第一章遺傳學(xué)

1、遺傳學(xué)（Genetics） 主講：王澤方 ()助教：康君()Lab: 15樓328室 Office：14樓221室天津大學(xué)1天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章2公元前公元前4000年，年，伊拉克伊拉克古代巴比倫石刻上記載古代巴比倫石刻上記載了馬頭部性狀在了馬頭部性狀在5個世代個世代的遺傳。的遺傳。第一章第一章 緒緒 論論 天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章3第一節(jié)第一節(jié) 遺傳學(xué)研究的對象遺傳學(xué)研究的對象 和任務(wù)和任務(wù)天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章4 (1).(1).是研究生物是研究生物遺傳和變異遺傳和變異的科學(xué)：的科學(xué)：遺傳學(xué)與生命起源和生物進(jìn)化有關(guān)。遺傳學(xué)與生命起源和生物進(jìn)化有關(guān)。 1.遺傳學(xué)的研究內(nèi)容：遺傳學(xué)的研究內(nèi)容：(2)

2、.(2).是研究生物體是研究生物體遺傳信息遺傳信息和和表達(dá)規(guī)律表達(dá)規(guī)律的科學(xué)：的科學(xué)：解決問題：物種解決問題：物種代代相傳；代代相傳；性狀性狀遺傳。遺傳。(3).(3).是研究和了解是研究和了解基因本質(zhì)基因本質(zhì)的科學(xué)：的科學(xué)：遺傳物質(zhì)是什么？遺傳物質(zhì)是什么？遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)性狀？性狀？天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章5 遺傳學(xué)遺傳學(xué)是一門是一門涉及涉及生命起源和生物進(jìn)化的理論科學(xué)，生命起源和生物進(jìn)化的理論科學(xué)，同時也是一門同時也是一門密切聯(lián)系密切聯(lián)系生產(chǎn)實際的基礎(chǔ)科學(xué)，生產(chǎn)實際的基礎(chǔ)科學(xué)，直接指導(dǎo)直接指導(dǎo)植物、動物、微生物育種和醫(yī)學(xué)研究。植物、動物、微生物育種和醫(yī)學(xué)研究。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章6(1)遺傳（

3、遺傳（heredity）：）：親子間的相似現(xiàn)象。親子間的相似現(xiàn)象。 “種瓜得瓜、種豆得豆種瓜得瓜、種豆得豆” 2遺傳和變異的概念遺傳和變異的概念(2)變異（變異（variation）：）：個體之間的差異。個體之間的差異。 “母生九子，各子有別母生九子，各子有別”天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章7(3)(3)遺傳和變異是一對矛盾。遺傳和變異是一對矛盾。最早由日本最早由日本2001年培育，方年培育，方形西瓜屬不可遺傳變異形西瓜屬不可遺傳變異(4)(4)遺傳遺傳、變異變異和和選擇選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的是生物進(jìn)化和新品種選育的 三大因素：三大因素： 遺傳遺傳 + + 變異變異 + + 自然選擇自然選擇 形成

4、形成物種物種 遺傳遺傳 + + 變異變異 + + 人工選擇人工選擇 動、植物動、植物品種品種(5)(5)遺傳和變異的表現(xiàn)與遺傳和變異的表現(xiàn)與環(huán)境環(huán)境條件有關(guān)。條件有關(guān)。 天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章8自然選擇自然選擇人工選擇人工選擇天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章9以微生物（細(xì)菌、真菌、病毒）、以微生物（細(xì)菌、真菌、病毒）、植物和動物以及人類為對象，植物和動物以及人類為對象，研究研究其其遺傳變異規(guī)律遺傳變異規(guī)律。 3.遺傳學(xué)研究的對象：遺傳學(xué)研究的對象：天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章10(1)闡明：闡明：生物遺傳和變異生物遺傳和變異現(xiàn)象現(xiàn)象 表現(xiàn)規(guī)律；表現(xiàn)規(guī)律；(2)探索：探索：遺傳和變異遺傳和變異原因原因 物質(zhì)基礎(chǔ)；物質(zhì)

