❶ 简述现代分子生物学建立和发展的历程
这一阶段是从50年代初到70年代初,以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金。DNA双螺旋发现的最深刻意义在于:确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出碱基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式;从而最后确定了核酸是遗传的物质基础,为认识核酸与蛋白质的关系及其生命中的作用打下了最重要的基础。在些期间的主要进展包括:
遗传信息传递中心法则的建立。
在发现DNA双螺旋结构同时,Watson和Crick就提出DNA复制的可能模型。其后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶;1958年Meselson及Stahl同位素标记和超速离心分离实验为DNA半保留模型提出了证明;1968年Okazaki(冈畸)提出DNA不连续复制模型;1972年证实了DNA复制开始需要RNA作为引物;70年代初获得DNA拓扑异构酶,并对真核DNA聚合酶特性做了分析研究;这些都逐渐完善了对DNA复制机理的认识。
在研究DNA复制将遗传信息传给子代的同时,提出了RNA在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年Weiss及Hurwitz等发现依赖于DNA的RNA聚合酶;1961年Hall和Spiege-lman用RNA-DNA杂增色证明mRNA与DNA序列互补;逐步阐明了RNA转录合成的机理。
❷ 对于分子生物学你了解多少
科技的发展当然离不开科学家们的努力,而对科学进步的发展的一个有利证据就是科学家们对于一些事物的观察是从比较大的物体观察进化到了分子水平的观察,甚至发展原子,离子水平的研究,这足以说明了人类科技的发展给科学带来的巨大好处。一些科学仪器器的发展让科学家们更加便利的观察到了一些比较小分子的事物,那么分子生物学就是从小分子水平来对生物大分子进行结构和功能上的研究的一个学科,它的发展是比较具有前沿意义的,而且是对人类的进步是非常具有一个推动作用的。
❸ 如何理解现代分子生物学发展的“三大转折"
1、现代分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。
2、分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科,理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域,它的主要核心内容是通过生物的物质基础核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律。
3、分子生物学发展历程中的三大转变是研究对象的变换,研究内容的拓展,研究策略的创新。
❹ 分子生物学的发展简史
另一方面,M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒,因此是研究生物体自我复制的理想材料。1941年G.W.比德尔和E.L.塔特姆提出了“一个基因,一个酶”学说(被誉为“分子生物学第一大基石”),即基因的功能在于决定酶的结构,且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年O.T.埃弗里等研究细菌中的转化现象,证明了DNA是遗传物质。1953年美国科学家J.D.沃森和英国科学家F.H.C.克里克提出了DNA的反向平行双螺旋结构(被誉为“分子生物学第二大基石”),开创了分子生物学的新纪元。1958年Crick在此基础上提出的中心法则,描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年法国科学家F.雅各布和J.莫诺提出了操纵子的概念(“分子生物学第三大基石”),解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期,关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚,基因的奥秘也随之而开始解开了。
仅仅30年左右的时间,分子生物学经历了从大胆的科学假说,到经过大量的实验研究,从而建立了本学科的理论基础。进入70年代,由于重组DNA研究的突破,基因工程已经在实际应用中开花结果,根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。
❺ 急求分子生物学是如何发展的~
分子生物学的发展大致可分为三个阶段.
一、准备和酝酿阶段
19世纪后期到20世纪50年代初,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段.在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破:
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精,第一次提出酶(enzyme)的名称,酶是生物催化剂.20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶(包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等),证明酶的本质是蛋白质.随后陆续发现生命的许多基本现象(物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等)都与酶和蛋白质相联系,可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来.在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步.1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽;40年代末,Sanger创立二硝基氟苯(DNFB)法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸;1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析.由于结晶X-线衍射分析技术的发展,1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型.所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识.
确定了生物遗传的物质基础是DNA
虽然1868年F.Miescher就发现了核素(nuclein),但是在此后的半个多世纪中并未引起重视.20世纪20-30年代已确认自然界有DNA和RNA两类核酸,并阐明了核苷酸的组成.由于当时对核苷酸和碱基的定量分析不够精确,得出DNA中A、G、C、T含量是大致相等的结果,因而曾长期认为DNA结构只是“四核苷酸”单位的重复,不具有多样性,不能携带更多的信息,当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质.40年代以后实验的事实使人们对核酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步.1944年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是DNA;1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸,感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质.在对DNA结构的研究上,1949-52年S.Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸并非平面的空间构像,提出了DNA是螺旋结构;1948-1953年Chargaff等用新的层析和电泳技术分析组成DNA的碱基和核苷酸量,积累了大量的数据,提出了DNA碱基组成A=T、G=C的Chargaff规则,为碱基配对的DNA结构认识打下了基础.
