遗传学育种绪论课件

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1、遗传学育种绪论序序号号章目名称章目名称学时学时数数序号序号章目名称章目名称学时学时数数1绪言绪言17数量性状遗传数量性状遗传42遗传的细胞学基础遗传的细胞学基础38近亲繁殖和杂种优势近亲繁殖和杂种优势43孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律49细菌和病毒的遗传细菌和病毒的遗传44连锁遗传和性连锁连锁遗传和性连锁510细胞质遗传细胞质遗传 25基因突变基因突变211群体遗传与进化群体遗传与进化26染色体结构和数目染色体结构和数目变异变异5遗传学育种绪论绪绪 论论遗传学育种绪论一、概念一、概念(一一)遗传学遗传学：研究生物遗传和变异规律的科学。研究生物遗传和变异规律的科学。遗传和变异是生物界最普遍最本的特

2、征。遗传和变异是生物界最普遍最本的特征。遗传学育种绪论(三三)变异：变异：生物在繁殖过程中，亲子代之间、子生物在繁殖过程中，亲子代之间、子代个体之间相异的现象称为变异。代个体之间相异的现象称为变异。20032003年年8 8月，山东济宁，月，山东济宁，自然受孕的五胞胎。自然受孕的五胞胎。(二二)遗传：遗传：生物在繁殖过程中，亲代和子代相似生物在繁殖过程中，亲代和子代相似的现象称为遗传。的现象称为遗传。遗传学育种绪论变异的分类变异的分类遗传变异遗传变异：由于遗传物质组成不同而引起的由于遗传物质组成不同而引起的可遗传变异称为遗传变异。可遗传变异称为遗传变异。环境变异环境变异：由于环境的作用（如温、

3、水、肥由于环境的作用（如温、水、肥等）引起的变异，不能遗传。等）引起的变异，不能遗传。最早由日本2001年培育，方形西瓜属不可遗传的变异遗传学育种绪论进化和新品种选育的三大因素进化和新品种选育的三大因素1 1 遗传：物种和性状的相对稳定性遗传：物种和性状的相对稳定性 2 2 变异：物种进化和新品种选育变异：物种进化和新品种选育3 3 选择：物种形成（自然选择）选择：物种形成（自然选择）新品种（人工选择）新品种（人工选择）遗传学育种绪论二、遗传学的研究对象、任务和内容二、遗传学的研究对象、任务和内容(一一)研究对象研究对象 以以微生物微生物(细菌、真菌、病细菌、真菌、病毒毒)、植物植物和和动物动

4、物以及以及人类人类为对为对象，研究其遗传变异规律。象，研究其遗传变异规律。遗传学育种绪论遗传物质的本质遗传物质的本质遗传物质的传递遗传物质的传递遗传信息的实现遗传信息的实现(三三)研究内容研究内容 遗传学育种绪论三、遗传学的发展三、遗传学的发展（一）遗传学的建立：（一）遗传学的建立：19世纪中叶，世纪中叶，Darwin提出以自然选择为中心的进化学说提出以自然选择为中心的进化学说。1866年年Mendel发表了发表了“植物杂交试验植物杂交试验”。1900年，三个植物学家：年，三个植物学家：De Vris,H.、Von Tschermark,E.、Correns,Carl三人得出跟三人得出跟Men

5、del相同的遗传规律相同的遗传规律。1900年，遗传学诞生。年，遗传学诞生。遗传学育种绪论（二）遗传学的发展（二）遗传学的发展 1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）2、细胞遗传学时期（、细胞遗传学时期（1910-1940）3、微生物遗传学时期（、微生物遗传学时期（1941-1953）4、分子遗传学时期（、分子遗传学时期（1953-现在）现在）遗传学育种绪论孟德尔于孟德尔于1865年发表了年发表了“植物杂交试验植物杂交试验”1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）遗传学育种绪论荷兰的狄荷兰的狄.费里费里斯斯(De Vris,H.)奥地利的柴马克奥地利的柴马克(Von Tsch

6、ermark,E.)德国的柯伦斯德国的柯伦斯(Correns,C.)1900年年,遗传学建立。遗传学建立。1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）遗传学育种绪论 1903年年，Sutton和和Boveri首先发现了染色体行为与遗传因子首先发现了染色体行为与遗传因子的行为很相似，的行为很相似，提出了染色体是遗传物质载体的假设提出了染色体是遗传物质载体的假设。是解释孟。是解释孟德尔遗传规律的细胞学基础德尔遗传规律的细胞学基础.1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）Boveri 遗传学育种绪论1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）1906年年,Bateson从香豌豆中从香

