河南科技大學(xué)遺傳學(xué)課件第一章緒論

遺傳學(xué)

Genetics河南科技大學(xué)任課教師：馬占強(qiáng)聯(lián)系方式傳學(xué)

Genetics河南科技大學(xué)任課教師：1學(xué)時(shí)安排及記分辦法

●學(xué)時(shí)分配：共72學(xué)時(shí)，理論課56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)?！窨荚嚪绞剑洪]卷考試●成績(jī)記載：平時(shí)20%＋實(shí)驗(yàn)10%＋考試70%學(xué)時(shí)安排及記分辦法●學(xué)時(shí)分配：共72學(xué)時(shí)，理論課56學(xué)時(shí)2課程性質(zhì)及要求●課程性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法用哲學(xué)的思維去學(xué)習(xí)；理論和實(shí)踐相結(jié)合；要刻苦。●課堂紀(jì)律未經(jīng)允許不準(zhǔn)說話，不準(zhǔn)看本科程以外的任何書籍，可以打瞌睡，但不準(zhǔn)有鼾聲。XXX●平時(shí)作業(yè)認(rèn)真完成，字體工整?！裾n下積極討論與交流。課程性質(zhì)及要求●課程性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法3《遺傳學(xué)》內(nèi)容第一章緒論第二章遺傳物質(zhì)的存在形式及其傳遞第三章孟德爾遺傳第四章連鎖遺傳和性連鎖第五章基因突變第六章染色體結(jié)構(gòu)變異第七章染色體數(shù)目變異第八章數(shù)量遺傳第九章近親繁殖和雜種優(yōu)勢(shì)第十章細(xì)菌和病毒遺傳第十一章群體遺傳和進(jìn)化《遺傳學(xué)》內(nèi)容第一章緒論第六章染色體結(jié)構(gòu)變異4第一章緒論

Chapter1

Introduction遺傳學(xué)概念；遺傳學(xué)研究研究?jī)?nèi)容；遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)；遺傳學(xué)的發(fā)展史；遺傳學(xué)的作用；第一章緒論

Chapter1Introduction5★遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)?！襁z傳學(xué)是研究生物體遺傳信息傳遞、遺傳信息如何決定各種生物學(xué)性狀發(fā)育的科學(xué)。●遺傳學(xué)是研究基因的結(jié)構(gòu)、功能及其變異、傳遞和表達(dá)規(guī)律的學(xué)科。

1、遺傳學(xué)的概念

遺傳學(xué)是一門涉及生命起源和生物進(jìn)化的理論科學(xué)，同時(shí)也是一門密切聯(lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)科學(xué)——直接指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究和植物、動(dòng)物、微生物育種。一、遺傳學(xué)★遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。1、遺傳學(xué)的概念62、遺傳與變異●遺傳（heredity）：親代與子代相似的現(xiàn)象。●變異（variation）：親代與子代之間、子代個(gè)體之間存在不同程度的差異。2、遺傳與變異●遺傳（heredity）：親代與子代相似的7○遺傳是相對(duì)的、保守的；變異是絕對(duì)的，發(fā)展的。○沒有遺傳，就沒有物種的相對(duì)穩(wěn)定性；沒有變異，不會(huì)產(chǎn)生新的性狀，也就不可能有物種的進(jìn)化和新品種的選育○遺傳和變異的表現(xiàn)都與環(huán)境具有不可分割的關(guān)系?！锩苓\(yùn)動(dòng)：遺傳變異○遺傳是相對(duì)的、保守的；變異是絕對(duì)的，發(fā)展的。★矛盾運(yùn)動(dòng)：遺83、遺傳、變異與選擇★遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素。

*遺傳＋變異＋自然選擇形成物種；

*遺傳＋變異＋人工選擇動(dòng)、植物品種。4、遺傳、變異與環(huán)境●環(huán)境改變可以引起變異戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《考工記》就指出：“橘逾淮而北為枳”?！裆锼憩F(xiàn)出的性狀變異分為：可遺傳(heritable)變異和不可遺傳(non-heritable)變異西漢的著名唯物主義者——王充(王陽(yáng)明)在《論衡》中指出：某些偶然變異是不可遺傳的●考察生物遺傳與變異應(yīng)該在給定環(huán)境條件下進(jìn)行3、遺傳、變異與選擇★遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選9河南科技大學(xué)遺傳學(xué)課件第一章緒論10遺傳信息的組成―基因組的結(jié)構(gòu)三大遺傳規(guī)律遺傳信息的傳遞規(guī)律縱向―橫向―接合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)基因―基因的表達(dá)及表達(dá)調(diào)控遺傳信息的表達(dá)規(guī)律二、遺傳學(xué)研究?jī)?nèi)容遺傳信息的組成―基因組的結(jié)構(gòu)三大遺傳規(guī)律遺傳信息的縱向―橫向11突變基因突變?nèi)旧w畸變不可遺傳的變異―環(huán)境因素導(dǎo)致可遺傳的變異基因重組自由組合連鎖交換體外重組突變基因突變?nèi)旧w畸變不可遺傳的變異―環(huán)境因素導(dǎo)致可遺傳的變12研究對(duì)象：以微生物(細(xì)菌、真菌、病毒)、植物和動(dòng)物以及人類為對(duì)象，研究其遺傳變異規(guī)律。*生物種類極其繁多（目前有科學(xué)記載的約170萬(wàn)種）。三、遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)研究對(duì)象：三、遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)13研究任務(wù)：●闡明:遺傳和變異的現(xiàn)象表現(xiàn)其規(guī)律?！裉剿?遺傳和變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ)揭露其內(nèi)在的規(guī)律。●指導(dǎo):動(dòng)植物和微生物育種，提高醫(yī)學(xué)水平。研究任務(wù)：14漢朝的《汜勝之書》、《齊民要求》、《荔枝譜》、《花鏡》、《史記》、《草木子》等。

古巴比倫人：人工授精；印度教：《教經(jīng)》

；亞里士多德的《動(dòng)物志》、《論靈魂》。這說明勞動(dòng)人民對(duì)遺傳和變異已有了一定的認(rèn)識(shí)，但沒有形成系統(tǒng)的遺傳學(xué)理論。