二、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初,以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代.DNA双螺旋发现的最深刻意义在于:确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了碱基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式;从而最后确定了核酸是遗传的物质基础,为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础.在此期间的主要进展包括:
遗传信息传递中心法则的建立
在发现DNA双螺旋结构同时,Watson和Crick就提出DNA复制的可能模型.其后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶;1958年Meselson及Stahl用同位素标记和超速离心分离实验为DNA半保留模型提出了证明;1968年Okazaki(冈畸)提出DNA不连续复制模型;1972年证实了DNA复制开始需要RNA作为引物;70年代初获得DNA拓扑异构酶,并对真核DNA聚合酶特性做了分析研究;这些都逐渐完善了对DNA复制机理的认识.
在研究DNA复制将遗传信息传给子代的同时,提出了RNA在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说.1958年Weiss及Hurwitz等发现依赖于DNA的RNA聚合酶;1961年Hall和Spiege-lman用RNA-DNA杂交证明mRNA与DNA序列互补;逐步阐明了RNA转录合成的机理.
在此同时认识到蛋白质是接受RNA的遗传信息而合成的.50年代初Zamecnik等在形态学和分离的亚细胞组分实验中已发现微粒体(microsome)是细胞内蛋白质合成的部位;1957年Hoagland、Zamecnik及Stephenson等分离出tRNA并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设;1961年Brenner及Gross等观察了在蛋白质合成过程中mRNA与核糖体的结合;1965年Holley首次测出了酵母丙氨酸tRNA的一级结构;特别是在60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana等几组科学家的共同努力破译了RNA上编码合成蛋白质的遗传密码,随后研究表明这套遗传密码在生物界具有通用性,从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程.
上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系.1970年Temin和Baltimore又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以RNA为模板合成DNA的反转录酶,又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法则.
对蛋白质结构与功能的进一步认识
1956-58年Anfinsen和White根据对酶蛋白的变性和复性实验,提出蛋白质的三维空间结构是由其氨基酸序列来确定的.1958年Ingram证明正常的血红蛋白与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之间,亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基的差别,使人们对蛋白质一级结构影响功能有了深刻的印象.与此同时,对蛋白质研究的手段也有改进,1969年Weber开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量;60年代先后分析得血红蛋白、核糖核酸酶A等一批蛋白质的一级结构;1973年氨基酸序列自动测定仪问世.中国科学家在1965年人工合成了牛胰岛素;在1973年用1.8AX-线衍射分析法测定了牛胰岛素的空间结构,为认识蛋白质的结构做出了重要贡献.
三、初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段
70年代后,以基因工程技术的出现作为新的里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始.其间的重大成就包括:
1.重组DNA技术的建立和发展
分子生物学理论和技术发展的积累使得基因工程技术的出现成为必然.1967-1970年R.Yuan和H.O.Smith等发现的限制性核酸内切酶为基因工程提供了有力的工具; 1972年Berg等将SV-40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外重组成功,转化大肠杆菌,使本来在真核细胞中合成的蛋白质能在细菌中合成,打破了种属界限;1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒,成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽;1978年Itakura(板仓)等使人生长激素191肽在大肠杆菌中表达成功;1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素.至今我国已有人干扰素、人白介素2、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用,世界上还有几百种基因工程药物及其它基因工程产品在研制中,成为当今农业和医药业发展的重要方向,将对医学和工农业发展作出新贡献.
转基因动植物和基因剔除动植物的成功是基因工程技术发展的结果.1982年Palmiter等将克隆的生长激素基因导入小鼠受精卵细胞核内,培育得到比原小鼠个体大几倍的“巨鼠”,激起了人们创造优良品系家畜的热情.我国水生生物研究所将生长激素基因转入鱼受精卵,得到的转基因鱼的生长显着加快、个体增大;转基因猪也正在研制中.用转基因动物还能获取治疗人类疾病的重要蛋白质,导入了凝血因子Ⅸ基因的转基因绵羊分泌的乳汁中含有丰富的凝血因子Ⅸ,能有效地用于血友病的治疗.在转基因植物方面,1994年能比普通西红柿保鲜时间更长的转基因西红柿投放市场,1996年转基因玉米、转基因大豆相继投入商品生产,美国最早研制得到抗虫棉花,我国科学家将自己发现的蛋白酶抑制剂基因转入棉花获得抗棉铃虫的棉花株.到1996年全世界已有250万公顷土地种植转基因植物.
