遗传学课件《绪 论》.ppt

1,第一章绪论,2,一、遗传学基本概念,（一）什么是遗传学（genetics）：研究生物的遗传和变异现象及其规律的一门学科。（1）遗传(heredity,inheritance):生物有性或无性生殖方式繁殖，子代与亲代相似、物种的延续性“种瓜得瓜，种豆得豆。”（2）变异（variation）:生物个体之间差异的现象。“一母生九子，九子各不同。”（3）矛盾运动：遗传变异物质、能量、信息生物自然选择进化人工选择育种,变异,3,（二）遗传学的研究任务,遗传学：研究遗传物质（基因）结构、功能、传递和表达规律。1)性状遗传学：描述遗传变异的现象和规律2)细胞遗传学和分子遗传学：阐述生物遗传变异的原因、遗传物质的本质、结构、功能、变化、表达及其调控。,4,二、遗传学的发展历史,（一）、遗传学的萌芽(1900)拉马克(Lamark)：“用进废退”学说和“获得性状遗传”：长颈鹿？魏斯曼(Weisman)：“种质论”：小鼠截尾实验：“种质”和“体质”达尔文(C.R.Darwin)：“泛生论”：泛生粒侧重于遗传变异原因的解释，初步肯定了其物质性缺点：导向不好,5,（二）、遗传学的诞生(1900),(1).孟德尔(GregorMendel)（1822-1884）：奥地利的一个修道士，他从1856年开始进行了8年的豌豆杂交试验：1866年发表植物杂交试验,提出了分离规律和独立分配规律；并应用统计学方法分析和验证了这些假设。假定细胞中有它的物质基础“遗传因子”，但是他的发现并未引起重视，而是被埋没了35年之后才被3位科学家重新发现。,6,(2).孟德尔定律的重新发现狄弗里斯(DeVries,H.18481935)荷月见草科伦斯(Correns,C.18641933)德玉米冯柴马克(VonTschermak,E.)奥豌豆他们三人的论文都刊登在1900年出版的德国植物学杂志上，都证实了孟德尔定律。开始他们都以为是自己发现了这一重要定律，可后来发现早在35年以前，孟德尔就已经发现并证明了分离定律和自由组合定律，这就是遗传学历史上孟德尔定律的重新发现，标志着遗传学的诞生。1910年起将孟德尔遗传规律改称为孟德尔定律，公认孟德尔是遗传学的奠基人。,7,（三）经典遗传学时期（1900-1939年）,1.核心:遗传的染色体理论（TheoryofChromosome）1）遗传物质位于染色体上2）遗传物质的传递与有丝分裂、减数分裂行为相联系,8,2.突出的科学家：孟德尔（1822-1884）：孟德尔遗传规律狄费里斯：1901-1903提出“突变学说”：突变生物进化。约翰生（JohannsenW.L.,1859-1927）1909年发表“纯系学说”:明确区别基因型vs.表现型；遗传因子“基因”,9,鲍维里(BoveriT.)1902、萨顿(SuttonW.)1903发现遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系，是染色体遗传学说的初步论证。贝特生(Bateson，W.）1906从香豌豆中发现性状连锁；创造“genetics”一字。詹森斯(Janssens,F.A.)1909观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，为解释基因连锁现象提供了基础。,10,摩尔根(MorganT.H.,18661945)：提出“性状连锁遗传规律”；伴性遗传提出染色体遗传理论细胞遗传学；著基因论：认为基因在染色体上直线排列，创立基因学说这是对孟德尔遗传学说的重大发展，也是这一历史时期的巨大成就。1933诺贝尔奖,11,穆勒(MullerH.T.)：1927年在果蝇用X射线诱发突变。斯特德勒(StadlerL.T.)：1927年在玉米用X射线诱发突变人工诱变布莱克斯生(BlakesleeA.F.)：利用秋水仙素诱导多倍体。,12,（四）、现代遗传学时期（1940）,1.主要领域：微生物遗传学分子遗传学基因工程基因组学,13,2.主要科学家及其贡献,比德尔(Beadle,G.W.)泰特姆（Tatum,E.L.1958Nobelprize）1941,X射线红色面包霉突变体遗传学研究提出“一个基因一种酶”假说；“一个基因一个蛋白质或多肽”。发展了微生物遗传学、生化遗传学。卡斯佩森(Caspersson,TO.)：40年代初用定量细胞化学方法证明DNA存在于细胞核中。,14,阿委瑞(AveryO.T.）1944肺炎双球菌的转化实验中，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。赫尔希(HersheyA.D.1969Nobelprize）蔡斯（Chase,M.）1952等用同位素示踪法在研究T2噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质至此，已为遗传物质的化学本质及基因的功能奠定了初步的理论基础。,15,二战后：物理学家对研究生物学问题产生了浓厚的兴趣。