遺傳學發(fā)展歷史及研究進展(綜述)

1、遺傳學發(fā)展歷史及研究進展湛江師范學院 09生本一班 徐意媚 2009574111摘要：遺傳傳學是一一門探索索生命起起源和進進化歷程程的學科科，起源于于人類的的育種實實踐，于于19110年進進入現(xiàn)代代遺傳學學階段，并并依次經(jīng)經(jīng)歷個體體遺傳學學時期、細細胞遺傳傳學時期期、數(shù)量量遺傳學學和群體體遺傳學學時期、細胞水平向分子水平過渡時期、分子遺傳學時期。目前遺傳學在醫(yī)學、農(nóng)牧業(yè)等領域取得重大突破，如表遺傳學在腫瘤的治療方面。21世紀將是遺傳學迅猛發(fā)展的世紀，在經(jīng)濟、微生物、工業(yè)、制造業(yè)等許多領域都將有重大的突破。關鍵詞：遺遺傳學 發(fā)展展歷史 研究究現(xiàn)狀 發(fā)展展前景1 現(xiàn)代遺遺傳學發(fā)發(fā)展前1.1 遺遺傳

2、學起起源于育育種實踐踐人類在新石石器時代代就已經(jīng)經(jīng)馴養(yǎng)動動物和 HYPERLINK /view/915232.htm 栽栽培植物物，漸漸地地人們學學會了改改良動植植物品種種的方法法。寫于于公元660年左左右的論論農(nóng)作物物和55335444年間 HYPERLINK /view/61891.htm 中國國學者賈賈思勰在在所著的的 HYPERLINK /view/31076.htm 齊民民要術中中均記載載了嫁接接技術，后后者還特特別記載載了果樹樹的嫁接接，樹苗苗的繁殖殖，家禽禽、家畜畜的閹割割等技術術。111.2 18世紀下半葉葉和19世紀紀上半葉葉期間許多人都無無法闡明明親代與與子代性性狀之間間的

3、遺傳傳規(guī)律，直直到188世紀下下半葉之之后，拉拉馬克和和達爾文文對生物物界遺傳傳和變異異進行了了系統(tǒng)的的研究。拉拉馬克通通過長頸頸鹿的頸頸 、家家雞的翅翅膀等認認為環(huán)境境條件的的改變是是生物變變異的根根本原因因，并提提出用進進廢退學學說和獲獲得性狀狀遺傳學學說。達達爾文達達爾文以以博物學學家的身身份進行行了五年年的考察察工作，廣廣泛研究究遺傳變變異與生生物進化化關系，終終于在118599年發(fā)表表著作物物種起源源，書書中提出出自然選選擇和人人工選擇擇的進化化學說，認認為生物物是由簡簡單到復雜、低低級再到到高級逐逐漸進化化的。除除此之外外，達爾爾文承認認獲得性性狀遺傳傳的一些些論點，并并提出了了“

4、泛生生論”假假說，但但至今未未獲得科科學的證證實。1.3 新新達爾文文主義以魏斯曼 (Weeismmannn A.，18834-19114) 為代表表的等人人支持達達爾文選選擇理論論否定獲獲得性遺遺傳，魏魏斯曼等等人提出出種質(zhì)連連續(xù)論，認認為種質(zhì)質(zhì)是世代代連續(xù)不不絕的。他他們還通通過對老老鼠222代的割尾巴巴試驗，否定后后天獲得得性遺傳傳，明確地地區(qū)分種種質(zhì)和體體質(zhì)，認認為種質(zhì)質(zhì)可以影影響體質(zhì)質(zhì)，而體體質(zhì)不能能影響種種質(zhì)，在在理論上上為遺傳傳學的發(fā)發(fā)展開辟辟了道路路。22.現(xiàn)代遺遺傳學的的發(fā)展階階段2.1 個個體遺傳傳學向細細胞遺傳傳學過渡渡時期(19110之前前)孟德爾爾利用豌豆豆雜交試試驗