遺傳學(xué)起源于生產(chǎn)實(shí)踐：

人類生產(chǎn)實(shí)踐遺傳和變異選擇優(yōu)良品種四、遺傳學(xué)的發(fā)展史漢朝的《汜勝之書》、《齊民要求》、《荔枝譜》、《花鏡》、《史151.啟蒙遺傳階段（18世紀(jì)下半葉19世紀(jì)上半葉）(1)Lamarck（拉馬克）：器官的用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳。拉馬克（法國(guó)的博物學(xué)家）認(rèn)為：生物物種是可變的；遺傳變異遵循“用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳”規(guī)律。器官用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳假說：用進(jìn)廢退：生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。獲得性狀遺傳：所有生物變異(獲得性狀)都是可遺傳的，并在生物世代間積累。1.啟蒙遺傳階段（18世紀(jì)下半葉19世紀(jì)上半葉）(1)La16（2）達(dá)爾文（DarwinC.，1809~1882）達(dá)爾文（英國(guó)的博物學(xué)家），1859年，《物種起源》，提出自然選擇的進(jìn)化理論，認(rèn)為生物是由簡(jiǎn)單

?復(fù)雜、低級(jí)

?

高級(jí)逐漸進(jìn)化而來(lái)的。承認(rèn)獲得性狀遺傳的一些論點(diǎn)?提出“泛生論”假說。認(rèn)為：遺傳物質(zhì)是存在于生物器官中的“泛生粒”；遺傳就是泛生粒在生物世代間傳遞和表現(xiàn)。（2）達(dá)爾文（DarwinC.，1809~1882）達(dá)爾文17當(dāng)時(shí)報(bào)紙上刊登的諷刺達(dá)爾文的漫畫1859年，達(dá)爾文《物種起源》提出進(jìn)化論：“物競(jìng)天擇，適者生存”思想當(dāng)時(shí)報(bào)紙上刊登的諷刺達(dá)爾文的漫畫1859年，達(dá)爾文《物種起源18（3）魏斯曼（WeismannA.，1834~1914）新達(dá)爾文主義在生物進(jìn)化方面支持達(dá)爾文的選擇理論，但在遺傳上否定獲得性狀遺傳，魏斯曼是其首創(chuàng)者。老鼠19代割尾巴試驗(yàn)（3）魏斯曼（WeismannA.，1834~1914）19種質(zhì)連續(xù)論(theoryofcontinuityofgermplasm)：多細(xì)胞生物由種質(zhì)和體質(zhì)組成：種質(zhì)指生殖細(xì)胞，負(fù)責(zé)生殖和遺傳；體質(zhì)指體細(xì)胞，負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)活動(dòng)。種質(zhì)是“潛在的”，世代相傳，不受體質(zhì)和環(huán)境影響，所以獲得性狀不能遺傳；種質(zhì)在世代間連續(xù)，遺傳是由具有一定化學(xué)成分和一定分子性質(zhì)的物質(zhì)(種質(zhì))在世代間傳遞實(shí)現(xiàn)的。種質(zhì)連續(xù)論(theoryofcontinuityof202.遺傳學(xué)的誕生(1900)（1）孟德爾（Mendel）：遺傳因子假說*假定細(xì)胞中有它的物質(zhì)基礎(chǔ)“遺傳因子”，認(rèn)為性狀是受細(xì)胞里的遺傳因子所控制的。*遺傳因子在生物世代間傳遞遵循分離和獨(dú)立分配（自由組合）兩個(gè)基本規(guī)律。（1866年發(fā)表《植物雜交試驗(yàn)》）2.遺傳學(xué)的誕生(1900)（1）孟德爾（Mendel）：遺21狄·弗里斯(DeVrisH.)，[荷]月見草科倫斯(CorrensC.)，[德]玉米柴馬克(VonTschermakE.)，[奧]豌豆

*在不同國(guó)家用多種植物進(jìn)行了與孟德爾早期研究相類似的雜交育種試驗(yàn)?

作出了與孟德爾相似的解釋?

證實(shí)孟德爾的遺規(guī)傳律?

確認(rèn)該理論的重大意義。

★

1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著遺傳學(xué)的建立和開始發(fā)展，孟德爾被公認(rèn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人。

★遺傳學(xué)作為一個(gè)學(xué)科的名稱，是Bateson1905年首次提出的。

*1910年起將孟德爾提出的遺傳規(guī)律命名為孟德爾定律。（2）孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)（1900）狄·弗里斯(DeVrisH.)，[223.經(jīng)典遺傳學(xué)時(shí)期（1900-1939年）（1）狄·弗里斯（deVriesH.,1848-1935）：

★提出“突變學(xué)說”(1901~1903)：認(rèn)為突變是生物進(jìn)化的因素。3.經(jīng)典遺傳學(xué)時(shí)期（1900-1939年）（1）狄·弗里斯（23①約翰生(JohannsenW.,1859-1927)

*1909年發(fā)表“純系學(xué)說”：正確區(qū)分了生物體的可遺傳變異（純系間的粒重差異）與不遺傳變異（純系內(nèi)的粒重差異），并提出“純系內(nèi)選擇在基因型上不產(chǎn)生新的改變”的論點(diǎn)，為自花授粉植物的純系育種建立了理論基礎(chǔ)。

★明確區(qū)別基因型和表現(xiàn)型。

★最先提出“基因”一詞替代遺傳因子概念。（2）細(xì)胞遺傳學(xué)的建立（以染色體為主要研究對(duì)象的遺傳學(xué)）①約翰生(JohannsenW.,1859-1927)

24②鮑維里(BoveriT.,)和薩頓(SuttonW.,)

*發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系：兩者在體細(xì)胞中都成對(duì)存在，而在生殖細(xì)胞中則是成單的；成對(duì)的染色體或遺傳因子在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)彼此分離，進(jìn)入不同的子細(xì)胞中，不同對(duì)的染色體或遺傳因子可以自由組合。?染色體很可能是遺傳因子的載體，染色體遺傳學(xué)說的初步論證。

