新疆农大遗传学课件复件绪言详解

新疆农大遗传学课件复件绪言详解演示文稿第一页，共六十五页。优选新疆农大遗传学课件复件绪言第二页，共六十五页。1.遗传学的研究对象这一学科名称是英国遗传学家贝特森（Bateson，W）于1906年首先提出的。遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学遗传与变异是生物界最普遍、最基本的两个特征

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；

变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。第三页，共六十五页。图4拇指竖起时弯曲情形1、挺直2、拇指向指背面弯曲图1上眼脸有无褶皱1、双眼皮2、单眼皮图2食指长短1、食指比无名指长2、食指比无名指短图3脸颊有无酒窝1、有酒窝2、无酒窝第四页，共六十五页。遗传学研究的模式生物拟南芥第五页，共六十五页。第六页，共六十五页。1.遗传学的研究对象第七页，共六十五页。1.遗传学的研究对象遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学。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第八页，共六十五页。2.遗传、变异和选择遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素第九页，共六十五页。3.遗传、变异与环境环境改变可以引起变异生物所表现出的性状变异分为：可遗传(heritable)变异和不可遗传(non-heritable)变异环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性，也包含只在生物当代表现出来，而不能传递给后代的变异考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行第十页，共六十五页。4.遗传学的任务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阐明生物遗传、变异现象及其表现规律在上述工作基础上指导动、植物和微生物遗传改良(育种)实践第十一页，共六十五页。二、遗传学的发展简史＊(一)、古代遗传学知识的积累(二)、近代遗传学的奠基1、拉马克：器官用进废退与获得性状遗传（J·B·Lamarck1744-1829,法国博物学家,进化论者）2、达尔文：泛生假说（1809-1882,英国博物学家,进化论的创立者）3、魏斯曼：种质连续论（Weismann1834-1914，德国生物学家）4、高尔顿：融合遗传假说5、孟德尔：遗传因子假说（Mendel1822-1884,奥地利遗传学家）(三)、遗传学的建立和发展1、初创时期(1900-1910)2、全面发展时期(1910-1952)3、分子遗传学时期(1953∽1985)4.基因组及蛋白质组时期(1986-至今)总述第十二页，共六十五页。图片:人工授粉第十三页，共六十五页。*(一)、古代遗传学知识的积累18世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。

人类在利用和改造生物的过程中，逐渐积累对生物遗传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。

具有明显的朴素唯物主义和经验性质，在方法上比较直观，并更多地注意生物的形态特征在欧洲，宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的神学、神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论和不变论第十四页，共六十五页。*(一)、古代遗传学知识的积累公元前五世纪希波克拉底（Hippocrates）提出了第一个遗传理论。他认为子代具有亲代的特性那是因为在精液或胚胎里集中了来自身体各部分的微小代表元素(elememt)。100年后，亚里斯多德（Aristotle）认为:

雄性的精液是从血液形成的，而不是从各个器官形成的。第十五页，共六十五页。1.拉马克：用进废退和获得性状遗传1809，拉马克认为：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”规律拉马克的主要研究领域是生物物种进化，但对生物进化的解释必然涉及对性状遗传与变异现象的解释器官用进废退和获得性状遗传假说用进废退：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第十六页，共六十五页。用进废退获得性遗传第十七页，共六十五页。2.达尔文：泛生假说(hypothesisofpangensis)达尔文在解释生物进化时也对生物的遗传、变异机制进行了假设，并提出了泛生假说（泛生论，1866），认为：身体各部分细胞里都存在一种胚芽或泛子（pangens），遗传物质是存在于生物器官中的“泛子/泛生粒”；遗传就是泛子在生物世代间传递和表现达尔文也承认获得性状遗传的一些观点，认为生物性状变异都能够传递给后代1859，《物种起源》第十八页，共六十五页。达尔文第十九页，共六十五页。3.魏斯曼：种质连续论新达尔文主义在生物进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传上否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者种质连续论(theoryofcontinuityofgermplasm)多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗传；

第二十页，共六十五页。第二十一页，共六十五页。*4.高尔顿：融合遗传假说1869年达尔文的表弟高尔顿（Galton,F.）发表了“天才遗传（Hereditarygenius）”，即“融合遗传论”。融合遗传认为：

