動(dòng)物遺傳育種學(xué)遺傳部分教案

1、1西南大學(xué)榮昌校區(qū)動(dòng)物遺傳育種學(xué)動(dòng)物遺傳育種學(xué)遺傳遺傳部分教案部分教案向釗向釗動(dòng)物科學(xué)系動(dòng)物生產(chǎn)教研室動(dòng)物科學(xué)系動(dòng)物生產(chǎn)教研室2目目 錄錄第第 1 課時(shí)單元課時(shí)單元 .7第一章第一章 緒論緒論 .7一、生物的遺傳與變異.7二、遺傳學(xué)建立發(fā)展簡(jiǎn)史.8三、遺傳學(xué)的概念演變及分支.11四、遺傳學(xué)的實(shí)踐意義.12五、 動(dòng)物遺傳學(xué)在本專(zhuān)業(yè)中的地位.12第第 2 課時(shí)單元（課時(shí)單元（2 學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） .13第二章第二章 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) .13第一節(jié) 遺傳物質(zhì)核酸.13一、遺傳物質(zhì)的條件.13二、核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù).14三、核酸是遺傳物質(zhì)的旁證.16第二節(jié) 核酸的結(jié)構(gòu).16一、DNA和RNA

2、的化學(xué)組成.16二、DNA結(jié)構(gòu).16三、RNA的結(jié)構(gòu).17第三節(jié) 基因的結(jié)構(gòu)特征.18一、基因的概念發(fā)展.18二、基因的一般結(jié)構(gòu)特征.20第第 3 課時(shí)單元課時(shí)單元 .20第第 4 課時(shí)單元課時(shí)單元 .20第四節(jié) 染色質(zhì)與染色體.20一、染色體（chromosome）的形態(tài).20二、染色體（chromosome）的構(gòu)造.21三、染色體(chromosome)的化學(xué)成分.22四、染色體的超顯微結(jié)構(gòu).22五、染色體的數(shù)目（type number或modal number）.23六、染色體組型(chromosomekaryotype)及組型分析(karyotype analysis) 與染色體顯帶.

3、23第五節(jié) 細(xì)胞分裂.24一、細(xì)胞周期(cell cycle) .24第第 5 課時(shí)單元課時(shí)單元 .27第第 6 課時(shí)單元課時(shí)單元 .28第三章第三章 遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞 .28第一節(jié)DNA 復(fù)制.28第二節(jié) DNA 的轉(zhuǎn)錄.31第三節(jié) 蛋白質(zhì)的生物合成.393第第 7 課時(shí)單元課時(shí)單元 .49第四節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控.49第四章第四章 遺傳信息的改變遺傳信息的改變 .58第一節(jié) 染色體畸變.58一、染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異：.58二、染色體數(shù)目變異.60第第 8 8 課時(shí)單元課時(shí)單元 .62第二節(jié) 基因突變.62一、概念及實(shí)質(zhì)：.62二、基因突變(gene mutation)的一般特征：.64

4、三、突變的表現(xiàn)規(guī)律：.64第三節(jié) 突變的抑制與 DNA 修復(fù).64一、密碼簡(jiǎn)并與抑制突變：.64二、DNA修復(fù).65第四節(jié) 重組與轉(zhuǎn)座.70一、基因重組概念.70二、同源重組.70三、位點(diǎn)特異性重組.74四、轉(zhuǎn)位因子.76五、某些常見(jiàn)的轉(zhuǎn)位子.79第第 9 課時(shí)單元課時(shí)單元 .83第五章第五章 遺傳的基本定律及擴(kuò)展遺傳的基本定律及擴(kuò)展 .83第一節(jié) 分離定律.83一、概念.83二、孟德?tīng)柕脑囼?yàn)方法.83三、分離現(xiàn)象.84四、遺傳因子分離假說(shuō)。 （即基因分離規(guī)律）.84五、分離假說(shuō)的驗(yàn)證.85六、基因型和表現(xiàn)型.85七、分離規(guī)律的意義.86第二節(jié) 獨(dú)立分配定律.86一、兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn).8

5、6二、自由組合假說(shuō)及驗(yàn)證.87三、自由組合的意義.88第三節(jié) 基因互作.89一、顯性的相對(duì)性.89二、有害基因.90三、復(fù)等位基因（multiple allele）.92四、基因互作.93五、多因一效和一因多效.95第第 10 課時(shí)單元課時(shí)單元 .964第四節(jié) 連鎖與互換.96一、連鎖遺傳現(xiàn)象.96二、連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋.97三、互換（又稱(chēng)交換）率及互換的方式和發(fā)生時(shí)間.98四、基因定位和連鎖圖.100五、連鎖定律的意義.104第第 11 課時(shí)單元課時(shí)單元 .104第五節(jié) 性別決定與伴性遺傳.104一、性別決定理論.105二、哺乳動(dòng)物性別發(fā)育的階段和性別分化.107三、環(huán)境對(duì)表型性別的影響.1

6、07四、遺傳基礎(chǔ)對(duì)性別的影響性畸型.108五、性別控制.109六、伴性遺傳（性連鎖）.111七、從性遺傳和限性性狀.114第第 12 課時(shí)單元課時(shí)單元 .115第六章第六章 群體遺傳基礎(chǔ)群體遺傳基礎(chǔ) .115第一節(jié) 基因頻率與基因型頻率.115一、孟德?tīng)柸后w(mendel population) .115二、基因頻率(gene frequency)和基因型頻率(genotype frequency)：.116第二節(jié) 遺傳平衡定律.118一、Hardy-weinberg平衡法則（定律）的要點(diǎn)：.118二、Hardy-weinberg平衡定律的證明.118三、HardyWeinberg定律的意義.

7、122四、基因頻率的計(jì)算.122五、ardy-weinberg定律的應(yīng)用.129第第 13 課時(shí)單元課時(shí)單元 .129第第 14 課時(shí)單元課時(shí)單元 .130第三節(jié) 影響基因頻率與基因型頻率的因素.130一、突變(mutation).130二、選擇(selection).131三、遺傳漂變(genetic drift或drift).135四、遷移(migration).137五、雜交(hybridization, allomixis, cross, mating).138六、同型交配(homeotypic mating).138第第 15 課時(shí)單元課時(shí)單元 .139第四節(jié) 遺傳多樣性.139三、

8、遺傳多樣性保護(hù)理論.140四、遺傳多樣性保護(hù)新技術(shù).141第五節(jié) 分子進(jìn)化.1425一DNA順序的變異.142二DNA長(zhǎng)度的多態(tài)性.144三. 多基因家族的進(jìn)化.144四線粒體DNA的進(jìn)化.145五協(xié)同演化.145六RNA和DNA序列顯示了進(jìn)化的相關(guān)性.146七、分子進(jìn)化鐘.147第第 16 課時(shí)單元課時(shí)單元 .149第第 17 課時(shí)單元課時(shí)單元 .149第七章第七章 數(shù)量遺傳基礎(chǔ)數(shù)量遺傳基礎(chǔ) .149第一節(jié)數(shù)量性狀的遺傳特征.149第二節(jié) 通徑分析.149第三節(jié) 重復(fù)力.149第第 18 課時(shí)單元課時(shí)單元 .159第四節(jié) 遺傳力.159第第 19 課時(shí)單元課時(shí)單元 .168第第 20 課時(shí)單

9、元課時(shí)單元 .168第五節(jié) 遺傳相關(guān).168第八章第八章 免疫遺傳學(xué)基礎(chǔ)免疫遺傳學(xué)基礎(chǔ) .176第一節(jié) 免疫學(xué)的基本概念.176一、免疫概念.176二、免疫的分類(lèi).176三、免疫應(yīng)答的分期.177四、免疫活性介質(zhì)：.178五、抗原.178第二節(jié) 抗體.179一、抗體的基本結(jié)構(gòu)分類(lèi)與功能區(qū).179二、免疫球蛋白基因及基因重排.179三、抗體的效應(yīng)功能.180第三節(jié) 主要組織相容性復(fù)合體.180一、MHC分子.180二、MHC基因區(qū).181三、類(lèi)和類(lèi)MHC基因的結(jié)構(gòu).181四、類(lèi)和類(lèi)MHC的免疫調(diào)節(jié)功能.181第四節(jié) T 細(xì)胞抗原識(shí)別和活化.181一、T細(xì)胞表面的分化抗原.181二、T細(xì)胞受體.1