。②鮑維里(BoveriT.,)和薩頓(SuttonW.25③貝特生（BatesonW.,1906）

*從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖；

*創(chuàng)造“genetics”。1899年，倫敦“植物雜交工作國(guó)際會(huì)議”；1902年，紐約“植物雜交工作國(guó)際會(huì)議”；1906年，倫敦“雜交和植物育種國(guó)際會(huì)議”。③貝特生（BatesonW.,1906）26④詹森斯(JanssensF.A.,1909)

*觀察到染色體在減數(shù)分裂時(shí)呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。④詹森斯(JanssensF.A.,1909)*27⑤摩爾根(MorganT.H.,1866－1945)

★提出“性狀連鎖遺傳規(guī)律”；

★著《基因論》：認(rèn)為基因在染色體上直線排列，創(chuàng)立“基因?qū)W說”?；?qū)W說主要內(nèi)容：*種質(zhì)（基因）是連續(xù)的遺傳物質(zhì)；*基因是染色體上的遺傳單位，有很高穩(wěn)定性

?能自我復(fù)制和發(fā)生變異；*在個(gè)體發(fā)育中，基因在一定條件下，控制著一定的代謝過程?表現(xiàn)相應(yīng)的遺傳特性和特征；*生物進(jìn)化?主要是基因及其突變等。這是對(duì)孟德爾遺傳學(xué)說的重大發(fā)展，也是這一歷史時(shí)期的巨大成就。⑤摩爾根(MorganT.H.,1866－1945)

28⑥誘變

*穆勒(MullerH.T.)：1927年果蠅用X射線誘發(fā)突變。*斯特德勒(StadlerL.T.)：1927年對(duì)玉米用X射線進(jìn)行誘發(fā)突變。兩人證實(shí)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(huì)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(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。⑦數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的誕生(1930-1932年)費(fèi)希爾（FisherR.A.）發(fā)表了一篇?jiǎng)潟r(shí)代的文獻(xiàn)“根據(jù)孟德爾遺傳假設(shè)的親屬間相關(guān)的研究”成功地運(yùn)用多基因假設(shè)，分析資料，首次將數(shù)量變異劃分為各個(gè)分量，開創(chuàng)了數(shù)量性狀遺傳研究的思想方法。

⑥誘變

*穆勒(MullerH.T.)：1927年果294.現(xiàn)代遺傳學(xué)時(shí)期（1940~）摩爾根及其弟子們將基因定位在染色體上。基因研究發(fā)展到細(xì)胞學(xué)水平之后，遺傳學(xué)面臨的歷史任務(wù)便是解決“基因究竟是什么？”的問題了。摩爾根及其弟子尤其是繆勒（H·J·Muller）相信，基因是某種化學(xué)分子，基因是通過化學(xué)過程而起作用的。他們進(jìn)而認(rèn)為，經(jīng)典的物理學(xué)和化學(xué)方法最終能說明生命現(xiàn)象。研究基因的化學(xué)本質(zhì)，單靠遺傳學(xué)的力量已經(jīng)不夠，需要有生物化學(xué)家與物理學(xué)家的加盟。不同領(lǐng)域的科學(xué)家從不同方向朝基因的分子水平進(jìn)軍，在分子遺傳學(xué)的醞釀時(shí)期形成了三大學(xué)派：信息學(xué)派、生化學(xué)派和結(jié)構(gòu)學(xué)派。4.現(xiàn)代遺傳學(xué)時(shí)期（1940~）摩爾根及其弟30（1）從細(xì)胞水平向分子水平過渡時(shí)期(1940-1952年)*

這一時(shí)期，由于微生物遺傳學(xué)和生化遺傳學(xué)研究的廣泛開展，使工作進(jìn)入微觀層次，其主要特征是以微生物為研究對(duì)象，采用生化方法探索遺傳物質(zhì)的本質(zhì)及其功能。（1）從細(xì)胞水平向分子水平過渡時(shí)期(1940-1952年)31①比德爾(BeadleG.W.，1941)

在紅色面包霉的生化遺傳研究中，分析了許多生化突變體。

*提出“一個(gè)基因一種酶”假說；

*發(fā)展了微生物遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)。

以后的研究表明，基因決定著蛋白質(zhì)(包括酶)的合成，故改為“一個(gè)基因一個(gè)蛋白質(zhì)或多肽”。

②卡斯佩森(CasperssonT．O.)：40年代初用定量細(xì)胞化學(xué)方法證明DNA存在于細(xì)胞核中。

③艾弗里(AveryO.T.,1944)等在用純化因子研究肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。

④赫爾希(HersheyA.D.,1952)等在研究噬菌體感染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，采用同位素示蹤法再次確認(rèn)了DNA是遺傳物質(zhì)。至此，為遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)及基因的功能奠定了初步的理論基礎(chǔ)。①比德爾(BeadleG.W.，1941)

在紅色面32（2）分子遺傳學(xué)的建立（1953—70年代中）40年代中細(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，使一些物理學(xué)家對(duì)研究生物學(xué)問題產(chǎn)生濃厚的興趣。在量子力學(xué)家薛定諤《生命是什么?》（1944）一書影響下，一些物理學(xué)家和化學(xué)家

?研究遺傳的分子基礎(chǔ)和基因的自我復(fù)制這兩個(gè)當(dāng)時(shí)生物學(xué)的中心問題。在生物研究中帶進(jìn)了物理學(xué)理論、概念和方法。（2）分子遺傳學(xué)的建立（1953—70年代中）33①瓦特森（WatsonJ.D.）和克里克（CrickF.H.C.）意識(shí)到生物學(xué)問題可用物理學(xué)和化學(xué)的概念進(jìn)行思考。根據(jù)對(duì)DNA化學(xué)分析和X－射線晶體學(xué)結(jié)果?

