于分子机理的一门研究生命科学的研究领域。
它针对生物分子的结构和功能进行深入的研究，并开展着关于生命体系的基本性理论研究，从而推动了现代生物学研究与新技术的广泛发展。
2. 分子生物学的研究对象
分子生物学重点研究的方向主要有生物分子，比如：DNA、RNA、蛋白质、各类酶等，还有一些生物信号分子，可以帮助我们更清楚地了解有关生物的调控机制。
3. 分子生物学的研究方法
分子生物学的研究技术包括：实验室基本手段、测序技术、分子结构定位技术、细胞和分子影像技术、计算生物学等，这种独特的技术使分子生物学成为生物学研究中重要的基础研究领域。
4. 分子生物学的研究优势
分子生物学由于研究内容与视野狭窄，研究领域较为集中，可以更加深入地把握各种生物分子的功能、结构、变化过程，从而更加有效地应用于实际的科研工作中。
5. 分子生物学的应用
分子生物学为各类疾病的治疗、疫苗的开发和药物研发方面提供了强有力的支持。
它能够揭示病原体的分子机制，并根据改变这种机制而设计出新药物；它还为科学家研究一些病毒性疾病的分子机制提供基础，进而开发出抗病毒疫苗。
此外，分子生物学为植物育种和动物育种研究提供了新的信息来源，可以帮助提高农作物的产量和品质。
第十节分子生物学（Molecular Biology)一、学科性质及研究范围分子生物学是一门从分子水平研究生命现象的科学。
是一门由生物化学、遗传学和微生物等学科融汇发展而派生出来的边缘学科，它试图运用物理学和化学的理论和方法来阐明生命活动的规律，以达到为人类服务的目的。
分子生物学中的所谓分子，一般系针对生物大分子而言，主要为核酸和蛋白质。
糖蛋白和糖脂也是大分子物质，它们在细胞的构造和信息传递中的作用，正在受到越来越大的重视，对它们的研究也应该看成为分子生物学的重要内容之一。
生物化学和分子生物学关系密切。
但两者的侧重点有所不同，前者着重于研究生物分子，尤其是小分子，如氨基酸、葡萄糖、脂肪等的转变和新陈代谢过程，而后者着重于生物大分子的结构和功能。
还有一个重要的研究领域就是分子间信息的传递和调控。
分子生物学不仅必须逐一研究生物大分子的各别结构，还应该从更高层次来研究其组织和相互作用。
各别结构的研究是十分必要的，如核酸的碱基顺序和蛋白质的氨基酸顺序测定等，这些知识是本学科的基础，也是今后长期的研究任务。
细胞乃由无数结构各异的生物分子精巧建造而成，这个高度复杂的结构体系，即所谓超分子结构体系，绝不是它的组成成分的简单加和。
当分子与分子以某种方式结合时，就会表现出原有分子所不曾有的崭新性质和功能。
水和二氧化碳经过光合作用转变成糖，而糖的性质和水及二氧化碳根本不同。
同样，核酸由四种核苷酸，蛋白质由20种氨基酸构成。
核苷酸和氨基酸都是小分子，并不表现出任何生命物质的特征，但是一旦许许多多核苷酸或氨基酸连接成为核酸或蛋白质时，其性质就出现了从无生命物质向生命物质的飞跃。
就一个细胞来说，细胞核中的DNA 与组蛋白共同构成染色质，染色质又和为数众多的功能复杂的非组蛋白相互作用；在胞质内存在着三大类RNA间的互相作用以及RNA和蛋白质问的相互作用；生物膜系统将细胞空间分隔成各种功能区域，它们由类脂质（包括糖脂）和蛋白质（包括糖蛋白）共同组成一种嵌镶流动的膜结构，这里涉及到类脂质和蛋白质以及多糖链间的组织和相互作用。
一、名词解释：分子生物学：研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，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。
基因：合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部核苷酸序列。
基因组：生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA。
C值：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C值。
DNA的半保留复制：DNA在复制过程中，两条链解开分别作为模板合成新链，产生互补的两条链，这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。
因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式称为DNA的半保留复制。
复制叉：复制时双链DNA要解开成两股链分别进行，复制起点呈现叉子的形式，称为~复制子：单独复制的一个DNA单元被称为一个复制子，它是一个可移动的单位。
DNA的半不连续复制：DNA复制过程中，前导链的复制是连续的，后随链的复制不连续的，它是生物界中的普遍现象，称为~编码链：与mRNA序列相同的那条DNA链，又叫有意义链。
模板链：另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链，又叫反义链。
三联子密码：mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为密码，也叫三联子密码。
同义密码子：编码同一种氨基酸的不同密码子。
如UUU和UUC是苯丙氨酸的同义密码子。
SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处的一种4-7个核苷酸的保守片段，它与16S如RNA3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
