遗传学 第一章 绪论

第一章绪论第一节遗传学的涵义第二节遗传学的开展第三节遗传学的应用第一节遗传学的涵义一、遗传学的定义遗传学〔Genetics〕：研究生物遗传与变异规律的一门科学。遗传学是当代生命科学的核心和前沿之一。遗传〔heredity〕：母体产生与自己相似的个体的过程。俗语：“种瓜得瓜，种豆得豆〞。遗传是靠各种繁殖方式来完成的。遗传的细胞学根底：生殖细胞的减数分裂。遗传的分子根底：DNA的半保存复制和蛋白质的定向合成。变异〔variation〕：同种生物个体之间的差异，包括子代与亲代之间、子代个体之间的差异。俗语：“一母生九子，连母十个样〞。遗传与变异的关系：1〕在任何生物，遗传和变异同时存在，遗传与变异是生物生存与进化的根本因素。2〕遗传维持了生命的延续，没有遗传就没有生命的存在，没有遗传就没有相对稳定的物种。3〕变异使得生物物种推陈出新，层出不穷。没有变异，就没有新物种的形成；没有变异，就没有生物的进化。遗传与变异相辅相成，共同作用，使得生物生生不息，造就了形形色色的生物界。二、遗传学的研究内容遗传物质的本质：化学本质、结构、组织、所包含的信息、变化；遗传物质的传递：遗传物质的复制、染色体的行为、遗传规律、基因在群体中的数量变迁；遗传信息的实现：基因的功能、基因的相互作用、基因表达的调控、个体发育中基因的作用机制。遗传学与生物学的许多分支学科都形成了交叉学科，遗传学固有的“边界〞在消失，新一代遗传学又称为基因学--研究生物基因的结构、传递、表达和调控的学科。三、遗传学的分支学科按研究的层次分类：

群体遗传学(Populationgenetics)

宏观即进化遗传学或种群遗传学数量遗传学(Quantitativegenetics)

细胞遗传学(Cytogenetics)

核外遗传学(Extranucleargenetics)

微观即细胞质遗传学(Cytoplasmicgenetics)

染色体遗传学(Chromosomalgenetics)

分子遗传学(Moleculargenetics)按研究对象分类：

人类遗传学(Humangenetics)

动物遗传学(Animalgenetics)

植物遗传学(Plantgenetics)

微生物遗传学(Microbialgenetics)按研究范畴分类：

发育遗传学(Developmentalgenetics)

行为遗传学(Behavioralgenetics)

免疫遗传学(Immunogenetics)

药物遗传学(Pharmacogenetics)

毒理遗传学(Toxicogenetics)辐射遗传学(Radiationgenetics)肿瘤遗传学(Cancergenetics)

医学遗传学(Medicalgenetics)

血型遗传学(Bloodgroupgenetics)生化遗传学(Biochemicalgenetics)

应用学科：基因工程学(Geneengineering)优生学(Eugenics)遗传育种学第二节遗传学的开展一．在孟德尔以前及同时代的一些遗传说进展1我国河北武安磁山新石器遗址农业考古研究中获得的重大进展:中国北方半干旱区，距今约10000年前就已经驯化出世界上古老的黍旱作农作物;在距今约8700～7500年期间，开始出现少量粟的植硅体，但粟的含量一直没有超过3%，依然是以黍为主。磁山遗址不仅可能是世界粟的发祥地，更可能是黍的起源地。进展2以华东师大终身教授陈中原博士、王张华博士为核心的河口海岸地貌学研究团队与其他人合作，对我国太湖流域杭州湾附近的新石器时代早期遗址跨湖桥考古发现：早在7700年前，聪明的史前人类已经知道利用烧荒筑坝的方式营造适合种植水稻的土地环境。相关成果刊登在最新出版的英国?自然?杂志上。英国伦敦大学学院博士多里安·富勒、北京大学中国考古学研究中心副教授秦岭、中国社科院考古所研究员赵志军等人，通过对位于浙江余姚的田螺山新石器遗址稻穗颖花出现的密集程度的调查，揭示：在中国长江下游的浙江地区，水稻是在一个缓慢的过程中逐步转变为人工作物的，其人工种植在6900年至6600年前到达一个顶峰。相关成果刊登在3月20日出版的美国?科学?杂志上。6.1883年，法国动物学家鲁.威廉〔RouxW.〕提出，有丝分裂和减数分裂过程的存在可能是由于染色体组成了遗传物质，同时他还假定了遗传单位沿着染色体作直线排列。7.1883年，德国生物学家魏斯曼(A.Weismann)否认了泛生论，提出了完整的遗传与发育理论—种质论〔germplasmtheory〕，认为多细胞生物分为：种质(germplasm):性细胞和产生性细胞的细胞，世代间连续，能产生后代的种质和体质。体质(somatoplasm)：不连续，不能产生种质。二、遗传学的诞生1797年英国的奈特〔T.Knight〕豌豆杂交实验：P灰色×白色

