第一章緒論遺傳學詳解演示文稿

第一章緒論遺傳學詳解演示文稿當前1頁，總共37頁。優(yōu)選第一章緒論遺傳學當前2頁，總共37頁。生物和非生物的本質(zhì)區(qū)別之一是生物能夠自我復制，從而構(gòu)成生命的連續(xù)系統(tǒng)。遺傳和變異是生物界最普遍和最基本的兩個特征。第一節(jié)遺傳學的涵義及其研究內(nèi)容當前3頁，總共37頁。3、變異（variation）親代與子代之間、子代個體之間，總是存在著不同程度的差異的現(xiàn)象。如：一母生九子，九子各異。一、遺傳學的基本概念1、遺傳學（genetics）是研究生物遺傳和變異現(xiàn)象及其規(guī)律的一門科學。2、遺傳（heredity）生物親代與子代相似的現(xiàn)象如：種瓜得瓜、種豆得豆。當前4頁，總共37頁。4、遺傳與變異是矛盾對立統(tǒng)一的兩個方面

遺傳是相對的、保守的，沒有遺傳就沒有物種的相對穩(wěn)定，也就不存在變異的問題。而變異是絕對的、發(fā)展的；沒有變異生物就不會產(chǎn)生新的性狀，也就不能發(fā)展、進化。

當前5頁，總共37頁。5、遺傳、變異和選擇是生物進化和新品種選育的三大因素（1）生物進化就是環(huán)境條件對生物變異進行自然選擇，在自然選擇中得以保存的變異傳遞給子代，變異逐代積累導致物種演變、產(chǎn)生新物種。自然選擇變異遺傳生物進化當前6頁，總共37頁。（2）動、植物和微生物新品種選育(育種)實際上是一個創(chuàng)造變異、人工選擇和進化的過程，只是以選擇強度更大的人工選擇代替了自然選擇，從而創(chuàng)造出符合人們需求的新種類和新品種。創(chuàng)造變異人工選擇遺傳新品種當前7頁，總共37頁。二、遺傳學研究的對象1、以微生物(細菌、真菌、病毒)、植物和動物以及人類為對象，研究它們的遺傳變異規(guī)律。當前8頁，總共37頁。2、遺傳學研究常用的模式生物擬南芥當前9頁，總共37頁。三、遺傳學的研究內(nèi)容1、研究生物遺傳和變異的科學：與生物的生命起源和生物進化有關(guān)。2、研究生物體遺傳信息及其表達規(guī)律的科學：要解決物種代代相傳、性狀

遺傳的問題。3、研究和了解基因本質(zhì)的科學：遺傳物質(zhì)是什么？遺傳物質(zhì)性狀？

遺傳學是一門涉及生命起源和生物進化的理論科學，同時也是一門密切聯(lián)系生產(chǎn)實際的基礎(chǔ)科學，直接指導植物、動物、微生物育種。當前10頁，總共37頁。

四、遺傳學研究的任務

(1)闡明：生物遺傳和變異現(xiàn)象è表現(xiàn)規(guī)律

(2)探索：遺傳和變異原因è物質(zhì)基礎(chǔ)è

內(nèi)在規(guī)律；

(3)指導：動植物和微生物育種,提高醫(yī)學水平。當前11頁，總共37頁。第二節(jié)遺傳學的發(fā)展歷史當前12頁，總共37頁。一、遺傳學的萌芽階段（～1900）1．遺傳學起源于育種實踐

人類è生產(chǎn)實踐è遺傳和變異è選擇è育成優(yōu)良品種。2.18世紀下半葉和19世紀上半葉期間拉馬克和達爾文對生物界遺傳和變異進行了系統(tǒng)的研究拉馬克(LamarckJB,1744-1829)

用進廢退學說（Doctrineofuseanddisuse）(2)達爾文(DarwinC,1809-1882)

①1859年發(fā)表“物種起源（originofspecies）”

②提出“泛生論（hypothesisofpangenesis）”3．魏斯曼(WeismannA,1834-1914)

種質(zhì)論（theoryofgermplasm）當前13頁，總共37頁。拉馬克認為：遺傳變異遵循“用進廢退和獲得性遺傳”規(guī)律，環(huán)境是引起生物變異的根本原因。器官用進廢退：生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變獲得性遺傳：所有生物變異(獲得性狀)都是可遺傳的，并在生物世代間積累。

