遺傳學第一章緒言

遺傳學第一章緒言第1頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四學習遺傳學由我們自身說起:1.我們當前都關心些什么？-----請寫紙上2.這些問題與遺傳學有關嗎？-----怎么相關聯(lián)的？3.你能用遺傳學理論、方法解決（答）這些問題-----考試內(nèi)容之一第2頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四奧運盛夏今重來：Where?第3頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四各路英俊競風彩？中國代表隊獲多少金牌？位居第幾？第4頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四昔日雄風依舊在Who？第5頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四英雄氣短嘆何奈？O，mygod!第6頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四更有新輩浪中出第7頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四還待今朝看你們！第8頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四sofast？why?我們會關注到這些現(xiàn)象與問題第9頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四sotall？why?第10頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四What’sfun？第11頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第12頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四科技讓人類長上了理想的翅膀有生命存在的地方就與遺傳學有關?。〉?3頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四諸多的疑問可以由科學來打開對科學的追求是人類生生不息的原動力。第14頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四面對挑戰(zhàn)，需要同學們的信心、勇氣和努力！！一些細菌因帶有“新德里金屬蛋白酶—1”基因，而成為“超級細菌”。人禍天災第15頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第一章緒論課程介紹：1.名稱:遺傳

學2.基本內(nèi)容a.遺傳的細胞學基礎b.遺傳的基本規(guī)律c.遺傳學的分子基礎

d.可遺傳的變異e.群體遺傳f.數(shù)量遺傳

第16頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第17頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四1.是研究生物遺傳和變異的科學：與生命起源和生物進化有關。2.是研究生物體遺傳信息和表達規(guī)律的科學：遺傳學要解決物種代代相傳、性狀遺傳的問題。3.是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？

一、遺傳學的研究內(nèi)容

第18頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四GOONGoto第19頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四遺傳親子代間的相似性第20頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第21頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四BACK第22頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四變異上下代及個體間不同第23頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四龍生九子，九子九樣一·囚牛愛好音樂二·睚眥好斗喜殺三·嘲風好險又好望四·蒲牢好鳴好吼五·狻猊Suānni

喜靜好坐，喜歡煙火六·霸下好負重，力大無窮七·狴犴Bì'àn

好訟仗義，有威力八·負屃fuxi

平生好文九·螭吻chīwěn

屬水性，避火你在哪些地方見到了它們的形象？第24頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第25頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第26頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四自然選擇

人工選擇

BACK第27頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四

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)系實際的基礎科學——直接指導醫(yī)學研究和植物、動物、微生物育種。第28頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第29頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第30頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第31頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四一、現(xiàn)代遺傳學發(fā)展前第32頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第33頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四史前的遺傳學實踐痕跡:伏羲氏:漁獵、飼畜、種植---農(nóng)牧業(yè)開始亞述人：人工授粉------是處于不自覺的育種動作第34頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四在公元前4000年的伊拉克古代巴比倫石刻上記載了馬頭部性狀在五個世代的遺傳。

第35頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第36頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四①拉馬克(LamarckJ.B.,1744-1829)*環(huán)境條件的改變是生物變異的根本原因。

*用進廢退學說。如長頸鹿的頸、家雞的翅膀。

*獲得性狀遺傳學說。第37頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四②達爾文(DarwinC.，1809-1882)：廣泛研究遺傳變異與生物進化關系*1859年發(fā)表《物種起源》著作，提出自然選擇和人工選擇的進化學說，認為生物是由簡單復雜、低級高級逐漸進化的。

*承認獲得性狀遺傳的一些論點，并提出了“泛生論”假說，但至今未獲得科學的證實。

*達爾文以博物學家的身份進行了五年的考察工作。第38頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四Darwin以博物學家身份進行了五年的環(huán)球調(diào)查工作貝格爾號探險調(diào)查船第39頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四達芙尼島仙人掌雀中喙地雀加拉帕戈斯島第40頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四以魏斯曼(WeismannA.，1834-1914)