10、82第五節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng).182第第 21 課時(shí)單元課時(shí)單元 .1846第九章第九章 動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ) .184第一節(jié) 動(dòng)物遺傳標(biāo)記.184一、遺傳標(biāo)記的發(fā)展.184二、分子遺傳標(biāo)記.185三、分子標(biāo)記在動(dòng)物遺傳育種的應(yīng)用.186第二節(jié) 基因圖譜.186第三節(jié) 基因定位方法.188第四節(jié) 動(dòng)物基因組學(xué).189第十章第十章 非孟德?tīng)栠z傳非孟德?tīng)栠z傳 .191第一節(jié) 非孟德?tīng)栠z傳現(xiàn)象.191第二節(jié) 母體效應(yīng).191第三節(jié) 劑量補(bǔ)償效應(yīng).192一、三色玳瑁貓.192二、萊昂假說(shuō)（Lyon hypothesis）.192第第 22 課時(shí)單元課時(shí)單元 .192第四節(jié) 基因組印跡.192一、基

11、因印跡的形成.192二、基因印跡發(fā)生的時(shí)間.193三、印跡基因的識(shí)別.193四、單等位基因表達(dá)的維持.193第五節(jié) 核外遺傳.194一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念與特點(diǎn).194二、葉綠體遺傳.194三、線粒體遺傳.195第十一章第十一章 動(dòng)物基因工程動(dòng)物基因工程 .198第一節(jié) 動(dòng)物基因工程概述.198第二節(jié) 基因操作的工具酶.199第三節(jié) 基因工程載體.204第四節(jié) 獲取目的基因的方法.220第第 23 課時(shí)單元課時(shí)單元 .228第五節(jié) DNA 體外重組與基因轉(zhuǎn)移.228第六節(jié) 重組體的鑒定篩選.243第七節(jié) 轉(zhuǎn)基因技術(shù).254第八節(jié) 動(dòng)物克隆技術(shù).258第九節(jié) 基因診斷.2607第 1 課時(shí)單元本課

12、時(shí)單元教學(xué)手段：幻燈演示，課堂講授互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：討論遺傳與變異的意義本課時(shí)參考書(shū)目：無(wú)本課時(shí)作業(yè)（復(fù)習(xí)思考題）：一、名詞解釋遺傳、變異二、簡(jiǎn)答題1、 遺傳與變異對(duì)生物有什么意義？2、 遺傳與變異關(guān)系是怎樣的？第一章第一章 緒論緒論目的要求：掌握生物遺傳和變異的概念，了解遺傳學(xué)建立和發(fā)展簡(jiǎn)史，遺傳學(xué)的分支以及自身概念的演變。明確遺傳學(xué)在生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的地位。 動(dòng)物遺傳學(xué)在本專(zhuān)業(yè)中的地位。本章重點(diǎn)：1、生物遺傳與變異2、遺傳學(xué)建立和發(fā)展簡(jiǎn)史本章學(xué)時(shí)分配：2 學(xué)時(shí)理論，為 1 個(gè)課時(shí)單元本授課方式：課堂講授，教學(xué)幻燈演示互動(dòng)設(shè)計(jì)：讓同學(xué)思考并討論遺傳、變異的定義。教師總結(jié)引出結(jié)論。授課內(nèi)容：一、生物的

13、遺傳與變異一、生物的遺傳與變異 1、生物的遺傳性： 在生物群中，無(wú)處不存在著“類(lèi)生類(lèi)”現(xiàn)象。所謂的“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生兒打地洞” ， “種瓜得瓜，種豆得豆”這就是生物的遺傳現(xiàn)象。 在“類(lèi)生類(lèi)”現(xiàn)象中看到，凡縱橫兩向的親屬之間，都表現(xiàn)出一定程度上的“相似性”（即同類(lèi)） example：橫向：黃牛與黃牛，黑白花奶牛與黑白花奶牛、雞與雞、外國(guó)豬（如約克、杜洛克等）與中國(guó)豬之間，都有相似性。 縱向：先代與后代之間。如： 榮昌豬的后代與親本之間。白來(lái)航雞的后代與其親本之間也有很大的相似性。 縱向8 先代 橫向 后代 以上這些相似性之間是通過(guò)什么關(guān)系聯(lián)系起來(lái)的呢？不難看出是通過(guò)血統(tǒng)或血緣關(guān)系起來(lái)的。正

14、是這種特殊的聯(lián)系，導(dǎo)致了生物間具有遺傳性。因此將生物的遺傳性定義為： 具有血統(tǒng)關(guān)系的個(gè)體間的相似性。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物的遺傳性已逐步弄清楚。生物的遺傳性是由遺傳物質(zhì)核酸（DNA 和 RNA）所決定的凡為親屬的生物，它們均從共同祖先那里獲得了特定的遺傳物質(zhì)，個(gè)體在特定遺傳物質(zhì)指導(dǎo)下完成發(fā)育。因而在一定程度上表現(xiàn)出相似性。 遺傳性普遍存在于生物界，為生物的共性。也是生物與非生物相互區(qū)別的重要特征之一。 2、生物的變異性。 凡是具有血統(tǒng)關(guān)系的個(gè)體間，它們既表現(xiàn)一定程度的相似性，但也表現(xiàn)出不相似。所謂“一娘生九子，九子不同娘” ， “世界上沒(méi)有完全相同的兩片樹(shù)葉” 。這就是生物的變異現(xiàn)象。這些

15、變異現(xiàn)象中均有一定的血統(tǒng)關(guān)系。因此變異性被定義為： 具有血統(tǒng)關(guān)系個(gè)體間的不相似性。 生物為什么會(huì)表現(xiàn)出變異呢？ 原因在于： （1）生物不能離開(kāi)其所處的環(huán)境（包內(nèi)、外環(huán)境）而生存。因而，不同的環(huán)境會(huì)引起個(gè)體的表型變化。這就是變異。但這類(lèi)變異一般只表現(xiàn)在當(dāng)代而不遺傳給后代。因此，它是“不遺傳的變異” 。 （2）生物在世代延續(xù)過(guò)程中，發(fā)生了遺傳物質(zhì)的變化。 （如基因重組、突變、染色體 變等） ，導(dǎo)致生物若干性狀的變化，這類(lèi)變異一旦發(fā)生，就能以一定方式和規(guī)律在后代中傳遞。因此，它是“遺傳的變異” 。 變異也是生物的共性而普遍存在于生物界。 3、遺傳與變異的關(guān)系： 遺傳與變異是同一生物現(xiàn)象的兩個(gè)方面，它

16、們相互聯(lián)系，相互依存，并在一定條件下發(fā)生轉(zhuǎn)化。在引起變異的兩個(gè)因素中，遺傳基礎(chǔ)是內(nèi)因，是變化的依據(jù)，而環(huán)境則是外因，是條件。外因必須通過(guò)內(nèi)因而發(fā)生作用。 4、遺傳與變異的生物學(xué)意義： 遺傳性保持了生物學(xué)種的特性，使一個(gè)物種能區(qū)別于另一物種，而遺傳的變異則是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。在動(dòng)植物、微生物育種中，變異是人工選擇的材料。人類(lèi)依據(jù)變異來(lái)改良品種，培育新品系、品種，使這些新的品系、品種更能滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)、生活的需要。 二、遺傳學(xué)建立發(fā)展簡(jiǎn)史二、遺傳學(xué)建立發(fā)展簡(jiǎn)史 人類(lèi)很早就認(rèn)識(shí)了生物的遺傳變異現(xiàn)象，并用之于動(dòng)植物、微生物的育種，培育出了大批的動(dòng)、植物、徽生物品種，并用之于生產(chǎn)，為社會(huì)和人類(lèi)的發(fā)展提供了一

