遗传学第一章 绪言课件

遗传学感谢浙江大学提供许多教学资料林业与生物技术学院遗传学科付顺华

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Tel：668232，63743856遗传学第一章绪言学习遗传学由我们自身说起:1.我们当前都关心些什么？-----请写纸上2.这些问题与遗传学有关吗？-----怎么相关联的？3.你能用遗传学理论、方法解决（答）这些问题-----考试内容之一遗传学第一章绪言奥运盛夏今重来：Where?遗传学第一章绪言各路英俊竞风彩？中国代表队获多少金牌？位居第几？遗传学第一章绪言昔日雄风依旧在Who？遗传学第一章绪言英雄气短叹何奈？O，mygod!遗传学第一章绪言更有新辈浪中出遗传学第一章绪言还待今朝看你们！遗传学第一章绪言sofast？why?我们会关注到这些现象与问题遗传学第一章绪言sotall？why?遗传学第一章绪言What’sfun？遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言科技让人类长上了理想的翅膀有生命存在的地方就与遗传学有关！！遗传学第一章绪言诸多的疑问可以由科学来打开对科学的追求是人类生生不息的原动力。遗传学第一章绪言面对挑战，需要同学们的信心、勇气和努力！！一些细菌因带有“新德里金属蛋白酶—1”基因，而成为“超级细菌”。人祸天灾遗传学第一章绪言第一章绪论课程介绍：1.名称:遗传

学2.基本内容a.遗传的细胞学基础b.遗传的基本规律c.遗传学的分子基础

d.可遗传的变异e.群体遗传f.数量遗传

遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言1.是研究生物遗传和变异的科学：与生命起源和生物进化有关。2.是研究生物体遗传信息和表达规律的科学：遗传学要解决物种代代相传、性状遗传的问题。3.是研究和了解基因本质的科学：遗传物质是什么？遗传物质性状？

一、遗传学的研究内容

遗传学第一章绪言GOONGoto遗传学第一章绪言遗传亲子代间的相似性遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言BACK遗传学第一章绪言变异上下代及个体间不同遗传学第一章绪言龙生九子，九子九样一·囚牛爱好音乐二·睚眦好斗喜杀三·嘲风好险又好望四·蒲牢好鸣好吼五·狻猊Suānni

喜静好坐，喜欢烟火六·霸下好负重，力大无穷七·狴犴Bì'àn

好讼仗义，有威力八·负屃fuxi

平生好文九·螭吻chīwěn

属水性，避火你在哪些地方见到了它们的形象？遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言自然选择

人工选择

BACK遗传学第一章绪言

遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论科学，同时也是一门密切联系实际的基础科学——直接指导医学研究和植物、动物、微生物育种。遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言一、现代遗传学发展前遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言史前的遗传学实践痕迹:伏羲氏:渔猎、饲畜、种植---农牧业开始亚述人：人工授粉------是处于不自觉的育种动作遗传学第一章绪言在公元前4000年的伊拉克古代巴比伦石刻上记载了马头部性状在五个世代的遗传。

遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言①拉马克(LamarckJ.B.,1744-1829)*环境条件的改变是生物变异的根本原因。

*用进废退学说。如长颈鹿的颈、家鸡的翅膀。

*获得性状遗传学说。遗传学第一章绪言②达尔文(DarwinC.，1809-1882)：广泛研究遗传变异与生物进化关系*1859年发表《物种起源》著作，提出自然选择和人工选择的进化学说，认为生物是由简单复杂、低级高级逐渐进化的。

*承认获得性状遗传的一些论点，并提出了“泛生论”假说，但至今未获得科学的证实。

*达尔文以博物学家的身份进行了五年的考察工作。遗传学第一章绪言Darwin以博物学家身份进行了五年的环球调查工作贝格尔号探险调查船遗传学第一章绪言达芙尼岛仙人掌雀中喙地雀加拉帕戈斯岛遗传学第一章绪言以魏斯曼(WeismannA.，1834-1914)

为代表的新达尔文主义，支持达尔文选择理论，否定获得性遗传.*种质连续论：种质是世代连续不绝的。

*支持选择理论。

*否定后天获得性遗传：老鼠22代割尾巴试验。遗传学第一章绪言二、现代遗传学的发展阶段

1.个体遗传学向细胞遗传学过渡时(1910之前)：(1)孟德尔(MendelG.J.，1822-1884):系统地研究了生物的遗传和变异。豌豆杂交试验（1856-1864）：

*1866年发表《植物杂交试验》论文,提出了分离规律和独立分配律。

*假定细胞中有它的物质基础“遗传因子”,认为性状是受细胞里的遗传因子所控制的。(2)三位植物学家：狄·弗里斯(DeVrisH.)

科伦斯(CorrensC.)冯·切尔迈克(VonTschermakE.)

