生物学发展史

1、生物学发展史一、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试验发 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，德国科赛尔和他的两个学生琼斯和 列文弄清了核酸的基本化学结构，把核酸分为 核糖核酸（RNA和脱氧核糖核酸（DNA o 、 1912年，摩尔根发现遗传的交换链锁规律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 可以使活的无荚菌全部转变为有荚菌称该核酸为"转化因子&qu

2、ot;。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，赫尔希和他的学生用同位素标记， 做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。结果发现噬菌 体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面，带 有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌，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遗传物质1953年，沃森和克里克提出 DNAZ螺旋 结构的分子模型，标志着分子生物学的诞生。意义DNA双螺旋结构被发现后，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 的分子机理一一DNA复制、遗传密码、遗传信 息传递

3、的中心法则、作为遗传的基本单位的基 因以及基因表达的调控相继被认识。在此基础上相继产生了 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 必将使人们利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、认为基因组计划的意义是什么？近年基因组 研究有哪些重要进展？答：人类基因组计划的意义在于：(1)确定人类基因组中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) 了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上理解基因 转录和转录后调节。(3)从整体上了解染色体结构，包括各种重复 序列以及非

4、转录“框架序列”的大小个组织， 了解各种不同序列在形成染色体结构,DNA 复制、基因转录及表达调控的影响和作用。(4)研究空间结构对基因调节的作用。有些基 因的表达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 体的空间结构上看则恰恰处于最佳调节位 置，因此，有必要从三维空间的角度来研究 真核基因的表达调控规律。(5)发现于DN限制、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础。局部的 DNA隹迟复制、异常重组等现象则导致疾病 或者胚胎不能正常发育，因此，了解与人类 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

5、组的遗传和进化提供重 要烦人结构上的依据。(6)研究DN跺变、重排和染色体断裂等，了 解疾病的分子机制，包括遗传性疾病，易感染性疾病，放射性疾病甚至感染性疾病引发 的分子病理学改变及其进程，为致谢疾病的 诊断、防治和治疗提供理论依据。(7)确定人类基因组中转座子，反转座子和病 毒参与序列，研究其周围序列的性质，了解 有关病毒基因组侵染人类基因组后的影响， 可能知道人类有效地利用病毒载体进行基 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识别、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，止匕外，这些遗传信息还有 助于研究人类历史进程、人类在地球

6、上的分 布于前一以及人类与其他物种之间的比较。到目前为止，已经完成了酵母、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 三个例子来说明它们对生命科学发展所起的的 重要作用？i:细胞学说的提出.它是关于细胞是动植物结构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。 现今的细胞学说包括三方面内容：1: 一切生物都是有细胞和细胞产物所构成。2:细胞是生物体结构和功能的基 本单位，所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性，生物体总的 活性可以看做是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和。

7、3:信息包只能有原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）有机结构多样性相统一。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础，细胞学说被公认为是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寻 求最后的解答。2： DNA双螺旋结构模型的提出；（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昔键与主链糖基相连。（3）大沟和小沟。（4）结构

8、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。为以后的 DNA复制过程的认识，对生命同一性的认识，DNA , RNA复制酶得认识起了促进作用。为揭示遗传密码，中心法则的建立，以及遗 传信息的传递和表达中的调控机制的研究奠定了基础。（2） DNA双螺旋结构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 的认识有了新的观念，同时引发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

9、物多样性和一致性的 认识。生命活动的最根本物质 -DNA作为生命的共同语言将得到最充分的体 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贡献：为疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。2、对医学的贡献：基因诊断、基因治疗。3、对生物技术的贡献。诊断和研究试剂产业。织工程的推动。（1）基因工程药物。（2）（3）对细胞、胚胎、组4、对制药工业的贡献: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，维萨里发表了他的著作人体构造， 是对医学作出伟大贡献，成为解剖学和医学进步 的转折点。哈维：发现了血液循环

10、的规律。他独特地把 实验和定量方法应用于医学研究。对生物学来 说，这是一个显著的进步。细胞学说的建立：德国植物学家 施莱登把细胞 核认为是“植物中普遍存在的基本结构”，“不论怎样复杂的植物体，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 物所组成。为研究生物的结构，生理，生殖和发 育等奠定了基础。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，是他认识到实验手段 可以广泛地用来解决各种问题。他从未认为科学 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

