《遗传学讲义》PPT课件.ppt

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1、遗传学讲义,遗 传 学,GENETICS,山东师范大学 邵群,第一章 绪论,遗传现象是生物的一个本质属性，遗传学是非常重要的一门科学，是生物学的中心学科，也是生物专业共同的必修课。同学们经过中学生物学和大学细胞生物学、生物化学、普通生物学等课程的学习，已经掌握了一些遗传学知识，但是还缺乏系统性和深刻性，因此很有必要再深入系统地学习遗传学这门课程,一 遗传学基本概念,（1）遗传学（genetics） 英国遗传学家贝特森（Bateson.W）1909年首先提出. （2）遗传(heredity, inheritance) （3）变异（variation） （4）遗传和变异现象在生物中的世代交替过程：

2、,有性生殖：亲代(Parent generation) ：精子(spermatozoa)和卵子(ovum)配子(gametes) 受精(fertilization)受精卵(oosperm),即合子(zygote),受精卵卵裂(cleavage)胚胎(embryo)新的个体即子代(Filial generation)。 子代与亲代总是具有大体相似的形态结构和生物学特性，但是一般不会完全相同，也就是既有遗传，又有变异。 （5）遗传和变异是生物的本质属性之一，是生物物种延续和进化的源泉。遗传是一种生命活动。 遗传密码和遗传信息：基因、蛋白质,二、遗传学的研究内容,遗传学是研究生物体的遗传信息的组成、

3、传递和表达作用规律的一门科学。基因的结构和功能是遗传学研究的中心主题。因而，遗传学其实就是研究基因的结构、功能、传递和表达规律的科学。遗传学研究的内容大致可分为以下四个方面: 1) 基因和基因组的结构，基因与基因组的核苷酸序列与其生物学功能之间的关系，这也包括突变与异常性状之间的关系 2) 基因在世代之间传递的方式与规律。 3) 基因转化为性状所需的各种内外条件，也就是基因表达调节的规律。 4）根据上述三方面研究所获得的知识，能动地改造生物，使之符合人类的利益和要求,遗传 ( Heredity,inheretance): 基因的结构 DNA的复制 (replication), 基因表达 (ge

4、ne expression) 表达调控 (regulation) 基因纵向转递 转化 (transformation) 基因横向转递 转导 (transduction) 转染 (transfection) 无性繁殖 接合 (conjugation) 保持物种稳定 转基因(transgene),变异(variation) 基因重组(Recombination) 染色体间 减数分裂中染色体的自由组合 染色体内 染色体的重排(Rearrangements) 转基因体外重组 突变(Mutation) 基因突变 染色体畸变（Aberration） 有性繁殖 物种进化,三、遗传学的分支,按研究的层次分类：

5、 群体遗传学(Population genetics) 宏观 即进化遗传学或种群遗传学 数量遗传学(Quantitative gentics) 细胞遗传学 (Cytogenetics) 核外遗传学 (Extranuclear G.) 微观 即细胞质遗传学(Cytoplasmic G.) 染色体遗传学(Chromosomal G.) 分子遗传学(Molecular genetics),按研究对象分类： 人类遗传学 (Human genetics) 动物遗传学 (Animal genetics) 植物遗传学 (Plant genetics) 微生物遗传学 (Microbial genetics)

6、按研究范畴分类： 发生遗传学 (Developmental genetics) 行为遗传学 ( Behavioral genetics) 免疫遗传学 (Immunogenetics) 药物遗传学 (Pharmacogenetics),毒理遗传学 (Toxicogenetics) 辐射遗传学 (Radiation genetics) 肿瘤遗传学 (Cancer genetics) 医学遗传学 (Medical genetics) 血型遗传学 (Blood group genetics) 生化遗传学 (Biochemical genetics) 应用学科： 生物工程学 (Biotechnology

7、) 优生学(Eugenics) 育种学(工业微生物、农、牧和水产),四、遗传学的发展历史,（一）在孟德尔以前及同时代的一些遗传学说 希波克拉底（Hippocrates）： 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)。,2.100年后，亚里斯多德（Aristotle）： 精液不是提供胚胎组成的元素，而是提供后代的蓝图。生物的遗传不是通过身体各部分样本的传递，而是个体胚胎发育所需的信息传递 3.1809年拉马克（Lamarck, J.B） “ 用进废退” 获得性状（acquiredcharacteristics）,4.1866年 达尔文（Darwi