為代表的新達爾文主義，支持達爾文選擇理論，否定獲得性遺傳.*種質(zhì)連續(xù)論：種質(zhì)是世代連續(xù)不絕的。

*支持選擇理論。

*否定后天獲得性遺傳：老鼠22代割尾巴試驗。第41頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四二、現(xiàn)代遺傳學的發(fā)展階段

1.個體遺傳學向細胞遺傳學過渡時(1910之前)：(1)孟德爾(MendelG.J.，1822-1884):系統(tǒng)地研究了生物的遺傳和變異。豌豆雜交試驗（1856-1864）：

*1866年發(fā)表《植物雜交試驗》論文,提出了分離規(guī)律和獨立分配律。

*假定細胞中有它的物質(zhì)基礎“遺傳因子”,認為性狀是受細胞里的遺傳因子所控制的。(2)三位植物學家：狄·弗里斯(DeVrisH.)

科倫斯(CorrensC.)馮·切爾邁克(VonTschermakE.)

第42頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四*在不同國家用多種植物進行了與孟德爾早期研究相類似的雜交育種試驗作出了與孟德爾相似的解釋證實孟德爾的遺規(guī)傳律確認該理論的重大意義。*1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)標志著遺傳學的建立和開始發(fā)展，孟德爾被公認為現(xiàn)代遺傳學的創(chuàng)始人。*1910年起將孟德爾提出的遺傳規(guī)律命名為孟德爾定律。為了紀念孟德爾先生，在其修道院建立了紀念館。第43頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四(3)狄·費里斯（deVriesH.,1848-1935）

提出“突變學說”(1901-1903)：認為突變是生物進化因素。請看下列各圖：苗期白化突變。第44頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四2.細胞遺傳學時期(1910-1939)*當時細胞學和胚胎學已有很大發(fā)展，對于細胞結(jié)構、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。

*在魏斯曼“種質(zhì)論”的基礎上，使細胞學資料能與孟德爾的遺傳規(guī)律結(jié)合。

*這一歷史時期研究工作的主要特征是從個體水平細胞水平建立了染色體遺傳學說。

①約翰生(JohannsenW.,1859-1927)

*1909年發(fā)表“純系學說”明確區(qū)別基因型和表現(xiàn)型。

*最先提出“基因”一詞，替代遺傳因子概念。

②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系，是染色體遺傳學說的初步論證。③貝特生(BatesonW.,1906)

*從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖。*創(chuàng)造遺傳學“genetics”一詞。第45頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四④詹森斯(JanssensF.A.,1909)

*觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎。⑤摩爾根(MorganT.H.,1866－1945)

*提出“性狀連鎖遺傳規(guī)律”。

*提出染色體遺傳理論細胞遺傳學。

*著《基因論》：認為基因在染色體上直線排列。創(chuàng)立“基因?qū)W說”。

第46頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四⑥穆勒(MullerH.T.)：1927年對果蠅用X射線誘發(fā)突變。

斯特德勒(StadlerL.T.)

：1927年對玉米用X射線進行誘發(fā)突變。

兩人證實了基因和染色體的突變不僅在自然情況下產(chǎn)生，而且用X射線處理也會產(chǎn)生大量突變。

這種用人工產(chǎn)生遺傳變異的方法，使遺傳學發(fā)展到一個新的階段。

布萊克斯生(BlakesleeA.F.)：利用秋水仙素誘導多倍體。第47頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四3.數(shù)量遺傳學和群體遺傳學的誕生(1930-1932)

費希爾（FisherR.A.）

*1918年，發(fā)表了一篇劃時代的文獻“根據(jù)孟德爾遺傳假設的親屬間相關的研究”成功地運用多基因假設分析資料，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，首次提出方差分析(ANOVA)方法,為數(shù)量遺傳學的發(fā)展奠定了基礎。第48頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四4.從細胞水平向分子水平過渡時期(1940-1952)由于微生物遺傳學和生化遺傳學研究的廣泛開展，使遺傳學研究進入微觀層次，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。第49頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四①比德爾(BeadleG.W.，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。

*提出“一個基因一種酶”假說。

*發(fā)展了微生物遺傳學、生化遺傳學。

以后的研究表明，基因決定著蛋白質(zhì)(包括酶)的合成，故改為“一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽”。

