1、第 0 章 緒論一、名詞解釋1. 分子生物學2. 單克隆抗體二、填 空1分子生物學的研究內容主要包含（） 、 （） 、（）三部分。三、是非題1、 20 世紀 60 年代， Nirenberg 建立了大腸桿菌無細胞蛋白合成體系。研究結果發現poly（U）指導了多聚苯丙氨酸的合成，poly（G）指導甘氨酸的合成。（X）四、簡答題1. 分子生物學的概念是什么2. 你對現代分子生物學的含義和包括的研究范圍是怎么理解的3. 分子生物學研究內容有哪些方面4. 分子生物學發展前景如何5. 人類基因組計劃完成的社會意義和科學意義是什么6簡述分子生物學發展史中的三大理論發現和三大技術發明。7. 簡述分子生物學的

2、發展歷程。8. 二十一世紀生物學的新熱點及領域是什么9. 21 世紀是生命科學的世紀。20 世紀后葉分子生物學的突破性成就，使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。試闡述分子生物學研究領域的三大基本原則，三大支撐學科和研究的三大主要領域答案：一、名詞解釋1. 分子生物學：分子生物學就是研究生物大分子之間相互關系和作用的一門學科， 而生物大分子主要是指基因和蛋白質兩大類；分子生物學以遺傳學、生物化學、 細胞生物學等學科為基礎，從分子水平上對生物體的多種生命現象進行研究。2. 單克隆抗體：只針對單一抗原決定簇起作用的抗體。二、填 空1.結構分子生物學，基因表達與調控，DNA組技術三、是非題四

3、、簡答題1. 分子生物學的概念是什么答案：有人把它定義得很廣：從分子的形式來研究生物現象的學科。但是這個定義使分子生物學難以和生物化學區分開來。另一個定義要嚴格一些，因此更加有用：從分子水平來研究基因結構和功能。從分子角度來解釋基因的結構和活性是本書的主要內容。2. 你對現代分子生物學的含義和包括的研究范圍是怎么理解的分子生物學是從分子水平研究生命本質的一門新興邊緣學科，它以核酸和蛋白質等生物大分子的結構及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象，是當前生命科學中發展最快并正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域。狹義：偏重于核酸的分子生物學，主要研究基因或 DNA勺復制、轉錄、表達和調

4、節控制等過程，其中也涉及與這些過程有關的蛋白質和酶的結構與功能的研究。分子生物學的發展為人類認識生命現象帶來了前所未有的機會，也為人類利用和改造生物創造了極為廣闊的前景。所謂在分子水平上研究生命的本質主要是指對遺傳、 生殖、生長和發育等生命基本特征的分子機理的闡明，從而為利用和改造生物奠定理論基礎和提供新的手段。這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內、細胞間通訊過程中發揮著重要作用的蛋白質等生物大分子。這些生物大分子均具有較大的分子量，由簡單的小分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊藏各種信息，并且具有復雜的空間結構以形成精確的相互作用系統，由此構成生物的多樣化和生物個體精

5、確的生長發育和代謝調節控制系統。闡明這些復雜的結構及結構與功能的關系是分子生物學的主要任務。3. 分子生物學主要包含以下三部分研究內容：A.核酸的分子生物學，核酸的分子生物學研究核酸的結構及其功能。由于核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此分子遺傳學(moleculargenetics )是其主要組成部分。由于50 年代以來的迅速發展，該領域已形成了比較完整的理論體系和研究技術，是目前分子生物學內容最豐富的一個領域。研究內容包括核酸/ 基因組的結構、遺傳信息的復制、 轉錄與翻譯，核酸存儲的信息修復與突變，基因表達調控和基因工程技術的發展和應用等。遺傳信息傳遞的中心法則( centraldog

6、ma ) 是其理論體系的核心。B. 蛋白質的分子生物學蛋白質的分子生物學研究執行各種生命功能的主要大分子蛋白質的結構與功能。盡管人類對蛋白質的研究比對核酸研究的歷史要長得多， 但由于其研究難度較大，與核酸分子生物學相比發展較慢。近年來雖然在認識蛋白質的結構及其與功能關系方面取得了一些進展，但是對其基本規律的認識尚缺乏突破性的進展。4. 分子生物學發展前景如何21 世紀是生命科學世紀，生物經濟時代，分子生物學將取得突飛猛進的發展，結構基因組學、功能基因組學、蛋白質組學、生物信息學、信號跨膜轉導成為新的熱門領域，將在農業、工業、醫藥衛生領域帶來新的變革。5. 社會意義：人類基因組計劃與曼哈頓原子計