8、n） 泛生论（hypothesis of pangenesis） 泛子（pangens） 5.1883年 鲁.威廉（Roux.W） 染色体遗传物质 遗传单位沿着染色体丝作直线排列。 6.1883，1885 魏斯曼（Weismann A） 种质论（germplasm theory）： 种质（germ plasm） 体质（somatoplasm),7.1869年高尔顿（Galton,F.） “ 天才遗传（Hereditary genius）” 即 “融合遗传论”。,（二）遗传学的诞生 1797年英国 奈特（Knight，T） 豌豆杂交实验： P 灰色白色 F1 灰色 F2 灰色 白色 但未统计分析

9、，只发现了这一现象。,1863年诺丹（Nauding）： （1）正交和反交结果是相同的； （2） “ 负责遗传性状的要素互相分开， 进入不同的性细胞中，否则就无法解释杂种二代所得到的结果” 1865年格里高孟德尔（Gregor Johann Mendel） “植物杂交实验” “ 等着瞧吧，我的时代总有一天要来临”,1900年孟德尔定律的二次发现 荷兰：狄夫瑞斯（de Vries） 德国：科伦斯（Correns,C.E） 奥地利：切尔迈克（Tschermak） 狄夫瑞斯：见月草杂交试验， F2的分离比为3:1。 1900,3,26日 “ 杂种分离法则” 德国植物学会杂志(18)83-90; 法国

10、科学院的纪事录(130)845-847。,科伦斯 杂种后代表现方式的孟德尔法则” 1900,4,24日 德国植物学会杂志(18)158-168。,切尔迈克 “ 关于豌豆的人工杂交” 1900，6,24日德国植物学会杂志(18)232-239. 孟德尔法则的重新发现。 孟德尔法则的发现在学说界皆引起了一场激烈的论战: 韦尔登（Weldon） 贝特森(Bateson),贝特森先后创用: 遗传学（Genetics） 等位基因（allele） 纯合体（homozygous） 杂合体（heterozygous） 上位基因（epistatic genes）,1909,约翰逊（Johannsen） 基因 （

11、gene） 基因型（genotype） 表型 （phenotype）,遗传学的发展可分为四个时期：,第一个时期:细胞遗传学时期(19001940 ) 1910年 摩尔根（Morgan ,T.H）及其 斯特蒂文特（Sturtevant） 弟子 布里吉斯（Bridges） 缪勒（Muller） 创立了连锁定律 1927年 Muller X-射线诱发突变 基因是一个抽象的遗传因子，既是功 能单位，又是重组单位和突变单位,第二时期:微生物遗传和生化遗传时期（19411960）,1941 Beadle和 Totum :一基因一酶学说 1944 Avery 确定遗传物质为DNA 1951 McClinto

12、ck B. 发现跳跃基因或称转座 1953 Watson和 Crick( -2004 .7.28):双螺旋模型 1958 Kornberg 发现 DNA合成酶 在此期遗传的基本单位是顺反子（Cistrons）,Avery Hershey and Chase,1945: 薛丁谔（Sehrdinger,E） 生命是什么 (WHAT IS LIFE ? Cambridge Univ ) “ 基因是活细胞的关键组成部分，要懂得什么是生命就必须知道基因是如何发挥作用的。”,第三时期:分子遗传时期 (19611985),1961: Jacob ,Monod:乳糖操纵子模型 1962 ，1968 Arber

13、， 1978 Smith 发现限制性酶 1964，1965：Nirenberg，Khorana破译遗传密码 1972 Berg建立重组技术 1975 Temin发现反转录酶,1977 Sanger (2) 蛋白质的结构模拟; (3) 药物设计.,四、遗传学在国民经济中的作用,1、遗传学与农牧业、工业的关系: 遗传育种 l杂种优势: 袁隆平:三系配套法,杂交水稻 l高产、抗病、抗虫、抗逆品种选育， 鲍文奎的八倍体小黑麦 2、遗传学在能源的开发和环境保护中的应用,3、 遗传学在医疗卫生工作中的应用 l高血压、糖尿病等遗传性疾病以及癌症、肿瘤 l医学遗传学和临床遗传学 l生物工程技术：制药工业 蛋白

14、质工程,4、 遗传学在其他领域中的应用 现代生物理论和技术研究：遗传学是生物学的基础学科，也是其中心学科，基因工程、胚胎工程、蛋白质工程、克隆、基因组和蛋白质组研究都离不开遗传学，或者可以说都是遗传学的分支学科。,五、遗传学的特点,1.是一门推理性的学科 2.多学科的交叉和融合 3.发展快 4.应用性强,参考书目,1、刘祖洞主编， 遗传学（第二版上下两册），高等教育出版社，1990.5； 2、汪亚馥、戴灼华主编， 遗传学，高等教育出版社，1999.6； 3、孙乃恩、孙东旭、朱德煦， 分子遗传学，南京大学出版社，1990 4、C. J. Avers, Genetics Second edition, Willard Grant Press, 1991,