5、系統(tǒng)統(tǒng)地研究究了生物物的遺傳傳和變異異。18866年年發(fā)表植植物雜交交試驗論論文,提提出了分分離規(guī)律律和獨立立分配律律。并假定細細胞中有有它的物物質(zhì)基礎礎“遺傳傳因子”，認為性狀是受細胞里的遺傳因子所控制的。1900年，三位植物學家狄弗里斯、科倫斯和馮切爾邁克在不同國家用多種植物進行了與孟德爾早期研究相類似的雜交育種試驗，作出了與孟德爾相似的解釋，從而證實孟德爾的遺規(guī)傳律，確認該理論的重大意義。正是1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)標志著遺傳學的建立和開始發(fā)展，孟德爾被公認為現(xiàn)代遺傳學的創(chuàng)始人。1910年起將孟德爾提出的遺傳規(guī)律命名為孟德爾定律。狄費里斯提出“突變學說”：認為突變是生物進化因素

6、。2.2 細胞遺遺傳學時時期(119100-19939年年)從美國國遺傳學學家和 HYPERLINK /view/107535.htm 發(fā)發(fā)育生物物學家 HYPERLINK /view/19744.htm 摩爾根根在19110年發(fā)發(fā)表關于于果蠅的的性連鎖鎖遺傳開開始，到到19441年美美國遺傳傳學家 HYPERLINK /view/228827.htm 比比德爾和和美國生生物化學學家 HYPERLINK /view/451054.htm 塔特特姆發(fā)表表關于鏈鏈孢霉 當時細胞學學和胚胎胎學已有有很大發(fā)發(fā)展，對對于細胞胞結構、有有絲分裂裂、減數(shù)數(shù)分裂、受受精及細細胞分裂裂過程中中染色體體動態(tài)都都已

7、比較較了解。在在魏斯曼曼“種質(zhì)質(zhì)論”的的基礎上上，使細細胞學資資料能與與孟德爾爾的遺傳傳規(guī)律結結合。這這一歷史史時期、研研究工作作的主要要特征是是從個體體水平到到細胞水水平，建立了了染色體體遺傳學學說。約翰翰生19909年年發(fā)表“純純系學說說”明確確區(qū)別基基因型和和表現(xiàn)型型。最先先提出“基基因”一一詞替代代遺傳因因子概念念。 鮑鮑維里和和薩頓發(fā)發(fā)現(xiàn)遺傳傳因子的的行為與與染色體體行為呈呈平行關關系，是是染色體體遺傳學學說的初初步論證證。貝特特生從香香豌豆中中發(fā)現(xiàn)性性狀連鎖鎖創(chuàng)造遺遺傳學“genetics”一字。詹森斯觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎。摩爾根提出“性

8、狀連鎖遺傳規(guī)律”，提出染色體遺傳理論即細胞遺傳學；摩爾根著名的基因論里面認為基因在染色體上直線排列，創(chuàng)立“基因學說”。穆勒和斯特德勒分別用X 射線對動植物進行誘發(fā)突變。兩人證實了基因和染色體的突變不僅在自然情況下產(chǎn)生，且用X射線處理也會產(chǎn)生大量突變。這種用人工產(chǎn)生遺傳變異的方法，使遺傳學發(fā)展到一個新的階段。2.3 數(shù)數(shù)量遺傳傳學和群群體遺傳傳學的誕誕生(119300-19932年年)費希爾在119188年發(fā)表了了一篇劃劃時代的的文獻“根根據(jù)孟德德爾遺傳傳假設的的親屬間間相關的的研究”成成功地運運用多基基因假設設分析資資料，首首次將數(shù)數(shù)量變異異劃分為為各個分分量，開開創(chuàng)了數(shù)數(shù)量性狀狀遺傳研研究的

9、思思想方法法。19925年年，首次次提出方方差分析析 (AANOVVA)方方法, 為數(shù)量量遺傳學學的發(fā)展展奠定了了基礎。2.4 從從細胞水水平向分分子水平平過渡時時期(119400-19952年年) 19941年年比德爾爾和塔特特姆發(fā)表表關于脈脈孢霉屬屬中的研研究結果果這使微生生物遺傳傳學和生生化遺傳傳學研究究的廣泛泛開展，使使工作進進入微觀觀層次，其其主要特特征是以以微生物物為研究究對象，采采用生化化方法探探索遺傳傳物質(zhì)的的本質(zhì)及及其功能能。比德爾在在紅色面面包霉的的生化遺遺傳研究究中，分分析了許許多生化化突變體體。提出出“一個個基因一一種酶”假說；發(fā)展了微生物遺傳學、生化遺傳學。以后的研究