11、实验室中有一个“偶然”的发现： 天气温暖时，酒石酸盐溶液中常常会长霉菌， 这 是十分普通的事情，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 德想要知道霉菌对两种形式的酒石酸的影响是 否同样，当他发现这种霉菌只能利用 D型酒石酸 时，他随即发明了一种用生物制剂来分离立体异 构体的简单而巧妙的方法。巴斯德关于酒精、乳 酸和酒石酸发酵的研究在生理学上有重要意义。 巴斯德经常说：“在观察的领域内，机遇只偏爱 那些已有所准备的头脑。”达尔文与进化论：1859年，达尔文发表了重 要的著作物种起源，他认为，动物和环境之 间的协调一致并不是上帝“设计”和创造的反 映，而是适应的结果。

12、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试验研究，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以后，其遗 传作用的遗传物质是什么还不知道， 一些遗传学 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组成 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 被人们认识到的染色质之间有什么关系呢 ？很长 一

13、段时间内人们一直认为核素与染色质是同一 种物质。随着研究的深入，人们逐渐认识到核酸 中的DN蝠染色质的主要组成物质之一。而核酸 是遗传物质这个观点，是在更多的实验证据出现 后才被人们接受的。这些实验证据主要有格里菲 思和艾弗里分别进行的细菌转化试验，赫尔希和 蔡斯所做的噬菌体侵染细菌试验。 DN粉子结构：在DN蝠主要的遗传物质这种 观念被大多数人接受后，对DN粉子结构的研究 进入了一个高潮。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 两位科学家取得了非凡的成就，揭示了 DNA勺双 螺旋结构。他们利用了富兰克林的X射线衍射图 谱，参考了查伽夫关于碱基比的数据， 结合自

14、己 的猜想提出了他们的模型。在揭示DN份子结构 的竞赛刚开始时，沃森和克里克远远的落后与他 们的竞争对手，竞争对手失败的原因是多样的， 有的是因为解决问题的方法是错误的， 有的是因 为合作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作的非常 好，而且他们位于一个富于活力的消息灵通的中 心，能够及时得到来自各方面的研究进展报告， 以及各种最新的研究成果。随着DN粉子空间结 构的揭示，宣告生物学的研究开始进入一个以生 命大分子（核酸、蛋白质）为研究对象的分子生物 学阶段。人类基因组计划：1859年达尔文发表进化论 和1865年孟德尔发现遗传定律，是19世纪生命 科学发展的

15、重大进步；1953年提出遗传物质DNA 的双螺旋结构模型和1972年DN廛组技术诞生， 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 力革命中所取得的巨大成就，是 20世纪对人类 最伟大的贡献之一，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 向主动改造和重组自然界。人们由此乐观地预见 到“二十一世纪是生命科学、生物技术的世 纪”.并于1990年，在美国正式启动跨世纪的 一，计划历时15年，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作，及在最后几年中 的加速度，这一 “生命登月计划

16、”终于在新世纪 钟声敲响的半年时间内即取得突破性进展： 绘制 出人类基因组草图。值得自豪的是，在人类基因 组计划这项全球瞩目的浩大科研工程中， 中国是 唯一一个获准参加的发展中国家，并且只用了半 年时间就基本完成了测定3号染色体上3000万 个碱基对序列的工作（占人类基因组全部序列的 1%）。这展示了我国在基因基础研究方面的实 力。这是生命科学的里程牌，同时也昭示着，21 世纪人类已从基因组时代步入后基因组时代。后 基因组工作的推进和发展将使生物工程技术在 医药和农业等相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。他于 1865 年发现的豌豆杂种后代性状分离和自由组合的

17、遗传规律，并没有得到学术界的重视，在被埋没 35年之后才被三位科学家重新发现，他们取得 了与孟德尔实验相同的结果，由此认为孟德尔是 先驱者。这样，1900年宣告遗传学的诞生，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 学合作的研究成果：DNAJt螺旋结构的分子模 型，随着DN粉子空间结构的揭示，宣告生物学 的研究开始进入一个以生命大分子（核酸、蛋白 质）为研究对象的分子生物学阶段。90年代初