7、豌豆中发现性状连锁发现性状连锁.遗传学育种绪论 1909年，年，Johannsen（约翰生），发表了纯系学说，约翰生），发表了纯系学说，称遗传因子为称遗传因子为基因基因。1910年起将孟德尔遗传规律改称为年起将孟德尔遗传规律改称为孟德尔定律孟德尔定律，公，公认孟德尔是遗传学的奠基人。认孟德尔是遗传学的奠基人。1、孟德尔时期、孟德尔时期（1866-1910）遗传学育种绪论2、细胞遗传学时期（、细胞遗传学时期（1910-1940）摩尔根（摩尔根（Morgan T.H.Morgan T.H.）.提出提出“性状连锁遗传规律性状连锁遗传规律”；.提出染色体遗传理论提出染色体遗传理论 细胞遗传学；细胞遗传

8、学；.著著“基因论基因论”：认为基因在染色体上：认为基因在染色体上直线排列直线排列 创立创立基因学说基因学说。Morgan荣获1933年度诺贝尔奖遗传学育种绪论2、细胞遗传学时期（、细胞遗传学时期（1910-1940）穆勒（穆勒（Muller H.T.）：）：1927年用年用X 射线射线诱发诱发果蝇果蝇突变。突变。斯特德勒（斯特德勒（Stadler L.T.）：）：1927年用年用X 射线射线诱发诱发玉米玉米突变。突变。两人证实了基因和染色体的突变不仅在自然两人证实了基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，且用情况下产生，且用X射线处理也会产生大量突变射线处理也会产生大量突变。这种用这种用人工

9、产生遗传变异人工产生遗传变异的方法，使遗传学的方法，使遗传学发展到一个新的阶段。发展到一个新的阶段。布莱克斯生（布莱克斯生（Blakeslee A.F.）：）：利用利用秋水仙素秋水仙素诱导诱导多倍体多倍体。穆勒穆勒遗传学育种绪论3、微生物遗传学时期、微生物遗传学时期(1941-1953)比德尔比德尔（Beadle G.W.，1941）在红色面包霉的生化遗传研究中，分在红色面包霉的生化遗传研究中，分析了许多生化突变体：析了许多生化突变体：.提出提出“一个基因一种酶一个基因一种酶”假说；假说；.发展了微生物遗传学、生化遗传学。发展了微生物遗传学、生化遗传学。遗传学育种绪论1944年，年，Avery

10、,O.T（阿委瑞）证明阿委瑞）证明DNA是转化肺炎双球菌是转化肺炎双球菌的的遗传物质遗传物质。1952年，年，Hershey,A.D（赫尔歇）和赫尔歇）和Chase,M.（简斯）简斯）进一进一步证明步证明DNA的遗传传递作用的遗传传递作用。遗传学育种绪论4、分子遗传学时期（、分子遗传学时期（1953-现在）现在）沃森（沃森（Watson J.D.）和克里克和克里克（Crick F.H.C.）通过通过X射线衍射分析射线衍射分析的研究的研究,提出了提出了DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型，创，创立了立了分子遗传学分子遗传学。60年代，蛋白质和核酸的人工合成，年代，蛋白质和核酸的人工合成，中心法则的

11、提出，三联体密码的确定中心法则的提出，三联体密码的确定。遗传学育种绪论70年代，发现限制性核酸内切酶年代，发现限制性核酸内切酶，基因工程技术诞生，基因工程技术诞生 90年代年代“人类基因组计划人类基因组计划”开始实施开始实施 21世纪初人类基因组计划提前完成，遗传学研究进入了世纪初人类基因组计划提前完成，遗传学研究进入了“基因组后研究基因组后研究”时代（时代（post-genoma era）4、分子遗传学时期（、分子遗传学时期（1953-现在）现在）遗传学育种绪论1科学发展上的作用科学发展上的作用 解释解释生物进化生物进化原因原因阐明生物进化的遗传机理；阐明生物进化的遗传机理；遗传学表明高等和