基因诊断与基因治疗是基因工程在医学领域发展的一个重要方面.1991年美国向一患先天性免疫缺陷病(遗传性腺苷脱氨酶ADA基因缺陷)的女孩体内导入重组的ADA基因,获得成功.我国也在1994年用导入人凝血因子Ⅸ基因的方法成功治疗了乙型血友病的患者.在我国用作基因诊断的试剂盒已有近百种之多.基因诊断和基因治疗正在发展之中.
这时期基因工程的迅速进步得益于许多分子生物学新技术的不断涌现.包括:核酸的化学合成从手工发展到全自动合成,1975-1977年Sanger、Maxam和Gilbert先后发明了三种DNA序列的快速测定法;90年代全自动核酸序列测定仪的问世;1985年Cetus公司Mullis等发明的聚合酶链式反应(PCR)的特定核酸序列扩增技术,更以其高灵敏度和特异性被广泛应用,对分子生物学的发展起到了重大的推动作用.
2.基因组研究的发展
目前分子生物学已经从研究单个基因发展到研究生物整个基因组的结构与功能.1977年Sanger测定了ΦX174-DNA全部5375个核苷酸的序列;1978年Fiers等测出SV-40DNA全部5224对碱基序列;80年代λ噬菌体DNA全部48,502碱基对的序列全部测出;一些小的病毒包括乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因组的全序列也陆续被测定;1996年底许多科学家共同努力测出了大肠杆菌基因组DNA的全序列长4x106碱基对.测定一个生物基因组核酸的全序列无疑对理解这一生物的生命信息及其功能有极大的意义.1990年人类基因组计划(HumanGenomeProject)开始实施,这是生命科学领域有史以来全球性最庞大的研究计划,将在2005年时测定出人基因组全部DNA3x109碱基对的序列、确定人类约5-10万个基因的一级结构,这将使人类能够更好掌握自己的命运.
3.单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展
1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体以来,人们利用这一细胞工程技术研制出多种单克隆抗体,为许多疾病的诊断和治疗提供了有效的手段.80年代以后随着基因工程抗体技术而相继出现的单域抗体、单链抗体、嵌合抗体、重构抗体、双功能抗体等为广泛和有效的应用单克隆抗体提供了广阔的前景.
4.基因表达调控机理
分子遗传学基本理论建立者Jacob和Monod最早提出的操纵元学说打开了人类认识基因表达调控的窗口,在分子遗传学基本理论建立的60年代,人们主要认识了原核生物基因表达调控的一些规律,70年代以后才逐渐认识了真核基因组结构和调控的复杂性.1977年最先发现猴SV40病毒和腺病毒中编码蛋白质的基因序列是不连续的,这种基因内部的间隔区(内含子)在真核基因组中是普遍存在的,揭开了认识真核基因组结构和调控的序幕.1981年Cech等发现四膜虫rRNA的自我剪接,从而发现核酶(ribozyme).80-90年代,使人们逐步认识到真核基因的顺式调控元件与反式转录因子、核酸与蛋白质间的分子识别与相互作用是基因表达调控根本所在.
5.细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域
细胞信号转导机理的研究可以追述至50年代.Sutherland1957年发现cAMP、1965年提出第二信使学说,是人们认识受体介导的细胞信号转导的第一个里程碑.1977年Ross等用重组实验证实G蛋白的存在和功能,将G蛋白与腺苷环化酶的作用相联系起来,深化了对G蛋白偶联信号转导途径的认识.70年代中期以后,癌基因和抑癌基因的发现、蛋白酪氨酸激酶的发现及其结构与功能的深入研究、各种受体蛋白基因的克隆和结构功能的探索等,使近10年来细胞信号转导的研究更有了长足的进步.目前,对于某些细胞中的一些信号转导途径已经有了初步的认识,尤其是在免疫活性细胞对抗原的识别及其活化信号的传递途径方面和细胞增殖控制方面等都形成了一些基本的概念,当然要达到最终目标还需相当长时间的努力.