5、基礎(chǔ)；(3)指導(dǎo)：指導(dǎo)：動植物和微生物動植物和微生物育種育種 提高提高醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)水平。水平。 4.遺傳學(xué)研究的任務(wù)：遺傳學(xué)研究的任務(wù)：天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章11第二節(jié)第二節(jié) 遺傳學(xué)的發(fā)展遺傳學(xué)的發(fā)展天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章12一、現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展前一、現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展前天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章131 1.遺傳學(xué)起源于育種實踐：遺傳學(xué)起源于育種實踐： 人類人類 生產(chǎn)實踐生產(chǎn)實踐 遺傳和遺傳和變異變異 選擇選擇 育成優(yōu)良品種。育成優(yōu)良品種。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章14 2.18世紀(jì)下半葉和世紀(jì)下半葉和19世紀(jì)上半葉期間，世紀(jì)上半葉期間，拉馬克拉馬克和和達(dá)爾文達(dá)爾文對對生物界遺傳和變異進(jìn)行了系統(tǒng)的研究：生物界遺傳和變異

6、進(jìn)行了系統(tǒng)的研究：(1)拉馬克（拉馬克（Lamarck J. B., 17441829）：）：環(huán)境條件改變是生物變異的根本原因；環(huán)境條件改變是生物變異的根本原因；用進(jìn)廢退學(xué)說用進(jìn)廢退學(xué)說或或獲得性狀遺傳學(xué)說獲得性狀遺傳學(xué)說長頸鹿。長頸鹿。如家雞翅膀、如家雞翅膀、達(dá)爾文達(dá)爾文以博物學(xué)家以博物學(xué)家的身份進(jìn)行了的身份進(jìn)行了 5 年年的環(huán)球考察工作的環(huán)球考察工作 (2).達(dá)爾文（達(dá)爾文（Darwin C.，18091882）：）： 廣泛研究遺傳變異與生物進(jìn)化關(guān)系廣泛研究遺傳變異與生物進(jìn)化關(guān)系。1859年發(fā)表年發(fā)表物種起源物種起源著作，提出了著作，提出了自然選擇自然選擇和和人工選擇人工選擇的進(jìn)化學(xué)說，的

7、進(jìn)化學(xué)說，認(rèn)為認(rèn)為生物是由簡單生物是由簡單復(fù)雜、低級復(fù)雜、低級高級高級逐漸進(jìn)化逐漸進(jìn)化而來的。而來的。承認(rèn)獲得性狀遺傳的一些承認(rèn)獲得性狀遺傳的一些論點論點提出提出“泛生論泛生論”假說。假說?！柏惪藸栘惪藸枴疤栄惭笈炋栄惭笈炋旖虼髮W(xué)遺傳學(xué)第一章15天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章16種質(zhì)連續(xù)論：種質(zhì)連續(xù)論：種質(zhì)是世代連續(xù)不絕的；種質(zhì)是世代連續(xù)不絕的；支持支持選擇理論；選擇理論；否定否定后天獲得性遺傳：后天獲得性遺傳：老鼠老鼠22代割尾巴代割尾巴試驗（？）。試驗（？）。3.魏斯曼（魏斯曼（Weismann A.，18341914）：）：天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章17二、現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展階段二、現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展階段天

8、津大學(xué)遺傳學(xué)第一章181.個體遺傳學(xué)向細(xì)胞遺傳學(xué)個體遺傳學(xué)向細(xì)胞遺傳學(xué)過渡時期（過渡時期（1910之前）之前）天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章19豌豆雜交試驗（豌豆雜交試驗（18561864）：）：1866年年發(fā)表發(fā)表植物雜交試驗植物雜交試驗，提出，提出分離規(guī)律分離規(guī)律和和獨立分配規(guī)律獨立分配規(guī)律；假定細(xì)胞中有假定細(xì)胞中有“遺傳因子遺傳因子”，認(rèn)為遺傳，認(rèn)為遺傳是受細(xì)胞里的遺傳因子所控制的。是受細(xì)胞里的遺傳因子所控制的。.孟德爾（孟德爾（Mendel G. J.，18221884）系統(tǒng)地研究了生物的遺傳和變異。系統(tǒng)地研究了生物的遺傳和變異。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章20.1900年，年，三位植物學(xué)家：三位植物學(xué)