10、表明，基因決定著蛋白質(zhì)(包括酶)的合成，故改為“一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽”。艾弗里等在用純化因子研究肺炎雙球菌轉化實驗中，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。赫爾希等在研究噬菌體感染細菌的實驗中，采用同位素示蹤法再次確認了DNA是遺傳物質(zhì)。至此，為遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)及基因的功能奠定了初步的理論基礎。2.5 分分子遺傳傳學時期期(19953年年現(xiàn)在在)40年年代中期期，細胞胞遺傳學學、微生生物遺傳傳學和生生化遺傳傳學取得得了巨大大成就，使使一些物物理學家家對研究究生物學學問題產(chǎn)產(chǎn)生了濃濃厚的興興趣。119533年美國國 HYPERLINK /view/2461.htm 分子生生物學家家沃森和和英

11、國分分子生物物學家 HYPERLINK /view/72668.htm 克克里克在在生命命是什么么?的的影響下下，根據(jù)據(jù)對DNNA化學學分析和和對DNNAX射射線晶體體學所得得資料，提提出DNNA分子子結構模模式理論論(雙螺螺旋結構構)。而遺遺傳密碼碼、mRRNA、tRNNA、 HYPERLINK /view/32253.htm 核糖體體的功能能等則幾幾乎都是是60年代代才得以以初步闡闡明。分子遺傳學學是在微微生物遺遺傳學和和生物化化學的基基礎上發(fā)發(fā)展起來來的。分分子遺傳傳學的基基礎研究究工作都都以微生生物、特特別是以以大腸桿桿菌和它它的噬菌菌體作為為研究材材料完成成的；它它的一些些重要概概念

12、如基基因和蛋蛋白質(zhì)的的線性對對應關系系、基因因調(diào)控等等也都來來自微生生物遺傳傳學的研研究。分分子遺傳傳學取得得的許多多成就都都是來自自對原核核生物的的研究,從700年代開開始在此此基礎上上才逐漸漸開展對對真核生生物的研研究。正像細細胞遺傳傳學研究究推動了了群體遺遺傳學和和進化遺遺傳學的的發(fā)展一一樣，分分子遺傳傳學也推推動了其其他遺傳傳學分支支學科的的發(fā)展。遺遺傳工程程是在細細菌質(zhì)粒粒和噬苗苗體以及及限制性性內(nèi)切酶酶研究的的基礎上上發(fā)展起起來的，它它不但可可以應用用于工、農(nóng)農(nóng)、醫(yī)各各個方面面，而且且還進一一步推進進分子遺遺傳學和和其他遺遺傳學分分支學科科的研究究?，F(xiàn)代代遺傳已已發(fā)展到到30多多個

13、分支支：細胞胞遺傳學學；數(shù)量量遺傳學學；生統(tǒng)統(tǒng)遺傳學學；發(fā)育育遺傳學學；進化化遺傳學學微生物物遺傳學學；分子子遺傳學學；輻射射遺傳學學；遺傳傳工程；基因組組學等。3 遺傳學學研究現(xiàn)現(xiàn)狀在醫(yī)學方面面，表觀觀遺傳學學主要通通過基因因水平調(diào)調(diào)控表觀觀形狀，從從而產(chǎn)生生多種多多樣的表表型性狀狀，表觀觀遺傳學學在基因因調(diào)控、表表達和遺遺傳中發(fā)發(fā)揮著重重要作用用，還在在腫瘤與與免疫等等疾病的的診治中中具有獨獨特的意意義。組組蛋白乙乙?；忠种苿┤救旧w結結構和基基因表達達受到組組蛋白的的乙?；揎椀牡挠绊懀窃撔扌揎椷^程程是可逆逆的，這這就為腫腫瘤的治治療提供供了新的的思路。3國內(nèi)市場上國產(chǎn)生物藥品

