普通遗传学-第一章-绪论.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节 遗传学的基本概念,遗传学（genetics),1905年，英国的遗传学家William Bateson首先提出,研究生物遗传和变异的科学,遗传,(heredity),：生物繁殖过程中，亲代与子代以及子代各个个体之间在各方面相似的现象。,变异,(variation),：亲代与子代以及子代各个个体之间总是存在不同程度的差异，有时子代甚至产生与亲代完全不同性状表现的现象。,相对的、保守的,保持性状和物种的相对稳定性,绝对的、发展的,物种进化、新品种,遗传 变异,（相互对立，相互联系）,遗传与变异的关系,没有变异，生物界就失去进化的素材,遗传只能是简单的重复。,没有遗传，变异不能积累，变异就失去意义，生物也不能进化。,遗传、变异,和,选择,是生物进化和新品种选育的三大因素：,(,遗传/变异),&,自然选择,物种,(,遗传/变异),&,人工选择,新,品种,(,遗传/变异),与,环境,不可分割,第三节,遗传学的发展概况,一、血液传递说,公元前,3世纪,希腊哲学家 Aristotle,孩子从父母那里接受了一部分血液血缘，因而相似于父母。,二、先成论,theory of preformation,每个精子中带有一个小人，精子在雌性子宫的保护和培养下可以长成为一个婴儿。,17世纪 荷兰生物学家,施旺墨丹 Jan Swammerdam(1637-1680),三、渐成论,theory of epigenesis,18世纪 瑞士 解剖学家 U.Kolliker,德国 胚胎学家 沃尔夫,从受精卵至新生个体的生长及发育是渐变过程，即生物有机体的各种组织和器官是在胚胎发育过程中由原来未分化的物质发展形成的。,四、进化论,18世纪下半叶-19世纪上半叶 对遗传和变异进行了系统研究,1.,用进废退,（use and disuse of organ),和获得性状遗传,(heredity of acquired characters),学说,1809年,Lamarck,(1744-1829),动物器官的进化与退化取决于用与不用，每一世代中由于用或不用而加强或削弱的性状是可以遗传的。环境条件改变是生物变异的根本原因。,2.,进化学说和泛生论(hypothesis of pangenesis),Darwin,18091882,广泛研究遗传变异与生物进化关系。,1859,年：,物种起源,(The origin of Species),提出了自然选择和人工选择的现代的进化理论,生物(,简单,复杂、低级,高级,)逐渐进化,支持获得性状遗传的一些论点,提出,“,泛生论,”,假说,器官存在,泛生粒,聚集到生殖器官形成生殖细胞受精卵发育成成体，,泛生粒进入个器官发生作用,泛生粒 不改变（遗传）/改变（变异),五、新达尔文主义,1892,Weismann,（,18341914）,种质学说,老鼠22代割尾巴试验,种质,（独立、连续）,产生后代种质和体质,变异可遗传,生物体,体质,不能产生种质,环境造成的体质变异不可遗传,贡献,：首先提出了遗传有物质基础，否定了后天获得性遗传,局限性,：把生物体绝对划分为种质和体质不符合实际；没能发现遗传规律,六、孟德尔遗传定律和遗传学的诞生,Mendel（18221884,）奥地利遗传学家,生物性状的遗传由,遗传因子,控制,遗传因子(Mendelian factor)：决定生物体性状的内在原因。,分离规律 独立分配规律,豌豆杂交试验（1856-1864),1866年,植物杂交试验,1900,年 荷兰 狄,弗里斯（,De Vris H.,）,德国 科伦斯（,Correns C.,）,奥地利 冯,切尔迈克（,VonTschermak E.,）,用多种植物进行杂交试验,证实孟德尔遗传规律,的正确性,。,1900,年孟德尔遗传规律的重新发现标志着遗传学的诞生。孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。,七、遗传学的迅猛发展,细胞遗传学时期,cytogenetics stage,群体和数量遗传学时期,population genetics&quantitative genetics stage,生化与微生物遗传学时期,biochemical and microbial genetics stage,分子遗传学时期,molecular genetics stage,鲍维里（,Boveri,）和萨顿（,Sutton,）,遗传的染色体学说,(The Chromosomal Theory of Inheritance),指出孟德尔的性状分离是与减数分裂时同源染色体的分离相关联的。,染色体在减数分裂过程中的行为和遗传因子行为一致。,染色体是遗传因子的载体。,细胞遗传学时期,贝特生（,Bateson,）,1905,遗传学命名,1906 香豌豆杂交实验,性状连锁遗传现象,原来在亲本中组合在一起的两个性状在F2中有连在一起遗传的倾向。,花（紫色和红色）,花粉形状（长形和圆形）,不符合自由组合规律的分离比。,约翰森（,Johannsen,）,提出基因,(gene),一词替代遗传因子,发表“纯系学说”，明确区别基因型和表现型。,认为植物连续自交若干代后，能形成基因型纯合的品系，即纯系。