學科導論綜述

1、學科導論綜述生技102班 學號5602110063 史曉鵬學院為二年級的我們安排了學科導論這門關于生物技術專業(yè)的專業(yè)知道理 論課。毋庸置疑從中我學到了好多的知識。通過對這門課程的學習，在各個專業(yè) 教師的的精心指導下，將我多生物技術的了解延伸到了該領域的前沿，是我對生 物技術各分支領域的了解也有了一定的認識，我深深的感到21世紀，生命科學 對全人類乃至全球，甚至是整個宇宙世界的不可替代性，而其中的生物技術，其 作用與意義可見一斑，它將必然延伸到醫(yī)藥，農(nóng)林，化工，物理，健康，能源等 領域，并將在生命科學的發(fā)展中長期并將永遠處于中流砥柱的作用。通過學科導 論的學習，同時也極大的激發(fā)了我對遺傳學這一專

2、業(yè)領頭學科的興趣。大量事實 研究證明遺傳學是生命科學中的核心和帶頭學科。可以肯定，在未來遺傳學必將 為人類社會發(fā)展作出巨大的貢獻，人類的一系列疾病定將會在遺傳學的幫助下取 得前所未有的突破和重大成果。學完學科導論，學完遺傳學，我想有以下幾個方 面我感觸最深，或者說談談我的想法：一、遺傳學的誕生：在遺傳學的偉大誕生歷程中有許多的杰出的科學家，做出了 卓越的成就。從拉馬克的用進廢退和獲得性狀遺傳等學說到達爾文的自然選擇與 人工選擇學說；過渡到魏斯曼的“種質(zhì)”學說，便提出了種質(zhì)自身永世長存，在 時代之間連續(xù)相傳，即種質(zhì)連續(xù)論；孟德爾不遜色，他通過豌豆的雜交實驗于 1865年發(fā)現(xiàn)了遺傳界兩大定律，遺憾

3、的是，這么偉大的發(fā)現(xiàn)，知道35年后才被 弗里斯、柯倫斯和邱歇馬克證實。但遺傳學作為一個學科的名稱還是1905年英 國人貝特遜依據(jù)希臘文“生殖”（generate）一詞給遺傳學正式命名為genetics。 至此，遺傳學正式誕生。二、遺傳學的發(fā)展：遺傳界三大定律孟德爾第一定律與孟德爾第二定律，以及摩 爾根第三定律即連鎖遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，為遺傳學的發(fā)展奠定了堅實的基礎，打破 了對遺傳學研究的許多障礙，是遺傳信息發(fā)展史上的重大飛躍，其作用之大，不 可估量。試想，如果沒有遺傳學三大定律的發(fā)現(xiàn)，那么分子遺傳學的出現(xiàn)與發(fā)展， 基因水平的研究與發(fā)展將是如何！一前的我對遺傳學的了解僅限于孟德爾的分離 與自由組合定

4、律，現(xiàn)在我認識到還有第三大定律。遺傳學遠比想象中的復雜。隨 著研究的進展，發(fā)現(xiàn)孟德爾的兩大定律與摩爾根的連鎖遺傳定律還不夠，等位基 因與非等位基因間相互作用，如：上位效應（顯性與隱性上位效應）互補基因， 疊加效應等的補充，使得遺傳規(guī)律的研究更加完善。既然遺傳學在生命科學中的 作用如此之大，那么它的偉大便遠不止于這三大定律；同時在擁有這三大定律的 同時，更應該注重為作出如此之大發(fā)現(xiàn)的模式生物的敬重與感激。孟德爾選取的 豌豆做實驗，發(fā)現(xiàn)兩大定律，他的選材的對象與實驗方法是完美的。摩爾根及其 學生選用果蠅做實驗對象，更加精妙。但是真正的對分子水平的研究及其成果才 能真正地證明以前的理論與假設，如對大