DNA分子結(jié)構(gòu)模式（雙螺旋結(jié)構(gòu)，1953）。意義：a.為DNA分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對(duì)穩(wěn)定性和變異性提出合理解釋；b.DNA是貯存和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；c.基因是DNA分子上的一個(gè)片段；d.分子生物學(xué)誕生?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?是遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。①瓦特森（WatsonJ.D.）和克里克（CrickF34②

1957年，泰勒（J·H·Taylor）等人應(yīng)用放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶與放射自顯影技術(shù)，證明蠶豆根尖染色體的半保留復(fù)制。1958年，梅塞爾森（M·Meselson）和斯塔爾（F·W·Stahl）應(yīng)用重氮標(biāo)記與密度離心技術(shù)，證明大腸桿菌DNA的半保留復(fù)制。③

1957年，尼倫伯格（NirenbergM．W.）等著手解譯遺傳密碼，經(jīng)多人努力至1969年全部解譯出64種遺傳密碼。遺傳密碼的破譯，是生物學(xué)史上一個(gè)重大的里程碑。尼倫伯格與霍拉納于1968年榮獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。60年代先后明確mRNA、tRNA和核糖體功能。②1957年，泰勒（J·H·Taylor）等人應(yīng)用放射性標(biāo)35④雅可布（JacobF.）和莫諾（MonodJ.）

1961年發(fā)表“蛋白質(zhì)合成中的遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制”一文，提出了大腸桿菌的操縱子學(xué)說，闡明微生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)問題。四年后的1965年，莫諾與雅可布即榮獲諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。④雅可布（JacobF.）和莫諾（MonodJ.）36*由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程，驗(yàn)證了1958年克里克提出的“中心法則”。*1970年，巴爾的摩（D·Baltimore）和梯明（H·M·Temin）在致癌的RNA病毒中，發(fā)現(xiàn)依賴RNA的DNA多聚酶，即逆轉(zhuǎn)錄酶。這就是說，遺傳信息流也可以反過來(lái)，從RNA→DNA。這是一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)。兩位科學(xué)家于1975年榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。*1981年，切赫（T·R·Cech）等人在四膜蟲發(fā)現(xiàn)自催化剪切的tRNA。1983年阿爾特曼（S·Altman）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的核糖核酸P的催化活性取決于RNA而不是蛋白質(zhì)。這意味著RNA可以不通過蛋白質(zhì)而直接表現(xiàn)出本身的某種遺傳信息。這是對(duì)中心法則的又一次補(bǔ)充和發(fā)展。切赫和阿爾特曼榮獲1989年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。*由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程37*遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。*“中心法則”解決遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。*遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。38*可以更自由和有效地改變生物性狀；

*打破物種界限，克服遠(yuǎn)緣雜交困難；

*培育優(yōu)良動(dòng)、植物新品種；

*有效地治療人類的一些遺傳性疾病。（3）基因工程的迅猛發(fā)展（70年中至今）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，1973年成功實(shí)現(xiàn)DNA的體外重組?人類開始進(jìn)入按照需要設(shè)計(jì)并能動(dòng)改造物種和創(chuàng)造新物種的新時(shí)代。*可以更自由和有效地改變生物性狀；

*打破物種界限，克39*

理論扎實(shí)、技術(shù)領(lǐng)先、實(shí)用性強(qiáng)和學(xué)科交叉，遺傳學(xué)是一門處于發(fā)展巔峰時(shí)期的學(xué)科。

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目前遺傳學(xué)的前沿已從對(duì)原核生物的研究轉(zhuǎn)向高等真核生物，從對(duì)性狀傳遞規(guī)律的研究深入到基因的表達(dá)及其調(diào)控的研究。*

遺傳學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科?；A(chǔ)研究的屬性決定它沒有國(guó)界，某些重大科學(xué)問題的解決往往需要多國(guó)甚至全球的廣泛合作。

5.當(dāng)代遺傳學(xué)特點(diǎn)*

理論扎實(shí)、技術(shù)領(lǐng)先、實(shí)用性強(qiáng)和學(xué)科交叉，遺傳學(xué)是一門處于40⑴1990年美國(guó)正式開始實(shí)施的《人類基因組作圖及測(cè)序計(jì)劃》

*

測(cè)定和分析人體基因組全部核苷酸排列次序，揭示攜帶的全部遺傳信息，闡明遺傳信息表達(dá)的規(guī)律及其最終生物學(xué)效應(yīng)。

*

對(duì)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生革命性的變革，是生物學(xué)中的最重大事件和遺傳學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)跨世紀(jì)宏偉計(jì)劃。

*

在2000年6月26日人類基因組的“工作框架圖”繪制宣布完成（歷時(shí)10年）。

*

我國(guó)承擔(dān)了第3號(hào)染色體測(cè)序任務(wù),共計(jì)3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，約占人類基因組全部序列的1％⑴1990年美國(guó)正式開始實(shí)施的《人類基因組作圖及測(cè)序計(jì)劃41（2）2002年4月5日《Science》刊登中國(guó)獨(dú)立完成的水稻基因組草圖序列（總數(shù)4.6億）2005年完成全基因組精細(xì)圖。

材料：秈稻“9311”。

完成單位：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12個(gè)單位。

水平：總基因數(shù)約為3.8~4.0萬(wàn)個(gè)，是繼人類基因組工作草圖（2001年春）之后完成測(cè)定的最大基因組。

（2）2002年4月5日《Science》刊登中國(guó)獨(dú)立完成的42（3）其它動(dòng)植物基因組計(jì)劃

①

美國(guó)、英國(guó)國(guó)際植物基因研究中心等的研究對(duì)象，已從模式植物擬南芥菜的基因圖譜入手逐漸擴(kuò)大到玉米、小麥等主要農(nóng)作物；

②

歐洲科學(xué)家正在英國(guó)愛丁堡動(dòng)物生理和遺傳學(xué)研究所進(jìn)行中國(guó)梅山豬基因圖譜的工作。（4）中國(guó)的“炎黃計(jì)劃”正在進(jìn)行黃種人全基因組序列圖譜工作（深圳華大基因研究院），測(cè)序結(jié)果可以填補(bǔ)黃種人基因組序列圖的空白。（3）其它動(dòng)植物基因組計(jì)劃

①

美國(guó)、英國(guó)國(guó)際植43Mendel個(gè)體水平Morgan細(xì)胞水平Avery生化水平WatsonandCrick分子水平基因組學(xué)以整個(gè)基因組為研究對(duì)象*整體水平細(xì)胞水平分子水平；

*宏觀微觀；

*染色體基因；

*逐步深入到研究遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能。遺傳學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)Mendel個(gè)體水平*整體水平細(xì)胞水平44田中劃為8個(gè)階段：