冈崎片段：DNA合成过程中，后随链的合成是不连续进行的，先合成许多片段，最后各段再连接成为一条长链，这些小的片段成为冈崎片段。
DNA修复：错配修复、切除修复（包括：碱基切除修复和核苷酸切除修复）、重组修复、DNA 的直接修复、SOS反应。
DNA的转座：是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
基因家族：真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。
外显子和内含子：大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的，编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。
增强子特性：增强效应十分明显；增强效应与其位置和取向无关；大多为重复序列，一般长约50bp；其增强效应有严密的组织和细胞特异性；没有基因专一性；许多增强子还受外部信号的调控。
顺式作用元件：真核生物启动子和增强子是由若干DNA序列元件组成的，由于它们常与特定的功能基因连锁在一起，因此被称为顺式作用元件。
反式作用因子：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。
有螺旋-转折-螺旋结构；锌指结构；碱性-亮氨酸拉链；碱性-螺旋-环-螺旋；同源域蛋白；热激蛋白：许多生物在最适温度范围以上，能受热诱导合成一系列热休克蛋白，又称热激蛋白！癌基因：可分为两类，一类是病毒癌基因，主要有DNA病毒和RNA病毒；另一类是细胞转化基因，它们能使正常细胞转化为肿瘤细胞。
DNA探针：带有标记的一段已知序列DNA，共有四类，基因组DNA探针、cDNA探针、RNA探针和寡核苷酸探针。
基因表达：从DNA到蛋白质或功能RNA的过程。
弱化子：指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列。
前导肽：色氨酸操纵子RNA的前导序列中含有一个有效的核糖体结合位点，并能形成由前导RNA27-68号碱基所编码的14个氨基酸的多肽，这一多肽被称为前导肽。
二、填空或简答1、分子生物学的主要研究内容：①DNA重组技术；②基因表达调控研究；③生物大分子的结构功能研究——结构分子生物学；④基因组、功能基因组与生物信息学研究2、分子生物学的3条基本原理：①构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的②生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的原则③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3、中心法则的内容：指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。
也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。
在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充和发展。
4、染色体作为遗传物质的特征：①分子结构相对稳定；②能自我复制，保持遗传连续性；③能指导蛋白质合成，控制生命过程；④能产生可遗传的变异。
5、组蛋白的特性：①进化上的极端保守性；②无组织特异性；③肽链上氨基酸分布的不对称性；④组蛋白的修饰作用（包括甲基化，乙基化，磷酸化及ADP和糖基化等）；⑤富含赖氨酸的组蛋白H5。
6、核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成。
7、DNA复制的几种主要方式：（1）复制叉式复制：即在复制原点形成复制叉，其新链的合成所需的引物是新合成的。
这是最常见的复制方式。
（2）滚环式复制：环状DNA采取的一种复制方式。
其新链的合成无须合成引物，而是利用一条链切断后产生的3’端，由此不断延伸，合成出新链。
（环状双链DNA的复制可以分为：θ型，滚环型和D-环型几种类型）13.转座子及其遗传学基因（1）转座子：是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。
转座子分为两大类：插入序列和复合型转座子。
（2）转座作用的遗传学效应：①转座引起插入突变；②转座产生新的基因；③转座产生的染色体畸变；④转座引起的生物进化。
14、启动子区的基本结构：①原核生物：绝大部分原核生物启动子都存在位于-10bp的TATA盒和位于-35bp的TTGACA盒，这两个区域是RNA聚合酶与启动子的结合位点。
②在真核生物中发现，位于转录起始位点上游-25—-35bp处的TATAAA也称为TATA区，在-70—-78bp处还有另外一段共同序列CCAAT，称为CAAT区。
15、64个密码子中有61个是编码氨基酸的，另外三个即UAA、UGA和UAG是终止密码子。
每种氨基酸至少有一种密码子，最多的有6种密码子。