5、腸桿菌，葡萄球菌等的研究使人們對于 原核生物的遺傳分析邁向了成熟的階段，再加上真核生物遺傳分析的研究及其應 用更加使得遺傳學趨于完善。再到后來世界各國科學家的共同努力，有了數(shù)量性 狀等知識。遺傳學發(fā)展到今天，使他與眾學科有了交叉結(jié)合，如：毒理遺傳學、 醫(yī)學遺傳學、生態(tài)遺傳學、分子遺傳學、細胞遺傳學、生理遺傳學、發(fā)生遺傳學 等。概括起來有如下方面：細胞遺傳學時期細胞遺傳學通過細胞學手段對遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和行為進行研究的遺傳學 分支科學。在這一時期，約翰遜創(chuàng)造出了“基因”這一詞，摩爾根證明了基因位 于染色體上，染色體是基因的載體。摩爾根第一次把代表某一特定性狀的特定基 因，與某一特定染色體上的特

6、定位置聯(lián)系起來，這樣基因就不在是代表某種性狀 的特定符號，而是在染色體上占有一定空間位置的實體。這為研究基因結(jié)構(gòu)和功 能奠定了理論基礎。同時，摩爾根提出了第三大遺傳定律連鎖遺傳法則。生化和微生物遺傳學時期大致是19401960年，從1941年比德爾和塔特姆發(fā)表關于脈孢霉屬 中的研究結(jié)果開始，到19601961年法國分子遺傳學家雅各布和莫諾發(fā)表 關于大腸桿菌的操縱子學說為止。在這一時期中，采用微生物作為材料研究基因的原初作用、精細結(jié)構(gòu)、 化學本質(zhì)、突變機制以及細菌的基因重組、基因調(diào)控等，取得了已往在高 等動植物研究中難以取得的成果，從而豐富了遺傳學的基礎理論。19001910年人們只認識到孟德爾

7、定律廣泛適用于高等動植物，微生物遺傳學時 期的工作成就則使人們認識到遺傳學的基本規(guī)律適用于包括人和噬菌體在 內(nèi)的一切生物。分子遺傳學時期從1953年美國分子生物學家沃森和英國分子生物學家克里克提出DNA的雙螺旋模型開始，但是50年代只在DNA分子結(jié)構(gòu)和復制方面取得了一些 成就，而遺傳密碼、mRNA、tRNA、核糖體的功能等則幾乎都是60年代才得 以初步闡明。分子遺傳學是在微生物遺傳學和生物化學的基礎上發(fā)展起來的。分子 遺傳學的基礎研究工作都以微生物、特別是以大腸桿菌和它的噬菌體作為 研究材料完成的；它的一些重要概念如基因和蛋白質(zhì)的線性對應關系、基 因調(diào)控等也都來自微生物遺傳學的研究。分子遺傳學

8、在原核生物領域取得 上述許多成就后，才逐漸在真核生物方面開展起來。正像細胞遺傳學研究推動了群體遺傳學和進化遺傳學的發(fā)展一樣，分 子遺傳學也推動了其他遺傳學分支學科的發(fā)展。遺傳工程是在細菌質(zhì)粒和 噬苗體以及限制性內(nèi)切酶研究的基礎上發(fā)展起來的，它不但可以應用于工、 農(nóng)、醫(yī)各個方面，而且還進一步推進分子遺傳學和其他遺傳學分支學科的 研究。免疫學在醫(yī)學上極為重要，已有相當長的歷史。按照一個基因一種酶假 設，一個生物為什么能產(chǎn)生無數(shù)種類的免疫球蛋白，這本身就是一個分子 遺傳學問題。自從澳大利亞免疫學家伯內(nèi)特在 1959年提出了克隆選擇學說 以后，免疫機制便吸引了許多遺傳學家的注意。目前免疫遺傳學既是遺傳