②卡斯佩森(CasperssonT.O.)：20世紀40年代初用定量細胞化學方法證明DNA存在于細胞核中。

③以后又有人證明：

*DNA是構成染色體的主要物質(zhì)；

*同種生物不同細胞中DNA的質(zhì)與量恒定；

*在性細胞中DNA的含量為體細胞的一半。

④艾弗里(AveryO.T.,1944)等在用純化因子研究肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。

⑤赫爾希(HersheyA.D.,1952)等在研究噬菌體感染細菌的實驗中，采用同位素示蹤法再次確認了DNA是遺傳物質(zhì)。至此，為遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)及基因的功能奠定了初步的理論基礎。第50頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四5.分子遺傳學時期(1953－現(xiàn)在)20世紀40年代中期，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)生了濃厚的興趣。

在量子力學家薛定諤《生命是什么?》(1944)一書的影響下,一些物理學家和化學家研究遺傳的分子基礎和基因的自我復制這兩個當時生物學的中心問題。在生物學研究中引入了物理學的理論、概念和方法。

(1)沃森(WatsonJ.D.)和克里克(CrickF.H.C.)

在《生命是什么?》的影響下，意識到對根本性的生物學問題可用物理學和化學的概念進行思考。

根據(jù)對DNA化學分析和X射線晶體學所得資料，提出DNA分子結(jié)構模式理論(雙螺旋結(jié)構,1953)。第51頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四根據(jù)對DNA的化學分析和X射線晶體學結(jié)果提出了DNA雙螺旋結(jié)構的理論（1953年，2月28日），并因此獲得了諾貝爾獎。第52頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四①為DNA分子結(jié)構、自我復制、相對穩(wěn)定性和變性提出合理的解釋；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分子生物學誕生將生物學各分支學科及相關的農(nóng)學、醫(yī)學的研究都推進到了分子水平是遺傳學發(fā)展到分子遺傳學的重要轉(zhuǎn)折點。意義：第53頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四

(2)

克里克(CrickF.H.C.，1961)和同事們用實驗證明了他于1958年提出的關于遺傳三聯(lián)密碼的推測。

(3)

從1957年開始，尼倫伯格(NirenbergM.W.)等著手解譯遺傳密碼，經(jīng)多人努力至1969年全部解譯出64種遺傳密碼。在60年代先后，初步闡明了mRNA、tRNA及核糖體功能。

(4)

雅各布(JacobF.)和莫諾(MonodJ.)：1961年提出了大腸桿菌操縱子學說，闡明微生物基因表達的調(diào)節(jié)問題。

*由于上述成就，至60年代末已基本上搞清楚蛋白質(zhì)生物合成過程，驗證了1958年克里克提出的“中心法則”。這一法則因1970年逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)而作了進一步修正。

*遺傳密碼的破譯解決了遺傳信息本身的物質(zhì)基礎及含義問題。

*“中心法則”解決了遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。

意義第54頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四*分子遺傳學取得的許多成就都是來自對原核生物的研究,從70年代開始才在此基礎上逐漸開展了對真核生物的研究。*由于在細菌質(zhì)粒和噬菌體，以及限制性核酸內(nèi)切酶、人工分離和合成基因方面取得的進展,1973年成功地實現(xiàn)了DNA的體外重組人類開始進入按照需要設計并能動改造物種和創(chuàng)造新物種的新時代。在分子遺傳學中已成功地：