F1灰色F2灰色白色但未统计分析，只发现了这一现象。1863年，法国的诺丹〔Nauding〕发表了植物杂交的论文，并获法国政府的奖励。他认为：〔1〕植物杂交的正交和反交结果是相同的；〔2〕在杂种植物的生殖细胞形成时，“负责遗传性状的要素〞互相分开，进入不同的性细胞中，否那么就无法解释杂种二代所得到的结果。这一结论与孟德尔定律已经非常接近。1865年2月8日，当时属奥地利的布隆〔Brunn〕基督教修道院的修士格里高·孟德尔〔GregorJohannMendel〕，根据他8年植物杂交实验的结果，在当地的科学协会上宣读了一篇题为?植物杂交实验?的论文〔1866年正式发表在该协会的会刊上〕，提出了遗传因子的别离假说和自由组合假说。但这一发现被埋没达35年之久。孟德尔临终前说：“等着瞧吧，我的时代总有一天要来临〞孟德尔定律的重新发现荷兰阿姆斯特丹大学的教授狄夫瑞斯〔deVries〕进行了月见草杂交试验，发现F2的别离比为3:1。1900年3月26日其论文“杂种别离法那么〞发表在?德国植物学会杂志?和法国科学院的?纪事录?。狄夫瑞斯曾从L.H拜莱的?植物育种?中查到孟德尔的工作。他在德文版中提到了孟德尔的工作，但在法文版中未提及。奥地利维也纳农业大学的讲师切尔迈克〔Tschermak〕也作了豌豆杂交试验，发现了别离现象，撰写了“关于豌豆的人工杂交〞的讲师就职论文，清样出来后他读到了狄夫瑞和斯科伦斯的论文，于是急忙投寄论文摘要，于1900年6月24日也发表在?德国植物学会杂志?.

德国图宾根大学的教授科伦斯〔Correns,C.E〕于1900年4月21日阅读狄夫瑞斯法文版的论文，发现其结论和自己的实验结果相同，且科伦斯已从老师未格里处知道了孟德尔的工作，于是他撰写了“杂种后代表现方式的孟德尔法那么〞一文，1900年4月24日发表在?德国植物学会杂志?。这对重新发现孟德尔法那么起了重要的作用。以上三个人的工作都发表在?德国植物学会杂志?，都证实了孟德尔法那么，这就是遗传学开展史上著名的孟德尔法那么的重新发现，它标志遗传学诞生。三、遗传学的开展1〕初创的10年〔1900--1910〕证实孟德尔定律，确立一些根本概念。在玉米、鸡、小鼠、豚鼠等材料证实了孟德尔定律〔1910年才称定律，以前称假说〕。贝特森〔Bateson〕先后创用了:遗传学〔genetics〕，等位基因〔allele〕，纯合体〔homozygous〕,杂合体〔heterozygous〕，上位基因〔epistaticgenes〕。Johannsen〔约翰森〕1909年创用了:基因〔gene〕,基因型〔genotype〕,表现型〔phenotype〕。〔1〕细胞遗传学时期〔1910-1940〕迄止：1910年T.H.Morgan〔摩尔根〕发现连锁互换规律---1941年G.W.Beadle和E.L.Tatum发表链孢霉营养缺陷型方面的研究结果。成就：通过对遗传定律和染色体行为的研究，确立了遗传的染色体学说〔基因学说〕。1910年摩尔根〔Morgan〕通过果蝇的遗传研究，证明了基因位于染色体上，发现了连锁互换规律，1926年发表?基因论?〔Thetheoryofthegene〕。【1962获诺贝尔奖】。1927年Muller用X-射线诱发突变，证明基因既是功能单位，又是重组单位和突变单位。2〕遗传学开展的三个时期〔2〕微生物遗传学时期〔1941-1960〕迄止：1941年G.W.Beadle和E.L.Tatum发表链孢霉营养缺陷型的研究结果--1961年F.Jacob和J.Monod发表大肠杆菌乳糖操纵子学说。成就：以微生物为研究材料，用理化因素诱变。证明了DNA是遗传物质〔1944，Avery〕；说明了基因决定蛋白质----“一个基因一个酶〞说；初步说明了突变与重组的机理；F.Jacob和J.Monod提出大肠杆菌乳糖操纵子模型--基因的活性是可调控的。【1965获诺贝尔奖】1998F.Andrew和M.Craig发现RNA干扰〔RNAi〕机制。【2006年获诺贝尔奖】2001.2.12完成人类基因组图谱。2001D.Kornberg揭示真核生物转录的分子机制。遗传学是生命科学领域开展最为迅速的学科之一，是当代生命科学的核心和前沿。从1970年代起，大多数突出的成就都来自遗传学领域。“除非从遗传学角度看问题，否那么就无法理解生物学，遗传学是生物科学的核心，它提供了一个框架，使生物的多样性及其过程可在其中被理解为一个理性的统一体〞〔引自Ayala,F.J.andKigerJ.A.?ModernGenetics?〕第三节遗传学与国民经济的关系一、遗传学与农牧业的关系遗传学是动物、植物和微生物育种的理论根底。通过杂交育种，使一些农畜产品的产量和质量有了很大的提高，也培育出了许多抗病、抗逆的动植物新品种。“绿色革命〞玉米的产量：1930年代早期：93kg/亩；1940年代早期：140kg/亩1980年代早期：423kg/亩牛的产奶量：黄牛≤400kg/年·头高产乳牛10000kg/年·头基因工程育种：转基因植物、转基因动物二、遗传学与工业的关系工业微生物的育种；

遗传工程生产胰岛素、干扰素等药物和疫苗。

基因工程生产人生长激素释放抑制因子，9升大肠杆菌发酵液可产生5mg,等于50万头羊脑中提出的总产量。遗传学课的要求掌握根本概念熟悉经典实验了解研究前沿领悟科研方法陶冶科学精神教学方式讲授，讨论。考核方法1.考核方式：考核方式为考试。2.成绩评定：成绩评定采用百分制。采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定，最终成绩由以下三个局部组成：第一局部：期末考试成绩占70%，第二局部：作业成绩及平时检测占20%，文献阅读与综述占10%。考勤也纳入成绩评定，每缺课一次扣5分。教学参考书刘祖洞.遗传学(上册).北京:高等教育出版社，1990.刘祖洞.遗传学(下册).北京