遗传学第一章forbiotec bio2011

* * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 遗遗 传传 学学 GENETICS 叶亚新叶亚新 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 课程简介 是生物学中最富于综合性的中心学科之一，也 是现代生物学发展最为迅速的学科之一。 系统地论述现代遗传学的基本原理和进展。 理论课：48学时 实践课：32学时 考核成绩构成：期末60平时40 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 “ “遗传学遗传学” ”学什么？学什么？ 遗传学三大部分： 传递遗传 分子遗传 群体遗传 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 绘制 生命谱图 遗传物质的 分子基础 遗传物质的变化 遗传物质的传递 遗传调控 个体传递群体传递 数量遗传 基因突变染色体突变 核内遗传 核外遗传 遗传工程 中心法则 “ “遗传学遗传学” ”怎么学？怎么学？ * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 遗传课和其他课的关系遗传课和其他课的关系 遗传学 微 生 物 学 植 物 学 动 物 学 生物化学 基础 分子生物学 微生物水平 DNA、GENE水平 个体到群体水平 工具 解 释 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 遗传课的要求遗传课的要求 掌握基本概念 熟悉经典实验 了解广泛背景 领悟科研方法 科学学习 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 主要参考文献 （1）徐晋麟，徐沁，陈淳编著。2011，现代遗传学原理，科学出 版社 （2）杨业华主编 2001，普通遗传学，中国农业出版社 （3）刘祖洞、江绍慧编，1990，遗传学，高等教育出版社。 （4）杨业华主编 2001，分子遗传学，中国农业出版社 （5）张玉静主编，分子遗传学，2000，科学出版社。 （6）刘国瑞等，1984，遗传学三百题解，北京师范大学出版社。 （7）J.Robert ，2009，Genetics: Analysis & Principles Third Edition.McGraw Hill companies publishers,USA （8）Lewin.B，Gene ()，2005，科学出版社 (9) 戴灼华，王亚馥主编，遗传学（第2版），2008，高教出版社 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 欢迎大家建议、讨论欢迎大家建议、讨论 一切问题和建议: 学校天空教室交互平台 力争三天内给予答复 Tel:68418935(o),* * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 第一章 绪论 第一节：什么是遗传学 遗传学（genetics）是研究生物遗传和变异规律的一门学科 或指研究各种生物的遗传信息传递及遗传信息如何决定各种生物性状 发育的科学 遗传（heredity）是指生物繁殖过程中，子代与亲代在各方面的相似现象 。 变异（variation）是指同种个体间的差异。 遗传是相对的、保守的，而变异遗传是相对的、保守的，而变异 是绝对的、发展的是绝对的、发展的 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 第二节 遗传学的诞生 Aristotle：遗传是孩子从父母那里接受一 部分血液相似于父母，即存在血缘关系。 Swammerdam：精虫先成论的代表 Bonnet：卵虫先成论的代表 C.F.Woff：后成论的代表 J.B.Larmark：用进废退、获得性遗传 C.K.Darwin：物种起源、自然选择学说 A.Weismann：种质学说 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 “适者生存”自然选择 理论的精髓；达尔文1859 年写下物种起源。 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 1865年，Mendel根据他8年植物杂交实 验的结果，在2月8日当地的科学协会 上宣读了他的论文：植物杂交实验 ，1866年正式发表在该协会的会刊 上，并将论文分别寄给当时国际著名 的生物学家，但没有的到任何回音。 这一伟大的发现一直被埋没在旧纸堆 中长达35年。 Gregor Johann Mendel, the father of genetics. * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 19001900年荷兰的年荷兰的De VriesDe Vries、德国的、德国的CorrensCorrens和奥地利的和奥地利的 TschemakTschemak分别同时发现了这篇论文和它的价值。至此，分别同时发现了这篇论文和它的价值。至此，确认确认 MendelMendel是先驱者，是遗传学的奠基人，并把是先驱者，是遗传学的奠基人，并把19001900年确定为遗年确定为遗 传学诞生并正式成为独立学科的一年传学诞生并正式成为独立学科的一年。 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 The history of genetics since 1900. Shaded areas represent the periods of major development in each branch of the subject. * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 第三节 遗传学的发展 遗传学的发展大致可以分为三个时期： 一、细胞遗传学时期 1910-1940 此期主要是确立遗传的染色体学说。 代表人物： Sutton 发现染色体行为和遗传因子行为的一致性，提出了染色体遗传 学说 Morgan和他的三大弟子Sturtevant、Bridges、Muller证实了Sutton的 假设，用果蝇从事遗传学研究，发现了伴性遗传规律、基因连锁互换规 律，创立了“基因学说”。 Muller、Stadler创立发展了辐射遗传学。 Hardy、Weinberg分别发现了Hardy-Weinberg定律，为群体遗传学的发 展奠定了基础。 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 二、微生物遗传学时期 1941-1960 以微生物为材料，研究基因的精细结构、化学本质、突变机 制等 代表人物： Beadle、Tatum 1941“一个基因一个酶”学说 Avery 1944 证明遗传物质是DNA而不是蛋白质 McClintock 1951 跳跃基因（转座因子） Benzer 1957 顺反子学说 、噬菌体遗传学 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 三、分子遗传学时期 1953- 代表人物： Watson&Crick 1953 DNA双螺旋结构模型 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 三、分子遗传学时期 1953- 代表人物： Jacob$Monod 1961 乳糖操纵子学说 Nirenberg&Khorana 1964 遗传密码的破译 Arber、Smith 1968 1978 限制性酶的发现 Berg 1972 基因重组技术的建立 Term 1975 反转录酶 Sanger&Gilbert 1977 DNA测序 Cech&Altman 1981 核糖酶的发现 Swithies 1986 PCR技术的建立 Wilmut 1997 克隆羊Dolly 2000 人类基因组密码草图面世 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 Swithies 1986 PCR技术的建立 基因工程 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 第四节 遗传、发育、进化在基因水平上的统一 1. 进化、发育和遗传的共同基础是基因； 2. 个体发育过程=生物体发生、生长、衰老和死亡=基因按 照特定的时间-空间顺序精确表达； 3. 个体发育=基因实现表型的过程=基因组内的基因选择性 表达的结果； * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 4. 生命起源、进化=系统发生（基因突变、选择和漂变） 5. 遗传学+进化论=综合进化论 6. 进化论、细胞学说和基因论分别从群体、个体、细胞和分子 水平上阐明宏观和微观的生命现象，遗传信息的进化和形态 发生的进化之间有了共同的语言 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 第五节 遗传学在国民经济中的作用 一、遗传学与动植物育种的关系 改良品种（转基因技术） 创造新种（基因工程） 二、遗传学与工业的关系 生物制药、化学工业、食品工业等 三、遗传学在能源开发核环境保护中的作用 用工程菌处理废水，环境的生物监测 四、遗传学与医疗保健 基因治疗、胚胎干细胞研究 The cloning of a mammal. The lamb on the left is Dolly, the first mammal to be cloned. * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 GFP expressed in mice GFP expressed in the gonads of a male mosquito A gene that naturally occurs in the jellyfish encodes a protein called green fluorescent protein (GFP). (a)The GFP gene was cloned and introduced into mice. When these mice are exposed to UV light, GFP emits a bright green color. These mice glow green, just like jellyfish! (b) GFP was introduced next to a gene sequence that causes the expression of GFP only in the gonads of male mosquitoes. This allows researchers to identify and sort males from females. * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 * * 苏州科技学院化学与生物工程学院苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新叶亚新 Escherichia coliSaccharomyces