9、家：荷蘭狄狄弗里斯（弗里斯（De Vris H.）：）：月見草月見草德國科倫斯（科倫斯（Correns C.）：）：玉米玉米 奧地利馮馮切爾邁克（切爾邁克（VonTschermak E.）：）：豌豆豌豆 在不同國家用多種植物進(jìn)行雜交試驗在不同國家用多種植物進(jìn)行雜交試驗 獲得與孟德爾獲得與孟德爾相似的解釋相似的解釋 證實孟德爾遺傳規(guī)律證實孟德爾遺傳規(guī)律 確認(rèn)重大意義。確認(rèn)重大意義。1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn) 標(biāo)志著標(biāo)志著遺傳學(xué)的遺傳學(xué)的建立建立和開始發(fā)展和開始發(fā)展 孟德爾被公認(rèn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人。孟德爾被公認(rèn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人。1910年起將孟德爾遺傳規(guī)律年

10、起將孟德爾遺傳規(guī)律 孟德爾定律。孟德爾定律。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章21紀(jì)念孟德爾先生紀(jì)念孟德爾先生：在其修道院建立了紀(jì)念館在其修道院建立了紀(jì)念館。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章22(3).狄狄費里斯（費里斯（de Vries H.，18481935）：）：提出提出“突變學(xué)說突變學(xué)說”（19011903）：認(rèn)為突變是生物進(jìn)化因素。認(rèn)為突變是生物進(jìn)化因素。蘭花蘭花白化白化突變突變水稻水稻白化白化突變突變天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章232.細(xì)胞遺傳學(xué)時期（細(xì)胞遺傳學(xué)時期（1910 1939）天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章24主要研究特征主要研究特征：個體水平：個體水平 細(xì)胞水平細(xì)胞水平 建立染色體建立染色體遺傳學(xué)說。遺傳學(xué)說。當(dāng)

11、時當(dāng)時細(xì)胞學(xué)細(xì)胞學(xué)和和胚胎學(xué)胚胎學(xué)已有很大發(fā)展，對于細(xì)胞已有很大發(fā)展，對于細(xì)胞結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂、受精及細(xì)胞分裂過程結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂、受精及細(xì)胞分裂過程中染色體動態(tài)都已比較了解。中染色體動態(tài)都已比較了解。細(xì)胞學(xué)研究和孟德爾遺傳規(guī)律結(jié)合。細(xì)胞學(xué)研究和孟德爾遺傳規(guī)律結(jié)合。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章25(1).約翰生（約翰生（Johannsen W.，18591927）：）：. 1909年發(fā)表年發(fā)表“純系學(xué)說純系學(xué)說”：明確區(qū)別明確區(qū)別基因型（基因型（genotype）和和表現(xiàn)型（表現(xiàn)型（phenotype）； . 最先提出最先提出“基因基因”一詞：一詞：替代遺傳因子概念。替代遺傳因子概念。

12、大麥純系大麥純系約翰生約翰生天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章26.鮑維里（鮑維里（Boveri T.，1902）和）和薩頓（薩頓（Sutton W.，1903）：）： 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)遺傳因子遺傳因子的行為與的行為與染色體染色體行為呈行為呈平行平行關(guān)系關(guān)系 染色體遺傳學(xué)說的初步論證。染色體遺傳學(xué)說的初步論證。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章27(3)貝特生（貝特生（Bateson W.，1906）. 從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖；從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖；. 創(chuàng)造創(chuàng)造“Genetics（遺傳學(xué)）（遺傳學(xué)）”。貝特生貝特生（18611926）：）：英國生物學(xué)家英國生物學(xué)家, ,曾經(jīng)重復(fù)過孟德爾的實驗曾經(jīng)重復(fù)過孟德爾的實驗天津大學(xué)遺傳學(xué)

13、第一章28.詹森斯（詹森斯（Janssens F. A.，1909）：）：觀察到觀察到染色體染色體在減數(shù)分裂時呈在減數(shù)分裂時呈交叉交叉現(xiàn)象，現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章29摩爾根摩爾根(5).摩爾根（摩爾根（Morgan T.H.，18661945）：）： . . 提出提出“性狀連鎖遺傳規(guī)律性狀連鎖遺傳規(guī)律”； . . 染色體遺傳理論染色體遺傳理論 細(xì)胞遺傳學(xué)；細(xì)胞遺傳學(xué)； . . 著著“基因論基因論”：認(rèn)為基因在染色體上直線排列，：認(rèn)為基因在染色體上直線排列， 創(chuàng)立創(chuàng)立基因?qū)W說基因?qū)W說。 天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章30基因?qū)W說基因?qū)W說主要內(nèi)

