《遺傳學》課件第01章 緒論

1、第一章 緒論（1學時）本章重點： 1.遺傳和變異的概念 2.遺傳學發(fā)展史中具有重要意義的成就難點 遺傳學發(fā)展的里程碑7/29/20221安徽大學生命科學學院 遺傳(Heredity)：生物通過不同方式產(chǎn)生子代，子代和親代相似的現(xiàn)象。7/29/20222安徽大學生命科學學院變異(Variation)： 子代和親代之間或子代的個體之間存在的差異。經(jīng)過對變異的人工選擇，培育出不同類型的鴿子7/29/20223安徽大學生命科學學院遺傳和變異的辨證統(tǒng)一遺傳是維持物種穩(wěn)定性的因素，確保生物和人類的世代延續(xù)。變異是物種產(chǎn)生和進化的動力。沒有變異，遺傳就只是簡單的重復，生物和人類無法進化。沒有遺傳，變異不能積

2、累，就失去物種的穩(wěn)定，進化也不可能進行。7/29/20224安徽大學生命科學學院遺傳學（Genetics）遺傳學就是研究生物的遺傳和變異的科學。遺傳和變異的現(xiàn)象廣泛存在，其中必然存在一定的規(guī)律，是什么決定了遺傳？又是什么決定了變異的發(fā)生？ 7/29/20225安徽大學生命科學學院遺傳學的分支學科按研究對象：微生物，人類，水稻等按研究水平：群體，細胞，分子等按研究內(nèi)容：行為，輻射，發(fā)生等7/29/20226安徽大學生命科學學院遺傳學的內(nèi)容基因和生物體全部基因（基因組）的總體結(jié)構(gòu)分析，基因和基因組的核苷酸順序與生物學功能之間的關(guān)系?；蛟谑来g傳遞的方式和規(guī)律基因表達的規(guī)律，即基因表達為性狀所需

3、的各種內(nèi)外環(huán)境條件。根據(jù)獲得的知識，能動地改造生物，使之符合人類的利益和要求。7/29/20227安徽大學生命科學學院遺傳學發(fā)展簡史及應用1. 萌芽時期（史前時期）- 1865年以前2. 誕生時期（形成時期）- 1865-19093. 發(fā)展時期 - 1910至今遺傳學的應用7/29/20228安徽大學生命科學學院遺傳學的萌芽時期人類在新石器時代就知道馴養(yǎng)動物和栽培植物古巴比倫人和亞述人已知道人工授粉的方法533-544，齊民要術(shù)記述了許多作物的栽培、果樹的嫁接和繁殖等技術(shù)7/29/20229安徽大學生命科學學院7/29/202210安徽大學生命科學學院1665年，顯微鏡的發(fā)明使人們能觀察到肉眼

4、看不到的細胞結(jié)構(gòu)？7/29/202211安徽大學生命科學學院先成論和泛生論顯微鏡的發(fā)明使人們可以看到精子和卵子先成論認為在性細胞中已經(jīng)含有微小的成體。泛生論認為精液是在全身各個部分形成的，匯集在血管中流動，最終有精液將身體各部分的特征傳遞給子代。包括達爾文在內(nèi)的很多科學家都接受泛生論。拉馬克（1744-1829）更發(fā)展到“用進廢退”的“獲得性遺傳”7/29/202212安徽大學生命科學學院魏斯曼（August Weismann）德國，法蘭克福的一位化學家和醫(yī)生種質(zhì)學說，用種質(zhì)和體質(zhì)區(qū)分性細胞和其他的細胞。體質(zhì)細胞的變化不會影響種質(zhì)細胞，也就是說，獲得性性狀不會遺傳給后代。連續(xù)19（22）代切掉

5、小鼠的尾巴，新生小鼠的尾巴仍像正常的一般長。雖然他的實驗并不科學，種質(zhì)學說也存在缺點和錯誤，但所包含的科學合理的內(nèi)容對遺傳學發(fā)展有很大影響。？7/29/202213安徽大學生命科學學院細胞學說-十九世紀三大發(fā)現(xiàn)之一Theodor Schwann & Mattias Schleiden所有的動植物都由細胞組成。細胞是最小的獨立的結(jié)構(gòu)單位。？誰？內(nèi)容7/29/202214安徽大學生命科學學院達爾文和進化論 1859年，物種起源發(fā)表，提出以自然選擇為中心的進化論學說。Charles Robert Darwin7/29/202215安徽大學生命科學學院遺傳學的誕生時期 1866，Mendel發(fā)表植物雜