双亲的遗传成分在子代中发生融合，而后表现。其根据是，子女的许多特性均表现为双亲的中间类型。因此高尔顿及其学生毕尔生致力于用数学和统计学方法研究亲代与子代间性状表现的关系虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这一基础上所创建的一系列生物数学分析方法，却为数量遗传、群体遗传的产生和发展奠定了基础第二十二页，共六十五页。5.孟德尔：遗传因子假说遗传因子假说认为：生物性状受细胞内遗传因子(hereditaryfactor)控制遗传因子在生物世代间传递遵循分离和独立分配两个基本规律这两个遗传基本规律是近现代遗传学最主要的、不可动摇的基础第二十三页，共六十五页。5.孟德尔：遗传因子假说第二十四页，共六十五页。豌豆的7个单位性状及其相对性状第二十五页，共六十五页。1.初创时期(1900-1910)(1).1900年，狄·弗里斯（DeVries，德·弗里斯，月见草）、柯伦斯（Correns，科伦斯，拿戈里(KarlvonNageli山柳菊)

）和柴马克（Tschermark，冯·切尔马克）分别重新发现孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。1909年，贝特森（Bateson）提出以Genetics（遗传学）作为该学科的学科名第二十六页，共六十五页。1.初创时期(1900-1910)(2).1901-1903年，狄·弗里斯发表“突变学说”(3).1903年，Sutton（萨顿）和Boveri（博韦里Boret博韦生于瑞士的意大利药理学家,曾获1957年诺贝尔生理学-医学奖）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，从而将孟德尔遗传规律与细胞学研究结合起来(4).1909年，约翰生发表“纯系学说”，并提出“gene”的概念，以代替孟德尔所谓的“遗传因子”(5).1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律第二十七页，共六十五页。2.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（Morgan1866-1945,美国生物学家,曾获1933年诺贝尔生理学-医学奖）等：性状连锁遗传规律(2).数量遗传学与群体遗传学基础(1920-)

费希尔（Fisher）赖特（Wright）等：数理统计方法在遗传分析中的应用第二十八页，共六十五页。摩尔根第二十九页，共六十五页。2.全面发展时期(1910-1952)(3).微生物遗传学及生化遗传学(1940-1953)1941，比德尔和泰特姆等：一个基因一个酶(Beadle美国生物学家、教育家,曾获1958年诺贝尔生理学-医学奖)(Tatum美国生物化学家,曾获1958年诺贝尔生理学-医学奖)

1944，阿委瑞：肺炎双球菌转化(Avery埃氟里、艾弗里)，确定遗传物质为DNA

(威尔斯塔特)1951McClintockB.发现跳跃基因或称转座子1955，本泽提出噬菌体的精细结构图在此期遗传的基本单位是顺反子（Cis—trons）(4).其它研究方向

1927，穆勒等：人工诱变（Muller马勒，摩尔根的学生1890-1967,美国遗传学家,曾获1946年诺贝尔生理学-医学奖）

1937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导

杂种优势的遗传理论第三十页，共六十五页。阿委瑞和他的转化试验第三十一页，共六十五页。Benzer顺反子概念和基因内重组DiscoveryofRecombinationWithintheGene

第三十二页，共六十五页。3.分子遗传学时期（1953∽1985）1953年Watson(沃森1928-,美国生物学家,曾获1962年诺贝尔生理学-医学奖)和Crick(克里克1916-,英国生物物理学家,曾获1962年诺贝尔生理学-医学奖)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。第三十三页，共六十五页。JamesWatson(left)andFrancisCrick(right)proposedamodelforthephysicalandchemicalstructureoftheDNAmolecule.第三十四页，共六十五页。1961，Jacob和Monod建立乳糖操纵子模型1964，1965：Nirenberg，Khorana破译遗传密码1970Smith

首次分离到限制性酶1972Berg在离体条件下首次合成重组DNA1973波耶和柯恩首次用质粒克隆DNA1975Temin发现反转录酶3.分子遗传学时期（1953∽1985）第三十五页，共六十五页。第三十六页，共六十五页。第三十七页，共六十五页。