7、劃、阿波羅登月計劃并稱為人類科學史上的三大工程，具有重大科學意義、經濟效益和社會效益。1) . 極大地促進生命科學領域一系列基礎研究的發展，闡明基因的結構與功能關系、生命的起源和進化、細胞發育、生產、分化的分子機理，疾病發生的機理等，為人類自身疾病的診斷和治療提供依據，為醫藥產業帶來翻天覆地的變化；2) . 促進生命科學與信息科學、材料科學和與高新技術產業相結合，刺激相關學科與技術領域的發展，帶動起一批新興的高技術產業；3) . 基因組研究中發展起來的技術、數據庫及生物學資源，還將推動對農業、畜牧業(轉基因動、植物)、能源、環境等相關產業的發展，改變人類社會生產、生活和環境的面貌，把人類帶入更

8、佳的生存狀態。科學意義：1) . 確定人類基因組中約5 萬個編碼基因的序列基因在基因組中的物理位置，研究基因的產物及其功能2) . 了解轉錄和剪接調控元件的結構和位置，從整個基因組結構的宏觀水平上了解基因轉錄與轉錄后調節3) . 從總體上了解染色體結構，了解各種不同序列在形成染色體結構、DNA復制、基因轉錄及表達調控中的影響與作用4) . 研究空間結構對基因調節的作用5) .發現與DNA制、重組等有關的序列6) .研究DN頗變、重排和染色體斷裂等，了解疾病的分子機制，為疾病的 診斷、預防和治療提供理論依據7) . 確定人類基因組中轉座子，逆轉座子和病毒殘余序列，研究其周圍序列的性質8) . 研

9、究染色體和個體之間的多態性6三大理論發現DNA 是遺傳物質DNA 雙螺旋結構中心法則三大技術發明限制性內切酶載體逆轉錄酶7. 簡述分子生物學的發展歷程。答案：從 1847 年施旺和施萊登提出細胞學說證明動植物是由細胞組成的， 到今天人們對生物大分子細胞的化學組成確有了深刻地認識。 孟德爾的遺傳規律最先使人們對性狀遺傳產生了理性認識，而Morgan的基因學說則進一步將“性狀”與“基因”相偶聯，成為現代遺傳學的奠基石。隨著核酸化學研究的進展，Watson 和 Crick 又提出了脫氧核糖核酸的雙螺旋模型，為充分揭示遺傳信息的傳遞規律鋪平了道路。在蛋白質化學方面，繼Sumner在1936年證實酶是蛋

10、白質之后， Sanger 利用紙電泳及層析技術于1953年首次闡明胰島素的一級結構，開創了蛋白質序列分析的先河。而 Kendrew和Perutz利用X射線衍射技術解析了肌紅蛋白及血紅蛋白的三維結構，論證了這些蛋白質在輸送分子氧過程中的特殊作用，成為研究生物大分子空間立體構型的先驅。20 世紀 40 年代被認為是分子生物學的孕育時期。1941 年，曾在摩爾根實驗室工作過的美國遺傳學家比德爾同美國生物化學家塔特姆合作，把生物化學引進了遺傳學，推導出“一個基因一種酶”的新概念（后來有所修改） ， 40 年代中期 被普遍承認，從而建立了生物化學、遺傳學。有兩項研究成果促進了分子生物學的發展。一項是由德

11、國移居美國的物理學家M.德爾布呂克和其同事們在1946年發現不同種的噬菌體在一定條件下能進行 基因交換重組。另一項是，19461947年，美國微生物學家J.萊德伯格同.塔特 姆合作， 以大腸桿菌為材料，也發現了基因分離和重組現象。這兩項突破以及他們對噬菌體和大腸桿菌的一些基本研究，對分子生物學的發展起了十分重要的作用。1944年，美國細菌學家.埃弗里發現DNA是不同種的肺炎雙球菌之間的轉化 因子。第一次證明DNA攜帶著遺傳信息。這一十分重要的成果卻引起很大爭論， 一方面受傳統思想的影響，很多人懷疑他所分離出的 DNA純，可能還是混雜的 蛋白質在起作用；但是這一成就無疑地也刺激了人們對 DNAf