17、定的必要條件。中華民族的先輩們?yōu)槿祟?lèi)的物質(zhì)文明和精神文明作出了巨大的貢獻(xiàn)。在古代，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和科學(xué)技術(shù)水平的限制，人類(lèi)對(duì)生物的遺傳變異現(xiàn)象缺乏系統(tǒng)的研究，還不能揭示生物遺傳和變異的本質(zhì)及規(guī)律。 19 世紀(jì)末，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是兩方資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)牧業(yè)育種工作的需9要，加之過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的積累，激發(fā)了一些學(xué)者去研究生物遺傳的奧秘。在這期間，比較有代表性的學(xué)者和理論有： 1、1809 年 ，法國(guó)動(dòng)物學(xué)家拉馬克（Jean.Baptis 在 de.Lamarck） （1744-1829）： 根據(jù)物種對(duì)外界環(huán)境條件逐漸累積起來(lái)的適應(yīng)性，提出“用進(jìn)廢退，獲得性遺傳”的進(jìn)化理論。不同器官的

18、進(jìn)化，如爬行動(dòng)物的四肢，長(zhǎng)頸鹿的頸部，人類(lèi)尾巴的消失，認(rèn)為都是“用進(jìn)廢退”的結(jié)果。假如那個(gè)器官經(jīng)常使用，則充分發(fā)育，反之會(huì)退化。根據(jù)這個(gè)理論，這些變化被“記錄”在生殖細(xì)胞中而傳遞給后代。假如該理論是正確的，那么，賽馬的速度或母牛的泌乳量將能無(wú)止境地增加。同時(shí)，其增進(jìn)量也應(yīng)與一定環(huán)境條件的強(qiáng)度相一致。事實(shí)上并非如此。2、1859 年，查理士達(dá)爾文（charles Darnin 1809-1882）出版了他的物種起源一書(shū)，他沒(méi)有提出遺傳的變異和不遺傳的變異之間的明確界線。只是假定變異是遺傳的，或趨向于遺傳的。根據(jù)達(dá)爾文的觀點(diǎn)，物種的進(jìn)化是自然選擇（natural Selection）的結(jié)果；最適應(yīng)

19、的個(gè)體來(lái)自于“生存競(jìng)爭(zhēng)”的優(yōu)勝者，并且比不能很好適應(yīng)的個(gè)體能留下更多的后代。達(dá)爾文經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期精細(xì)的工作搜集了令人信服的證據(jù)，提出了生物由低等到高等的進(jìn)化觀念，同時(shí)說(shuō)明了自然選擇大致如何支配物種進(jìn)貨的過(guò)程。這就是他提出的“泛生論（Pan基因 sis） ”解釋的。他認(rèn)為生物遺傳是由泛生粒與決定的。這個(gè)理論的提出對(duì)遺傳學(xué)發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。這個(gè)理論的提出激發(fā)了他的許多追隨者去研究生物遺傳的真正實(shí)質(zhì)。3、奧古斯特魏斯曼（August Weismann 1834-1914） （德國(guó)動(dòng)物學(xué)家）他在 1892 年提出了“種質(zhì)連續(xù)學(xué)說(shuō)” ，他是第一個(gè)堅(jiān)決反對(duì)“獲得性遺傳”觀念的人。在該學(xué)說(shuō)中：他區(qū)分了體質(zhì)s

20、omato plasm（軀體）和種質(zhì)（germ-plasm） 。根據(jù)他的理論，種質(zhì)細(xì)胞和體質(zhì)細(xì)胞之間早在動(dòng)物胚胎中就予分離，在整個(gè)個(gè)體生命周期間，種質(zhì)不受體質(zhì)的影響，言外之意就是它在生物學(xué)上的作用是不滅的。體質(zhì)是要死亡的組織，體軀各個(gè)不同器官的發(fā)育，可以發(fā)生這樣那樣的變異，然而這種后天變異決不會(huì)在種質(zhì)中“記錄”下來(lái)。也就是說(shuō)：種質(zhì)是連續(xù)的，是一根本；體質(zhì)則是次要的，不連續(xù)的。魏斯曼也是最早認(rèn)為遺傳決定因子與細(xì)胸染色體有關(guān)者之一。但是，他的觀點(diǎn)是抽象的推論多于他自己的實(shí)驗(yàn)。example：割鼠尾試驗(yàn)以上學(xué)者所提出的理論或?qū)W說(shuō)均不能提示生物遺傳的本質(zhì)，甚至在理論上還存在錯(cuò)誤，但它們對(duì)遺傳學(xué)的建立卻

21、起到了極大的推動(dòng)作用。4、格里高孟德?tīng)?Greger Mendel 1822-1884)孟德?tīng)柺峭瓿蛇z傳學(xué)奠基作用的學(xué)者。他出生于奧地利布隆的一個(gè)貧苦農(nóng)民家庭。1843 年當(dāng)修道士，1847 年獲牧師職位，1851 年進(jìn)入維也納大學(xué)讀書(shū)；1853 年畢業(yè)回家鄉(xiāng)任教，開(kāi)始了他的生物雜交試驗(yàn)。1857 年開(kāi)始豌豆雜交試驗(yàn)，經(jīng) 8 年努力，于 1866 年，（他任奧地利修道院長(zhǎng)兼博物學(xué)家）發(fā)表“植物雜交試驗(yàn)”一文，在論文中提出了“遺傳因子分離和獨(dú)立分配”假說(shuō)，但當(dāng)時(shí)沒(méi)被學(xué)術(shù)界承認(rèn)而被理沒(méi)。34 年后（1900 年） ，三個(gè)學(xué)者：荷蘭的德福里（Hugo De Vries） ，德國(guó)的柯林斯(Karl C

22、orrens)，奧地利的薛爾馬克（Erich Tschermak Von Seysenegg）同在 1900 年提出了與孟德?tīng)栂嗤囊?jiàn)解，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了孟德?tīng)柕闹?，于是孟德?tīng)柕睦碚摫皇廊怂姓J(rèn)，而且學(xué)術(shù)界將 1900 年作為遺傳學(xué)建立的年代，新建立的科學(xué)被稱(chēng)為“孟德?tīng)栠z傳學(xué)” 。遺傳學(xué)是生物學(xué)中興起較晚而發(fā)展較快的一門(mén)學(xué)科。自從 1900 年 Mendel 遺傳學(xué)（及定律）建立以后，一直沒(méi)有停息地向前發(fā)展，40 年代以后，遺傳學(xué)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)的。由于遺傳學(xué)中取得的一個(gè)個(gè)的成就，使其滲入到生物學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，成為生物學(xué)中的中心學(xué)科和帶頭科學(xué)。它的發(fā)展主要經(jīng)歷了二個(gè)階段、三個(gè)水平的發(fā)展。其具體

23、是：（1）經(jīng)典遺傳學(xué)階段：10是指 40 年代以前遺傳學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展。包括了個(gè)體水平形式遺傳學(xué)；細(xì)胞水平細(xì)胞遺傳學(xué)。（2）現(xiàn)代遺傳學(xué)階段：是指 40 年代后微生物遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)的發(fā)展，主要是從分子水平來(lái)研究。 個(gè)體水平形式遺傳學(xué)經(jīng)典遺傳學(xué)階段 細(xì)胞水平細(xì)胞遺傳學(xué)現(xiàn)代遺傳學(xué)階段 分子水平分子遺傳學(xué) （一）經(jīng)典遺傳學(xué)階段： 19 世紀(jì)末，顯微鏡發(fā)明建立了“細(xì)胞學(xué)” ，人們從細(xì)胞分裂、減數(shù)分裂、受精現(xiàn)象以及染色體的行為等研究，為遺傳學(xué)的研究提供了依據(jù)，使兩學(xué)科結(jié)合，將遺傳的研究水平從觀察生物的外部形態(tài)變化的形式遺傳學(xué)水平，提高到深入細(xì)胞學(xué)中，而建立起細(xì)胞遺傳學(xué)水平。 經(jīng)典遺傳學(xué)