,基因型(genotype):,一个个体染色体上基因的集合，即它所包含的每一对基因。,表现型(phenotype):,一个个体所含有的各种基因所制造的产物如蛋白质、酶等，以及个体的各种表现特征，甚至包括它的行为等。,gene,詹森斯（,Janssens,）,染色体在减数分裂时呈,交叉,现象,为解释基因连锁现象提供了基础。,摩尔根（,Morgan,18661945,）,1910前后,发现果蝇性状连锁现象（眼色与翅长）、,伴性遗传规律、基因的连锁互换规律,创立,基因学说,(细胞+遗传)学,1933年 诺贝尔奖,种质(基因)是连续的遗传物质,基因是染色体上的遗传单位，有很高稳定性,，,能自我复制和发生变异,在个体发育中，基因在一定条件下，控制着一定的代谢过程，表现相应的遗传特性和特征,生物进化主要是基因及其突变等,诱变,X,射线诱发突变,1927,年 穆勒（,Muller,）果蝇,斯特德勒（,Stadler,）玉米,秋水仙素诱导多倍体。,1937年 布莱克斯生（,Blakeslee,）曼陀罗等植物,证实基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，人工的方法也可产生遗传变异，使遗传学发展到一个新的阶段。,群体遗传学和数量遗传学时期,1908年 英国数学家,哈迪,/德国医学家,温伯格,遗传平衡定律,在理想状态下，群体中各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。,等位基因（allele）：,一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。,费希尔（,Fisher,）,数量遗传学,1918,年,“,根据孟德尔遗传假设的亲属间相关的研究,”,成功运用多基因假设分析资料，首次将数量变异划分为各个分量，开创了数量性状遗传研究的思想方法。,1925,年，首次提出了方差分析（,ANOVA,）方法,。,20世纪60年代末-70年代初,Kimura/King/Jukes,相继提出“中性突变的随机漂变理论”，即,中性学说,由突变产生的等位基因对于物种生存既无利也无害，这些突变在自然选择上是中性的，因此，在分子水平进化中自然选择几乎不起作用。,这些突变全靠一代又一代的随机漂变而被保存或趋于消失，从而形成分子水平上的进化性变化或种内变异。,年 比德尔（,Beadle,）,在红色面包霉的生化遗传研究中，,分析了许多生化突变体：,提出,“,一个基因一种酶,”,假说,发展了微生物遗传学、生化遗传学,生化与微生物遗传学时期,40年代初 卡斯佩森（,Caspersson,）,用定量细胞化学方法证明,DNA存在于细胞核中。,1928年 格里菲斯（,Griffith,）,肺炎双球菌转化实验,存在,转化因子,1944年,艾弗里,（,Avery,）,用纯化因子研究肺炎双球菌的转化实验，证明了,遗传物质是,DNA,而不是蛋白质,。,1952年,赫尔希（,Hershey,）,同位素示踪法 噬菌体感染细菌实验,再次确认了,DNA,是遗传物质。,弗兰克林,（英）,【,威尔金斯,（英）研究小组】,DNA的X射线晶体衍射照片,沃森,（美）、,克里克,（英）,【卡文迪什实验室】,1953年 DNA双螺旋结构的发现,分子遗传学诞生,1962年 Nobel Price,DNA双螺旋结构的发现的意义,为,DNA,分子结构、自我复制、相对稳定性和变性提出合理解释。,DNA,是贮存和传递遗传信息的物质。,基因是,DNA,分子上的一个片段。,揭开了分子遗传学的序幕。,1958年 克里克,(,Crick,)提出,中心法则,(后修正),1961年,克里克,(,Crick,),用实验证明他于,1958,年提出的关于,遗传三联密码,的推测,1969,年，尼伦伯格（,Nirenberg,）等人解译出,64,种遗传密码,1961,年 雅各布（,Jacob,）和莫诺（,Monod,）,大肠杆菌的,操纵子,学说,阐明微生物基因表达的调节问题,60,年代先后明确,mRNA,、,tRNA,和核糖体功能,细菌质粒/噬菌体/限制性核酸内切酶人工分离和合成基因,年,科恩和博耶,第一个大肠杆菌,重组质粒,取得巨大进展!,1983年,穆利斯,PCR技术,人类基因组计划(human genome project),1990-2003,遗传图谱,物理图谱,序列图谱,基因图谱,基因图策略,Celera 鸟枪策略,单分子测序仪,硅芯片测序仪,拟南芥、果蝇、水稻,体细胞克隆技术,Dolly 1996,罗斯林研究所,1998年 RNA干扰（RNAi）技术,双链小RNA能有效地阻断靶基因表达,Andrew Fire 和 Craig Mello,后基因组时代,结构基因组,功能基因组,蛋白质组,表观遗传学,DNA甲基化,母体效应,基因沉默,转座,表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。,生物信息学,现代遗传学已发展出30多个分支：,细胞遗传学 数量遗传学 生统遗传学 发育遗传学,进化遗传学 微生物遗传学 辐射遗传学 医学遗传学,分子遗传学 遗传工程 生物信息学基因组学,表观遗传学等,整体水平,细胞水平,分子水平,宏观,微观,第四节 遗传学的应用,农业,高农作物、畜禽产量和品质,医学,其他,