6、交試驗 1900，Mendel定律的再發(fā)現(xiàn) 1903，Sutton & Boveri 提出遺傳的染色體學說 1909，Johannson 把遺傳因子稱為 Gene“基因” 1909, Bateson 將本學科命名為Genetics“遺傳學”7/29/202216安徽大學生命科學學院孟德爾-遺傳學的奠基人Johann Gregor Mendel Brnn 修道院 （1822-1884） 7/29/202217安徽大學生命科學學院Why?為什么孟德爾要作雜交實驗？當時雜交實驗取得不少發(fā)現(xiàn)，但還未認識到關(guān)鍵問題。一些國家的科學院公開懸賞征求研究課題 荷蘭科學院：“一種花用另一種花的花粉進行人工受精而

7、產(chǎn)生新的種和品種，這個經(jīng)驗是說明了什么？用這種方法可以產(chǎn)生和繁育什么樣的經(jīng)濟作物和觀賞植物？” 巴黎科學院：“從雜種的可育性及其性狀的持久性和非持久性的觀點出發(fā)來研究植物雜種”7/29/202218安徽大學生命科學學院孟德爾成功的原因 方法學的創(chuàng)新嚴格選材精心設(shè)計定量分析測交驗證7/29/202219安徽大學生命科學學院孟德爾定律的再發(fā)現(xiàn)（1900年）-德國植物學雜志第十八卷荷蘭de Vires 研究月見草發(fā)現(xiàn)F2代3：1的分離比，雜種分離法則P83-90。德國Carl Correns 研究玉米得到相同的結(jié)論，雜種后代表現(xiàn)方式的孟德爾法則P158-168奧地利Tschermak 研究豌豆也觀察

8、到分離現(xiàn)象，關(guān)于豌豆的人工雜交 P232-2397/29/202220安徽大學生命科學學院遺傳學的發(fā)展時期細胞遺傳學時期：19101940微生物遺傳學時期：19411960s分子遺傳學時期：1953至今7/29/202221安徽大學生命科學學院摩爾根的貢獻1910年，得出連鎖與交換定律，確定基因與染色體的關(guān)系1926年，發(fā)表基因論Morgan的研究對象是 ？Morgan7/29/202222安徽大學生命科學學院以微生物作為研究對象“一基因一酶”學說DNA是遺傳物質(zhì)的證明肺炎球菌轉(zhuǎn)化實驗噬菌體感染實驗煙草花葉病毒重建實驗“乳糖操縱子”學說7/29/202223安徽大學生命科學學院分子遺傳學時期（

9、1953至今）1953，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 1960s，遺傳密碼、中心法則、蛋白質(zhì)和 核酸的人工合成 1973，DNA重組技術(shù)發(fā)明 1983，第一例轉(zhuǎn)基因植物獲得成功 1990，基因治療、“人類基因組計劃”啟動 2001，人類基因組測序初步完成7/29/202224安徽大學生命科學學院DNA雙螺旋模型Watson 和 Crick19537/29/202225安徽大學生命科學學院7/29/202226安徽大學生命科學學院質(zhì)粒DNA提取酶切細胞連接，形成嵌合質(zhì)粒在大腸桿菌中擴增DNA重組技術(shù)1976年，用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)出“生長激素抑制因子”1973,Boyer 和Cohen發(fā)明7/29/20

10、2227安徽大學生命科學學院人類基因組計劃7/29/202228安徽大學生命科學學院 人類基因組計劃February 2001,The HGP consortium publishes its working draftin Nature (15 February), and Celera publishes its draft in Science ( 16 February).7/29/202229安徽大學生命科學學院炎黃一號2007年我國科學家10月11日對外宣布，他們已經(jīng)成功繪制完成第一個完整中國人基因組圖譜(又稱“炎黃一號”)，這也是第一個亞洲人全基因序列圖譜。7/29/202230安徽大學生命科學學院遺傳學的實踐應用意義工業(yè)上：工業(yè)微生物菌種改良醫(yī)學：了解疾病的原因和規(guī)律。優(yōu)生學、器官移植、基因治療等環(huán)境保護 ？農(nóng)業(yè)上：農(nóng)作物雜交育種、植物基因工程；動物良種繁育？7/29/202231安徽大學生命科學學院將抗病、抗蟲、抗鹽堿、抗除草劑和優(yōu)良品質(zhì)基因?qū)朕r(nóng)作物中，提高糧食的產(chǎn)量和品