他们在研究中带进了物理学新理论、概念和方法。,16,瓦特森（Watson，JD.）克里克（CrickF.H.C.）1953根据对DNA的化学分析和对DNAX射线晶体学所得资料提出DNA分子结构模式理论双螺旋结构。标志分子遗传学的诞生。,1962Nobelprize,17,克里克(CrickFHC.）1961和同事们用实验证明了他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测。尼伦伯格(Nirenberg，MW.)柯兰拉（Khorana，H.G.1968诺贝尔奖）19571969解译出64种遗传密码。,18,雅各布(JacobF.)莫诺(MonodJ.，1965诺贝尔奖)：1961大肠杆菌的操纵子，阐明微生物基因表达的调控机制。史密斯（Smith，H.1978诺贝尔奖）：1970分离到限制性内切酶基因工程波耶（Boyer，H.）,柯恩（Cohen，S.）:1973首次用质粒克隆DNA吉尔伯特（Gilbert,W.）,桑格（Sanger,F）1977DNA测序法。1980诺贝尔奖,19,1986年5月提出1990年10月1日美国国会正式批准启动人类基因组计划，计划投入30亿美元的资金在15年内完成人类基因组的分析研究2000年6月26日，国际人类基因组测序联盟与Celera公司联合发布了“人类基因组工作草图”(workdraft)2001年2月12日又分别在Nature和Science杂志上公布了人类基因组“精确图”(准确度达到99.99%)2003年4月14日CollinsF博士在华盛顿隆重宣布HGP完成，得到了人类基因组“完成图”(包括99%的人类基因组序列，准确度为99.99%)。人类基因组计划的所有目标全部实现。这标志“人类基因组计划”胜利完成和“后基因组时代”(postgenomeera，PGE)正式来临。,人类基因组计划（HGP）,20,其它生物的基因组计划,1995第一个基因组流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)的全部序列发表,大小为1.8Mb,酿酒酵母(Saccharomyceseerevisiae)大肠杆菌(E.coli)线虫(Caenorhabditiselegans)2000年3月Celera公司完成果蝇(Drosophilamelanogaster)180Mb2000年12月份完成第一个植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)基因组测序,大小为125Mb2002年4月5日水稻中国（籼稻）、日本（粳稻）,21,22,青山衬托之下，是一片金灿灿的中国水稻梯田。2002年4月5日以中国梯田为封面的Science杂志以14页篇幅率先发表了一个重大成果中国人独立完成的论文水稻（籼稻）基因组的工作框架序列，显示对中国科学家成就充分肯定。,COVERPhotographoftheHongheHaniriceterracesinYunnanProvince,China.Inthisissue,twoseparateresearchgroupsreportdraftsequencesoftwostrainsofrice-japonicaandindica.Inaddition,theEditorial,NewsFocus,Letters,andPerspectiveshighlightthesignificanceofthericegenometotheworldspopulation.Image:LiwenMaandBaoxingQiu,BeijingGenomicsInstitute,23,三、遗传学在科学与生产中的意义,（一）科学革命性的影响1.新兴学科、边缘学科、交叉学科的兴起细胞遗传学数量遗传学生统遗传学发育遗传学进化遗传学微生物遗传学辐射遗传学医学遗传学分子遗传学遗传工程等基因组学（结构、功能）生物信息学2.古老科学焕发青春新思路、新角度、新方法3.科学难题的曙光,24,1.工业：（1）基因产业：食品、药物、诊断试剂、实验试剂等。（2）基因信息咨询：Celera公司$200亿。2.农业：（1）品种改良（2）生物反应器,（二）对工农业生产的影响：,25,（三）对人类社会的影响：,双刃剑疾病预防与治疗基因隐私基因决定论基因歧视“优生学”eugenics（禁用）基因武器长寿基因：1200岁伦理道德法律,26,四、遗传学的教与学,教学内容：第一章绪论第七章遗传物质的分子基础第二章遗传的细胞学基础第八章基因的表达与调控第三章孟德尔遗传第九章基因工程与基因组学第四章连锁遗传和性连锁第十章基因突变第五章染色体变异第十一章细胞质遗传第六章细菌和病毒的遗传第十二章数量遗传第十三章群体遗传与进化教学手段：传统多媒体以教材为纲，但不拘泥于教材。,27,4.如何学习好？,基本概念、基本原理，重在理解，拒绝死记硬背。2.平时多练习，培育分析和应用能力，临时抱佛脚没有用。,28,