24、的核心是遺傳的染色體理論。由此把 Mendel 的分離，自由組合定律及Morgan 和他學(xué)生的連鎖交換規(guī)律（遺傳學(xué)的三大定律）的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)歸宿于減數(shù)分裂過(guò)程中染色體的行為。更為重要的是，確定了基因座位在染色體上的順序排列，同時(shí)還研究了產(chǎn)生變異后的遺傳效應(yīng)。 經(jīng)典遺傳學(xué)的貢獻(xiàn)在于：它揭示了遺傳和變異的規(guī)律。 在這個(gè)階段里具有代表性的學(xué)者及理論有： 1、約翰遜(Withelm Johannsem 1859-1927)，丹麥人。1903 年發(fā)表“純系學(xué)說(shuō)” 。在他的學(xué)說(shuō)中（1）第一次使用“基因”(基因)一詞；（2）第一次提出了基因型(genotype)和表現(xiàn)型(phenotype)。從而使生物的外部

25、表型與遺傳實(shí)質(zhì)相區(qū)分開(kāi)。 2、威廉貝特森(W.Bateson 1861-1926)，英國(guó)遺傳學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳現(xiàn)象，但不能解釋。他是（ 是）第一個(gè)證明家畜質(zhì)量性狀的孟德?tīng)柺竭z傳。1902 年他完成關(guān)于母雞冠形遺傳的著作，并與 Saunders 合作發(fā)表了關(guān)于牛的有角和無(wú)角遺傳的一篇論文。另外，他在 1906 年建立把當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)展起來(lái)的生物學(xué)中這一學(xué)科命名為遺傳學(xué)。 3、摩爾根(Thomas Hunt Morgen，1866-1945)，美國(guó)1910 年科學(xué)地解釋了連續(xù)遺傳現(xiàn)象。證實(shí)了基因的存在和基因的粒子性。提出了“染色體遺傳理論(Cheomosome theory of heredity

26、)。至此，三大遺傳規(guī)律被認(rèn)識(shí)。事實(shí)上，證明連鎖遺傳現(xiàn)象的并非他一人，而是在他與他的學(xué)生兼同事 Calvin.B.Bridyes 分別經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的。 （他在 1910 年做出的實(shí)驗(yàn)，1916 年他的學(xué)生做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)） 。4、穆勒(H.J.Muller)遺傳學(xué)家。在 1927 年因 X 射線誘發(fā)果蠅突變成功。5、斯坦德勒(Seadel.L.T)用 X 射線誘發(fā)玉米 成功。6、布來(lái)克里斯(Blakeslee.A.F)，1937 年誘發(fā)植物多倍體成功。以上三人的誘變成功的成就就為人工誘發(fā)育種奠定了基礎(chǔ)，為植物、微生物的育種開(kāi)辟了一條新道路。（二）現(xiàn)代遺傳學(xué)階段其特點(diǎn)是：遺傳學(xué)的研究深入到分子水平。

27、對(duì)基因的化學(xué)本質(zhì)、基因的功能、基因的細(xì)微結(jié)構(gòu)、突變的機(jī)理和基因調(diào)控等方面的探討。1、比德?tīng)?Beadle.G.W)1941 年他和 Edward L.Tatum 提出了“一個(gè)基因一種酶學(xué)說(shuō)（one 基因 one enzyme hypothesis） ，解釋了基因控制性狀發(fā)育的生理生化基礎(chǔ)。后來(lái)該學(xué)說(shuō)被 Ingram 修改成“一11個(gè)基因一條多肽學(xué)說(shuō)” （one 基因 one peptide hypothesis） ，現(xiàn)代一直用后者。2、Oswald Arevy, Colin Leod 和 Maclyn Mecarty 于 1944 年通過(guò)肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，證實(shí)了核酸是遺傳物質(zhì)。3、1953 年

28、，英國(guó)學(xué)者 James Watson（沃森）和克里克（Francis Crick）提出了 DNA結(jié)構(gòu)的模型。也就是 DNA 結(jié)構(gòu)的 Watson-crick 模型。他們通過(guò) X 射線衍射法來(lái)研究 DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)果得出 DNA 是“多核苷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)” 。這個(gè)結(jié)構(gòu)的得出標(biāo)志著分子生物學(xué)的開(kāi)始。在 60 年代：Nirenberg 和 Mathaei 開(kāi)始揭開(kāi)了遺傳密碼的秘密；Jacob 和 Monod 提出 了大腸桿菌的操縱子學(xué)說(shuō)；Yanofsky 和 Brenner 等分別證實(shí)了基因的核苷酸序列和它所編碼的氨基酸序列之間在排列上的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而證明了 Beadle 和他的老師 Tatu

29、m 提出的一個(gè)基因一個(gè)酶的假說(shuō)，從多方面奠定了分子遺傳學(xué)的理論基礎(chǔ)?？偟膩?lái)講：在 60S，人工合成了蛋白質(zhì)、核酸；建立了“中心法則” ；確定了“三聯(lián)密碼” ；發(fā)現(xiàn)了基因的功能調(diào)節(jié)和控制原理；提示了基因突變的分子機(jī)理。遺傳研究進(jìn)入 70S，更加深入，Khorana 首次人工合成酵母丙氨酸 tRNA 基因；1970 年，HTemin 和 DBaltimore 獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶；1971 年，DNathans 和 HOSmith 發(fā)現(xiàn)了限制性?xún)?nèi)切酶；1972 年，Paul Berg 首次在體外進(jìn)行了 DNA 重組；1973 年，Herb Boyer 和 Stanly Cohen 利用質(zhì)粒克隆了外

30、源 DNA；1977 年，Walter Gilbert 和 Frederick Sanger 發(fā)明了 DNA 序列測(cè)定方法；1985 年，Karry Mullis 發(fā)明 PCR 技術(shù)；隨著這些工具和技術(shù)的發(fā)展，于是在 1974 年就開(kāi)辟了基因工程新領(lǐng)域，80 年代基因工程的研究成果已部分投入生產(chǎn)，如人生長(zhǎng)激素、干擾素、和胰島素等。三、遺傳學(xué)的概念演變及分支三、遺傳學(xué)的概念演變及分支（一）概念演變：（1）1904 年，貝特遜定義為：“研究生物遺傳變異及其規(guī)律的科學(xué)。（2）40 年代，認(rèn)識(shí)了遺傳學(xué)和進(jìn)化論的關(guān)系。認(rèn)為研究變異是進(jìn)化論的任務(wù)，遺傳學(xué)研究變異不是目的。而通過(guò)研究變異去探討遺傳的規(guī)律。故

31、定義為：“研究生物遺傳的科學(xué)” 。（3）60 年代，在認(rèn)識(shí)了遺傳物質(zhì)和遺傳基本規(guī)律基礎(chǔ)上，遺傳學(xué)須解決：基因的理化結(jié)構(gòu)；基因在世代中如何傳遞；基因在發(fā)育和代謝中如何發(fā)揮作用等問(wèn)題。固而定義為：(Muller)：研究基因的科學(xué)；現(xiàn)代遺傳學(xué)不僅能在陸地上研究生物的遺傳，而且在航天飛行中亦研究核酸，因此，1977 年定義為：研究能夠自我復(fù)制的核酸的性質(zhì)，功能和意義的科學(xué)。（二）遺傳學(xué)分支：遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，已滲入到生物學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域和其它學(xué)科，從而興起許多分支。隨著遺傳學(xué)的縱深發(fā)展，使遺傳學(xué)由整體水平細(xì)胞水平分子水平而發(fā)展起細(xì)胞遺傳學(xué)（ ） 、微生物遺傳學(xué)（ ） 、生物遺傳學(xué)（ ）和分子遺傳學(xué)（ ）等

