遗传学课件

GeneralGenetics遗传学2013.3–2013.6课程基本信息【课程中文名称】:遗传学【学分与学时】：4学分，72学时（其中：理论课3学分，51学时）。【课程性质】：必修【授课对象】：生物工程专业本科生【考核方式】：期末（闭卷考试）70%+20%实验课+10%平时绪论1遗传学的概念及研究任务2遗传学的发展简史3遗传学的应用及现实意义遗传学（Genetics）是研究各种生物的遗传信息传递及遗传信息如何决定各种生物性状发育的科学。其研究的核心是遗传和变异的规律。本质上就是一门研究基因的科学。遗传(heredity)：指生物亲代与子代相似的现象。即生物在世代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变。（保证物种连续性）变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及子代与子代之间表现出一定差异的现象。（保证物种进化）遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征。遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面。遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的；没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题没有变异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素生物进化就是环境条件(选择条件)对生物变异进行自然选择，在自然选择中得以保存的变异传递给子代(遗传)，变异逐代积累导致物种演变、产生新物种。新品种选育以选择强度更大的人工选择代替了自然选择，其选择的条件是育种者的要求。遗传与变异现象与基本规律阐明生物遗传、变异现象及其表现规律遗传的本质与内在规律探索遗传、变异的原因及其物质基础(遗传的本质)，揭示遗传变异的内在规律指导生物遗传改良工作在上述工作基础上指导动、植物和微生物遗传改良(育种)实践崭新的科学－古老的问题繁殖方式多样性和幼体发育差异性遗传现象的纷杂神话传说和权威对科学的臆测误导学科的发展“桂实生桂，桐实生桐”“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”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古代学者对遗传现象的看法希波克拉底（Hippocrates，前460——前377，古希腊医师，“医学之父”）最早提出具有“遗传物质”希波克拉底提出的3个观点提出了遗传学史上的三个重要观点一、遗传有物质基础，而且是以看不见的颗粒形式“胚芽”（元素）传递的。二、泛生论，即认为身体的每个部位都提供了遗传颗粒。遗传物质来自于整个肉体。三、后天获得性状特征能够遗传。亚里士多德（Aristotle，前384—前322年，古希腊哲学家）最早提出了生长发育的蓝图亚里士多德的主要遗传观点反对希波克拉底的（泛生论）观点认为遗传是通过血液进行传递的，即小孩从父母那里接受了一部分血液，因而相似于父母。（血缘关系、血统因此而来）认同后天获得性状特征能够遗传。遗传学的诞生拉马克（1744-1829，法国博物学家）认为：生物物种是可变的；遗传变异遵循“用进废退和获得性状遗传”规律用进废退：生物变异的根本原因是环境条件的改变获得性状遗传：所有生物变异(获得性状)都是可遗传的，并在生物世代间积累19世纪中叶，Darwin对野生和家养的动植物进行了详细的调查研究，修正了Lamarck的“用进废退”和“获得性状遗传”学说，提出了以自然选择为中心的进化学说，使生物学有了突破性的进展。达尔文（Darwin，1809-1882，英国生物学家）－－“自然选择学说”的提出者．达尔文的主要遗传观点:泛生论（hypothesisofpangenesis）:身体各部分不断产生着“微芽”(gemmules)，这些微芽被包含在全身血液中，但最终集中到生殖细胞；受精时双亲的微芽结合形成胚胎，分别发育为身体的各个部分。并非所有“微芽”都需要表达，部分“微芽”可以“隐藏”，并在以后的后代出现．亲代的“微芽”发生改变，子代也会改变．同一时期，奥地利神甫Mendel根据前人的工作和他自己进行了八年的豌豆杂交试验，于1866年发表了划时代的论文《植物杂交试验》，提出了遗传因子的概念和遗传因子分离和重组的假设。孟德尔(GregorJohannMendel,1822-1884)奥地利修道士1900年，三位植物学家狄·弗里斯（DeVrisH.）科伦斯（CorrensC.）冯·切尔迈克（VonTschermakE.）在不同的地点，利用不同的植物，经过大量的植物杂交工作，几乎在同时得出了与Mendel发现的相同的遗传规律，并重新发现了埋在故纸堆里30多年的Mendel的论文。