1900-1909形態(tài)遺傳morohogeneticsstage

1910-1919細(xì)胞遺傳cytogeneticsstage

1920-1929生理遺傳physiologicalgeneticsstage

1930-1939誘變遺傳inducedmutationstage

1940-1959生化遺傳biochemicalgeneticsstage

1950-1959群體遺傳populationgeneticsstage

1960-1969微生物遺傳microbialgeneticsstage

1970-分子遺傳moleculargeneticsstage遺傳學(xué)發(fā)展及其迅速，差不多每隔10年就有一次重大突破田中劃為8個(gè)階段：

1900-1909形態(tài)遺傳mor451．推動(dòng)重要基礎(chǔ)科學(xué)研究的發(fā)展

●揭開生命的本質(zhì)，解釋生物進(jìn)化原因人→器官→組織→細(xì)胞→DNA→細(xì)胞（卵細(xì)胞+精子）→組織→器官→人（新的一代）△生命的本質(zhì)是核酸及其表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)。

●弄清生物進(jìn)化的遺傳機(jī)理及遺傳規(guī)律●促進(jìn)新興學(xué)科、邊緣學(xué)科、交叉學(xué)科的興起

細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)生統(tǒng)遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)微生物遺傳學(xué)輻射遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分子遺傳學(xué)遺傳工程等基因組學(xué)（結(jié)構(gòu)、功能）生物信息學(xué)五、遺傳學(xué)在科學(xué)研究和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用1．推動(dòng)重要基礎(chǔ)科學(xué)研究的發(fā)展五、遺傳學(xué)在科學(xué)研究和國(guó)民經(jīng)濟(jì)462．指導(dǎo)動(dòng)植物、微生物遺傳改●提高育種工作的預(yù)見性；●創(chuàng)造新的遺傳變異；●提高選擇可靠性與效率；●定向創(chuàng)造和重組遺傳變異等。3．在醫(yī)學(xué)中起著重要的指導(dǎo)作用

●遺傳疾病的防治

●癌癥機(jī)理研究

●生物工程制藥等

●1999年世界生物技術(shù)產(chǎn)品銷售額為3400億美元，2020年3.1萬(wàn)億美元，貢獻(xiàn)率>18%2．指導(dǎo)動(dòng)植物、微生物遺傳改47本章小結(jié)掌握遺傳學(xué)、遺傳、變異的概念及遺傳和變異的關(guān)系；了解遺傳學(xué)的研究?jī)?nèi)容及任務(wù)；掌握遺傳學(xué)發(fā)展史中的關(guān)鍵時(shí)期及主要科學(xué)家貢獻(xiàn)。本章小結(jié)掌握遺傳學(xué)、遺傳、變異的概念及遺傳和變異的關(guān)系；48遺傳學(xué)

Genetics河南科技大學(xué)任課教師：馬占強(qiáng)聯(lián)系方式傳學(xué)

Genetics河南科技大學(xué)任課教師：49學(xué)時(shí)安排及記分辦法

●學(xué)時(shí)分配：共72學(xué)時(shí)，理論課56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)?！窨荚嚪绞剑洪]卷考試●成績(jī)記載：平時(shí)20%＋實(shí)驗(yàn)10%＋考試70%學(xué)時(shí)安排及記分辦法●學(xué)時(shí)分配：共72學(xué)時(shí)，理論課56學(xué)時(shí)50課程性質(zhì)及要求●課程性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法用哲學(xué)的思維去學(xué)習(xí)；理論和實(shí)踐相結(jié)合；要刻苦。●課堂紀(jì)律未經(jīng)允許不準(zhǔn)說話，不準(zhǔn)看本科程以外的任何書籍，可以打瞌睡，但不準(zhǔn)有鼾聲。XXX●平時(shí)作業(yè)認(rèn)真完成，字體工整?！裾n下積極討論與交流。課程性質(zhì)及要求●課程性質(zhì)及學(xué)習(xí)方法51《遺傳學(xué)》內(nèi)容第一章緒論第二章遺傳物質(zhì)的存在形式及其傳遞第三章孟德爾遺傳第四章連鎖遺傳和性連鎖第五章基因突變第六章染色體結(jié)構(gòu)變異第七章染色體數(shù)目變異第八章數(shù)量遺傳第九章近親繁殖和雜種優(yōu)勢(shì)第十章細(xì)菌和病毒遺傳第十一章群體遺傳和進(jìn)化《遺傳學(xué)》內(nèi)容第一章緒論第六章染色體結(jié)構(gòu)變異52第一章緒論

Chapter1

Introduction遺傳學(xué)概念；遺傳學(xué)研究研究?jī)?nèi)容；遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)；遺傳學(xué)的發(fā)展史；遺傳學(xué)的作用；第一章緒論

Chapter1Introduction53★遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)?！襁z傳學(xué)是研究生物體遺傳信息傳遞、遺傳信息如何決定各種生物學(xué)性狀發(fā)育的科學(xué)。●遺傳學(xué)是研究基因的結(jié)構(gòu)、功能及其變異、傳遞和表達(dá)規(guī)律的學(xué)科。

1、遺傳學(xué)的概念

遺傳學(xué)是一門涉及生命起源和生物進(jìn)化的理論科學(xué)，同時(shí)也是一門密切聯(lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)科學(xué)——直接指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究和植物、動(dòng)物、微生物育種。一、遺傳學(xué)★遺傳學(xué)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。1、遺傳學(xué)的概念542、遺傳與變異●遺傳（heredity）：親代與子代相似的現(xiàn)象?！褡儺悾╲ariation）：親代與子代之間、子代個(gè)體之間存在不同程度的差異。2、遺傳與變異●遺傳（heredity）：親代與子代相似的55○遺傳是相對(duì)的、保守的；變異是絕對(duì)的，發(fā)展的?！饹]有遺傳，就沒有物種的相對(duì)穩(wěn)定性；沒有變異，不會(huì)產(chǎn)生新的性狀，也就不可能有物種的進(jìn)化和新品種的選育○遺傳和變異的表現(xiàn)都與環(huán)境具有不可分割的關(guān)系?！锩苓\(yùn)動(dòng)：遺傳變異○遺傳是相對(duì)的、保守的；變異是絕對(duì)的，發(fā)展的?！锩苓\(yùn)動(dòng)：遺563、遺傳、變異與選擇★遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素。