32、分支，還有許多是在這些分支研究的基礎(chǔ)上橫向或縱橫交叉發(fā)展起來(lái)的分支，如：群體遺傳學(xué)（ ） 、數(shù)理遺傳學(xué)（ ） 、人類(lèi)遺傳學(xué)（ 12） 、免疫遺傳學(xué)（ ） 、行為遺傳學(xué)（ ） 、體細(xì)胞遺傳學(xué)（ ） 、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)（ ） 、發(fā)生遺傳學(xué)（ ） 、輻射遺傳學(xué)（ ） 、生態(tài)遺傳學(xué)（ ） 、藥物遺傳學(xué)（ ） 、數(shù)理遺傳學(xué)等等。還有分得更細(xì)的像作物按類(lèi)別分的小麥遺傳學(xué)、玉米遺傳學(xué)、棉花遺傳學(xué)；在臨床醫(yī)學(xué)上按病的不同而分為腫瘤遺傳學(xué)、遺傳病流行學(xué)等。總的來(lái)講，遺傳學(xué)的分支歸納為：1、從研究水平上分： 細(xì)胞遺傳學(xué) 群體遺傳學(xué) 進(jìn)化遺傳學(xué)研究生物長(zhǎng)期的變異 數(shù)量遺傳學(xué)研究生物短期性狀遺傳 分子遺傳學(xué)2、從不同生物范

33、疇分：動(dòng)、植、微生物和人類(lèi)遺傳學(xué)。3、按遺傳機(jī)制分為： 生理遺傳學(xué)輻射遺傳學(xué) 生化遺傳學(xué)對(duì)于遺傳學(xué)的發(fā)展而言，并非孤立的。它一方面需要生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)的推動(dòng)，另一方面依賴(lài)于其它學(xué)科的發(fā)展。遺傳學(xué)的發(fā)展本身就清楚地表明，沒(méi)有細(xì)胞學(xué)的發(fā)展，就沒(méi)有細(xì)胞遺傳學(xué)；沒(méi)有化學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)的發(fā)展，也不會(huì)有分子遺傳學(xué)和基因工程。一些邊緣分支遺傳學(xué)的發(fā)展，同樣說(shuō)明了遺傳學(xué)與其它學(xué)科的密切關(guān)系。如數(shù)理遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、免疫遺傳學(xué)等。四、遺傳學(xué)的實(shí)踐意義四、遺傳學(xué)的實(shí)踐意義1、遺傳學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐。在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)中，改良品種是增產(chǎn)的重要手段之一。隨著農(nóng)、林、漁、牧業(yè)的發(fā)展和人民物質(zhì)生活的提高；

34、糧食、牲畜、家禽、林果、蔬菜 都需要提高產(chǎn)量，改進(jìn)品質(zhì)，這就要求品種不斷的更新?lián)Q代。而遺傳學(xué)是動(dòng)物、植物和微生物等育種的理論基礎(chǔ)。因此遺傳學(xué)理論在改良舊品種，創(chuàng)造新品種方面越來(lái)越顯示出它的重要作用。遺傳工程的興起，給育種工作帶來(lái)美好的前景。微生物雜交、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)等遺傳技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了生物制品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，如抗菌素、氨基酸的生產(chǎn)。2、遺傳學(xué)與人類(lèi)社會(huì)：遣傳學(xué)與人類(lèi)健康有著密切的關(guān)系，已知與遺傳有關(guān)的疾病多達(dá)幾千種，僅單因子遺傳疾病就有 3 千多種。對(duì)遺傳病的研究和防治是改善人類(lèi)體質(zhì)，消除惡病傳延的重要手段之一，將會(huì)給社會(huì)、家庭和個(gè)人帶來(lái)健康和幸福。優(yōu)生是改善人類(lèi)素質(zhì)的根本措施，它的實(shí)現(xiàn)

35、也是與遺傳學(xué)的發(fā)展分不開(kāi)的。免疫遺傳學(xué)、藥物遺傳學(xué)的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐有重要指導(dǎo)意義。近年來(lái)隨著癌基因的發(fā)現(xiàn)，也說(shuō)明癌癥和遺傳學(xué)的密切關(guān)系，遺傳學(xué)的研究也將為全面控制癌癥作出貢獻(xiàn)。五、五、 動(dòng)物遺傳學(xué)動(dòng)物遺傳學(xué)在本專(zhuān)業(yè)中的地位在本專(zhuān)業(yè)中的地位它是遺傳學(xué)的分支科學(xué)。它既有其自身的理論體系，但又著眼于為動(dòng)物育種提供理論和手段。因而兼有基礎(chǔ)理論和應(yīng)用學(xué)科的雙重地位。在畜牧養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)，它是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)13課，它為家畜育種類(lèi)奠定理論基礎(chǔ)。本課時(shí)參考書(shū)目：無(wú)本課時(shí)作業(yè)（復(fù)習(xí)思考題）：一、名詞解釋一、名詞解釋遺傳、變異二、簡(jiǎn)答題二、簡(jiǎn)答題3、 遺傳與變異對(duì)生物有什么意義？4、 遺傳與變異關(guān)系是怎樣的？14第第

36、 2 課時(shí)單元（課時(shí)單元（2 學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）本課時(shí)單元教學(xué)手段：幻燈演示，課堂講授互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：討論第二章第二章 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)目的要求：了解遺傳物質(zhì)必備的條件，明確核酸是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和旁證材料，掌握 DNA和 RNA 分子的結(jié)構(gòu)。掌握基因的概念，了解基因的一般結(jié)構(gòu)和真核生物基因組特點(diǎn)。了解細(xì)胞的構(gòu)造，掌握染色體(chromosome)的物質(zhì)基礎(chǔ)，染色體的形態(tài)，構(gòu)造和數(shù)目。了解染色體的周期變化與細(xì)胞分裂(cell division)的平行關(guān)系，從而明確雙親對(duì)后代的遺傳貢獻(xiàn)。熟悉有絲分裂（mitosis）和減分裂(meiosis)過(guò)程。掌握減數(shù)分裂(meiosis)過(guò)程中染色體

37、行為及染色體數(shù)目減半的生物學(xué)意義。學(xué)時(shí)分配：4 學(xué)時(shí)理論，2 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)：1、DNA 和 RNA 的分子結(jié)構(gòu)3、基因的概念和一般結(jié)構(gòu)4、真核生物基因組特點(diǎn)4、染色體的結(jié)構(gòu)5、細(xì)胞分裂過(guò)程本章難點(diǎn)：1、基因概念的演變過(guò)程和基因的一般結(jié)構(gòu)2、真核生物基因組特點(diǎn)3、細(xì)胞分裂過(guò)程染色體行為授課方式：課堂講授授課內(nèi)容：本課時(shí)單元教學(xué)手段：幻燈演示，課堂講授互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：討論第一節(jié)第一節(jié) 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)核酸核酸為什么說(shuō)核酸是遺傳物質(zhì)呢？核酸是米希爾Miexcher（） 一、遺傳物質(zhì)的條件一、遺傳物質(zhì)的條件作為遺傳物質(zhì)，必須具備下列條件：、能自我復(fù)制：即當(dāng)某種物質(zhì)出現(xiàn)后，能以自身作為模板復(fù)制出與自己

