高二生物竞赛：遗传学课件

普通遗传学课程教材：《普通遗传学》（第三版）

张飞雄科学出版社课程参考教材:《遗传学》刘祖洞高等教育出版社《遗传学》王亚馥戴灼华高等教育出版社

考核方式：闭卷成绩计算：遗传学闭卷考试成绩（60%）遗传学实验成绩+平时成绩（40%）（实验报告、操作、出勤、平时表现、习题）遗传学实验：实验B楼222

第一章绪论什么是遗传学？遗传学研究的范围和任务遗传学的发展概况遗传学的应用第一节遗传学的基本概念遗传学（genetics)1905年，英国的遗传学家WilliamBateson首先提出研究生物遗传（heredity)和变异(variation)的科学遗传(heredity)：生物繁殖过程中，亲代与子代以及子代各个个体之间在各方面相似的现象。

“种瓜得瓜、种豆得豆”变异(variation)：亲代与子代以及子代各个个体之间总是存在不同程度的差异，有时子代甚至产生与亲代完全不同性状表现的现象。

“一母生九子，九子各不同”相对的、保守的保持性状和物种的相对稳定性绝对的、发展的物种进化、新品种遗传变异（相互对立，相互联系）遗传与变异的关系没有变异，生物界就失去进化的素材,遗传只能是简单的重复。没有遗传，变异不能积累，变异就失去意义，生物也不能进化。遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素：

(遗传/变异)&自然选择

物种

(遗传/变异)&人工选择

新品种(遗传/变异)与环境不可分割南方古猿能人直立人智人第二节遗传学研究的范围和任务遗传物质的本质遗传物质的传递遗传信息的实现基因的化学本质、包含的遗传信息、DNA/RNA结构组成、变化遗传物质的复制、染色体行为、遗传规律、基因在群体中的数量变迁基因功能、相互作用、调控、作用机制研究内容四个层次：群体个体细胞分子遗传学的研究对象：动物、植物、微生物遗传学的研究任务：阐明遗传与变异现象及其基本规律探索遗传的本质与内在规律指导生物遗传改良工作第三节遗传学的发展概况公元前4000年古代巴比伦石刻马头部性状在５个世代的遗传一、血液传递说公元前3世纪希腊哲学家Aristotle孩子从父母那里接受了一部分血液—血缘，因而相似于父母。二、先成论theoryofpreformation每个精子中带有一个小人，精子在雌性子宫的保护和培养下可以长成为一个婴儿。

17世纪荷兰生物学家施旺墨丹JanSwammerdam(1637-1680)三、渐成论theoryofepigenesis18世纪德国胚胎学家沃尔夫

从受精卵至新生个体的生长及发育是渐变过程，即生物有机体的各种组织和器官是在胚胎发育过程中由原来未分化的物质发展形成的。四、进化论

18世纪下半叶-19世纪上半叶对遗传和变异进行了系统研究1.用进废退（useanddisuseoforgan)和获得性状遗传(heredityofacquiredcharacters)学说1809年Lamarck(1744-1829)动物器官的进化与退化取决于用与不用，每一世代中由于用或不用而加强或削弱的性状是可以遗传的。环境条件改变是生物变异的根本原因。2.进化学说和泛生论(hypothesisofpangenesis)Darwin1809~18821859年：《物种起源》(TheoriginofSpecies)1.物种是可变的，生物是进化的。生物由简单到复杂、低级到高级逐渐进化。2.自然选择是生物进化的动力。支持获得性状遗传的一些论点

提出“泛生论”假说器官存在泛生粒聚集到生殖器官形成生殖细胞受精卵发育成成体，泛生粒进入个器官发生作用

泛生粒[不改变（遗传）/改变（变异)]五、新达尔文主义

1892Weismann

（1834~1914）种质学说老鼠22代割尾巴试验种质（独立、连续）产生后代种质和体质变异可遗传生物体

体质不能产生种质环境造成的体质变异不可遗传贡献：首先提出了遗传有物质基础，否定了后天获得性遗传局限性：把生物体绝对划分为种质和体质不符合实际；没能发现遗传规律六、孟德尔遗传定律和遗传学的诞生

