
生物学发展史.docx
10页一、DNA 是如何被证明是遗传信息的携带者?它的发现对生物学以及社会产生了哪些影响?答:1856-1865年,孟德尔通过对豌豆的杂交实验发现遗传的基本规律及分离和自由组合定律1868年,米歇尔就已经发现了核酸20世纪初,德国科赛尔和她的两个学生琼斯和列文弄清了核酸的基本化学构造,把核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA) 、19,摩尔根发现遗传的互换链锁规律 1928年,美国科学家格里菲斯用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验发现死的有荚菌中的核酸可以使活的无荚菌所有转变为有荚菌称该核酸为"转化因子" 1944年,美国细菌学家艾弗里从有荚菌中分离得到活性的"转化因子",并证明"转化因子"是DNA1952年,赫尔希和她的学生用同位素标记,做噬菌体侵染大肠杆菌的实验成果发现噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面,带有32P标记的核酸所有注人大肠杆菌,并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖这个实验证明DNA是遗传物质 1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋构造的分子模型,标志着分子生物学的诞生 意义DNA双螺旋构造被发现后,人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。
遗传的分子机理――DNA复制、遗传密码、遗传信息传递的中心法则、作为遗传的基本单位的基因以及基因体现的调控相继被结识在此基本上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等,这些生物技术的发展必将使人们运用生物规律造福于人类现代生物学的发展,愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势二、觉得基因组筹划的意义是什么?近年基因组研究有哪些重要进展?答:人类基因组筹划的意义在于:(1) 拟定人类基因组中3万个左右编码基因的序列及其在基因组中的物理位置,研究基因的产物及其功能2) 理解转录和剪接调控元件的构造和位置,从整个基因组构造的宏观水平上理解基因转录和转录后调节3) 从整体上理解染色体构造,涉及多种反复序列以及非转录“框架序列”的大小个组织,理解多种不同序列在形成染色体构造,DNA复制、基因转录及体现调控的影响和作用4) 研究空间构造对基因调节的作用有些基因的体现调控序列与被调节基因从直线距离上看,似乎相距甚远,但是若从整个染色体的空间构造上看则恰恰处在最佳调节位置,因此,有必要从三维空间的角度来研究真核基因的体现调控规律5) 发现于DNA复制、重组等有关的序列DNA的忠实复制保障了遗传的稳定性,正常的重组提供了变异和进化的分子基本。
局部的DNA推迟复制、异常重组等现象则导致疾病或者胚胎不能正常发育,因此,理解与人类DNA正常复制和重组有关的序列及其变化将对研究人类基因组的遗传和进化提供重要烦人构造上的根据6) 研究DNA突变、重排和染色体断裂等,理解疾病的分子机制,涉及遗传性疾病,易感染性疾病,放射性疾病甚至感染性疾病引起的分子病理学变化及其进程,为道谢疾病的诊断、防治和治疗提供理论根据7) 拟定人类基因组中转座子,反转座子和病毒参与序列,研究其周边序列的性质,理解有关病毒基因组侵染人类基因组后的影响,也许懂得人类有效地运用病毒载体进行基因治疗8) 研究染色体和个体之间的多态性这些知识课被广泛用于基因诊个体辨认、亲子鉴定、组织配型、发育进化等许多医疗、司法和人类学的研究,此外,这些遗传信息尚有助于研究人类历史进程、人类在地球上的分布于前一以及人类与其她物种之间的比较到目前为止,已经完毕了酵母、线虫、果蝇、拟南芥和惹类5个真核生物基因组以及大肠杆菌等数十个原核生物基因组生命科学发展过程中有哪些重要历史事件,请用三个例子来阐明它们对生命科学发展所起的的重要作用?1:细胞学说的提出.它是有关细胞是动植物构造和生命活动的基本单位的学说。