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Genetics的由来1905年英国的贝特森W.Bateson根据希腊语“生殖”（generate）创造了Genetics一词，给遗传学正式定名.遗传学的发展1901-1903年，狄·弗里斯发表“突变学说”，认为，突变是生物进化的因素。1903年，Sutton和Boveri分别提出染色体遗传理论，认为：遗传因子位于细胞核内染色体上（即萨顿-鲍维里假说），从而将孟德尔遗传规律与细胞学研究结合起来1906年，贝特森（英国的遗传学家）首创“遗传学(Genetics)”，并引入了F1代F2代、等位基因、合子等概念1909年，约翰生（丹麦的遗传学家）发表“纯系学说”，并提出“gene”、“基因型（genotype)”、和“表现型(phenotype)”等概念，以代替孟德尔所谓的“遗传因子”1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律初创时期(1900-1910)全面发展时期(1910-1952)形成了近代遗传学的主要内容与研究领域，也是本课程的主要内容。(1).细胞遗传学/经典遗传学(1910-1940)1910，摩尔根等：性状连锁遗传规律（对黑腹果蝇的研究）摩尔根等人认识到同一对染色体上的两对等位基因，大都一起分离，即“连锁”；少数则进行交换每两个相互连锁的基因间都有一定的交换值。根据交换值，摩尔根等人创造了染色体作图法，并于1913年画出了历史上第一个果蝇基因位置图。摩尔根是遗传学史上的巨人，一生共写了22本书和大约370篇文章，是第一个获得诺贝尔奖的遗传学家……(2).数量遗传学与群体遗传学基础(1920-)费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用1918年，费希尔发表了重要文献“根据孟德尔遗传假设的亲属间相关的研究”，成功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，首次提出了方差分析（ANOVA）方法,为数量遗传学的发展奠定了基础。(3).微生物遗传学及生化遗传学(1940-1953)1941，Beadle和Tatum等认为：一个基因相当于一个蛋白质，从而提出了“一个基因一个酶”假说（one-gene-one-enzymehypothesis)1944，阿委瑞：肺炎双球菌转化,证明遗传物质是DNA而不是蛋白质1952，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组，用同位素32P和35S标记实验证明DNA噬菌体的遗传物质也是DNA而不是蛋白质(4).其它研究方向1927，穆勒在果蝇、斯塔德勒在玉米中人工诱导基因突变，开始人工诱变的工作，丰富遗传学内容，为育种提供依据1937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导（用秋水仙素）杂种优势的遗传理论分子遗传学时期(1953-)1953年，Watson和Crick提出DNA分子双螺旋(doublehelix)模型，是分子遗传学及以之为核心的分子生物学建立的标志；20世纪70年代以来，分子遗传学、分子生物学及其实验技术得到飞速发展……1、克里克(CrickF．H．C.，1961)等用实验证明他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测2、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。60年代先后初步阐明了mRNA、tRNA以及核糖体功能。3、雅各布（JacobF.）和莫诺（MonodJ.）：1961年提出了大肠杆菌的操纵子学说，阐明微生物基因表达的调节问题我有一个超级水稻梦亩产1000公斤目标可以实现俺是“优质牛”5000kgDNA指纹鉴定（a）嫌疑犯鉴定，已标出1号是罪犯（b）亲子关系鉴定，已标出2号男人是孩子的亲生父亲生物进化树新几内亚人类进化树主要研究领域及分支学科1、传递遗传学：性状传递，经典遗传学2、细胞遗传学：研究染色体为主，3、分子遗传学：研究基因为主，4、生统遗传学：数量遗传、群体遗传学遗传课和其他课程的关系遗传学微生物学植物学动物学生物化学－基础分子生物学微生物水平DNA、GENE水平个体到群体水平工具解释[遗传学原理与分析].Hartl.D.L.,.Jones.E.W.Genetics.(1998)(1367s)1.《遗传学》刘祖洞、江绍慧编，高等教育出版社2.《遗传学》朱军主编(面向21世纪教材)，中国农业出版社3.《普通遗传学》杨业华主编，高等教育出版社4.《遗传学》王亚馥、戴灼华主编，高等教育出版社学校教务处主页—快速导航—网络教学平台://generalgenetics.blog.163.com/