Mendel（1822~1884）奥地利遗传学家生物性状的遗传由遗传因子控制遗传因子(Mendelianfactor)：决定生物体性状的内在原因。分离规律独立分配规律豌豆杂交试验（1856-1864)1866年《植物杂交试验》1900年荷兰狄·弗里斯（DeVrisH.）德国科伦斯（CorrensC.）奥地利冯·切尔迈克（VonTschermakE.）用多种植物进行杂交试验

证实孟德尔遗传规律的正确性。

1900年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的诞生。孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。七、遗传学的迅猛发展（1900-至今）细胞遗传学

群体和数量遗传学生化与微生物遗传学

分子遗传学

鲍维里（Boveri）和萨顿（Sutton）遗传的染色体学说(TheChromosomalTheoryofInheritance)指出孟德尔的性状分离是与减数分裂时同源染色体的分离相关联的。染色体在减数分裂过程中的行为和遗传因子行为一致。染色体是遗传因子的载体。贝特生（Bateson）1905遗传学命名1906香豌豆杂交实验性状连锁遗传现象原来在亲本中组合在一起的两个性状在F2中有连在一起遗传的倾向。花（紫色和红色）花粉形状（长形和圆形）不符合自由组合规律的分离比。

1908年英国数学家哈迪/德国医学家温伯格遗传平衡定律（群体遗传学）在理想状态下，群体中各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。等位基因（allele）：一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。SupposethatAaisapairofMendeliancharacters,Abeingdominant,andthatinanygivengenerationthenumberofpuredominants(AA),heterozygotes(Aa),andpurerecessives(aa)areas

p:2q:r.

约翰森（Johannsen）提出基因(gene)一词替代遗传因子发表“纯系学说”，明确区别基因型和表现型。认为植物连续自交若干代后，能形成基因型纯合的品系，即纯系。基因型(genotype):一个个体染色体上基因的集合，即它所包含的每一对基因。表现型(phenotype):一个个体所含有的各种基因所制造的产物如蛋白质、酶等，以及个体的各种表现特征，甚至包括它的行为等。gene

詹森斯（Janssens）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。摩尔根（Morgan,1866~1945）1910前后发现果蝇性状连锁现象（眼色与翅长）、伴性遗传规律、基因的连锁互换规律创立基因学说1933年诺贝尔奖费希尔（Fisher）数量遗传学1918年“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。诱变X射线诱发突变1927年穆勒（Muller）果蝇斯特德勒（Stadler）玉米秋水仙素诱导多倍体。1937年布莱克斯生（Blakeslee）曼陀罗等植物证实基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，人工的方法也可产生遗传变异，使遗传学发展到一个新的阶段。1928年格里菲斯（Griffith）肺炎双球菌转化实验

存在转化因子年比德尔（Beadle）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1944年艾弗里（Avery）用纯化因子研究肺炎双球菌的转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。1952年赫尔希（Hershey）同位素示踪法噬菌体感染细菌实验再次确认了DNA是遗传物质。弗兰克林（英）【威尔金斯（英）研究小组】DNA的X射线晶体衍射照片沃森（美）、克里克（英）【卡文迪什实验室】1953年DNA双螺旋结构的发现分子遗传学诞生1962年NobelPrice1958年克里克(Crick)提出中心法则

(后修正)1961年雅各布（Jacob

）和莫诺（Monod）大肠杆菌的操纵子学说阐明微生物基因表达的调节问题1968年，日本遗传学家木村资生

分子进化的“中性学说”

分子水平上的大多数突变是中性或近中性的，自然选择对它们不起作用，这些突变全靠一代又一代的随机漂变而被保存或趋于消失，从而形成分子水平上的进化性变化或种内变异。1969年，尼伦伯格（Nirenberg

）等人解译出64种遗传密码Cell-freesystem细菌质粒/噬菌体/限制性核酸内切酶

人工分离和合成基因年科恩和博耶第一个大肠杆菌重组质粒取得巨大进展!1983年穆利斯PCR技术人类基因组计划(humangenomeproject)1990-2003遗传图谱物理图谱序列图谱基因图谱基因图策略Celera鸟枪策略单分子测序仪硅芯片测序仪拟南芥、果蝇、水稻…………体细胞克隆技术Dolly1996罗斯林研究所1998年RNA干扰（RNAi）技术双链小RNA能有效地阻断靶基因表达AndrewFire和CraigMello

后基因组时代结构基因组

功能基因组

蛋白质组表观遗传学DNA甲基化母体效应基因沉默转座……………