不能忘记的人

PaulBerg伯格（美国生物化学家）通过把两个不同来源的DNA连结在一起并发挥其应有的生物学功能，证明了完全可以在体外对基因进行操作。他作为“重组DNA技术之父”于1980年获诺贝尔化奖。第三十八页，共六十五页。基因克隆操作第三十九页，共六十五页。BoyerandCohen第四十页，共六十五页。目的基因导入受体目的基因导入受体细胞第四十一页，共六十五页。Termin第四十二页，共六十五页。1977Sanger&Gilbert建立测序方法1977Sharp和Roberts

发现内含子

1985Mullis,K.建立了PCR体外扩增技术。此期基因的概念是一段可以转录为功能性RNA的DNA，它可以重迭、断裂的形式存在，并可转座。3.分子遗传学时期（1953∽1985）第四十三页，共六十五页。

不能忘记的人

FSangerWGilbert桑格（英国化学家）最早测定胰岛素的氨基酸顺序获得1958年诺贝尔化奖。22年后，他因测定了一种噬菌体的一级结构获1980年的诺贝尔化学奖。吉尔伯特在DNA测序领域，因其卓越的工作获得1980年诺贝尔化学奖。第四十四页，共六十五页。

不能忘记的人KaryBMullis1985年穆利斯发明了高效复制DNA片段的聚和酶链式反应（PCR）技术，利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子，使基因工程获得了革命性发展。第四十五页，共六十五页。60年代：蛋白质和DNA人工合成中心法则和三联体密码基因调控机理突变的分子基础遗传学发展走在了生物学科的前列，同时渗透到其它学科。70年代人工分离基因人工合成基因建立了遗传工程研究新领域3.分子遗传学时期（1953∽1985）第四十六页，共六十五页。1986年美国科学家达尔贝科提出的人类基因组计划，1990年启动该计划。23对染色体30亿对碱基，3.5万个基因进行测序。美国承担54%，英33%，日7%，法2.8%,德2.2%,中国1%。1999年中国加入人类基因组计划，投资3亿元，负责测定3号染色体3000万对碱基，2000年4月完成。4.基因组及蛋白质组时期(1986~至今)第四十七页，共六十五页。1996DietrichW.F等绘制了小鼠基因组的完整遗传图谱。199610月许多科学家完成了啤酒酵母基因组的全部DNA序列.1999国际人类基因组计划联合研究小组完成了人类第22号染色体测序工作。20003月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测序。第四十八页，共六十五页。2000年3月用“全基因组鸟枪法”获得果蝇全基因组序列。第四十九页，共六十五页。2000完成了人类第21号染色体的测序20006,26人类基因组草图发表200012,14英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱20011,12中、美、日、德、法、英等国科学家(Nature,15日)和美国塞莱拉公司(Science,16日)各自公布人类基因组图谱和初步分析结果。约3万基因。第五十页，共六十五页。2000年5中国完成了人类基因组3p区域（3pter-D3S3610）“工作框架图”的任务，即“1%项目”。由中国承担的人类基因组中心完成的人类3号染色体短臂上的一个约30Mb的区域的测序任务。由于该区域约占人类整个基因组的1%，因此简称“1%项目”。

2000年，完成HGP1%项目第五十一页，共六十五页。籼稻基因组序列草图的测定和初步分析。覆盖整个水稻基因组92％的草图显示，籼稻基因组共包含4.66亿个碱基对，基因数目在4.6万至5.6万之间。他们还发现，籼稻基因组有约70％以上的基因出现重复现象。2002年水稻基因组序列草图第五十二页，共六十五页。九十年代初实施“人类基因组计划”，全部约32亿个核苷酸对的排列次序，约3.5万个基因的遗传和物理图谱确定人类基因组DNA编码的遗传信息

21世纪，将进入“后基因组时代”，将阐明蛋白质的功能弄清DNA序列所包含遗传信息的生物学功能第五十三页，共六十五页。遗传学的分支按研究的层次分类：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(Quantitativegentics)细胞遗传学(Cytogenetics)核外遗传学(ExtranuclearG.)微观即细胞质遗传学(CytoplasmicG.)染色体遗传学(ChromosomalG.)分子遗传学(Moleculargenetics)第五十四页，共六十五页。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：免疫遗传学(Immunogenetics)药物遗传学(Pharmacogenetics)第五十五页，共六十五页。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：生物工程学(Biotechnology)

优生学(Eugenics)