生物學中研究生物大分子的結構、功能與資訊的一個分支學科。它用物理學、化學方法在分子水準上揭示生命活動的規律。
物件 分子生物學是一門新興的學科，它產生於20世紀50年代初期，是目前發展最迅速的學科之一。1938年，W.魏威爾(1894～?)第一次提出分子生物學這一概念。1950年，英國結晶學傢W.T.阿斯特伯裏(1898～1961)首次將分子生物學的任務定為在經典生物學的大尺度現現象下面探索相應的分子圖景，指出：“它特別涉及生物分子的各種形式，同時在追溯到越來越高的種種結構層次時又涉及這些分子形式的進化、開拓與分枝。分子生物學主要是探索立體的和有結構的分子，然而，這並不意味著它隻是形態學的精致改良。同時，它必須探究發生和功能”（《分子生物學的探索。1950～1951年哈維演講錄》第3頁，斯普林費爾德，1952年）。此後的發展表明，分子生物學除瞭研究結構與功能外，還研究生物大分子保存和傳遞信息這一重要方面。
形成和發展 遺傳學的生化學派、信息學派與結構學派為分子生物學的形成奠定瞭基礎。生化學派主要研究遺傳與代謝的關系。1909年英國醫生A.E.伽羅德(1875～1936)在W.貝特生(1861～1926)等人的協助下，對黑尿病的代謝與遺傳的研究初步揭示瞭基因與酶的關系。40年代G.W.比德爾(1903～ )與E.L.塔特姆(1909～ )在紅色面包黴的遺傳學的研究基礎上進一步證實瞭伽羅德的發現，提出瞭“一個基因─一個酶”的假說。1944年O.T.艾維利(1877～1955)等人根據肺炎雙球菌的轉化實驗，證明遺傳物質不是蛋白質而是脫氧核糖核酸(DNA)。信息學派主要研究遺傳信息的復制與傳遞，代表人物有M.德爾佈呂克(1906～1981)、S.E.盧裡亞(1912～ )、A.D.赫爾希(1908～ )和J.D.沃森(1928～ )。德爾佈呂克在他的老師N.H.D.玻爾的影響下，以當時已知最簡單的噬菌體為實驗對象，研究其復制和信息傳遞。赫爾希與M.切斯(1927～ )的實驗判明，噬菌體的遺傳物質是DNA。這一實驗直接推動瞭DNA模型的建立。結構學派主要研究生物大分子的結構，代表人物有阿斯特伯裡、J.D.貝爾納(1901～1971)、M.H.F.維爾金斯(1916～ )和 F.H.C.克裡克(1916～ )。結構學派發展出一套X射線衍射技術，對研究生物大分子的三維結構作出瞭重要貢獻，取得瞭核酸的精確的 X射線衍射圖。沃森與克裡克在這三個學派及其他科學工作的研究成果基礎上，於1953年建立瞭DNA雙螺旋結構模型。DNA雙螺旋結構的揭示，標志著分子生物學的產生。此後，分子生物學繼續發展，在50年代揭示瞭DNA的半保存復制，提出瞭中心法則，開始探索復制機制，60年代破譯瞭遺傳密碼，揭示瞭蛋白質的合成機制，確立瞭基因調控的操縱子模型；70年代發現瞭反轉錄酶，修正和豐富瞭中心法則。再往後則發展瞭體外DNA重組技術，促進瞭遺傳工程的誕生。分子生物學的發展對生物學各分支產生瞭深遠的影響，它已成為現代生物學的主流。
意義 分子生物學的產生是生物學中的一場革命。自然科學對有機體的認識，在18世紀還隻停留在肉眼所及的宏觀水平，19世紀深入到細胞水平，20世紀中期有瞭分子生物學才深入到分子水平，從而把人們對生命本質與規律的認識推向一個嶄新的階段。分子生物學表明，在物理 -化學的物質與生命物質之間既有連續性又有差異性。生命是化學進化的結果，並不存在什麼神秘的活力；生命又有自己的特點，其結構與功能有別於物理-化學實體。這就結束瞭在生物學中持續瞭幾百年的機械論與活力論之爭。分子生物學對遺傳與發育的分子機制顯示，使先成論與後成論的對立也在新的科學基礎上得到瞭解決。現代發生學的觀點既不是本來意義上的後成論，也不是本來意義上的先成論，它包括雙方共同的東西，即以不同的形式承認在受精卵中有某種模式；又包括雙方都不具備的東西，即認為發育是遺傳信息在基因控制下按一定時空秩序表達的結果。分子生物學揭示瞭生命系統的多層次結構的特點，認為各個層次都有各自的規律，同時又表現出整體的規律。部分與整體的辯證關系在這裡有著生動的體現。在方法論上，分子生物學既是分析的，也是綜合的。它的誕生是許多學科從各方面對生命分析的結果，又是許多學科的成就綜合的結果。它側重於分析，把生命過程分解為基本過程，又把生命視為由核酸與蛋白質組成的多分子系統。它既重視在離體條件下判明精細的結構與組分，又力圖揭示這些結構與組分在活體中如何綜合地表現其整體的功能。分子生物學的發展表明，分析與綜合是相互聯系與相互補充的，片面抬高任何一個方面都不妥當。
參考書目
J.Cairns，G.S.Stent，and J.D.Watson，ed，Phage and the Origins of Molecular Biology，New York，1966.
G.Allen，Life Science in the Twentieth Century，Cambridge Univ.Press，1978.