9、 學中比較活躍的領域之一，也是分子遺傳學的活躍領域之一。在分子遺傳學時代另外兩個迅速發(fā)展的遺傳學分支是人類遺傳學和體 細胞遺傳學。自從采用了微生物遺傳學研究的手段后，遺傳學研究可以不 通過生殖細胞而通過離體培養(yǎng)的體細胞進行，人類遺傳學的研究才得以迅 速發(fā)展。不論研究的對象是什么，凡是采用組織培養(yǎng)之類方法進行的遺傳 學研究都屬于體細胞遺傳學。人類遺傳學的研究一方面廣泛采用體細胞遺 傳學方法，另一方面也愈來愈多地應用分子遺傳學方法，例如采用遺傳工 程的方法來建立人的基因文庫并從中分離特定基因進行研 三、遺傳學的探索與應用：21世紀的醫(yī)療保健等行業(yè)已是足夠發(fā)達，人類的科學技術已是十分輝煌。但是，仍然

10、有許多疾病困擾著我們。人類疾病中存在四大難題：惡性腫瘤、心血 管病、遺傳病和某些病毒感染的病，如艾滋病等。這些疾病都與遺傳學緊密相關。 惡性腫瘤的本質(zhì)是癌基因或抑癌基因突變或其表達改變的結(jié)果；有些心血管疾病 具有家族史；各類遺傳病更是直接受控于基因突變；艾滋病雖然不是人類自身基 因突變的緣故，但要獲得有效的治療方法，首先必須了解這些病毒的結(jié)構(gòu)，功能、 復制和表達的規(guī)律，從而有針對性地制定治療方案。如目的基因治療、反義RNA 技術和RNA干擾等治療方案雖尚未普遍應用于臨床，但研究結(jié)果已經(jīng)給人們展示 出美好的前景。人們預測RNA干擾技術講給臨床醫(yī)學帶來革命性變化。人類基因 組計劃的完成將促進醫(yī)學遺

11、傳學的相關學科，如神經(jīng)生物學、細胞生物學、發(fā)育 生物學和基因醫(yī)學等學科的發(fā)展，是這些相關學科的研究進入黃金時代；同時人 們從中可發(fā)掘出5000多種遺傳病和惡性腫瘤、心血管病以及其它嚴重遺傳疾病 的方法，阻止甚至扭轉(zhuǎn)一些遺傳病。這是遺傳學與醫(yī)藥業(yè)。遺傳學與農(nóng)牧業(yè)方面：遺傳學是生命科學的基礎學科，與農(nóng)、牧、林、漁、 工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)療保健和制藥等乃至國防事業(yè)的發(fā)展密切相關，體現(xiàn)了理論與實踐 之間的關系?；蛴N，雜交、重組等技術的應用為全世界掀起了一場綠色革命。 轉(zhuǎn)基因食品的出現(xiàn)更是解決了諸多問題，比如全世界的溫飽問題。取得的成果有 我國的“三系”雜交水稻，八倍體小黑麥等。1997年，克隆羊多莉的誕生

12、，是 世界是第一例由分化的體細胞發(fā)育出來的后代，它不僅證明了動物已分化的體細 胞仍具有全能性，而且為無性繁殖家畜奠定了理論基礎。此為，超級小鼠的問世， 表面哺乳動物之間可進行基因轉(zhuǎn)移，次項成果不僅為哺乳動物基因工程奠定了基 礎，而且對于治療某些遺傳疾病具有重要的意義。遺傳學與社會和法律：環(huán)境保護是一個全球性的、受到社會各界廣泛關注的 問題，環(huán)境保護也是遺傳學研究的重要課題。利用基因工程能夠獲得能同時分解 多種毒素的菌種。超級菌具有極強的勁化環(huán)境的能力。人類基因組正在受到日益 惡化的環(huán)境因素的侵害，特別是一些放射性物質(zhì)和有毒的化學物質(zhì)能誘發(fā)基因突 變和染色體的變異，而其中大多數(shù)的突變是有害的。目前，各國政府根據(jù)這種危 害已制定了相應的限制使用有害物質(zhì)的法律、法規(guī)，并制定了各項保護措施，以 保護人類和其他各種生物的生存環(huán)境。當今的遺傳學射擊面愈來愈廣，如DNA 指紋分析應用于法律上的親