*遺傳＋變異＋自然選擇形成物種；

*遺傳＋變異＋人工選擇動(dòng)、植物品種。4、遺傳、變異與環(huán)境●環(huán)境改變可以引起變異戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《考工記》就指出：“橘逾淮而北為枳”。●生物所表現(xiàn)出的性狀變異分為：可遺傳(heritable)變異和不可遺傳(non-heritable)變異西漢的著名唯物主義者——王充(王陽(yáng)明)在《論衡》中指出：某些偶然變異是不可遺傳的●考察生物遺傳與變異應(yīng)該在給定環(huán)境條件下進(jìn)行3、遺傳、變異與選擇★遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選57河南科技大學(xué)遺傳學(xué)課件第一章緒論58遺傳信息的組成―基因組的結(jié)構(gòu)三大遺傳規(guī)律遺傳信息的傳遞規(guī)律縱向―橫向―接合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)基因―基因的表達(dá)及表達(dá)調(diào)控遺傳信息的表達(dá)規(guī)律二、遺傳學(xué)研究?jī)?nèi)容遺傳信息的組成―基因組的結(jié)構(gòu)三大遺傳規(guī)律遺傳信息的縱向―橫向59突變基因突變?nèi)旧w畸變不可遺傳的變異―環(huán)境因素導(dǎo)致可遺傳的變異基因重組自由組合連鎖交換體外重組突變基因突變?nèi)旧w畸變不可遺傳的變異―環(huán)境因素導(dǎo)致可遺傳的變60研究對(duì)象：以微生物(細(xì)菌、真菌、病毒)、植物和動(dòng)物以及人類為對(duì)象，研究其遺傳變異規(guī)律。*生物種類極其繁多（目前有科學(xué)記載的約170萬(wàn)種）。三、遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)研究對(duì)象：三、遺傳學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)61研究任務(wù)：●闡明:遺傳和變異的現(xiàn)象表現(xiàn)其規(guī)律?！裉剿?遺傳和變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ)揭露其內(nèi)在的規(guī)律?！裰笇?dǎo):動(dòng)植物和微生物育種，提高醫(yī)學(xué)水平。研究任務(wù)：62漢朝的《汜勝之書》、《齊民要求》、《荔枝譜》、《花鏡》、《史記》、《草木子》等。

古巴比倫人：人工授精；印度教：《教經(jīng)》

；亞里士多德的《動(dòng)物志》、《論靈魂》。這說明勞動(dòng)人民對(duì)遺傳和變異已有了一定的認(rèn)識(shí)，但沒有形成系統(tǒng)的遺傳學(xué)理論。

遺傳學(xué)起源于生產(chǎn)實(shí)踐：

人類生產(chǎn)實(shí)踐遺傳和變異選擇優(yōu)良品種四、遺傳學(xué)的發(fā)展史漢朝的《汜勝之書》、《齊民要求》、《荔枝譜》、《花鏡》、《史631.啟蒙遺傳階段（18世紀(jì)下半葉19世紀(jì)上半葉）(1)Lamarck（拉馬克）：器官的用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳。拉馬克（法國(guó)的博物學(xué)家）認(rèn)為：生物物種是可變的；遺傳變異遵循“用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳”規(guī)律。器官用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳假說：用進(jìn)廢退：生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。獲得性狀遺傳：所有生物變異(獲得性狀)都是可遺傳的，并在生物世代間積累。1.啟蒙遺傳階段（18世紀(jì)下半葉19世紀(jì)上半葉）(1)La64（2）達(dá)爾文（DarwinC.，1809~1882）達(dá)爾文（英國(guó)的博物學(xué)家），1859年，《物種起源》，提出自然選擇的進(jìn)化理論，認(rèn)為生物是由簡(jiǎn)單

?復(fù)雜、低級(jí)

?

高級(jí)逐漸進(jìn)化而來(lái)的。承認(rèn)獲得性狀遺傳的一些論點(diǎn)?提出“泛生論”假說。認(rèn)為：遺傳物質(zhì)是存在于生物器官中的“泛生?！?；遺傳就是泛生粒在生物世代間傳遞和表現(xiàn)。（2）達(dá)爾文（DarwinC.，1809~1882）達(dá)爾文65當(dāng)時(shí)報(bào)紙上刊登的諷刺達(dá)爾文的漫畫1859年，達(dá)爾文《物種起源》提出進(jìn)化論：“物競(jìng)天擇，適者生存”思想當(dāng)時(shí)報(bào)紙上刊登的諷刺達(dá)爾文的漫畫1859年，達(dá)爾文《物種起源66（3）魏斯曼（WeismannA.，1834~1914）新達(dá)爾文主義在生物進(jìn)化方面支持達(dá)爾文的選擇理論，但在遺傳上否定獲得性狀遺傳，魏斯曼是其首創(chuàng)者。老鼠19代割尾巴試驗(yàn)（3）魏斯曼（WeismannA.，1834~1914）67種質(zhì)連續(xù)論(theoryofcontinuityofgermplasm)：多細(xì)胞生物由種質(zhì)和體質(zhì)組成：種質(zhì)指生殖細(xì)胞，負(fù)責(zé)生殖和遺傳；體質(zhì)指體細(xì)胞，負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)活動(dòng)。種質(zhì)是“潛在的”，世代相傳，不受體質(zhì)和環(huán)境影響，所以獲得性狀不能遺傳；種質(zhì)在世代間連續(xù)，遺傳是由具有一定化學(xué)成分和一定分子性質(zhì)的物質(zhì)(種質(zhì))在世代間傳遞實(shí)現(xiàn)的。種質(zhì)連續(xù)論(theoryofcontinuityof682.遺傳學(xué)的誕生(1900)（1）孟德爾（Mendel）：遺傳因子假說*假定細(xì)胞中有它的物質(zhì)基礎(chǔ)“遺傳因子”，認(rèn)為性狀是受細(xì)胞里的遺傳因子所控制的。*遺傳因子在生物世代間傳遞遵循分離和獨(dú)立分配（自由組合）兩個(gè)基本規(guī)律。（1866年發(fā)表《植物雜交試驗(yàn)》）2.遺傳學(xué)的誕生(1900)（1）孟德爾（Mendel）：遺69狄·弗里斯(DeVrisH.)，[荷]月見草科倫斯(CorrensC.)，[德]玉米柴馬克(VonTschermakE.)，[奧]豌豆

*在不同國(guó)家用多種植物進(jìn)行了與孟德爾早期研究相類似的雜交育種試驗(yàn)?