拉馬克：用進廢退和獲得性遺傳用進廢退獲得性遺傳當前14頁，總共37頁。◆達爾文在解釋生物進化時也對生物的遺傳、變異機制進行了假設(shè)，1868年提出了泛生假說，認為：遺傳物質(zhì)是存在于生物器官中的“泛子/泛生?！?；可以分裂繁殖，流動到生殖器官，形成生殖細胞。受精卵發(fā)育成成體時，泛生粒就進入各器官發(fā)揮作用而表現(xiàn)親代的性狀。如果親代泛生粒發(fā)生變異，則子代表現(xiàn)變異。

達爾文：泛生論當前15頁，總共37頁。當前16頁，總共37頁。當前17頁，總共37頁。當前18頁，總共37頁。

1892年，魏斯曼（Weismann）提出種質(zhì)連續(xù)論(theoryofcontinuityofgermplasm)，否定獲得性遺傳。生物由種質(zhì)和體質(zhì)組成：種質(zhì)指生殖細胞，負責生殖和遺傳；體質(zhì)指體細胞，負責營養(yǎng)活動。種質(zhì)是“潛在的”，世代相傳，不受體質(zhì)和環(huán)境影響;體質(zhì)由種質(zhì)產(chǎn)生，不能遺傳。

魏斯曼：種質(zhì)連續(xù)論

Mousetail-cuttingexperiment當前19頁，總共37頁。二、遺傳學的誕生(1900)1、孟德爾(Mendel，1822-1884）

奧地利的一個修道士，從1856年開始進行了8年的豌豆雜交試驗。系統(tǒng)地研究了生物的遺傳和變異。

1866年發(fā)表《植物雜交試驗》,提出了分離規(guī)律和獨立分配規(guī)律，并應用統(tǒng)計學方法分析和驗證了這些假設(shè)。

假定有“遺傳因子”，認為遺傳是受細胞里的遺傳因子所控制。但是他的發(fā)現(xiàn)并未引起重視，被埋沒了35年。當前20頁，總共37頁。

2、孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)

35年后，即1900年，三位植物學家：

狄·弗里斯

(DeVries,H.1848~1935)[荷]、月見草

科倫斯

(Correns,C.

1864~1933)[德]、玉米

馮·柴馬克

(VonTschermak,E.)[奧]、豌豆在不同國家、用不同的植物，進行與孟德爾早期研究相似的雜交試驗，獲得與孟德爾相似的結(jié)果，證實了孟德爾的遺傳規(guī)律。

1900年，孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)，標志著遺傳學的誕生。

1910年起將孟德爾遺傳規(guī)律改稱為孟德爾定律，公認孟德爾是遺傳學的奠基人。當前21頁，總共37頁。1、細胞遺傳學時期(1910-1939年)

當時，細胞學和胚胎學已有很大發(fā)展，對于細胞結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂、受精及細胞分裂過程中染色體動態(tài)都已比較了解。是細胞學研究和孟德爾遺傳規(guī)律的結(jié)合。研究工作的主要特征是從個體水平向細胞水平發(fā)展，建立染色體遺傳學說。三、遺傳學的全面發(fā)展階段

當前22頁，總共37頁。

主要的科學家及其貢獻

約翰遜(JohannsenW,1859-1927)

①1909年發(fā)表“純系學說”：明確區(qū)別基因型和表現(xiàn)型；②最先提出“基因（gene）”一詞：替代遺傳因子概念。

鮑維里(BoveriT,1902)和薩頓(SuttonW,1903)發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系,是染色體遺傳學說的初步論證。

貝特生(BatesonW,1906)

①

從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖②

創(chuàng)造“genetics”一字

詹森斯(JanssensFA,1909)觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋連鎖與交換提供了基礎(chǔ)。摩爾根(MorganTH,1866~1945)

①

證明基因位于染色體上，染色體是基因的載體。

②

創(chuàng)立了“基因?qū)W說”。③發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳規(guī)律。當前23頁，總共37頁。1910,,demonstratedthatgenesareonthechromosome

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1933"forhisdiscoveriesconcerningtheroleplayedbytheChromosomeinheredity"ThomasHuntMorgan(1866-1945)CaliforniaInstituteofTechnology,CA,USA