38、完全相似的物質(zhì)。能以自己為模板，復(fù)制出與自己相同的子分子。從而實(shí)現(xiàn)世代延續(xù)。15恩格斯說(shuō)：“蛋白質(zhì)（protein）是生命物質(zhì)” ，現(xiàn)在看來(lái)這種觀點(diǎn)是錯(cuò)的。因?yàn)橐粋€(gè)pro 分子不能產(chǎn)生一個(gè)子分子。也就是說(shuō)不能自我復(fù)制。自我復(fù)制是遺傳物質(zhì)的首要條件。、結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定：作為生物的遺傳物質(zhì)是應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定的。、結(jié)構(gòu)的可變性：作為遺傳物質(zhì)如果其結(jié)構(gòu)一直很穩(wěn)定，就不可能實(shí)現(xiàn)生物的進(jìn)化。 使生物由低至高，水至陸 。也就是說(shuō)在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，還要有可遺傳的變異。、能容納生物的全部遺傳信息。這些遺傳信息都包含分子的堿基序列中？Example：內(nèi)江豬中的獅子頭，在其后代表現(xiàn)為獅子頭，是否在其精卵子中就有獅子頭呢？不是的

39、，也就是說(shuō)在世代傳遞過(guò)程中傳遞的僅是信息，而不是具體的表型。 遺傳信息、控制生物性狀發(fā)育。遺傳物質(zhì)必須能決定性狀的發(fā)育。在與生物遺傳有關(guān)的大分子物質(zhì)中，主要有三類(lèi)：多糖、多肽、多核糖核苷酸（核酸） 。前兩種均不能自我復(fù)制不具備遺傳物質(zhì)的條件。多核苷酸，能自我復(fù)制同時(shí)符合其余的四個(gè)條件。核酸在復(fù)制過(guò)程中嚴(yán)格按堿基配對(duì)原則。二、核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)二、核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)首先來(lái)看一個(gè)概念：何為轉(zhuǎn)化？（transformation）轉(zhuǎn)化：一種生物接受了另一種生物遺傳物質(zhì)后，表現(xiàn)后者的遺傳性狀或發(fā)生遺傳特性改變的環(huán)象。也就是說(shuō)：transformation 是指某一基因型的細(xì)胞從周?chē)橘|(zhì)中吸收來(lái)自另一

40、基因型細(xì)胞的 DNA 片段，而使它的基因型和表現(xiàn)型發(fā)生相應(yīng)變化的環(huán)象。、肺炎球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：肺炎球菌的類(lèi)型：主要有種有毒性的“”型，無(wú)毒性的“”型，型可分為、三種血清型。“”型中主要是起作用。有莢膜菌落光滑肺炎病原有毒型能真實(shí)遺傳無(wú)莢膜菌落粗糙不致病無(wú)毒型不真實(shí)遺傳年英國(guó)學(xué)者格里菲思(F.Griffith)將型加熱殺死，讓其與活菌混合，用混合的菌給小鼠接種，幾天后小鼠患肺炎而死亡。從死鼠的心血內(nèi)分離出活菌。是什么使呢？（轉(zhuǎn)化）年埃弗里(Avery.O.T)美國(guó)化學(xué)家 、麥克卡蒂(Mecarty)、麥克勞德(Mcleod)等人，將分離提純?yōu)榍v膜物質(zhì)、蛋白質(zhì)（protein）和，分別與混合，給小鼠

41、接種：情況如下：（）蛋白質(zhì)（）小鼠不致?。ǎ┣v膜物質(zhì)（）小鼠不致病（）（）小鼠患肺炎如果將（）用酶處理，讓其分解后，則不發(fā)生（）的現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確證了是發(fā)生了轉(zhuǎn)化，更重要的是它首先證明了遺傳信息是由核酸分子傳遞的。核酸（這里的）是遺傳物質(zhì)，從而修正了以前的說(shuō)法，protein 是遺傳物質(zhì)。16、噬菌體對(duì)大腸桿菌的浸染。大家知道，噬菌體是一種細(xì)菌病毒。噬菌體（bacteriophage） ，我們這里主要講一下噬菌體，它是感染大腸桿菌的噬菌體中研究得最徹底的一種。當(dāng)附著在大腸桿菌時(shí)，其尾板分泌溶菌酸，溶解大腸桿菌細(xì)胞膜，并向菌體內(nèi)注入，而外殼則留于菌外。當(dāng)進(jìn)入大腸桿菌后，用一條鏈轉(zhuǎn)錄出 m，

42、并利用大腸桿菌代謝機(jī)能產(chǎn)生一些酶供自己使用，再?gòu)?fù)制出若干個(gè)，再利用大腸桿菌內(nèi)的物質(zhì)合成外殼，借助溶菌酸溶解大腸桿菌細(xì)胞膜，釋放出新一代的。圖示：中的 pro（蛋白質(zhì)）含有硫（） （因含有甲硫氨酸和半胱氨酸，它們都含有） 。年，赫爾謝(Alfred D.Hershey)和索斯(Martha chase)，進(jìn)行上述研究，并用帶和來(lái)標(biāo)記噬菌體中蛋白質(zhì)和。 標(biāo)記 protein，標(biāo)記 。它們發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌一旦被感染后放在家用攪拌器中攪動(dòng)。標(biāo)記的 pro 絕大部分從細(xì)菌細(xì)胞上脫離下來(lái)，而標(biāo)記的則絕大部分同細(xì)胞在一起（也許在細(xì)胞里面） 。除去蛋白質(zhì)空殼(ghost)并不影響感染過(guò)程。細(xì)菌仍象蛋白質(zhì)空殼(g

43、host)同細(xì)胞連在一起時(shí)那樣地裂解，并釋放出子代。它們的結(jié)論：只有親代的是在感染細(xì)菌中增殖子代時(shí)必不可少的，子代仍由和 protein 構(gòu)成。因此，可認(rèn)為的 protein 成份只是保護(hù)不被酶所降低，并使有效地進(jìn)入細(xì)菌（大腸肝菌） ，本身則是遺傳物質(zhì)。本試驗(yàn)又證明了為遺傳物質(zhì)。、感染性病毒；病毒原核生物不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，也無(wú)，它們以什么作為遺傳物質(zhì)呢？原核生物(prokaryote)，真核生物(eukaryote)如：患髓灰質(zhì)炎，煙草花葉病，均為原核生物（病毒）所致。年 Wendell M.Stanley 發(fā)現(xiàn)病毒由核酸和蛋白質(zhì)（pro）構(gòu)成。后來(lái)進(jìn)一步研究：有些病毒（主要是植物病毒）含有，另一

44、些病毒（許多細(xì)菌病毒和動(dòng)物病毒）含有。如口蹄疫病毒年，Traenkel-cowral 將煙草花葉病毒（）分解提純?yōu)楹蚿rotein，分別用之接種煙草，其結(jié)果接種的煙草患花病，而接種 pro 的不患病。從而證明了是遺傳物質(zhì)。、金魚(yú)試驗(yàn)（年）我國(guó)著名科學(xué)家童弟周在鯽魚(yú)試驗(yàn)時(shí)：把鯽魚(yú)的 m提純后注射入金魚(yú)受精卵發(fā)育成成體后，其個(gè)體的尾鰭中有 1/3 為單尾（表現(xiàn)出鯽魚(yú)的單尾性狀） 。 （金魚(yú)尾鰭為雙尾） 。這又進(jìn)一步證明了是遺傳物質(zhì)。 （因?yàn)?m是以為模板轉(zhuǎn)錄的） 。總結(jié)：以上試驗(yàn)證明了和都是遺傳物質(zhì)。其中是真核生物17（eukaryote）的主要遺傳物質(zhì)，而原核生物絕大多數(shù)以為遺傳物質(zhì)。因?yàn)楹怂?