14、容主要內(nèi)容：種質(zhì)種質(zhì)( (基因基因) )是是連續(xù)的連續(xù)的遺傳物質(zhì)；遺傳物質(zhì)；基因基因是染色體上的遺傳單位，有很高是染色體上的遺傳單位，有很高穩(wěn)定性穩(wěn)定性能自我復(fù)制和發(fā)生變異；能自我復(fù)制和發(fā)生變異；在個體發(fā)育中，在個體發(fā)育中，基因基因在一定條件下，在一定條件下，控制著一定的代謝控制著一定的代謝過程過程 表現(xiàn)相應(yīng)的遺傳特性和特征；表現(xiàn)相應(yīng)的遺傳特性和特征；生物進(jìn)化生物進(jìn)化 主要是與主要是與基因及其突變基因及其突變等有關(guān)。等有關(guān)。這是對孟德爾遺傳學(xué)說的這是對孟德爾遺傳學(xué)說的重大發(fā)展重大發(fā)展，也是這一歷史，也是這一歷史時期的時期的巨大成就巨大成就。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章31(6).誘變：誘變：證實證實基

15、因和染色體的突變不僅在自然情況下產(chǎn)生，用基因和染色體的突變不僅在自然情況下產(chǎn)生，用X射線處理也會產(chǎn)生大量突變。射線處理也會產(chǎn)生大量突變。人工產(chǎn)生遺傳變異人工產(chǎn)生遺傳變異的方法，使遺傳學(xué)發(fā)展到一個新的的方法，使遺傳學(xué)發(fā)展到一個新的階段。階段。 布萊克斯生（布萊克斯生（Blakeslee A. F.）：）： 利用利用秋水仙素秋水仙素誘導(dǎo)多倍體。誘導(dǎo)多倍體。 穆勒（穆勒（Muller H.T.，1927 ）：）： 對對果蠅果蠅用用X 射線射線誘發(fā)突變。誘發(fā)突變。 斯特德勒（斯特德勒（Stadler L.T.，1927 ）：）：在在玉米玉米用用X 射線射線誘發(fā)突變。誘發(fā)突變。穆勒穆勒天津大學(xué)遺傳學(xué)第一

16、章323.數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的誕生數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的誕生 （1930 1932年）年）天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章33費希爾（費希爾（Fisher R. A.）：）：1918年，年，發(fā)表發(fā)表“根據(jù)孟德爾遺傳假設(shè)根據(jù)孟德爾遺傳假設(shè)的親屬間相關(guān)的研究的親屬間相關(guān)的研究”成功運用成功運用多基因多基因假設(shè)假設(shè)分析資料，首次分析資料，首次將數(shù)量變異劃分為各個分量將數(shù)量變異劃分為各個分量，開創(chuàng)了開創(chuàng)了數(shù)量性狀遺傳研究的思想方法。數(shù)量性狀遺傳研究的思想方法。1925年，年，首次提出了首次提出了方差分析方差分析（ANOVA）方法）方法, 為為數(shù)量遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。數(shù)量遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。天津大學(xué)遺

17、傳學(xué)第一章344.從細(xì)胞水平向分子水平過渡時期從細(xì)胞水平向分子水平過渡時期（1940 1952年）年）天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章35微生物遺傳學(xué)和生化遺傳學(xué)研究的廣泛開展，使微生物遺傳學(xué)和生化遺傳學(xué)研究的廣泛開展，使工作進(jìn)入工作進(jìn)入微觀微觀層次層次 其主要特征是以其主要特征是以微生物微生物為研究為研究對象，采用對象，采用生化方法生化方法探索遺傳物質(zhì)的本質(zhì)及其功能。探索遺傳物質(zhì)的本質(zhì)及其功能。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章36在紅色面包霉的生化遺傳研究中，在紅色面包霉的生化遺傳研究中，分析了許多生化突變體：分析了許多生化突變體： . 提出提出“一個基因一種酶一個基因一種酶”假說；假說； . 發(fā)展了微生物遺傳學(xué)、