12、低等生物所表现遗传学表明高等和低等生物所表现遗传规律相同遗传规律相同；分子遗传学的发展分子遗传学的发展认识生命本质认识生命本质(DNADNA、蛋白质蛋白质)。四、遗传学的应用四、遗传学的应用遗传学育种绪论2 2、对农作物的遗传改良、对农作物的遗传改良3 3、对动物、微生物的遗传改良、对动物、微生物的遗传改良遗传学育种绪论“Golden”rice contrasted with ordinary rice遗传学育种绪论4 4医药业医药业遗传疾病遗传疾病医学遗传学医学遗传学 染色体病：染色体结构数目异常而导致的遗传病染色体病：染色体结构数目异常而导致的遗传病单基因病：多指症，白化病，早老症单基因病

13、：多指症，白化病，早老症多基因病：哮喘，原发性高血压，糖尿病多基因病：哮喘，原发性高血压，糖尿病 遗传学育种绪论SARS2002年年11月月16日，日，广东广东佛山市出现佛山市出现“非典非典”。2月月26日，日，军事医科院军事医科院发现发现冠状病毒冠状病毒样颗粒样颗粒（在（在WHO将疾病命名为将疾病命名为SARS的前两周）。的前两周）。3月月23日，香港地区和美国几乎同时报告，日，香港地区和美国几乎同时报告，一种冠状病毒可能是真正的元凶。一种冠状病毒可能是真正的元凶。4月月14日，军事医科院将病毒日，军事医科院将病毒RNA样本送到样本送到华大（华大（BGI）测序，拼出了测序，拼出了4个不同的非

14、典毒株个不同的非典毒株的基因组，于的基因组，于4月月16日登录到基因数据库里。日登录到基因数据库里。但但一天以前一天以前，加拿大温哥华，加拿大温哥华BCCA基因组科学中研基因组科学中研究组已在网上公布了全基因组序列究组已在网上公布了全基因组序列。冠状病毒冠状病毒,SARS的元凶的元凶遗传学育种绪论人类基因组作图及测序计划人类基因组作图及测序计划 19901990年美国年美国正式开始实施的正式开始实施的人类基因组计划人类基因组计划，耗资，耗资3030亿美元，可与阿波罗登月计划相比。亿美元，可与阿波罗登月计划相比。测定和分析测定和分析人体基因组人体基因组全部核苷酸排列次序全部核苷酸排列次序 揭示揭

15、示携带的全部遗传信息携带的全部遗传信息 阐明遗传信息表达规律及其阐明遗传信息表达规律及其最终生物学效应。最终生物学效应。对对生物学和医学生物学和医学产生革命性变革，是生物学中的最重大产生革命性变革，是生物学中的最重大事件和遗传学领域中一个跨世纪宏伟计划。事件和遗传学领域中一个跨世纪宏伟计划。遗传学育种绪论 人类基因组人类基因组“工作框架图工作框架图”在在2000年年6月月26日日宣布完成绘宣布完成绘制（历时制（历时10年），年），2003年年4月月14日日美英日法德中等国的科学家美英日法德中等国的科学家宣布完成人类基因组的宣布完成人类基因组的测序测序工作。工作。我国我国参与研究的第参与研究的第

16、3号染色体，共计号染色体，共计3000万个碱基对，约占万个碱基对，约占人类基因组全部序列人类基因组全部序列1%（中科院遗传所人类基因组中心杨焕（中科院遗传所人类基因组中心杨焕明教授负责，明教授负责，1999年年9月加入该研究）。月加入该研究）。遗传学育种绪论水稻基因组计划水稻基因组计划 19981998年年2 2月，测序工程启动月，测序工程启动;20022002年年1212月月，水稻基因组，水稻基因组“草图草图”绘就绘就;20052005年年8 8月月，“精细图精细图”刊登于自然杂志上刊登于自然杂志上.完成单位：完成单位：中科院基因组生物信息学中心、中科院遗传所、中科院基因组生物信息学中心、中科院遗传所、国家杂交稻研究中心，国家杂交稻研究中心，20002000年年5 5月启动。月启动。意义：意义：可以获得大量水稻遗传信息、全面了解其遗传机理、可以获得大量水稻遗传信息、全面了解其遗传机理、进一步获得大量水稻改良的有用基因，有助于了解小麦、玉米等进一步获得大量水稻改良的有用基因，有助于了解小麦、玉米等农作物的基因组，提高育种水平。农作物的基因组，提高育种水平。