作出了與孟德爾相似的解釋?

證實(shí)孟德爾的遺規(guī)傳律?

確認(rèn)該理論的重大意義。

★

1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著遺傳學(xué)的建立和開始發(fā)展，孟德爾被公認(rèn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人。

★遺傳學(xué)作為一個(gè)學(xué)科的名稱，是Bateson1905年首次提出的。

*1910年起將孟德爾提出的遺傳規(guī)律命名為孟德爾定律。（2）孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)（1900）狄·弗里斯(DeVrisH.)，[703.經(jīng)典遺傳學(xué)時(shí)期（1900-1939年）（1）狄·弗里斯（deVriesH.,1848-1935）：

★提出“突變學(xué)說”(1901~1903)：認(rèn)為突變是生物進(jìn)化的因素。3.經(jīng)典遺傳學(xué)時(shí)期（1900-1939年）（1）狄·弗里斯（71①約翰生(JohannsenW.,1859-1927)

*1909年發(fā)表“純系學(xué)說”：正確區(qū)分了生物體的可遺傳變異（純系間的粒重差異）與不遺傳變異（純系內(nèi)的粒重差異），并提出“純系內(nèi)選擇在基因型上不產(chǎn)生新的改變”的論點(diǎn)，為自花授粉植物的純系育種建立了理論基礎(chǔ)。

★明確區(qū)別基因型和表現(xiàn)型。

★最先提出“基因”一詞替代遺傳因子概念。（2）細(xì)胞遺傳學(xué)的建立（以染色體為主要研究對(duì)象的遺傳學(xué)）①約翰生(JohannsenW.,1859-1927)

72②鮑維里(BoveriT.,)和薩頓(SuttonW.,)

*發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系：兩者在體細(xì)胞中都成對(duì)存在，而在生殖細(xì)胞中則是成單的；成對(duì)的染色體或遺傳因子在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)彼此分離，進(jìn)入不同的子細(xì)胞中，不同對(duì)的染色體或遺傳因子可以自由組合。?染色體很可能是遺傳因子的載體，染色體遺傳學(xué)說的初步論證。

。②鮑維里(BoveriT.,)和薩頓(SuttonW.73③貝特生（BatesonW.,1906）

*從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖；

*創(chuàng)造“genetics”。1899年，倫敦“植物雜交工作國(guó)際會(huì)議”；1902年，紐約“植物雜交工作國(guó)際會(huì)議”；1906年，倫敦“雜交和植物育種國(guó)際會(huì)議”。③貝特生（BatesonW.,1906）74④詹森斯(JanssensF.A.,1909)

*觀察到染色體在減數(shù)分裂時(shí)呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。④詹森斯(JanssensF.A.,1909)*75⑤摩爾根(MorganT.H.,1866－1945)

★提出“性狀連鎖遺傳規(guī)律”；

★著《基因論》：認(rèn)為基因在染色體上直線排列，創(chuàng)立“基因?qū)W說”?；?qū)W說主要內(nèi)容：*種質(zhì)（基因）是連續(xù)的遺傳物質(zhì)；*基因是染色體上的遺傳單位，有很高穩(wěn)定性

?能自我復(fù)制和發(fā)生變異；*在個(gè)體發(fā)育中，基因在一定條件下，控制著一定的代謝過程?表現(xiàn)相應(yīng)的遺傳特性和特征；*生物進(jìn)化?主要是基因及其突變等。這是對(duì)孟德爾遺傳學(xué)說的重大發(fā)展，也是這一歷史時(shí)期的巨大成就。⑤摩爾根(MorganT.H.,1866－1945)

76⑥誘變

*穆勒(MullerH.T.)：1927年果蠅用X射線誘發(fā)突變。*斯特德勒(StadlerL.T.)：1927年對(duì)玉米用X射線進(jìn)行誘發(fā)突變。兩人證實(shí)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(huì)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(xué)發(fā)展到一個(gè)新的階段。⑦數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的誕生(1930-1932年)費(fèi)希爾（FisherR.A.）發(fā)表了一篇?jiǎng)潟r(shí)代的文獻(xiàn)“根據(jù)孟德爾遺傳假設(shè)的親屬間相關(guān)的研究”成功地運(yùn)用多基因假設(shè)，分析資料，首次將數(shù)量變異劃分為各個(gè)分量，開創(chuàng)了數(shù)量性狀遺傳研究的思想方法。

⑥誘變

*穆勒(MullerH.T.)：1927年果774.現(xiàn)代遺傳學(xué)時(shí)期（1940~）摩爾根及其弟子們將基因定位在染色體上?；蜓芯堪l(fā)展到細(xì)胞學(xué)水平之后，遺傳學(xué)面臨的歷史任務(wù)便是解決“基因究竟是什么？”的問題了。摩爾根及其弟子尤其是繆勒（H·J·Muller）相信，基因是某種化學(xué)分子，基因是通過化學(xué)過程而起作用的。他們進(jìn)而認(rèn)為，經(jīng)典的物理學(xué)和化學(xué)方法最終能說明生命現(xiàn)象。研究基因的化學(xué)本質(zhì)，單靠遺傳學(xué)的力量已經(jīng)不夠，需要有生物化學(xué)家與物理學(xué)家的加盟。不同領(lǐng)域的科學(xué)家從不同方向朝基因的分子水平進(jìn)軍，在分子遺傳學(xué)的醞釀時(shí)期形成了三大學(xué)派：信息學(xué)派、生化學(xué)派和結(jié)構(gòu)學(xué)派。4.現(xiàn)代遺傳學(xué)時(shí)期（1940~）摩爾根及其弟78（1）從細(xì)胞水平向分子水平過渡時(shí)期(1940-1952年)*

這一時(shí)期，由于微生物遺傳學(xué)和生化遺傳學(xué)研究的廣泛開展，使工作進(jìn)入微觀層次，其主要特征是以微生物為研究對(duì)象，采用生化方法探索遺傳物質(zhì)的本質(zhì)及其功能。（1）從細(xì)胞水平向分子水平過渡時(shí)期(1940-1952年)79①比德爾(BeadleG.W.，1941)