14、主要是基因乙肝疫苗、干擾素、白細胞介素-2、 GCSF(增白細胞)、重組鏈激酶、重組表皮生長因子等15種基因工程藥物。TPA( 組織溶纖原激活劑)、白介素-3、重組人胰島素、 尿激酶等十幾種多肽藥品還進行 臨床I、期試驗，單克隆抗體研制已由實驗進入臨床，B型血友病基因治療已初步 獲得臨床療效，遺傳病的基因診斷技術達到國際先進水平。重組凝乳酶等40多種基 因工程新藥正在進行開發(fā)研究。，遺傳學目前已在法醫(yī)學領域非常清楚地顯現(xiàn)出其優(yōu)越性 DNA鑒定將大大提高犯罪學，同時它將促進降低暴力犯罪幫助識別不認帳雙親以及防止偽造它甚至可以威攝強奸犯和謀殺者因為潛在的犯罪者都會擔心在現(xiàn)場留下自己的DNA 指紋

15、。在農(nóng)林業(yè)方方面，天天津市植植物柴油油育種項項目通過過轉基因因手段，首首次將HHS轉錄錄因子基基因導入入油葵、大大豆、文文冠果等等“柴油植植物”中，培培育出一一批試管管苗和盆盆栽苗，獲獲得耐鹽鹽耐旱性性顯著增增強的油油葵和大大豆突變變體類型型各兩個個，為“柴油植植物”在鹽堿堿地的種種植奠定定了基礎礎。香港港中文大大學、華華大基因因研究院院、農(nóng)業(yè)業(yè)部、中中國科學學院等單單位合作作的“大豆回回家”項目，在在大豆基基因組研研究方面面取得重重大突破破。第一一次為大大豆基因因組學研研究提供供了全面面的重測測序數(shù)據(jù)據(jù)，對未未來的大大豆群體體遺傳學學研究、分分子標記記育種、新新基因的的發(fā)現(xiàn)奠奠定了堅堅實的基

16、基礎等等等。44 遺傳學學發(fā)展前前景4.1 遺遺傳學與與經(jīng)濟從經(jīng)濟方面面看，遺傳學學將會對對長線投投資者帶帶來利益益，因為為這是一一種長期期耐心投投資的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，它它向眾多多產(chǎn)業(yè)部部門擴展展將使其其成為壘壘球經(jīng)濟濟的一個個日益重重要的部部分。從從好的方方面預測，遺傳學學到20025年年將會占占美國國國內(nèi)產(chǎn)值值的200或達到到2萬億美美元的產(chǎn)產(chǎn)值。遺遺傳學除除了早先先人們巳巳經(jīng)著重重指出的的在改善善人類健健康和防防止疾病病方面的的散用外外，它今今后將會會在諸如如翻造與與材料、能能掉、環(huán)環(huán)境工程程以及物物種的恢恢復與管管理等領領域具有有廣泛而而奇妙的的用途。比比如農(nóng)業(yè)業(yè)與食品品業(yè)目前前就已在在不斷擴

17、擴大利用用遺傳技技術。遺遺傳學的的另一個個潛在經(jīng)經(jīng)濟利益益是旅游游業(yè)。4.2 農(nóng)農(nóng)業(yè)方面面在農(nóng)牧業(yè)方方面，遺遺傳學的的研究將將占越來來越重要要的地位位。許多多動物、魚魚類、昆昆蟲以及及徽生物物的基因因圖譜將將會被繪繪制出來來，從而而將使得得有可能能對它們們進行更更好的管管理監(jiān)控控，并能操作作它們的的生長、繁繁殖和消消滅。除除此之外外，在設設計動物物方面也也有一定定的優(yōu)勢勢。將制制訂出常常規(guī)基因因計劃以培育育動物提提供肉食食，用于于娛樂或或作為寵寵物。牲牲畜將被被通過基基因操作作，使其其加速生生長、縮縮短妊娠娠期井提提高其營營養(yǎng)價值值。而在農(nóng)農(nóng)業(yè)的害害蟲控制制中，遺傳傳技術可可將信息息索輸入入周