12、c學組成和晶體結構 的研究。1953 年 4 月 25 日在英國的自然雜志上刊登了美國的. 沃森和英國的克里克在英國劍橋大學合作的結果 DNA雙螺旋結構的分子模型。這一成就后來被譽為 20 世紀以來生物學方面最偉大的發現，也被認為是分子生物學誕生的標志。50 年代在蛋白質的結構分析方面也取得了重要成果。英國生物化學家F. 桑格第一次分析出含有51 個氨基酸的胰島素的氨基酸順序。這一成果對準確地研究蛋白質本身結構和功能之間的關系，以及蛋白質的人工合成和蛋白質的生物合成都是必要的基礎。到1973年已有300多種蛋白質的氨基酸被分析清楚。1977年F.桑格又建立了 DNAg基順序的分析方法并完成了分

13、析小x 174噬菌體DNA勺全部約 5400 個堿基的順序，促進了基因調節控制的研究。至于蛋白質晶體結構分析，則建立在英國的布口刺格父子及他們的學生創立并發展的X射線晶體衍射技術的基礎上。該實驗室的. 佩魯茨自30 年代末開始，就系統地研究了血紅蛋白的結構。1969 年完成了全部64 種密碼的破譯。至此，基因控制蛋白質合成之謎得到了初步解答。遺傳密碼的破譯，被認為是分子遺傳學發展史上最輝煌的成果之一。1961 年法國細胞遺傳學家F. 雅各布和J. 莫諾德共同合作，提出了乳糖操縱子理論，以后被證實為在原核細胞中基因控制的普遍方式。美國分子生物學家. 特明和D.巴爾的摩長期從事月中瘤病毒研究的基礎

14、上，于1970年分別獨立地發現雞肉瘤病毒和白血病病毒都是 RNA病毒。在此基礎上他們發現了依賴于RNA的DNA聚合酶即反轉錄酶。反轉錄酶能使 RNAS上的遺傳密碼反轉錄給DNA這一發現 不僅對某些腫瘤的病因作了分子生物學的闡明，而且動搖了中心法則的不可逆性， 成為中心法則的重要補充。真核細胞內的調控機制要復雜得多，也是當前生物學家重點探索的問題之一。在此基礎之上，分子生物學發展的速度越來越快。8. 二十一世紀生物學的新熱點及領域是什么 答案： 結構生物學是當前分子生物學中的一個重要前沿學科，它是在分子層次上從結構角度特別是從三維結構的角度來研究和闡明當前生物學中各個前沿領域的重要學科問題，是一

15、個包括生物學、物理學、化學和計算數學等多學科交叉的，以結構（特別是三維結構）測定為手段，以結構與功能關系研究為內容，以闡明生物學功能機制為目的的前沿學科。這門學科的核心內容是蛋白質及其復合物、組裝體和由此形成的細胞各類組分的三維結構、運動和相互作用，以及它們與正常生物學功能和異常病理現象的關系。分子發育生物學也是當前分子生物學中的一個重要前沿學科。人類基因組計劃，被稱為“21 世紀生命科學的敲門磚”。 “人類基因組計劃”以及 “后基因組計劃”的全面展開將進入從分子水平闡明生命活動本質的輝煌時代。目前正迅速發展的生物信息學，被稱為“21 世紀生命科學迅速發展的推動力” 。 尤應指出，建立在生物信

16、息基礎上的生物工程制藥產業，在 21 世紀將逐步成為最為重要的新興產業；從單基因病和多基因病研究現狀可以看出，這兩種疾病的診斷和治療在21 世紀將取得不同程度的重大進展；遺傳信息的進化將成為分子生物學的中心內容”的觀點認為，隨著人類基因組和許多模式生物基因組序列的測定，通過比較研究，人類將在基因組上讀到生物進化的歷史，使人類對生物進化的認識從表面深入到本質；研究發育生物學的時機已經成熟。在 21 世紀，遺傳信息的進化研究成果，將成為解決發育問題的基礎，發育問題這一難題可望獲得突破性進展；在21 世紀，生物技術產業化的趨勢將不斷加劇。基因工程技術、轉基因技術和基因治療技術等將對21 世紀的產業結構產生深遠的影響。當前，生命科學基礎研究中最活躍的前沿主要包括：分子生物學、細胞生物學、神經生物學、生態學，并由這些活躍的前沿引伸出諸如：基因組學、蛋白質組學、人類基因組計劃、后人類基因組計劃、克隆羊、克隆魚、 “腦的十年”、生物的多樣性等時髦的名詞和熱門話題。相應的應用研究或技術研究也正趨成熟并逐漸普及，如生物工程，即基因工程、蛋白質工程、發酵工程、酶工程、細胞工程、胚胎工程等。由于生命科學與人類生存、人們健康、社會發展密切相關，必將成為 21 世紀全球關注的領域。9. 21 世紀是生命科