在紅色面包霉的生化遺傳研究中，分析了許多生化突變體。

*提出“一個(gè)基因一種酶”假說；

*發(fā)展了微生物遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)。

以后的研究表明，基因決定著蛋白質(zhì)(包括酶)的合成，故改為“一個(gè)基因一個(gè)蛋白質(zhì)或多肽”。

②卡斯佩森(CasperssonT．O.)：40年代初用定量細(xì)胞化學(xué)方法證明DNA存在于細(xì)胞核中。

③艾弗里(AveryO.T.,1944)等在用純化因子研究肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。

④赫爾希(HersheyA.D.,1952)等在研究噬菌體感染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，采用同位素示蹤法再次確認(rèn)了DNA是遺傳物質(zhì)。至此，為遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)及基因的功能奠定了初步的理論基礎(chǔ)。①比德爾(BeadleG.W.，1941)

在紅色面80（2）分子遺傳學(xué)的建立（1953—70年代中）40年代中細(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，使一些物理學(xué)家對(duì)研究生物學(xué)問題產(chǎn)生濃厚的興趣。在量子力學(xué)家薛定諤《生命是什么?》（1944）一書影響下，一些物理學(xué)家和化學(xué)家

?研究遺傳的分子基礎(chǔ)和基因的自我復(fù)制這兩個(gè)當(dāng)時(shí)生物學(xué)的中心問題。在生物研究中帶進(jìn)了物理學(xué)理論、概念和方法。（2）分子遺傳學(xué)的建立（1953—70年代中）81①瓦特森（WatsonJ.D.）和克里克（CrickF.H.C.）意識(shí)到生物學(xué)問題可用物理學(xué)和化學(xué)的概念進(jìn)行思考。根據(jù)對(duì)DNA化學(xué)分析和X－射線晶體學(xué)結(jié)果?

DNA分子結(jié)構(gòu)模式（雙螺旋結(jié)構(gòu)，1953）。意義：a.為DNA分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對(duì)穩(wěn)定性和變異性提出合理解釋；b.DNA是貯存和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；c.基因是DNA分子上的一個(gè)片段；d.分子生物學(xué)誕生?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?是遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。①瓦特森（WatsonJ.D.）和克里克（CrickF82②

1957年，泰勒（J·H·Taylor）等人應(yīng)用放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶與放射自顯影技術(shù)，證明蠶豆根尖染色體的半保留復(fù)制。1958年，梅塞爾森（M·Meselson）和斯塔爾（F·W·Stahl）應(yīng)用重氮標(biāo)記與密度離心技術(shù)，證明大腸桿菌DNA的半保留復(fù)制。③

1957年，尼倫伯格（NirenbergM．W.）等著手解譯遺傳密碼，經(jīng)多人努力至1969年全部解譯出64種遺傳密碼。遺傳密碼的破譯，是生物學(xué)史上一個(gè)重大的里程碑。尼倫伯格與霍拉納于1968年榮獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。60年代先后明確mRNA、tRNA和核糖體功能。②1957年，泰勒（J·H·Taylor）等人應(yīng)用放射性標(biāo)83④雅可布（JacobF.）和莫諾（MonodJ.）

1961年發(fā)表“蛋白質(zhì)合成中的遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制”一文，提出了大腸桿菌的操縱子學(xué)說，闡明微生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)問題。四年后的1965年，莫諾與雅可布即榮獲諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。④雅可布（JacobF.）和莫諾（MonodJ.）84*由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程，驗(yàn)證了1958年克里克提出的“中心法則”。*1970年，巴爾的摩（D·Baltimore）和梯明（H·M·Temin）在致癌的RNA病毒中，發(fā)現(xiàn)依賴RNA的DNA多聚酶，即逆轉(zhuǎn)錄酶。這就是說，遺傳信息流也可以反過來(lái)，從RNA→DNA。這是一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)。兩位科學(xué)家于1975年榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。*1981年，切赫（T·R·Cech）等人在四膜蟲發(fā)現(xiàn)自催化剪切的tRNA。1983年阿爾特曼（S·Altman）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的核糖核酸P的催化活性取決于RNA而不是蛋白質(zhì)。這意味著RNA可以不通過蛋白質(zhì)而直接表現(xiàn)出本身的某種遺傳信息。這是對(duì)中心法則的又一次補(bǔ)充和發(fā)展。切赫和阿爾特曼榮獲1989年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。*由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程85*遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。*“中心法則”解決遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。*遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。86*可以更自由和有效地改變生物性狀；

*打破物種界限，克服遠(yuǎn)緣雜交困難；

*培育優(yōu)良動(dòng)、植物新品種；

*有效地治療人類的一些遺傳性疾病。（3）基因工程的迅猛發(fā)展（70年中至今）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，1973年成功實(shí)現(xiàn)DNA的體外重組?人類開始進(jìn)入按照需要設(shè)計(jì)并能動(dòng)改造物種和創(chuàng)造新物種的新時(shí)代。*可以更自由和有效地改變生物性狀；

*打破物種界限，克87*

理論扎實(shí)、技術(shù)領(lǐng)先、實(shí)用性強(qiáng)和學(xué)科交叉，遺傳學(xué)是一門處于發(fā)展巔峰時(shí)期的學(xué)科。

*

目前遺傳學(xué)的前沿已從對(duì)原核生物的研究轉(zhuǎn)向高等真核生物，從對(duì)性狀傳遞規(guī)律的研究深入到基因的表達(dá)及其調(diào)控的研究。*

遺傳學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科。基礎(chǔ)研究的屬性決定它沒有國(guó)界，某些重大科學(xué)問題的解決往往需要多國(guó)甚至全球的廣泛合作。

5.當(dāng)代遺傳學(xué)特點(diǎn)*

理論扎實(shí)、技術(shù)領(lǐng)先、實(shí)用性強(qiáng)和學(xué)科交叉，遺傳學(xué)是一門處于88⑴1990年美國(guó)正式開始實(shí)施的《人類基因組作圖及測(cè)序計(jì)劃》

*

測(cè)定和分析人體基因組全部