遗传学第一章绪言*在不同国家用多种植物进行了与孟德尔早期研究相类似的杂交育种试验作出了与孟德尔相似的解释证实孟德尔的遗规传律确认该理论的重大意义。*1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的建立和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。*1910年起将孟德尔提出的遗传规律命名为孟德尔定律。为了纪念孟德尔先生，在其修道院建立了纪念馆。遗传学第一章绪言(3)狄·费里斯（deVriesH.,1848-1935）

提出“突变学说”(1901-1903)：认为突变是生物进化因素。请看下列各图：苗期白化突变。遗传学第一章绪言2.细胞遗传学时期(1910-1939)*当时细胞学和胚胎学已有很大发展，对于细胞结构、有丝分裂、减数分裂、受精及细胞分裂过程中染色体动态都已比较了解。

*在魏斯曼“种质论”的基础上，使细胞学资料能与孟德尔的遗传规律结合。

*这一历史时期研究工作的主要特征是从个体水平细胞水平建立了染色体遗传学说。

①约翰生(JohannsenW.,1859-1927)

*1909年发表“纯系学说”明确区别基因型和表现型。

*最先提出“基因”一词，替代遗传因子概念。

②鲍维里(BoveriT.,1902)和萨顿(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。③贝特生(BatesonW.,1906)

*从香豌豆中发现性状连锁。*创造遗传学“genetics”一词。遗传学第一章绪言④詹森斯(JanssensF.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。⑤摩尔根(MorganT.H.,1866－1945)

*提出“性状连锁遗传规律”。

*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”。

遗传学第一章绪言⑥穆勒(MullerH.T.)：1927年对果蝇用X射线诱发突变。

斯特德勒(StadlerL.T.)

：1927年对玉米用X射线进行诱发突变。

两人证实了基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，而且用X射线处理也会产生大量突变。

这种用人工产生遗传变异的方法，使遗传学发展到一个新的阶段。

布莱克斯生(BlakesleeA.F.)：利用秋水仙素诱导多倍体。遗传学第一章绪言3.数量遗传学和群体遗传学的诞生(1930-1932)

费希尔（FisherR.A.）

*1918年，发表了一篇划时代的文献“根据孟德尔遗传假设的亲属间相关的研究”成功地运用多基因假设分析资料，首次将数量变异划分为各个分量，开创了数量性状遗传研究的思想方法。*1925年，首次提出方差分析(ANOVA)方法,为数量遗传学的发展奠定了基础。遗传学第一章绪言4.从细胞水平向分子水平过渡时期(1940-1952)由于微生物遗传学和生化遗传学研究的广泛开展，使遗传学研究进入微观层次，其主要特征是以微生物为研究对象，采用生化方法探索遗传物质的本质及其功能。遗传学第一章绪言①比德尔(BeadleG.W.，1941)

在红色面包霉的生化遗传研究中，分析了许多生化突变体。

*提出“一个基因一种酶”假说。

*发展了微生物遗传学、生化遗传学。

以后的研究表明，基因决定着蛋白质(包括酶)的合成，故改为“一个基因一个蛋白质或多肽”。

②卡斯佩森(CasperssonT.O.)：20世纪40年代初用定量细胞化学方法证明DNA存在于细胞核中。

③以后又有人证明：

*DNA是构成染色体的主要物质；

*同种生物不同细胞中DNA的质与量恒定；

*在性细胞中DNA的含量为体细胞的一半。

④艾弗里(AveryO.T.,1944)等在用纯化因子研究肺炎双球菌转化实验中，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。

⑤赫尔希(HersheyA.D.,1952)等在研究噬菌体感染细菌的实验中，采用同位素示踪法再次确认了DNA是遗传物质。至此，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。遗传学第一章绪言5.分子遗传学时期(1953－现在)20世纪40年代中期，细胞遗传学、微生物遗传学和生化遗传学取得了巨大成就，使一些物理学家对研究生物学问题产生了浓厚的兴趣。

在量子力学家薛定谔《生命是什么?》(1944)一书的影响下,一些物理学家和化学家研究遗传的分子基础和基因的自我复制这两个当时生物学的中心问题。在生物学研究中引入了物理学的理论、概念和方法。

(1)沃森(WatsonJ.D.)和克里克(CrickF.H.C.)

在《生命是什么?》的影响下，意识到对根本性的生物学问题可用物理学和化学的概念进行思考。

根据对DNA化学分析和X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,1953)。遗传学第一章绪言根据对DNA的化学分析和X射线晶体学结果提出了DNA双螺旋结构的理论（1953年，2月28日），并因此获得了诺贝尔奖。遗传学第一章绪言①为DNA分子结构、自我复制、相对稳定性和变性提出合理的解释；②DNA是贮存和传递遗传信息的物质；③基因是DNA分子上的一个片段④分子生物学诞生将生物学各分支学科及相关的农学、医学的研究都推进到了分子水平是遗传学发展到分子遗传学的重要转折点。意义：遗传学第一章绪言

(2)

克里克(CrickF.H.C.，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。

(3)

从1957年开始，尼伦伯格(NirenbergM.W.)等着手解译遗传密码，经多人努力至1969年全部解译出64种遗传密码。在60年代先后，初步阐明了mRNA、tRNA及核糖体功能。

(4)