以上简要介绍了分子生物学的发展过程,可以看到在近半个世纪中它是生命科学范围发展最为迅速的一个前沿领域,推动着整个生命科学的发展.至今分子生物学仍在迅速发展中,新成果、新技术不断涌现,这也从另一方面说明分子生物学发展还处在初级阶段.分子生物学已建立的基本规律给人们认识生命的本质指出了光明的前景,但分子生物学的历史还短,积累的资料还不够,例如:在地球上千姿万态的生物携带庞大的生命信息,迄今人类所了解的只是极少的一部分,还未认识核酸、蛋白质组成生命的许多基本规律;又如即使到2005年我们已经获得人类基因组DNA3x109bp的全序列,确定了人的5-10万个基因的一级结构,但是要彻底搞清楚这些基因产物的功能、调控、基因间的相互关系和协调,要理解80%以上不为蛋白质编码的序列的作用等等,都还要经历漫长的研究道路.可以说分子生物学的发展前景光辉灿烂,道路还会艰难曲折.
❻ 如何理解生物学的发展历史
生物学是从分子、细胞、机体乃至生态系统等不同层次研究生命现象的本质、生物的起源进化、遗传变异、生长发育等生命活动规律的科学。其包含的范畴相当广泛,包括形态学、微生物学、生态学、遗传学、分子生物学、免疫学、植物学、动物学、细胞生物学、环境化学等。生物学随着人类认识世界及科学技术的发展,大概经历了四个时期:萌芽时期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。
1.萌芽时期
指人类产生(约300万年前)到阶级社会出现(约4000年前)之间的一段时期。这时人类处于石器时代,这一时期的人类还处于认识世界的阶段,原始人开始栽培植物、饲养动物,并有了原始的医术,这一切成为生物学发展的启蒙。
2.古代生物学
到了奴隶社会后期(约4000年前开始)和封建社会,人类进入了铁器时代。随着生产的发展,出现了原始的农业、牧业和医药业,有了生物知识的积累,植物学、动物学和解剖学进入搜集事实的阶段。在搜集的同时也进行了整理,被后人称为,古代生物学。古代生物学在欧洲以古希腊为中心,着名的学者有亚里士多德(研究形态学和分类学)和古罗马的盖仑(研究解剖学和生理学),他们的学说整整统治了生物学领域1000年。其中亚里士多德没有停留在搜集、观察和纯粹的自然描述上,而是进一步作出哲学概括。在解释生命现象时,亚里士多德同先辈们一样,认为有机体最初是从有机基质里产生的,无机的质料可以变成有机的生命。中国的古代生物学,则侧重研究农学和医药学。贾思褫(约480—550年)着有《齐民要术》,系统地总结了农牧业生产经验,提出了相关变异规律,首次提到根瘤菌的作用。沈括(1031—1095年)着有《梦溪笔谈》,该书中有关生物学的条目近百条,记载了生物的形态、分布等相关资料。
3.近代生物学
从15世纪下半叶到19世纪,这一时期科学技术得到巨大发展,特别是工业革命开始后,生物学进入了全面繁荣的时代。如细胞的发现,达尔文生物进化论的创立,孟德尔遗传学的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础,并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物(包括人体)生理学到19世纪有了明显的进展,着名学者有弥勒、杜布瓦·雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力,植物生理学在理论上达到了系统化。胡克改进了显微镜的使用方法,发表了《显微镜学》,内载生物学史上最早的细胞结构图,并命名为“cell”。达尔文以博物学家的身份乘英国海军勘探船“贝格尔”号,经历了5年的环球旅行,之后出版了震动当时学术界的《物种起源》。该书从变异性、遗传性、生存竞争和适应性等方面论述了生物界的进化现象,提出了以自然选择、适者生存为基础的进化学说。孟德尔多年从事植物杂交试验研究,并在自然科学学会杂志发表了论文《植物杂交试验》,文中提出了遗传单位因子(现在称为“基因”)的概念,阐明了生物遗传的基本规律,即分离规律和自由组合定律(亦称独立分配定律),使生物学研究逐渐集中到分析生命活动的基本规律上,生物学的发展进入“实验生物学阶段”。巴斯德在实验中严格控制无菌条件,并用长曲颈瓶净化与无菌肉汁接触的空气,证实了肉汁腐败的原因是来自外界的微生物污染,澄清了“自然发生说”谬论,为微生物学奠定了基础。
4.现代生物学