是植物学家施莱登和动物学家施旺所提出现今的细胞学说涉及三方面内容:1:一切生物都是有细胞和细胞产物所构成2:细胞是生物体构造和功能的基本单位,所有细胞都具有基本上相似的化学构成和代谢活性,生物体总的活性可以看做是构成生物体的各有关细胞的互相作用和集体活动的总和3:信息包只能有本来的细胞经分裂而产生,所有的细胞都源于先前存在的细胞细胞学说的意义:1:细胞学说的建立,是生物世界(动、植物)有机构造多样性相统一从哲学推断走向自然科学论证2:细胞学说为进化论奠定了生物科学基本,细胞学说被公觉得是19世纪自然科学的重大发现之一它深刻地影响了后来生物学的发展,任何生物学的重要问题都必须从细胞中谋求最后的解答2:DNA双螺旋构造模型的提出;(1)主链(backbone):由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成2)碱基对(base pair):碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连3)大沟和小沟4)构造参数、意义:1:揭示了生命的奥秘它是揭示遗传信息传递规律的纽带,是联系生物化学与遗传学的桥梁,揭开了分子遗传学和分子生物学诞生和发展的帷幕为后来的DNA复制过程的结识,对生命同一性的结识,DNA,RNA复制酶得结识起了增进作用。
为揭示遗传密码,中心法则的建立,以及遗传信息的传递和体现中的调控机制的研究奠定了基本2)DNA双螺旋构造建立推动了以工具为导向的生命技术革命它除了使人们对生命本质的结识有了新的观念,同步引起了一连串的技术发明如限制性内切酶,DNA连接酶,RNA聚合酶的发现,DNA 测序技术的发明,PCR技术,以及重组DNA技术等技术的发展进一步深化人类对生物多样性和一致性的结识生命活动的最主线物质-DNA作为生命的共同语言将得到最充足的体现 3:人类基因组序列图绘制成功:1、对人类疾病基因研究的奉献:为疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基本2、对医学的奉献:基因诊断、基因治疗3、对生物技术的奉献1)基因工程药物2)诊断和研究试剂产业3)对细胞、胚胎、组织工程的推动4、对制药工业的奉献: 筛选药物的靶点5、对社会经济的重要影响:发现新功能基因的社会和经济效益;转基因食品;转基因药物6、对生物进化研究的影响;▲1543年,维萨里刊登了她的著作《人体构造》,是对医学作出伟大奉献,成为解剖学和医学进步的转折点▲哈维:发现了血液循环的规律她独特地把实验和定量措施应用于医学研究对生物学来说,这是一种明显的进步▲细胞学说的建立:德国植物学家施莱登把细胞核觉得是“植物中普遍存在的基本构造”,“不管如何复杂的植物体,都是各具特色的、独立的、分离的个体(即细胞)的聚合体”。
动物学家施旺,显微研究显示动物的整体是由细胞或细胞产物所构成为研究生物的构造,生理,生殖和发育等奠定了基本▲巴斯德是微生物学的奠基人:巴斯德在学生时代,学到的最重要的东西,是她结识到实验手段可以广泛地用来解决多种问题她从未觉得科学可以解答所有的问题,但对于可以用实验手段来解决生物学和医学的问题,却从未迟疑过1857年,巴斯德在实验室中有一种“偶尔”的发现:天气温暖时,酒石酸盐溶液中常常会长霉菌,这是十分一般的事情,许多研究者都看到过这种现象,并厌恶地把这坏了的制剂扔掉但是,巴斯德想要懂得霉菌对两种形式的酒石酸的影响与否同样,当她发现这种霉菌只能运用D型酒石酸时,她随后发明了一种用生物制剂来分离立体异构体的简朴而巧妙的措施巴斯德有关酒精、乳酸和酒石酸发酵的研究在生理学上有重要意义巴斯德常常说:“在观测的领域内,机遇只偏爱那些已有所准备的头脑▲达尔文与进化论:1859年,达尔文刊登了重要的著作《物种来源》,她觉得,动物和环境之间的协调一致并不是上帝“设计”和发明的反映,而是适应的成果适应是进化的产物,与机体的变化一起遗传下来▲孟德尔与遗传理论:孟德尔通过对豌豆的颜色和皱皮与非皱皮的性状的杂交实验研究,揭示了遗传的分离定律和自由组合定律遗传规律的研究。