18、生化遺傳學(xué)。發(fā)展了微生物遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)。以后研究表明，以后研究表明，基因決定著蛋白質(zhì)（包括酶）合成基因決定著蛋白質(zhì)（包括酶）合成改為改為“一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽”。.比德爾（比德爾（Beadle G. W.，1941）：）：天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章37.卡斯佩森（卡斯佩森（Caspersson T. O.）：）：40年代初用定量細(xì)胞化學(xué)方法年代初用定量細(xì)胞化學(xué)方法證明證明DNA存在于細(xì)胞核中。存在于細(xì)胞核中。. 以后研究證明：以后研究證明： . DNA是構(gòu)成染色體的是構(gòu)成染色體的主要物質(zhì)主要物質(zhì)； . 同種生物不同細(xì)胞中同種生物不同細(xì)胞中DNA的的質(zhì)與量恒定質(zhì)與量恒定

19、； . 性細(xì)胞中性細(xì)胞中DNA含量為體細(xì)胞的含量為體細(xì)胞的一半一半。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章38.艾弗里（艾弗里（Avery O. T.，1944）等用純化等用純化因子研究因子研究肺炎雙球菌肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，證明的轉(zhuǎn)化實驗，證明了遺傳物質(zhì)是了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。而不是蛋白質(zhì)。至此，已為遺傳物質(zhì)的至此，已為遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)和基因功能化學(xué)本質(zhì)和基因功能奠定了奠定了初步的理論基礎(chǔ)初步的理論基礎(chǔ)。.赫爾希（赫爾希（Hershey A. D.，1952）等用同位素示蹤法在等用同位素示蹤法在研究研究噬菌體噬菌體感染細(xì)菌的實驗中，再次確認(rèn)感染細(xì)菌的實驗中，再次確認(rèn)DNA是遺傳是遺傳物質(zhì)。物質(zhì)。艾

20、弗里艾弗里天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章395.分子遺傳學(xué)時期（分子遺傳學(xué)時期（1953現(xiàn)在）現(xiàn)在）天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章4040年代細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)和生化年代細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)和生化遺傳學(xué)取得了巨大成就，一些遺傳學(xué)取得了巨大成就，一些物理學(xué)家物理學(xué)家對研究對研究生物學(xué)問題產(chǎn)生濃厚興趣。生物學(xué)問題產(chǎn)生濃厚興趣。在在1944年年量子力學(xué)家量子力學(xué)家薛定諤薛定諤生命是什么生命是什么?一書一書的影響下，一些的影響下，一些物理學(xué)家物理學(xué)家和和化學(xué)家化學(xué)家 研究研究遺傳的分子遺傳的分子基礎(chǔ)基礎(chǔ)和和基因的自我復(fù)制基因的自我復(fù)制兩個生物學(xué)的中心問題。兩個生物學(xué)的中心問題。在在生物研究生物研究中帶進(jìn)了中帶進(jìn)

21、了物理學(xué)物理學(xué)理論、概念和方法。理論、概念和方法。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章41(1).沃森（沃森（Watson J. D.）和克里克（）和克里克（Crick F. H. C.）物理學(xué)物理學(xué)和和化學(xué)化學(xué)的概念的概念生物學(xué)問題。生物學(xué)問題。根據(jù)對根據(jù)對DNA化學(xué)分析和化學(xué)分析和X 射線晶體學(xué)結(jié)果射線晶體學(xué)結(jié)果DNA分子結(jié)構(gòu)模式分子結(jié)構(gòu)模式（雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋結(jié)構(gòu)，1953）?？死锟丝死锟耍ㄎ锢韺W(xué)家）（物理學(xué)家）沃森沃森（生物學(xué)家）（生物學(xué)家）意義：意義：為為DNA分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對穩(wěn)定性和變性分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對穩(wěn)定性和變性提出合理解釋；提出合理解釋；DNA是貯存和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；是貯存

22、和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；基因是基因是DNA分子上的一個片段；分子上的一個片段；分子生物學(xué)分子生物學(xué)誕生誕生 將生物學(xué)各分支學(xué)科及相關(guān)將生物學(xué)各分支學(xué)科及相關(guān)的農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)研究推進(jìn)到分子水平的農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)研究推進(jìn)到分子水平 是是遺傳學(xué)遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)的重要的重要轉(zhuǎn)折點轉(zhuǎn)折點。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章421957年，年，尼倫伯格尼倫伯格（Nirenberg M. W.）等開始解譯）等開始解譯遺傳密碼，經(jīng)遺傳密碼，經(jīng)多人多人努力，至努力，至1969年全部解譯出年全部解譯出64種種遺傳密碼。遺傳密碼。60年代先后明確年代先后明確mRNA、tRNA和核糖體功能。和核糖體功能?？死锟耍死锟耍?/p>