20世纪的生物学属于现代生物学的范畴,随着科学技术的进一步发展,生物学向理论(包括生物进化)和实践((主要是植物育种)两个方面深入发展。与此同时,由于物理学、化学和数学对生物学的渗透及许多新的研究手段的应用,一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生,随着分子生物学和分子遗传学的发展及形态研究的深入,细胞学也进入分子水平,出现了细胞生物学。现代生物学正向微观和综合方向深入。宏观方面,从研究生物体的器官、整体到研究种群、群落和生物圈,生态学为典型代表。现代生态学是研究生物有机体与生活场所的相互关系的科学,亦有人称之为研究生物生存条件、生物与环境相互作用过程及规律的科学,其目的是指导人与生物圈,即自然资源与环境的协调发展。第二次世界大战以后,人类社会经济与科技飞速发展,工业废物、农药化肥残毒、交通工具尾气、城市垃圾等造成了环境污染,破坏了自然生态系统的自我调节和相对平衡。全球变暖、臭氧层破坏、水土流失、沙漠扩大、水源枯竭、气候异常、森林消失等生态危机都是人类不适当的活动造成的。根据生态学中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以人与自然协调关系为基础、高效和谐为方向,将生态应用于废水污水资源化处理、湖泊富营养化控制、作物种植、森林管理、盐场管理、水产养殖、土地改良、废弃地开发和资源再生等方面,收到了显着的效果。微观方面,如“细胞生物学”“分子生物学”“量子生物学”的发展,分子生物学为其中典型代表。现代分子生物学是通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面阐明各种生命现象本质的科学。其目的是在分子水平上,对细胞的活动、生长发育、消亡、物质和能量代谢、遗传、衰老等重要生命活动进行探索。分子生物学的研究关系到人类的方方面面。如不同种类生物间的亲缘关系,过去主要根据不同种类生物在形态构造上的异同确定,这对形态结构较为简单的生物如细菌就很困难。通过对不同种类生物的蛋白质或核酸分子的测定,可以克服上述困难,并能更客观地反映生物间的亲缘关系。分子生物学与医学、农业、生物工程等方面的关系十分密切。分子生物学的研究成果使不同生物体之间的基因转移成为可能,在农业上开辟了育种的新途径,在医学上有可能治疗某些遗传性疾病,在工业上形成了以基因工程为基础的新兴工业,从而有可能生产出许多用常规技术从天然来源无法得到或无法大量得到的生物制品。目前的克隆技术只是分子生物学的一个应用,可以想象未来随着研究的深入及分子生物学的进一步发展,人类的生活必将更美好。
综上所述,生物学发展经历了四个主要时期,即萌芽时期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。21世纪不但要认识世界、改造世界,而且要保护世界,对生物学的深层探讨和研究必将会带来丰厚的社会、经济和生态效益,生物学正成为新的科技革命的重要推动力。然而无论累积了多少生物学知识,已知的与未知的相比,不过是沧海一粟。时代在演变,科学技术在发展,人类对世界的认识亦不断前进,随着历史的发展,生物学必将迎来崭新的篇章。
❼ 分子生物学阶段是什么时候
分子生物学 的诞生和发展按其重大的突破和进展可大致地划分为三个阶段。 第一阶段:在上上世纪的后期, 巴斯德 由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩,但是他的“活力论”观点,即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法,却阻碍了生物化学的进一步发展。直至1890~1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后,科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。此后相继结晶了许多酶,如腺酶(Sumner,1926)、 胰蛋白酶 (Northrop,1930)及 胃蛋白酶 (Northrop及Kunitz,1932)等,并且证实了这些物质都是蛋白质。这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。事实上,分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。在这以后的几十年间,科学界普遍认为,蛋白质是生命的主要物质基础,也是遗传的物质基础。与此同时,被湮没达 35年之久的 孟德尔遗传定律 (1865),又被重新发现,摩根等在这个定律基础上建立了 染色体 学说,使遗传学的研究引起了科学界的重视。这个时期,尤其是在 第一次世界大战 之后,正是 物理学 空前发达的年代, 量子理论 和 原子物理学 的研究表明,尽管自然界的物质变化万千,但是组成物质的 基本粒子 相同,它们的运动都遵循共同的规律。那么,是否可以 应用物理学 的基本定律来探讨和解释 生命现象 呢?不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中,从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和 微生物学 家等 协同作战 的新时期,在这个时期里,科学家们各自沿着两条 并行不悖 的路线进行研究。一派是以英国的Astbury等为代表的所谓结构学派(structurists),他们主要用 x射线 衍射 技术研究蛋白质和核酸的空间结构,认为只有搞清 生物大分子 的三维结构,才能阐明生命活动的本质,分子生物学一词正是Astbury在1950年根据他的这一思想首先提出来的。另一学派称为信息学派,他们着眼于遗传信息的研究。