雅各布(JacobF.)和莫诺(MonodJ.)：1961年提出了大肠杆菌操纵子学说，阐明微生物基因表达的调节问题。

*由于上述成就，至60年代末已基本上搞清楚蛋白质生物合成过程，验证了1958年克里克提出的“中心法则”。这一法则因1970年逆转录酶的发现而作了进一步修正。

*遗传密码的破译解决了遗传信息本身的物质基础及含义问题。

*“中心法则”解决了遗传信息的传递途径和流向问题。

意义遗传学第一章绪言*分子遗传学取得的许多成就都是来自对原核生物的研究,从70年代开始才在此基础上逐渐开展了对真核生物的研究。*由于在细菌质粒和噬菌体，以及限制性核酸内切酶、人工分离和合成基因方面取得的进展,1973年成功地实现了DNA的体外重组人类开始进入按照需要设计并能动改造物种和创造新物种的新时代。在分子遗传学中已成功地：

*人工分离基因*人工合成基因

*人工转移基因*克隆技术应用遗传学第一章绪言世界20种克隆动物鲤鱼，1963多利绵羊，1996母牛诺托和卡加，1998山羊米拉，1998遗传学第一章绪言猕猴特拉，2000年老鼠库姆利纳，2000克隆猪米莉，2000野牛诺亚，2001兔子，2001猫科毕，2001欧洲盘羊奥姆布雷塔，2000遗传学第一章绪言大老鼠拉夫尔，2002骡子格姆，2003马普罗梅蒂亚，2003非洲野猫迪特尤克斯，2003鹿杜威，2003遗传学第一章绪言雪貂利比和利丽，2004水牛穆拉罕，2009狗史努比，2005克隆狼，2005克隆狗史努比，2005遗传学第一章绪言吉林大学农学部奶牛繁育基地近日成功培育出一头携带转入赖氨酸基因的克隆奶牛。据介绍，这是世界上首次利用分子生物学技术和体细胞核移植技术获得的赖氨酸转基因克隆牛，也标志着世界克隆技术的又一次突破。新华社发(2011.8.26)遗传学第一章绪言人耳鼠，真也？(2011.8月26日，上海交通大学及其医学院、附属第九人民医院联合澄清“人耳鼠”科研造假事件，并向记者展示了“人耳鼠”及其制作过程。)遗传学第一章绪言目前：基因工程定向改变遗传性状可以更自由和有效地改变生物性状；

*打破物种界限，克服远缘杂交困难；

*培育优良动、植物新品种；

*有效地治疗人类的一些遗传性疾病。遗传学发展：*整体水平细胞水平分子水平；

*宏观微观；

*染色体基因；

*逐步深入到研究遗传物质结构和功能。现代遗传已发展到30多个分支：

细胞遗传学、数量遗传学、生化遗传学、发育遗传学、进化遗传学、微生物遗传学、分子遗传学、辐射遗传学、遗传工程、分子数量遗传学、基因组学、生物信息学等。遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言我国生命科学近50年重大科技成果及其应用技术人工全合成牛胰岛素研究

酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成

蛋白质功能基因的化学修饰与其生物活性间的定量关系

转基因农作物

转基因与胚胎工程动物

基因工程药物

世界第一张水稻基因组物理图构建成功

人类基因组计划取得进展

中国首次克隆成功“人类致病基因”

杂交水稻的诞生

基因重组人胰岛素研制成功

我国成功克隆大熊猫早期胚胎《中国高等植物图鉴》及《中国高等植物科属检索表》

中国蕨类植物科属系统排列和历史来源

黑曲糖化酶酶活的提高及其在工业上的应用

海湾扇贝引种、育苗、养殖研究及其应用

澄江生物群和寒武级大爆发

绝大部分在遗传学领域遗传学第一章绪言遗传学与各领域的关系：遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言（1）农业生产2．在生产实践上

*对农业科学起直接指导作用；

*指导医学研究，提高健康水平。遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言（2）人类健康遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言遗传学第一章绪言3．遗传学仍在发展

*理论上和实践上仍有许多需要解决的问题；

*广泛利用丰富的生物资源，提高育种效果。

4．当代遗传学特点

*理论扎实、技术领先、实用性强和学科交叉，遗传学是一门处于发展巅峰时期的学科。

*目前遗传学的前沿已从对原核生物的研究转向高等真核生物，从对性状传递规律的研究深入到基因的表达及其调控的研究。

遗传学第一章绪言⑴1990年美国正式开始实施的《人类基因组作图及测序计划》

*测定和分析人体基因组全部核苷酸排列次序，揭示携带的全部遗传信息，阐明遗传信息表达的规律及其最终生物学效应。

*是生物学中的最重大事件和遗传学领域中一个跨世纪宏伟计划。

*在2000年6月26日人类基因组的“工作框架图”绘制宣布完成（历时10年）。

*我国承担了第3号染色体测序任务,共计3000万个碱基对，约占人类基因组全部序列的1％。

遗传学第一章绪言⑵其它动植物基因组计划

①美国、英国国际植物基因研究中心等的研究对象，已从模式植物拟南芥的基因图谱入手，逐渐扩大到玉米、小麦等主要农作物；

②美、日和中已开展水稻基因组作图及测序研究；

2002