分子生物学第一讲绪论概念.ppt

分子生物学 （Molecular Biology） 分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象。分子生物学是当前生命科学领域中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿学科。 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 现代生物学研究的目标是要在分子水平上 掌握细胞的功能并揭示生命的本质。 从上个世纪40年代开始，无数生命科学家用他们的智慧和汗水，赢得了本世纪自然科学最伟大的革命--揭开生物遗传之谜。 随着DNA的结构与功能、RNA在蛋白质合成中的功能、蛋白质的结构与功能、遗传密码及基因表达调控的本质等被相继阐述，生命科学逐渐渗透到生命科学研究的各个领域。 从分子水平研究生物分子结构和功能关系，正在越来越多地影响各个传统生物科学领域，如组织学、细胞学、解剖学、胚胎学、遗传学及生理学和进化论。 我们首先简单回顾分子生物学发展的历史背景知识和人物，包括对遗传的最基本单位--基因化学本质的认识。 1.1.1 创世说与进化论 多少年来，人们常常会反复提出3个与生命和一切生物学现象有关的问题： ① 生命是怎样起源的？② 为什么有其父必有其子？③ 动、植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？ 我们所处在的地球充满着无数的生物，从最简单的病毒、类病毒到菌藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类，处处都可以发现它们的踪迹，觉察到生命的活动。地球上的生物形形色色，千姿百态。不同的生物，其形态、生理特征和对环境的适应能力各不相同，都经历着生长、发育、衰老、死亡的变化，都具有繁殖后代的能力。 19世纪初叶，这些问题大都只能由宗教或迷信的角度进行回答。 西方人一直相信基督教的宣传，相信上帝先创造了花草树木、世间万物，后来又创造了男人亚当，再从亚当身上抽出一根肋骨，这就成了女人夏娃。亚当、夏娃婚配繁衍产生了人类。 1859年，英国生物学家达尔文（Charles Darwin）发表了著名的《物种起源》一书，确立了进化论的概念。正是达尔文的生物进化学说，打破了上帝造人的传统观念，改变了社会对人类在整个世界中的地位的看法，极大地推动了人类思想的发展。 达尔文采集了大量动、植物标本和化石并细心地进行比较、鉴别和研究，提出并解答了一系列学术问题，如： 相似的动物为什么居住在千里之外的不同地区？ 同一个小岛上为什么聚集着许多不同的动物？ 低等动物与高等动物有些什么样的联系？ 人是如何产生的等等？ 他认为，大陆自古以来发生过许多次巨变，如冰川时期等，所以不可能存在亘古不变的动、植物。 在《物种起源》这部划时代的科学巨著中，他用大量事实证明“物竞天择，适者生存”的进化论思想。 他认为世界上的一切生物都是可变的，并预言从低级到高级的变化过程中必定有过渡物种存在。 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，彻底否定了上帝创造万物的旧思想，推翻了物种不变的神话，使生物学真正迈入实证自然科学的行列。 达尔文关于生物进化的学说和唯物主义的物种起源理论，是生物科学史上最伟大的创举。由于达尔文不可磨灭的伟大贡献，人们把进化论称为达尔文学说。 生物学经历了三个发展阶段： 描述生物学阶段（19世纪中叶以前） 实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中） 创造生物学阶段（20世纪中叶以后） （1） 描述生物学阶段（19世纪中叶以前） 主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络 达尔文 《物种起源》 （1859） （2）实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中） 利用各种仪器工具，通过实验过程， 探索生命活动的内在规律. （3）创造生物学阶段（20世纪中叶以后） 分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。 1.1.2 细胞学说 早期生物科学家的另一大贡献是提出了细胞理论（Cell Theory）。17世纪末叶，荷兰显微镜专家列文胡克（Leeuwenhoek）成功制作了世界第一架光学显微镜。通过这一装置，他看到了一系列肉眼看不到而又使人迷惑不解的微小生物，他将这些小生命称为微动物（animalcule）。若干年后，人们才知道它们是单细胞生物。 Leeuwenhoek第一个观察到狗和人的精子，发现了酵母菌，描述了红细胞等。 Leeuwenhoek在观察轮虫时，偶然发现雨水中有微生物。 Leeuwenhoek得出了一个结论：