*人工分離基因*人工合成基因

*人工轉(zhuǎn)移基因*克隆技術應用第55頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四世界20種克隆動物鯉魚，1963多利綿羊，1996母牛諾托和卡加，1998山羊米拉，1998第56頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四獼猴特拉，2000年老鼠庫姆利納，2000克隆豬米莉，2000野牛諾亞，2001兔子，2001貓科畢，2001歐洲盤羊奧姆布雷塔，2000第57頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四大老鼠拉夫爾，2002騾子格姆，2003馬普羅梅蒂亞，2003非洲野貓迪特尤克斯，2003鹿杜威，2003第58頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四雪貂利比和利麗，2004水牛穆拉罕，2009狗史努比，2005克隆狼，2005克隆狗史努比，2005第59頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四吉林大學農(nóng)學部奶牛繁育基地近日成功培育出一頭攜帶轉(zhuǎn)入賴氨酸基因的克隆奶牛。據(jù)介紹，這是世界上首次利用分子生物學技術和體細胞核移植技術獲得的賴氨酸轉(zhuǎn)基因克隆牛，也標志著世界克隆技術的又一次突破。新華社發(fā)(2011.8.26)第60頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四人耳鼠，真也？(2011.8月26日，上海交通大學及其醫(yī)學院、附屬第九人民醫(yī)院聯(lián)合澄清“人耳鼠”科研造假事件，并向記者展示了“人耳鼠”及其制作過程。)第61頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四目前：基因工程定向改變遺傳性狀可以更自由和有效地改變生物性狀；

*打破物種界限，克服遠緣雜交困難；

*培育優(yōu)良動、植物新品種；

*有效地治療人類的一些遺傳性疾病。遺傳學發(fā)展：*整體水平細胞水平分子水平；

*宏觀微觀；

*染色體基因；

*逐步深入到研究遺傳物質(zhì)結(jié)構和功能?，F(xiàn)代遺傳已發(fā)展到30多個分支：

細胞遺傳學、數(shù)量遺傳學、生化遺傳學、發(fā)育遺傳學、進化遺傳學、微生物遺傳學、分子遺傳學、輻射遺傳學、遺傳工程、分子數(shù)量遺傳學、基因組學、生物信息學等。第62頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第63頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四我國生命科學近50年重大科技成果及其應用技術人工全合成牛胰島素研究

酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成

蛋白質(zhì)功能基因的化學修飾與其生物活性間的定量關系

轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物

轉(zhuǎn)基因與胚胎工程動物

基因工程藥物

世界第一張水稻基因組物理圖構建成功

人類基因組計劃取得進展

中國首次克隆成功“人類致病基因”

雜交水稻的誕生

基因重組人胰島素研制成功

我國成功克隆大熊貓早期胚胎《中國高等植物圖鑒》及《中國高等植物科屬檢索表》

中國蕨類植物科屬系統(tǒng)排列和歷史來源

黑曲糖化酶酶活的提高及其在工業(yè)上的應用

海灣扇貝引種、育苗、養(yǎng)殖研究及其應用

澄江生物群和寒武級大爆發(fā)

絕大部分在遺傳學領域第64頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四遺傳學與各領域的關系：第65頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第66頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)2．在生產(chǎn)實踐上

*對農(nóng)業(yè)科學起直接指導作用；

*指導醫(yī)學研究，提高健康水平。第67頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第68頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第69頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第70頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四（2）人類健康第71頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第72頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四第73頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四3．遺傳學仍在發(fā)展

*理論上和實踐上仍有許多需要解決的問題；

*廣泛利用豐富的生物資源，提高育種效果。

4．當代遺傳學特點

*理論扎實、技術領先、實用性強和學科交叉，遺傳學是一門處于發(fā)展巔峰時期的學科。

*目前遺傳學的前沿已從對原核生物的研究轉(zhuǎn)向高等真核生物，從對性狀傳遞規(guī)律的研究深入到基因的表達及其調(diào)控的研究。

第74頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四⑴1990年美國正式開始實施的《人類基因組作圖及測序計劃》

*測定和分析人體基因組全部核苷酸排列次序，揭示攜帶的全部遺傳信息，闡明遺傳信息表達的規(guī)律及其最終生物學效應。

*是生物學中的最重大事件和遺傳學領域中一個跨世紀宏偉計劃。

*在2000年6月26日人類基因組的“工作框架圖”繪制宣布完成（歷時10年）。

*我國承擔了第3號染色體測序任務,共計3000萬個堿基對，約占人類基因組全部序列的1％。

第75頁，共82頁，2022年，5月20日，12點38分，星期四⑵其它動植物基因組計劃

①美國、英國國際植物基因研究中心等的研究對象，已從模式植物擬南芥的基因圖譜入手，逐漸擴大到玉米、小麥等主要農(nóng)作物；

②美、日和中已開展水稻基因組作圖及測序研究；

2002