18、美国率先开始实施的“人类基因组计 划”，旨在15年时间内测定人类 基因组全部30 亿个核甘酸对的排列顺序。由美、英、日、法、 德、中参与，我国承担了 1%勺测序工作。这是在破译生物体全部遗传信息的征途上迈出的第 一步，将为揭开生物体生长、发育、衰老、疾病 和死亡的奥秘奠定基础。孟德尔于1865年发现的豌豆杂种后代性状分离 和自由组合的遗传规律意义：孟德尔的分离规律和自由组合规律是遗传学 中最基本、最重要的规律，后来发现的许多遗 传学规律都是在它们的基础上产生并建立起 来的，标志着遗传学的诞生。孟德尔遗传定律理论意义1、为解释自然界生物的多样性提供了重要的理论依据。可以说明现在世界生物种类为何如

19、此繁多。由于自由组合的存在使各种生物群体中 存在着多样性，使世界变得丰富多彩，使得生物 得以生存和进化。分离规律理论意义2、指出了区分基因型与表现型的重要性 指出仅考虑生物的表现型是不适当的；必须对 生物的基因型和表现型加以区分，重视表现型 与基因型间的联系与区别3、解释了生物变异产生的部分原因 ；是生物种类间和个体间性状差异的根本原因， 是生物进化过程中进行自然选择的基础，也是 遗传研究与育种工作的物质基础.因此解释 遗传变异产生的原因是遗传学的重要任务之-o4、形成了正确遗传观念；体细胞中成对的遗传因子并不相互融合，而是 保持相对稳定，并且相对独立地传递给后代； 父本性状和母本性状在后代中

20、还会分离出来。5、建立了遗传研究的基本方法 。一系列遗传研究和杂交后代观察、资料分析方 法，并在很长时期内成为遗传研究工作最基本 的准则，即使今天遗传研究方法得到了极大丰 富，从各种方法之中仍然可以找到这些基本准 则的影子孟德尔遗传定律实践意义在杂交育种工作中有很大的指导作用, 因为 通过杂交，基因重组能产生不同于亲本的新类 型，有利于人工选育新品种。在医学实践中，人们可以根据基因的自由组 合定律来分析家系中两种遗传病同时发生的 情况，并且推断出后代的基因型和表现型以及 它们出现的概率，为遗传病的预测和诊断提供 理论依据。摩尔根以果蝇为实验材料发现了遗传学的另一 重大法则-连锁互换法则。证明基

21、因位于染色体 上，染色体是基因的载体。这与孟德尔的遗传法 则合称为遗传学的三大定律。意义：创立了著名的基因学说，揭示了基因是组 成染色体的遗传单位，它能控制遗传性状的发育 也是突变、重组、交换的基本单位。为遗传学及 生命科学的发展奠定了重要基础。1953年提出遗传物质DNA的双螺旋结构模型的 意义？宣告生物学的研究开始进入一个以生命大分子 （核酸、蛋白质）为研究对象的分子生物学阶段。DNA双螺旋结构被发现后，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 的分子机理一一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 因以及基因表达的调控相继被认识。在此基础

22、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 必将使人们利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。DN履组技术的意义？作为分子生物学发展的重要组成部分，DNA 重组技术给生命科学带来了革命性变化，促进着 生命科学各学科研究和应用的进步， 对推动医学 各领域的发展同样起着重要的作用。目前常用的分离基因的策略有功能克隆、 定 位克隆、候选定位克隆和表型克隆等，这些策略 中的基本技术方法都离不开DN履组技术。DN醺组技术在分子育种、医药，疾病发生 机理、诊断和治疗、新基因的分离以及环境监测 与净化方面发挥了重要作用。实现了在分子水平对遗传物质进行改良， 以 获得优良的特性。如抗虫抗病高产等，不仅缩短 育种时间，克服了物种传统育种物种间不亲和的 问题。实现遗传物质在新的背景中表达，满足人类 在各方面的需求。如大量生产具有治疗和预防疾 病的多肽和蛋白质，可对各种致病基因和疾病相 关基因进行探测。通过DN醺组技术将目标基因与基因载体 重组转入细胞可以补偿失去功能的基因的作用 或增加某种功能对异常细胞进行矫正或消灭实 现基因治疗。PC做术的意义？反义技术的意义？ 认为基因组计划的意义是什么？近年基因组研 究有哪些重要进展？答;人类基因组计划的意义在于：确定人类基因组中3万个左右编