16、遗传密码的性质：①密码的连续性；密码的简并性；密码的通用性与特殊性；密码子与反密码子的相互作用17、蛋白质前体的加工：①N端fMet或Met的切除；②二硫键的形成；③特定氨基酸的修饰：包括磷酸化、糖基化、甲基化等；④切除新生肽链中的非功能片段18、原核生物的翻译起始是：fMet-tRNA fMet；真核生物的翻译起始是：Met-tRNA fMet19、用于基因治疗的病毒载体应具备的基本条件：①携带外源基因并能装配成病毒颗粒；②介导外源基因的转移和表达；③对抗体没有致病力20、基因治疗中的问题：①靶向性基因导入系统；②外源基因表达的可控性；③治疗基因过少21、原核生物和真核生物的起始因子：原核生物起始因子主要有IF1,IF2,IF3等3种，真核起始因子种类多且复杂，目前已鉴定的真核起始因子共有12种。
通过这些真核起始因子之间以及不同的真核起始因子与核糖体、mRNA和起始tRNA之间的相互作用，来完成真核生物的翻译起始。
三、问答题1、分子生物学简史①1962年，美国科学家Watson和英国科学家Crick因在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与wilkins共享诺贝尔生理医学奖。
②1965年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌代谢的分子机制而与Iwoff分享了诺贝尔生理医学奖③1968年，美国科学家Nirenberg破译DNA遗传密码与holly等获诺贝尔生理医学奖④1980年，Sanger设计出一种测定DNA分子内核苷酸序列的方法获诺贝尔化学奖⑤1997年，美国科学家Prusiner发现朊病毒是阿尔茨海默病等疾病的病原并能直接在宿主细胞中繁殖传播而获得诺贝尔生理医学奖⑥1972-1973年，Boyer、Berg等人发展了DNA重组技术；⑦1983年，获得第一例转基因植物；⑧1997年，英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊；⑨2001年，完成了第一个人类基因组全序列测定；2、哪些实验证实DNA是主要的遗传物质（1）肺炎双球菌的转化试验①无毒的R型细菌+ 小鼠——小鼠不死亡②有毒的S 型细菌+ 小鼠——小鼠患败血症死亡③加热杀死的S型细菌+小鼠——小鼠不死亡④无毒的R型细菌+加热杀死的S型细菌+小鼠——小鼠死亡说明：死细菌DNA指导了这一可遗传的转化，从而导致了小鼠的死亡。
（2）噬菌体感染实验当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸，子代噬菌体中就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。
分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌，经过1~2个噬菌体DNA复制周期后发现，子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质，但含有30%以上的32P标记，这说明在噬菌体传代过程中发挥作用的是DNA 而不是蛋白质。
（3）植物病毒的重建实验将烟草花叶病毒（TMV）放在一定浓度的苯酚溶液中振荡，将它的蛋白质外壳和RNA核心相分离，裸露的RNA也能感染烟草，并使其患典型症状，而且在病斑中还能分离到完整的TMV粒子。
3、DNA二级结构及其特征（1）DNA二级结构：是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
（2）特征：①DNA的二级结构分两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA，DNA通常是右手螺旋形式存在的；另一类是左手螺旋，即Z-DNA。
②磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架位于外侧（亲水骨架），作为可变成分的碱基位于内侧（疏水骨架），链间碱基按A－T，G－C配对形成氢键；③碱基对平面与螺旋轴几乎垂直,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,DNA双链所形成的螺旋直径2nm,螺旋结构每隔10个碱基对重复一次,螺距为3.4nm。
DNA双螺旋分子表面形成“大沟”与“小沟”。
④多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条从5’—3’，另一条从3’-5’。
4、原核生物DNA复制的特点：所有DNA的复制都是从一个固定起点开始的，复制时，往往先由RNA聚合酶在DNA 模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶从RNA引物3’末端开始合成新的DNA链。
对于前导链，这个引发过程比较简单只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此为起点一直合成下去。
但对于后随链，引发过程就非常复杂，需要多重蛋白质和酶的协同作用还涉及冈崎片段的形成和连接。
后随链的引发由引发体来完成。
5、RNA转录的基本过程：①模板识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程②转录起始：RNA聚合酶结合在启动子上之后，使启动子附近的DNA双链解旋并解链，形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。