18、圍植植物，以以誘使害害蟲離開開它們的的捕食品品。另外也也可通過過基因工工程來破破壞害蟲蟲群體，使使其絕育育，這一一方法治治理蟲害害更為有有效。還還有就是是通過基基因工程程使植物物產(chǎn)生出出本身的的保護或或排斥化化臺物，以以增加其其對害蟲蟲的抗性性等等。未來的的農(nóng)民可可能會幾幾乎全面面掌握植植物基因因技術，植物將將會高產(chǎn)產(chǎn)并具有有對疾病病、冰凍凍、干旱旱等不利利條件的的抗性它它們將吉吉有從所所未有的的高蛋白白、低油油脂和更更有效的的光合率率。成熟熟等自然然過程也也將被提提高和控控制。5遺傳技術可可能點燃燃農(nóng)業(yè)的的第二次次綠色革革命。合合成土壤壤、適合合土地現(xiàn)現(xiàn)存條件件的作物物品種以以及練臺臺害蟲防

19、防治技術術有可能能給如象象印度這這樣一些些人口尉尉增而農(nóng)農(nóng)田又已已疲乏過過載的發(fā)發(fā)展中國國家?guī)韥磙D機。4.3 遺遺傳學與與微生物物在微生物領領域，制制造廠家家可通過過遺傳學學的知識識將利用用工程微微生物來來生產(chǎn)商商品和特特性化學學品以及及醫(yī)藥品品和疫苗苗利用一一些微生生物常常?？梢韵笙蠡罟S廠那樣進進行系列列工作，以以生產(chǎn)出出有用的的化臺物物。它們們也將廣廣泛地應應用于農(nóng)農(nóng)業(yè)、采采礦業(yè)、資資源更新新、廢物物處理和和環(huán)境凈凈化。其中石石油化學學濺溢物物的清除除凈化將將是一個個很重要要的用途途。發(fā)展展所謂自自殺微生生物也是是一個重重要方面面。這些些工程微微生物在在完成任任務后可可通過自自恭基因因

20、的表達達而自毀毀，這些些微生物物將適用用于那些些具有危危險破壞壞性的情情況。特別是是適用于于治理那那些固體體的危險險廢棄物物場地；同時也也可用于于化肥等等農(nóng)業(yè)用用途。64.4 工工業(yè)遺傳傳學在工業(yè)領域域，遺傳傳技術將對對許多工工業(yè)部門門具有日日盞重要要的影響響，包括括化學工工程、環(huán)環(huán)境工程程、創(chuàng)造造業(yè)、能能源與信信息技術術等領域域。它甚甚至會導導致產(chǎn)生生出一個個興旺的的人造生生命領域域，如化化學工程程的生物化化。即它巳巳體現(xiàn)出出對復雜雜的生物物相互作作用的理理解?；蚣夹g術將幫助助化學工工業(yè)從批批量化學學品轉向向諸如食食品添加加劑和用用怍生物物催化荊荊的工業(yè)業(yè)爵等高高附加值值產(chǎn)品。4.5 遺

21、遺傳學與與制造業(yè)業(yè)制造業(yè)也將將變成生生物化，因因而制造造將更培培育過程程。遺傳傳技術在在制造業(yè)上上的用途途將包括括藥品和和其他化化臺犧方方面的分分子工程程一原基基DNAA芯片，生生物傳感感器和基基于自組組裝等生生物學原原理的納納諾技術術。基因因工程也也將有助助凈化環(huán)環(huán)境。甚至可可用于創(chuàng)創(chuàng)造完全全人工環(huán)境境一比如如人造空空問站，海海底站以以至地造造火星等等。7遺傳學和信信息技術術將和高高級計算算機配合合工作。利利用生物物分子和和光子處處理器的的生物光光子計算算機可能能是迄今今速度最最快的開開關系統(tǒng)統(tǒng)。4.6 遺傳學學與醫(yī)學學除了上面所所說的之之外，遺遺傳學可可幫助提提高人類類的健康康。遺傳傳學將使使醫(yī)療保保健人員員能不斷斷提高其其識別、醫(yī)醫(yī)治和預預防我們們?nèi)祟愃^承的的4