45、prokaryote)是和組成的。所以說(shuō)，核酸是遺傳物質(zhì)。三、核酸是遺傳物質(zhì)的旁證三、核酸是遺傳物質(zhì)的旁證、同種生物，無(wú)論其年齡大小，無(wú)論哪種組織，在一定條件下，細(xì)胞內(nèi)的含量很穩(wěn)定，而蛋白質(zhì)的變異很大。、配子里的含量只有體細(xì)胞含量的 1/2，這與減數(shù)分裂染色體減半相吻合。、的含量穩(wěn)定，并且質(zhì)也穩(wěn)定。、紫外線誘變作用在波長(zhǎng) 附近效果最佳。這個(gè)波長(zhǎng)是的吸收峰，而不是 protein 的吸收峰。第二節(jié)第二節(jié) 核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)年，華生(James watson)和克里克（Francis Crick）利用衍射法研究的結(jié)構(gòu)，提出了一個(gè)結(jié)構(gòu)模型。為“多核苷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)模式。年后由 Matthew,Mes

46、elson 和 Franklin 首次提出 Watson-crick 模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。一、一、DNA 和和 RNA 的化學(xué)組成的化學(xué)組成DNA 和 RNA 分子的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸(nucleotide)，核苷酸由三種不同的化學(xué)成份通過(guò)共價(jià)鍵連接而成。三種成分是：（）戊糖（五碳糖） 、中為脫氧核糖；（）由嘌呤或嘧啶衍生物構(gòu)成的含氮（）堿基，與戊糖位碳原子共價(jià)結(jié)合形成核苷(nucleoside)。中含有嘌呤堿基：腺嘌呤（）和腺嘧啶（） ，相應(yīng)的核苷(nucleoside)為脫氧腺苷，脫氧鳥(niǎo)苷，脫氧胞苷，脫氧胸苷；（）磷酸基因。在一個(gè)核酸多聚體中，磷酸分子通過(guò)在一個(gè)糖分子的位碳原子與另一糖分子的

47、 3位碳原子之間形成磷酸二酯鍵，將兩個(gè)核苷酸(nucleotide)互相連接，核苷的糖分子上 5位或 3位與一個(gè)或多個(gè)磷酸基因酯化，反應(yīng)成核苷酸(nucleotide)。核苷酸是合成核酸的前體物，也是核酸化學(xué)水解或酶促水解的產(chǎn)物。四種堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：胞嘧啶（）胸腺嘧啶（）腺嘌呤（）鳥(niǎo)嘌呤（）二、二、DNA 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1、DNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu)18DNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指 DNA 分子中 4 種核苷酸的連接方式和排列順序。由于 4 種核苷酸的核糖和磷酸組成是相同的，所以用堿基序列代表不同 DNA 分子的核苷酸順序。核苷酸順序?qū)?DNA 高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成有大的影響。2、DNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)堿基在糖的號(hào)碳位

48、（1）與其結(jié)合，磷酸（）在糖的 3,號(hào)碳位(3,5)與之結(jié)合。若干個(gè)核苷酸(nucleotide)結(jié)合成一條多核苷酸長(zhǎng)鏈，兩條走向相反（53,35）的核苷酸長(zhǎng)鏈彼此纏繞，兩鏈的堿基間形成氫鍵，從而形成穩(wěn)定的“雙螺旋結(jié)構(gòu)” 。四種堿基：、嚴(yán)格按照查里多夫(chargaff)堿基配對(duì)原則進(jìn)行配對(duì)。種堿基配對(duì)關(guān)系是：摩爾數(shù)，為什么會(huì)這樣配對(duì)呢？（，）理由：、分子的直徑2nm，嘌呤多一個(gè)咪唑環(huán)，嘧啶則無(wú)。如果兩個(gè)嘌呤配對(duì)，則直徑nm，兩嘧啶配對(duì)則2nm，只有嘌呤與嘧啶配對(duì)，才符合直徑2nm。、之間為二價(jià)鍵，之間為三價(jià)鍵，若互換（如配etc）配對(duì)關(guān)系則不能形成共價(jià)鍵。就不能實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。(1)右

49、手螺旋有 A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA、E-DNA、T-DNA，最重要的是 B-DNAB-DNA 分子的直徑為nm，兩個(gè)堿基對(duì)間的距離為：3.4，螺旋旋轉(zhuǎn)一周，包含個(gè)堿基對(duì)，即為。 3 5核的雙螺旋結(jié)構(gòu)圖（重點(diǎn)從圖上講） 3 5（2）左手螺旋Z-DNA教材 13 頁(yè) A、B、C、Z-DNA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、存在條件的對(duì)比。（3）DNA 的高級(jí)結(jié)構(gòu)DNA 的高級(jí)結(jié)構(gòu)是指 DNA 雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤(pán)旋形成的特定空間結(jié)構(gòu)。主要的形式是超螺旋。三、三、RNA 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1、mRNA 由結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的單鏈 RNA，載有決定蛋白氨基酸序列的信息，起遺傳信息中轉(zhuǎn)作用。由于分子中無(wú)胸腺嘧啶（只

50、有中含有） ，在 m上，的位置由（尿嘧啶）所代替。m的功能是將分子中的遺傳信息(gentic information)帶入細(xì)胞質(zhì)，作為合成蛋白質(zhì)的模版。這其中堿基配對(duì)仍然按查爾多夫原則（，）進(jìn)行。mRNA 的轉(zhuǎn)錄，必需有聚合酶(RNA polymerase)的存在。Example：大腸桿菌的聚合酶是一種復(fù)合酶(complex enzyme)，由條不同的肽鏈組成。其中四條肽鏈構(gòu)成核心酶(core enzyme)，第條多肽鏈叫因子(sigma factor)，它能識(shí)別分子上的起始位置。轉(zhuǎn)錄總是在 5端開(kāi)始，在 3端終止。終是由另一種蛋白質(zhì) 因子(rho factor)的作用， 因子能識(shí)別分子上的終

51、止符號(hào)，使轉(zhuǎn)錄結(jié)束。m一般壽命較短，只起傳遞信息的作用，是基因表達(dá)為遺傳性狀的一個(gè)中轉(zhuǎn)站。通常在完成蛋白質(zhì)合成后，不久就解體了。在高等生物中，mRNA 比較穩(wěn)定，能保留相當(dāng)長(zhǎng)19的時(shí)間。、轉(zhuǎn)運(yùn)(transfer RNA. tRNA)以分子的一條鏈為模版轉(zhuǎn)錄的單鏈結(jié)構(gòu)。由于單鏈分子中能形成最大量的堿基配對(duì)，形成幾個(gè)短的雙鏈區(qū)，在雙鏈區(qū)之間形成個(gè)單鏈環(huán)，成為“三葉草”形。（）反密碼子環(huán)：環(huán)上有三個(gè)堿基形成反密碼子(anticoden)，反密碼子能與 m鏈上的密碼子配對(duì)，所以 t能識(shí)別 mRNA 鏈上的密碼子(coden)。rick 認(rèn)為：反密碼子(anticoden)環(huán)上的第個(gè)堿基，可以在某種程度

52、上“搖擺(wobble)” ，即與一個(gè)以上的堿基配對(duì)。例如：反密碼子中的次黃嘌呤（）可以和 m密碼子中、或配對(duì)，這恰好同 m密碼子中的第三個(gè)堿基可以變動(dòng)相適應(yīng)。 （如精氨酰 t有反密碼子，它能識(shí)別密碼子。為了方便起見(jiàn)，5端寫(xiě)在左邊，所以密碼子(coden)第三個(gè)位置是反密碼子(anticoden)的第一個(gè)位置。因此，密碼的兼并并不要求每個(gè)密碼子有一種不同的 t，擺動(dòng)配對(duì)節(jié)省了識(shí)別兼并密碼子所需的 t種類(lèi)。也就是說(shuō)，一個(gè)反密碼子可以識(shí)別幾個(gè)密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)這個(gè)氨基酸的 tRNA 不只一種，而是種不等。因此可以抗御突變的危害，對(duì)生物有利。（）氨基酸環(huán)：tRNA 3端的最后個(gè)堿基都是，這些核苷酸是在酸作