當前24頁，總共37頁。2、數(shù)量遺傳學和群體遺傳學的誕生(1930-1932年)費希爾（FisherRA）1918年，發(fā)表了重要文獻“根據(jù)孟德爾遺傳假設(shè)的親屬間相關(guān)的研究”，成功運用多基因假設(shè)分析資料，首次將數(shù)量變異劃分為各個分量，開創(chuàng)了數(shù)量性狀遺傳研究的思想方法。1925年，首次提出了方差分析(ANOVA)方法,為數(shù)量遺傳學的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。當前25頁，總共37頁。

由于微生物遺傳學和生化遺傳學研究的廣泛開展，使研究工作進入微觀層次，其主要特征是以微生物為研究對象，采用生化方法探索遺傳物質(zhì)的本質(zhì)及其功能。3、生化和微生物遺傳學時期：從細胞水平向分子水平的過渡(1940-1952)當前26頁，總共37頁。比德爾(BeadleGW，1941)在紅色面包霉的生化遺傳研究中，分析了許多生化突變體。①提出“一個基因一種酶”假說②發(fā)展了微生物遺傳學和生化遺傳學

卡斯佩森(CasperssonTO)40年代初用定量細胞化學方法，證明DNA存在于細胞核中。以后又有人證明：①DNA是構(gòu)成染色體的主要物質(zhì)；②同種生物不同細胞中DNA的質(zhì)與量恒定；③在性細胞中DNA的含量為體細胞的一半。當前27頁，總共37頁。

艾弗里(AveryOT,1944)

用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，證明遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。赫爾希(HersheyAD,1952)

用同位素示蹤法，在研究噬菌體感染細菌的實驗中，再次確認了DNA是遺傳物質(zhì)。

至此，已為遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)和基因功能奠定了初步的理論基礎(chǔ)。當前28頁，總共37頁。4、分子遺傳學時期(1953-現(xiàn)在)

40年代中，細胞遺傳學、微生物遺傳學和生化遺傳學取得了巨大成就，使一些物理學家對研究生物學問題產(chǎn)生濃厚的興趣。一些物理學家和化學家開始研究遺傳的分子基礎(chǔ)和基因的自我復制這兩個當時生物學的中心問題。在生物研究中帶進了物理學理論、概念和方法。當前29頁，總共37頁。

杰出的科學家及其貢獻

沃森(WatsonJD)和克里克(CrichFHC)

根據(jù)對DNA的化學分析和X射線晶體學結(jié)果,提出DNA分子雙螺旋模型。這一重大發(fā)現(xiàn)的意義在于：①為DNA分子結(jié)構(gòu)、自我復制、相對穩(wěn)定性和變性提出合理解釋；②DNA是貯存和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；③基因是DNA分子上的一個片段；④標志著分子生物學誕生，是遺傳學發(fā)展到分子遺傳學的重要轉(zhuǎn)折點。當前30頁，總共37頁。

克里克(CrickFHC.，1961)

與同事們一起用實驗證明了他1958年提出的關(guān)于遺傳三聯(lián)密碼的推測。尼倫伯格(NirenbergMW)

從1957年開始，就著手解譯遺傳密碼，經(jīng)過多人努力，至1969年全部解譯出64種遺傳密碼。雅各布(JacobF)和莫諾(MonodJ)

1961年提出了大腸桿菌的操縱子學說，闡明了微生物基因表達的調(diào)節(jié)問題。當前31頁，總共37頁。

至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程，驗證了1958年克里克提出的“中心法則”。而這一法則因1970年逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)而作了修正。

遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。

“中心法則”解決遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。當前32頁，總共37頁。

分子遺傳學的許多成就是來自對原核生物的研究，70年代開始，在此基礎(chǔ)上開展對真核生物的研究。細菌質(zhì)粒、噬菌體、限制性核酸內(nèi)切酶、人工分離和合成基因取得進展，1973年成功實現(xiàn)DNA的體外重組，人類開始進入按照需要進行設(shè)計并能動地改造物種和創(chuàng)造新物種的新時代。

80～90年代：基因工程取得重大進展，人類基因組計劃（HumanGenomeProject，HGP）及模式生物和重要生物基因組計劃。形成了基因組學（Genomics）、蛋白質(zhì)組學（Protemics）和生物信息學（Bioinformatics）。當前33頁，總共37頁。2000年中國完成了人類基因組3p區(qū)域（3pter-D3S3610）“工作框架圖”的任務。由中科院遺傳所完成的人類3號染色體短臂上的一個約30Mb的區(qū)域的測序任務。由于該區(qū)域約占人類整個基因組的1%，因此簡稱“1%項目”。

人類基因組計劃：2000年我國完成H