▲摩尔根和遗传理论:摩尔根以果蝇为实验材料,揭示了遗传的连锁互换定律对遗传学和细胞学的发展产生了巨大的影响▲遗传物质:遗传的基本规律被揭示后来,其遗传作用的遗传物质是什么还不懂得,某些遗传学家们确信,基因肯定是某种特定的分子排列1870年左右,米歇尔在研究脓细胞的化学构成过程中,发现一种含磷量很高而含硫很低的强有机酸,这种新物质被称为“核素”核素与已经被人们结识到的染色质之间有什么关系呢?很长一段时间内人们始终觉得核素与染色质是同一种物质随着研究的进一步,人们逐渐结识到核酸中的DNA是染色质的重要构成物质之一而核酸是遗传物质这个观点,是在更多的实验证据浮现后才被人们接受的这些实验证据重要有格里菲思和艾弗里分别进行的细菌转化实验,赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌实验▲DNA分子构造:在DNA是重要的遗传物质这种观念被大多数人接受后,对DNA分子构造的研究进入了一种高潮当时有许多科学家领导的研究小组在进行这方面的研究其中,沃森和克里克两位科学家获得了不凡的成就,揭示了DNA的双螺旋构造她们运用了富兰克林的X射线衍射图谱,参照了查伽夫有关碱基比的数据,结合自己的猜想提出了她们的模型在揭示DNA分子构造的竞赛刚开始时,沃森和克里克远远的落后与她们的竞争对手,竞争对手失败的因素是多样的,有的是由于解决问题的措施是错误的,有的是由于合伙者之间性格的不兼容而分裂,以致不能有效工作。
反观沃森和克里克两个人合伙的非常好,并且她们位于一种富于活力的消息灵通的中心,可以及时得到来自各方面的研究进展报告,以及多种最新的研究成果随着DNA分子空间构造的揭示,宣布生物学的研究开始进入一种以生命大分子(核酸、蛋白质)为研究对象的分子生物学阶段▲人类基因组筹划:1859年达尔文刊登进化论和1865年孟德尔发现遗传定律,是19世纪生命科学发展的重大进步;1953年提出遗传物质DNA的双螺旋构造模型和1972年DNA重组技术诞生,则开辟了分子生物学和现代生物技术的新纪元该领域突飞猛进的发展及其在自然科学和生产力革命中所获得的巨大成就,是20世纪对人类最伟大的奉献之一,标志着人类在分子水平上真正揭示生物世界的奥秘,并由被动适应自然界转向积极改造和重组自然界人们由此乐观地预见到“21世纪是生命科学、生物技术的世纪”.并于1990年,在美国正式启动跨世纪的一,筹划历时,斥资30亿美元,破译人类自身遗传秘密由于英国、日本、法国、德国和中国科学家的先后加盟和合伙,及在最后几年中的加速度,这一“生命登月筹划”终于在新世纪钟声敲响的半年时间内即获得突破性进展:绘制出人类基因组草图值得自豪的是,在人类基因组筹划这项全球瞩目的浩大科研工程中,中国是唯一一种获准参与的发展中国家,并且只用了半年时间就基本完毕了测定3号染色体上3000万个碱基对序列的工作(占人类基因组所有序列的1%)。
这展示了国内在基因基本研究方面的实力这是生命科学的里程牌,同步也昭示着,21世纪人类已从基因组时代步入后基因组时代后基因组工作的推动和发展将使生物工程技术在医药和农业等有关科学领域广泛应用,造福全人类遗传的基本规律是由孟德尔揭示的她于1865年发现的豌豆杂种后裔性状分离和自由组合的遗传规律,并没有得到学术界的注重,在被埋没35年之后才被三位科学家重新发现,她们获得了与孟德尔实验相似的成果,由此觉得孟德尔是先驱者这样,19宣布遗传学的诞生,孟德尔是遗传学的奠基人摩尔根证明了基因位于染色体上,染色体是基因的载体发现了遗传学的另一重大法则-连锁法则这与孟德尔的遗传法则合称为遗传学的三大定律1953年4月25日,英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合伙的研究成果:DNA双螺旋构造的分子模型,随着DNA分子空间构造的揭示,宣布生物学的研究开始进入一种以生命大分子(核酸、蛋白质)为研究对象的分子生物学阶段90年代初美国率。