53、用下加上去的，它不由模版轉(zhuǎn)錄。末端的殘基在氨酰基活化酶（）催化下，可以同氨基酸的羧基因結(jié)合，成為氨基酸的附著部位，由它攜帶氨基酸（） 。（）雙氫尿嘧啶環(huán)；這個(gè)環(huán)與識(shí)別特定的氨基酰tRNA 合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）有關(guān)。這種酶促使 tRNA 分子與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合形成氨基酰tRNA(aminoacyl-tRNA)。Example：苯丙氨酸 tRNA 必須與苯丙氨酸結(jié)合形成苯丙氨酰tRNA。（）環(huán)；參與核糖體的結(jié)合，即為核糖體所識(shí)別。有些 tRNA 還有一個(gè)額外的第環(huán)。、核糖體(ribosomal RNA. rRNA)是核糖體的主要成分，而核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)

54、所，大腸桿菌的 rRNA 占細(xì)胞中總量的，rRNA 與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖中，在核糖體中 rRNA 占40%。它由轉(zhuǎn)錄而成，呈微小的球形顆粒，直徑約mm。每一個(gè)的核糖體由和兩個(gè)亞基組成。在 mg濃度為(0.001)時(shí)，兩個(gè)亞基結(jié)合為一，當(dāng)mg濃度低于 0.001 時(shí)，兩亞基分離。亞基能識(shí)別 m的起始密碼UG，它在起始因子作用下，首先和 m的第一個(gè)密碼子結(jié)合，然后再與亞基結(jié)合，形成完整的核糖體。亞基有肽基轉(zhuǎn)移酶(peptidyl tremsferase)能將氨基酸聯(lián)結(jié)成多肽鏈，同時(shí)還能為兩個(gè) tRNA 提供結(jié)合部位，即氨酰基部（受體） ，肽基部（供體） 。20第三節(jié)第三節(jié) 基因的結(jié)構(gòu)特征基因的結(jié)構(gòu)

55、特征一、一、基因的概念發(fā)展基因的概念發(fā)展“基因”由“基因”音譯而成的。年由丹麥人約翰遜(Jonamnsen.W.L)提出，用以代替孟德?tīng)栐囼?yàn)中的“遺傳因子”一詞?；蛉∵z傳學(xué)(基因 tics)一詞的頭個(gè)字母，它表示遺傳的獨(dú)立單位，基因 tics源于希臘語(yǔ)的 Gen，在希臘語(yǔ)中，Gen 是“生長(zhǎng)成的” 、“變成”的意思。因此，基因不僅是一個(gè)性狀在上、下世代中傳遞的單位，而且也有功能的含義。所以，在當(dāng)時(shí)，基因是獨(dú)立的遺傳單位。這對(duì)基因僅是邏輯上的推理，僅能從基因的作用和效應(yīng)中感知其存在。約翰遜的基因?yàn)榱Ｗ有?，但不知基因的物質(zhì)基礎(chǔ)。年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者摩爾根(Morgan.T.H.)通過(guò)果蠅試驗(yàn)建立起染

56、色體遺傳理論(chromosome theory of heredity)，證實(shí)了基因存在于染色體上，并成直線排列。認(rèn)為位于同源染色體（）上相同位點(diǎn)的基因，是等位基因(allele)，而且基因可以發(fā)生突變（） ，并隨同源染色體片段的交換(crossing-over 或exchange)而發(fā)生互換（） ，所以基因是具有突變（） ，互換和功能（）三位一體的最小的遺傳單位(基因 tic unit)。這時(shí)，人們認(rèn)識(shí)到了基因在染色體的不同區(qū)段上。這就意味著基因是染色體一個(gè)區(qū)段。這時(shí)仍不知基因的物質(zhì)基礎(chǔ)，亦不知基因如何控制性狀發(fā)育。年，埃井里(Avery)或阿弗來(lái)證實(shí)了是遺傳物質(zhì)。年，華生(Jamas w

57、atson)，克里克(Francis Crick)利用衍射法研究，提出了分子的結(jié)構(gòu)模式，人們將基因與分子聯(lián)系在一起，認(rèn)為基因是分子上的一個(gè)區(qū)段，是“具有特定功能的核苷酸序列” 。這時(shí)仍是三位一體的最小遺傳單位。后來(lái)證實(shí)了基因不是最小的遺傳單位?；蚴强煞值?。年，本茨(Benzer)提出了三個(gè)概念：（）突變子(muton)：是遺傳突變單位可以造成一個(gè)表型效應(yīng)的最小單位，它可以只含一個(gè)堿基。（）互換子（重組子） recon遺傳重組單位 ；可以實(shí)現(xiàn)互換的最小單位，它可以小到個(gè)堿基。（）順?lè)醋樱╟istron） 遺傳功能單位：通過(guò)順?lè)丛囼?yàn)(cis-trans test)所測(cè)定的遺傳物質(zhì)功能單位。它是分

58、子上的一段多核苷酸，由它決定一條多肽的氨基酸序列，故為基因同義詞。假定有兩個(gè)野生型重組子(recon)和，它們緊密連鎖(linkage)；另外兩個(gè)缺陷型重組子(recon)，a和 a，分別為和的突變型。當(dāng)個(gè)重組子(recon)同時(shí)存在于倍體細(xì)胞中時(shí)，它們可以有以下兩種結(jié)構(gòu)中的一種出現(xiàn)：順式，反式。2121aaAA2121AaaA如果二倍體細(xì)胞在反式時(shí)不能表現(xiàn)正常野生型功能，僅在順式時(shí)才發(fā)現(xiàn)野生型；那么就將和合稱(chēng)為一個(gè)“順?lè)醋?cistron)“。這里，將和作為一個(gè)功能單位（即形成野生型） ，只有這樣才具有功能，而 a和 a它們?cè)赼或 a連鎖時(shí)，都不能行使野生型功能，故將其視為和的突變子(mut

59、on)，由于它們位置相近，稱(chēng)“擬等位基因(pseudoallele)”或“異點(diǎn)等位基因（heteroallele） ” 。21這樣，基因僅作為一個(gè)功能單位，它是分子上具有特定功能的核苷酸序列，基因可以包括若干個(gè)突變子（muton）和互換子(recon)，基因可分。隨分子遺傳學(xué)（）研究的進(jìn)展，基因的概念仍在演變。調(diào)節(jié)基因（） ，操縱基因(operator)，它們不是功能單位，但它們?nèi)匀皇腔颉Ｊ删w有個(gè)核苷酸共個(gè)基因，它們之間無(wú)明顯界限，有的基因包含于大基因內(nèi)。有的基因首尾相連，也有兩個(gè)基因共用同一個(gè)核苷酸序列，只是編碼順序不同而已。有的研究認(rèn)為，分子不是所有區(qū)段都是基因，其間有間隔區(qū)段；而一個(gè)

60、基因也不是所有的核苷酸都有編碼意義?；騼?nèi)的間隔區(qū)段，稱(chēng)為：“內(nèi)含子(intron)”能夠編碼多肽的區(qū)段，稱(chēng)為“外顯子(exon)”綜上所述，現(xiàn)代基因的概念是：分子上具有一個(gè)遺傳效應(yīng)的一段特定的核苷酸序列。二、基因的一般結(jié)構(gòu)特征二、基因的一般結(jié)構(gòu)特征（一）外顯子與內(nèi)含子本課時(shí)單元作業(yè)：第第 3 課時(shí)單元課時(shí)單元實(shí)驗(yàn)一：觀看遺傳病錄象與討論作業(yè)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告第第 4 課時(shí)單元課時(shí)單元本課時(shí)單元教學(xué)手段：幻燈演示，課堂講授互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：討論染色體行為與遺傳規(guī)律的關(guān)系第四節(jié)第四節(jié) 染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)與染色體染色體的發(fā)現(xiàn)是在 19 世紀(jì)后葉，1888 年由瓦舍葉爾發(fā)現(xiàn)并認(rèn)識(shí)的。何為染色體呢？遺傳學(xué)上是這