它的创始始人之一,德国的Delbruck,本来是原子物理学家,由于 矢志 于遗传学的研究, 由德国 来到美国 摩根的遗传学实验室。当他无法用数学表达果蝇的遗传规律时,转而以 噬菌体 为研究对象,把噬菌体看成为最小的遗传单位,研究其遗传信息的表达和调控。所以这一派也称为噬菌体学派。 在这个时期,分子生物学研究的最重要成果是证明了遗传的物质基础是DNA而不是蛋臼质,Avery等(1944)证明了使 肺炎双球菌 由粗糙型转成为光滑型的转化因子是DNA。随后,噬菌体学派的Hershey和chase进一步提出了更加令人信服的证据,他们用蛋白质 上标 记了 放射性 硫的噬菌体感染细菌,发现只有噬菌体的DNA被“注射”到细菌体内去并在其中繁殖,而蛋白质则留在细胞之外。但在当时,由于科学界对DNA的结构尚少研究,所以还无从知道何以DNA能成为遗传的物质基础。 分子生物学发展的第二阶段是以DNA双螺旋的发现为标记的,这个划时代的发现正是结构学派和信息学派汇合所结出的 硕果 ,从此以后,关于生物大分子结构和信息的研究才紧密地结合起来,Watson 和Crick的DNA双螺旋学说 破天荒 地用分子结构的特征解释生命现象的最基本问题之一--基因复制的机理,从而使生物学真正进入分子生物学的新时代。在这以后的年代里,DNA的研究始终占据着分子生物学的中心地位。在短短的20年里,mRNA的发现和遗传密码的破译,以及DNA聚合酶、RNA聚合酶、 限制性核酸内切酶 、连接酶, 质粒 等一系列重大发现,终于导致70年代初重组DNA技术的问世。这标志着分子生物学发展到了更高阶段,即第三阶段。这项技术使分子生物学家能够在体外按照主观愿望切割和拼接DNA分子,借助细菌制造大量所需的DNA片段,极大地促进了DNA本身结构和功能的研究。更有甚者,这项 技术标 志着分子生物学家从认识和利用生物的时代进入了改造和创建物种的新时期。
❽ 概述分子生物学说的建立过程及其基本观点 RT
1938年,在美国洛氏基金会工作的数学家W.韦弗在一份支持生物学研究的文件中首次使用了“分子生物学”这一名词.英国生物大分子晶体分析学家W.T.阿斯特伯里于1950年,以“分子生物学”为题在美国作公开讲演.以后随着工作的开展,分子生物学得到普遍承认.分子生物学是生物化学和生物物理学研究发展的必然结果.生物大分子结构和功能的研究正是50年代以来生物化学和生物物理学面临的中心问题.但在研究功能时必然与遗传学、免疫学等学科相结合,从而发展为分子遗传学、分子免疫学等.在实验材料上选中了微生物,从而应用了微生物学的原理和方法.从1953年以后,分子生物学取得了一系列巨大的突破,开创了一个新的广阔的研究领域.
分子生物学从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学.自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜).
❾ 分子生物学是谁什么时候提出的有什么意义作用是什么
分子生物学(molecular biology)分子生物学从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。
这个不是谁提出的,而是自动默认的,也就是从分子的角度去观察和理解。
2.理论指导意义,实践应用意义
3.亲子鉴定,转基因食品
与人类自身发展:分子生物学作为现代科学的一门综合科学,其意义不止体现在纯粹的科学价值上;更为重要的是它的发展关系到人类自身的方方面面。分子生物学又可以细致的划分为大分子生物与电子生物学两种。
❿ 分子生物学的简介
分子生物学(molecular biology)从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。
生物大分子,特别是蛋白质和核酸结构功能的研究,是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应 用推动了生物大分子结构功能的研究,从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。
分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切,它们之间的主要区别在于:
①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平,细胞水平,整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子(包括多分子体系)水平上研究生命活动的普遍规律;
②在分子水平上,分子生物学着重研究的是大分子,主要是蛋白质,核酸,脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围;
③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征,即生命现象的本质;而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化,则属于生物物理学或生物化学的范畴。