23、Crick F. H. C.，1961）等用實驗證明他等用實驗證明他1958年提出的關(guān)于年提出的關(guān)于遺傳遺傳三聯(lián)密碼三聯(lián)密碼的推測。的推測。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章43雅各布（雅各布（Jacob F.）和莫諾（）和莫諾（Monod J.）：）：1961年提出了年提出了大腸桿菌大腸桿菌的的操縱子操縱子學(xué)說，闡明微生物學(xué)說，闡明微生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)問題。基因表達(dá)的調(diào)節(jié)問題。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章44 遺傳密碼的破譯遺傳密碼的破譯解決解決遺傳信息遺傳信息本身物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。本身物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。至至60年代末已基本明白年代末已基本明白蛋白質(zhì)生物合成蛋白質(zhì)生物合成的過程，驗證了的過程，驗證了195

24、8年克里克提出的年克里克提出的 “中心法則中心法則”。而這一法則因。而這一法則因1970年年逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)而作了的發(fā)現(xiàn)而作了修正修正。 “中心法則中心法則”解決了解決了遺傳信息的遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。傳遞途徑和流向問題。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章45*分子遺傳學(xué)的許多成就是來自對分子遺傳學(xué)的許多成就是來自對原核生物原核生物的研究，的研究，70年代開始在此基礎(chǔ)上開展對年代開始在此基礎(chǔ)上開展對真核生物真核生物的研究。的研究。 *細(xì)菌質(zhì)粒、噬菌體、限制性核酸內(nèi)切酶、人工分離和細(xì)菌質(zhì)粒、噬菌體、限制性核酸內(nèi)切酶、人工分離和合成基因取得進(jìn)展，合成基因取得進(jìn)展，1973年成功實現(xiàn)年成功實現(xiàn)DNA

25、的體外重組的體外重組 人類開始進(jìn)入人類開始進(jìn)入按照需要設(shè)計并能動改造物種和創(chuàng)造按照需要設(shè)計并能動改造物種和創(chuàng)造新物種的新物種的新時代新時代。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章46當(dāng)代遺傳學(xué)中已成功：當(dāng)代遺傳學(xué)中已成功： 人工分離或合成基因；人工分離或合成基因； 人工有目的轉(zhuǎn)移基因；人工有目的轉(zhuǎn)移基因； 動植物體細(xì)胞克隆技術(shù)。動植物體細(xì)胞克隆技術(shù)。笑笑笑笑甜甜甜甜慶慶慶慶陽陽陽陽19972003199820002005200720062009天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章47目前：目前：基因工程基因工程 定向改變遺傳性狀。定向改變遺傳性狀。更自由和有效地更自由和有效地改變改變生物性狀；生物性狀；打破物種界限，打破物種界

26、限，克服克服遠(yuǎn)緣雜交困難；遠(yuǎn)緣雜交困難；培育培育優(yōu)良動、植物新品種；優(yōu)良動、植物新品種； 治療治療人類的一些遺傳性疾病。人類的一些遺傳性疾病。轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因發(fā)光魚發(fā)光魚天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章48遺傳學(xué)發(fā)展：遺傳學(xué)發(fā)展：整體水平整體水平 細(xì)胞水平細(xì)胞水平 分子水平；分子水平；宏觀宏觀 微觀；微觀；染色體染色體 基因；基因；逐步深入到研究遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能。逐步深入到研究遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章49現(xiàn)代遺傳學(xué)已發(fā)展出許多分支：現(xiàn)代遺傳學(xué)已發(fā)展出許多分支：細(xì)胞遺傳學(xué)細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)生統(tǒng)遺傳學(xué)生統(tǒng)遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)微生物遺傳學(xué)微生物遺傳學(xué)輻射遺傳學(xué)

