基础分子生物学 朱玉贤郑晓峰郭红卫

• Morgan（美）的基因学说则进一步将“性 状”与“基因”相耦联，成为分子遗传学的 奠基石。
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基础分子生物学
1910年，德国科学家Kossel第一个分 离了腺嘌呤，胸腺嘧啶和组氨酸。
1959年，美国科学家Ochoa 因为酶 学方面的杰出贡献（第一次合成核糖核 酸），与实现试管内细菌细胞中DNA的 复制的Arthur Kornberg共享当年诺贝尔 生理与医学奖。
4. Lehninger Principles of Biochemistry, 2005 第五版
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基础分子生物学
第一章 绪 论
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基础分子生物学
一、二十一世纪是现代生物科学的世纪
• 统计美国“科学引文索引（Science Citation Index, SCI）”收录的6080余种学术刊物，发现有4000种 左右为生物科学相关杂志！
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63.342 47.237 44.016 36.525 31.583 31.354 30.028 29.194 28.697 2基6础.分6子8生1物学
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。
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基础分子生物学
二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 (二) 现代分子生物学的建立和发展阶段 (三) 初步认识生命本质并改造生命的深
入发展阶段
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基础分子生物学
二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 （19世纪后期到20世纪50年代初）

现代分子生物学(第3版)-朱玉贤-课后答案(全)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx第一章１简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献答：孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验，发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人；沃森和克里克在１953年提出ＤAN反向双平行双螺旋模型．2写出ＤNARNA的英文全称答:脱氧核糖核酸(ＤＮＡ, Deoxyribonuｃｌeic aciｄ)，核糖核酸(RNA, Ribonｕcｌeic ａcid)3试述“有其父必有其子"的生物学本质答:其生物学本质是基因遗传.子代的性质由遗传所得的基因决定，而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。

4早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤答：一,肺炎双球菌感染实验,１,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。

２,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。

3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；二,噬菌体侵染细菌的实验:1，噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。

2,DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少;蛋白质中有Ｓ而DＮA中没有S,所以用放射性同位素3５S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素３2P标记另一部分噬菌体的ＤNA。

用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用3２P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内.三，烟草TMV的重建实验：1957年,Ｆraｅｎkel—Conｒaｔ等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系）的蛋白质和RＮA分别提取出来，然后相互对换，将Ｓ株系的蛋白质和HR株系的RNＡ，或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNＡ放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片.5请定义DNA重组技术和基因工程技术答:DＮＡ重组技术：目的是将不同的ＤＮA片段（如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,然后在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。

包括去除信号肽、二硫键的形成、化学修饰和剪切等。去除信号肽是某些分泌蛋白和膜蛋白合成时的 重要步骤；二硫键的形成对于稳定蛋白质的三级结构具有重要作用；化学修饰如磷酸化、糖基化等可 以影响蛋白质的活性、稳定性和定位；剪切可以产生具有不同功能的蛋白质片段。
蛋白质翻译后加工的意义
对于蛋白质的成熟、定位和功能发挥具有重要作用。例如，信号肽的去除可以使蛋白质从细胞内分泌 到细胞外或定位到细胞膜上；化学修饰可以调控蛋白质的活性和稳定性，从而影响细胞的生理功能； 剪切可以产生具有不同功能的蛋白质片段，增加蛋白质的多样性。
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转录与转录后加工的调控
转录的调控主要通过转录 因子与DNA的结合来实 现，可以影响RNA聚合酶 的活性和选择性。
转录和转录后加工的调控 具有协同作用，可以共同 调节基因的表达水平和蛋 白质的功能。
ABCD
转录后加工的调控涉及多 种蛋白质和RNA的相互作 用，可以影响RNA的加工 效率和产物种类。
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基因工程与基因组学的应用前景
农牧业领域
通过基因工程改良作物和畜禽品种， 提高产量和品质，增强抗逆性；应用 基因组学解析重要农艺性状形成的分 子机制，指导新品种选育。
工业领域
利用基因工程生产工业酶、生物燃料 和生物材料等；应用基因组学优化工 业生产过程和开发新产品。
医学领域
基因工程可用于生产重组蛋白药物、 基因诊断和基因治疗等；基因组学可 用于解析人类疾病的遗传基础，发现 新的治疗靶点和药物。
异常的转录和转录后加工 调控可能导致疾病的发生 ，如癌症、遗传性疾病等 。
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05
蛋白质翻译与翻译后加工
19
蛋白质翻译的过程与特点
蛋白质翻译的过程
起始、延长和终止三个阶段。起始阶段，核糖体与mRNA结合，形成起始复合物；延长阶段，tRNA携带氨基酸 进入核糖体，进行肽链的延伸；终止阶段，释放完成翻译的蛋白质。

03
RNA结构与功能
RNA种类及特点概述
RNA种类
信使RNA（mRNA）、转运RNA（ tRNA）、核糖体RNA（rRNA）以及 非编码RNA等。
特点概述
RNA由核糖核苷酸组成，通常是单链 结构，可通过碱基配对形成局部双链 。RNA在细胞中承担着多种功能，如 遗传信息传递、蛋白质合成和基因表 达调控等。
信使RNA（mRNA）合成与加工
转录过程
在DNA模板链的指导下，RNA聚合酶催 化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，合 成RNA链。
VS
加工过程
包括5'端加帽、3'端加尾、内含子剪接等 步骤，使得mRNA成熟并具有翻译功能。
转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）作用
tRNA作用
识别并携带特定氨基酸，将其转运到核糖体上参与蛋白质合成。
表观遗传学在基因表达调控中应用前景
疾病治疗
表观遗传学机制在疾病的发生和发展中起着重要作用，因此通过表观遗传学手段来调控基因表达可能成为一 种新的疾病治疗方法。例如，针对某些癌症的表观遗传学药物已经进入临床试验阶段。
农业生产
表观遗传学机制可以影响植物的生长发育和抗逆性，因此通过表观遗传学手段来改良作物品种可能成为一种 新的农业生产技术。例如，利用表观遗传学手段来提高作物的抗旱性和抗病性。
利用CRISPR-Cas9系统对目标基因进行定 点切割，引导细胞自身的DNA修复机制实 现基因编辑。
针对目标基因序列，设计特异的sgRNA引 导Cas9蛋白进行切割。
构建表达载体
筛选与鉴定
将sgRNA和Cas9蛋白编码基因构建到表达 载体中，导入细胞进行表达。
通过细胞筛选和分子生物学方法，鉴定成功 实现基因编辑的细胞克隆。