27、輻射遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分子遺傳學(xué)分子遺傳學(xué)遺傳工程遺傳工程生物信息學(xué)生物信息學(xué)基因組學(xué)等基因組學(xué)等天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章50田中（田中（1967）將遺傳學(xué)的發(fā)展劃為）將遺傳學(xué)的發(fā)展劃為8個階段：個階段： 19001909 形態(tài)遺傳形態(tài)遺傳 morphogenetics stage 19101919 細(xì)胞遺傳細(xì)胞遺傳 cytogenetics stage 19201929 生理遺傳生理遺傳 physiological genetics stage 19301939 誘變遺傳誘變遺傳 induced mutation stage 19401959 生化遺傳生化遺傳 biochemical g

28、enetics stage 19501959 群體遺傳群體遺傳 population genetics stage 19601969 微生物遺傳微生物遺傳 microbial genetics stage 1970 分子遺傳分子遺傳 molecular genetics stage與遺傳學(xué)有關(guān)的新學(xué)科（與遺傳學(xué)有關(guān)的新學(xué)科（90s）：）：分子數(shù)量遺傳學(xué)、分子數(shù)量遺傳學(xué)、生物信息學(xué)生物信息學(xué)、基因組學(xué)、基因組學(xué)。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章51第三節(jié)第三節(jié) 遺傳學(xué)在科學(xué)和遺傳學(xué)在科學(xué)和 生產(chǎn)發(fā)展中的作用生產(chǎn)發(fā)展中的作用天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章521科學(xué)發(fā)展上的作用：科學(xué)發(fā)展上的作用： 解釋解釋生物進(jìn)化生物進(jìn)

29、化原因，闡明生物進(jìn)化的遺傳機理；原因，闡明生物進(jìn)化的遺傳機理； 遺傳學(xué)表明高等和低等生物所表現(xiàn)遺傳學(xué)表明高等和低等生物所表現(xiàn)遺傳規(guī)律相同遺傳規(guī)律相同； 分子遺傳學(xué)的發(fā)展分子遺傳學(xué)的發(fā)展認(rèn)識生命本質(zhì)認(rèn)識生命本質(zhì)（DNA、蛋白質(zhì)）、蛋白質(zhì)）。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章53 * * 對農(nóng)業(yè)科學(xué)起直接指導(dǎo)作用對農(nóng)業(yè)科學(xué)起直接指導(dǎo)作用（豐富和更新動植物育種新技術(shù)）；（豐富和更新動植物育種新技術(shù)）； * * 指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究，提高健康水平。指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究，提高健康水平。2在生產(chǎn)實踐上：在生產(chǎn)實踐上：天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章543當(dāng)代遺傳學(xué)特點當(dāng)代遺傳學(xué)特點理論扎實理論扎實實用性強實用性強學(xué)科交叉學(xué)科交叉技術(shù)領(lǐng)先技術(shù)領(lǐng)先天

30、津大學(xué)遺傳學(xué)第一章55 4遺傳學(xué)仍在發(fā)展：遺傳學(xué)仍在發(fā)展：.理論上和實踐上仍有許多需要解決的問題；理論上和實踐上仍有許多需要解決的問題；.廣泛利用豐富的生物資源，提高育種效果。廣泛利用豐富的生物資源，提高育種效果。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章56 遺傳學(xué)遺傳學(xué)是一門處于發(fā)展巔峰時期的學(xué)科。是一門處于發(fā)展巔峰時期的學(xué)科。 目前遺傳學(xué)目前遺傳學(xué)前沿前沿已經(jīng)從對原核生物的研究已經(jīng)從對原核生物的研究轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向高等真核生物，從對性狀傳遞規(guī)律研究高等真核生物，從對性狀傳遞規(guī)律研究深入到深入到基因基因的表達(dá)及其調(diào)控的研究。的表達(dá)及其調(diào)控的研究。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章57(1).基因組測序：基因組測序：1990年美國年美

31、國正式開始實施正式開始實施人類基因組作圖及測序計劃人類基因組作圖及測序計劃。 測定和分析測定和分析人體基因組人體基因組全部核苷酸的排列次序全部核苷酸的排列次序 揭示揭示所所 攜帶的全部遺傳信息攜帶的全部遺傳信息 闡明闡明遺傳信息的表達(dá)規(guī)律及其最遺傳信息的表達(dá)規(guī)律及其最終生物學(xué)效應(yīng)。終生物學(xué)效應(yīng)。 對對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生革命性變革，是產(chǎn)生革命性變革，是生物學(xué)生物學(xué)中的最重大事件和中的最重大事件和遺傳學(xué)遺傳學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域中一個跨世紀(jì)宏偉計劃。中一個跨世紀(jì)宏偉計劃。天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章58 人類基因組人類基因組“工作框架圖工作框架圖”在在2000年年6月月26日日完成繪制，完成繪制，2003年

32、年4月月14日日美美英日法德中等國的科學(xué)家宣布完成了英日法德中等國的科學(xué)家宣布完成了人類基因組的測序工作。人類基因組的測序工作。我國我國參與第參與第3號染色體研究，計號染色體研究，計3000萬個堿基對，約占萬個堿基對，約占人類基因組全部序列人類基因組全部序列1%（中科院遺傳所人類基因組中（中科院遺傳所人類基因組中心楊煥明教授負(fù)責(zé)，心楊煥明教授負(fù)責(zé)，1999年年9月加入該計劃）。月加入該計劃）。水稻：水稻：2002年年4月月5日日Science刊登中國完成刊登中國完成水稻基因組草圖序列（水稻基因組草圖序列（總數(shù)總數(shù)4.6億億） 2005年年完成完成全基因組精細(xì)圖。全基因組精細(xì)圖。材料：材料：秈稻

33、秈稻“9311”。完成單位：完成單位：華大基因研究中心、中科院遺傳與華大基因研究中心、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等發(fā)育生物學(xué)研究所等12個單位。個單位。水平：水平：總基因數(shù)約為總基因數(shù)約為3.84.0萬個。萬個。方法：方法：“鳥槍射擊法鳥槍射擊法”，利用國產(chǎn)曙光，利用國產(chǎn)曙光2000、3000超級計算機超級計算機（1000億次億次/秒）對隨機秒）對隨機DNA碎片進(jìn)行排序和組裝，確定其在基因碎片進(jìn)行排序和組裝，確定其在基因組的正確位置。組的正確位置。計劃：計劃：功能基因分析和蛋白質(zhì)研究。功能基因分析和蛋白質(zhì)研究。MegaBACE測序儀測序儀天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章592005年年8月月10日日，

34、Nature 宣布宣布?xì)v時歷時6年半年半的水稻全基的水稻全基因組測序完成因組測序完成明確明確12條染色體上條染色體上37544個基因個基因的精確位置，的精確位置，誤差率誤差率0.01%第一個完成著絲點測序高等植物。第一個完成著絲點測序高等植物。國際水稻（粳稻）基因組國際水稻（粳稻）基因組計劃始于計劃始于1998年年，日美中法日美中法等等10個國家和地區(qū)參加，我國的貢獻(xiàn)率為個國家和地區(qū)參加，我國的貢獻(xiàn)率為20% 。國際水稻基因組測序計劃國際水稻基因組測序計劃天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章60天津大學(xué)遺傳學(xué)第一章61大熊貓：大熊貓：深圳華大基因研究院深圳華大基因研究院2008年年10月月宣布，宣布，大熊貓大

35、熊貓“晶晶晶晶”的基因組框架圖繪制完成的基因組框架圖繪制完成。大熊貓是熊科的一個亞種，大熊貓是熊科的一個亞種，基因組約為基因組約為30億億bp（23萬萬個基因）個基因），與人的大小相似，與狗的基因組最為接近。，與人的大小相似，與狗的基因組最為接近。該成果可該成果可為大熊貓這種瀕危物種的保護(hù)、疾病的監(jiān)控為大熊貓這種瀕危物種的保護(hù)、疾病的監(jiān)控和人工繁殖提供科學(xué)依據(jù)和人工繁殖提供科學(xué)依據(jù)，為保護(hù)其它保護(hù)動物提供范例。，為保護(hù)其它保護(hù)動物提供范例。大熊貓大熊貓“晶晶晶晶”其它基因組計劃：其它基因組計劃：花葉病毒（花葉病毒（1985）、流感嗜血桿菌（）、流感嗜血桿菌（1995）、釀酒酵母）、釀酒酵母（1996）、大腸桿菌（）、大腸桿菌（1997）、線蟲（）、線蟲（1998）、果蠅）、果蠅（2000）、擬南芥（）、擬南芥（2000）、小鼠（）、小鼠（2002）、肝螺旋桿菌）、