第一章--绪论-遗传学.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,*,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,*,遗 传 学,GENETICS,细胞遗传学,分子遗传学,基因工程原理和方法,数量遗传学,群体遗传学,教材及教学参考书：,朱军主编,王亚馥、代灼华编著 遗传学 高等教育出版社（,1999,6,第一版，,2002,9,第,5,次印刷）,ESSENTALS of GENETICS,William S.Klug&Michael R.Cummings,Pulished by Pearson Education Inc.the fifth edition,李惟基主编 中国农业大学出版社,2001,1,第一版,刘祖洞主编,遗传学,(,上，下,),高等教育出,版社 第二版,1991,徐晋麟，徐 沁，陈 淳编著,现代遗,传学原理,科学出版社,2000,方宗熙编著,普通遗传学,科学出版社,1979,英,P.F.,史密斯凯利著 褚启人译,遗传,的结构和功能,上海科学技术出版社,1980,扬歧生,分子生物学基础,浙江大学出版社,1994,王德宝 祁国荣,核酸,(,上，下,),科学出版社,1986 1987,李汝祺,发生遗传学,(,上，下,),科学出版社,1985,杜传书 刘祖洞,医学遗传学,第二版 人民卫生出版社,1989,美,D,。弗雷费尔德著 蔡武城等译,分子生物学,(,上，下,),科学出版社,1991,.Griffiths,A.J.F.,Miller,J.H.,Suzuki,D.,T.,Lewontin,R.C.,Gelbart,W.M.,An Introduction to Genetic Analysis,5 th ed.W.H.Freeman and company/Ney,york.(1993),Russell,P.J.,Genetics,3 rded.,Harper Collins Publishers.(1992),Lewin,B.,GENES,.Oxford,University Press,Oxford.(1997),J.D.Watson,et al,Molecular Biology,of the Gene,4th The Benjamin/CummingsPublishing Coompany,Inc.1987,Ridley,M.and Berg,P.,Genes and,Genome,University Science Books,Strachan,R.F.and Read,A.P.,Humen,molecular Genetics,BIOS Scientific Publishers,Oxford.(1996),Winter,G.I.,遗传学,(,影印版,),科学出版社，,1999,年,遗传,(Heredity,inheretance):,后代与子代与有相似性，保持物种和类型具有相对的,稳定性,基因的结构,DNA,的,复制,(replication),基因表达,(gene expression),表达,调控,(regulation),基因,纵向,转递,转化,(transformation),基因,横向转递,转导,(transduction),转染,(transfection),无性繁殖,接合,(conjugation),保持物种,稳定 转基因,(transgene),一、什么遗传与变异？,变异,(variation),:,子代与亲代、子代与子代存在差异。物种和类型的多样性，,生物进化,的动力（适应性）。,基因,重组,(,Recombination),减数分裂中染色体的,自由组合,染色体的,重排,(,R,earrangements,),转基因,体外重组,基因突变,(,Mutation,),基因,突变,染色体,畸变,（,Aberration,）,有性繁殖,物种,进化,遗传学的分支,按研究的层次分类：,宏观 群体遗传学,(Population genetics),即进化遗传学或种群遗传学,数量遗传学,(Quantitative gentics),微观：细胞遗传学,(Cytogenetics),核外遗传学,(Extranuclear G.),即细胞质遗传学,(Cytoplasmic G.),染色体遗传学,(Chromosomal G.),分子遗传学,(Molecular genetics),毒理遗传学,(Toxicogenetics),辐射遗传学,(Radiation genetics),肿瘤遗传学,(Cancer genetics),医学遗传学(,Medical genetics),血型遗传学(,Blood group genetics),生化遗传学(,Biochemical genetics),应用学科：,生物工程学(,Biotechnology),优生学(,Eugenics),育种学(,Breeding),微生物、植物、动物,第一节,遗传学的发展史,一在孟德尔以前及同时代的一些遗传说,1.,公元前五世纪,希波克拉底,（,Hippocrates,）提出了第 一个遗传理论。,他认为子代具有亲代的特性那是因为在精液或胚胎里集中了来自身体各部分的微小代表,元素,(elememt),。,4.,1866,年,达尔文,（,Darwin,）提出了,泛生论,（,hypothesis of pangenesis,），认为身体各部分细胞里都存在一种胚芽或,泛子,（,pangens,）,5.1883,年法国动物学家,鲁,.,威廉,（,Roux.,W,）提出有丝分裂和减数分裂过程的存在可能是由于,染色体,组成了,遗传物质,，同时他还假定了遗传单位沿着染色体丝作直线排列。,6.,德国的生物学家,魏斯曼,（,Weismann A,）做了连续,22,代剪断小鼠尾巴的实验，否定了泛生论。,1883,和,1885,年他将,Roux,W.,理论发展成为完整的遗传和发育的理论,种质论,（,germplasm theory,），认为多细胞生物可分为：,种质,（,germ plasm,）：独立,连续,能产生后代的种质和体质。,体质,（,somatoplasm,）。体质是不连,续的，不能产生种质。,7.1869,年达尔文的表弟,高尔顿,（,Galton,F.,）发表了,“,天才遗传（,Hereditary genius,）,”,，即,“,融合遗传论,”,。,二遗传学的诞生,1797,年英国的,奈特,（,Knight,，,T,）,豌豆杂交实验：,P,灰色,白色的,F,1,灰色,F,2,灰色 白色,但未统计分析，只发现了这一现象。,1863,年法国的,诺丹,（,Nauding,）,发表了植物杂交的论文并获法国政府的奖励，,他认为：,（,1,）植物杂交的正交和反交结果是相同,的；,（,2,）在杂种植物的生殖细胞形成时,“,负责遗传性状的,要素,互相分开，进入不同的性细胞中，否则就无法解释杂种二代所得到的结果,”,孟德尔定律的重新发现,荷兰的德弗里斯（,Devries,）,月见草（,1900,，,3,，,26,）,83-90,德国的植物学家科伦斯（,Correns,C.E,）,玉米（,4,，,24,）,158-168,奥地利的切尔迈克（,Tschermak,）,豌豆（,6,，,2,）,232-239,分别同时发现了这一规律,德国植物学杂志,18,卷,激烈的论战,:,牛津大学动物学教授,韦尔登,（,Weldon,）,剑桥大学的遗传学教授,贝特森,(Bateson),1909,年丹麦的科学家 约翰逊（,Johannsen,）创用了,基因,（,gene,）,基因型,（,genotype,）,表型,（,phenotype,）,第一个时期,:,细胞遗传学时期,(1910,1940),1910,年,摩尔根,（,Morgan,T.H,）及其,斯特蒂文特,（,Sturtevant,）,弟子,布里吉斯,（,Bridges,）,缪勒,（,Muller,）,创立了,连锁定律,基因是一个抽象的遗传因子，既是功能单位，又是重组单位和突变单位,1945:,薛丁谔,（,Sehrdinger,E,）,什么是生命,(,WHAT IS LIFE?,Cambridge Univ,),“,基因是活细胞的关键组成部分，要懂得什么是生命就必须知道基因是如何发挥作用的。”,第三时期,:,分子遗传时期,1961:,Jacob,和,Monod,建立,乳糖操纵子模型,1964,，,1965,：,Nirenberg,，,Khorana,破译遗传密码,1958,Kornberg,发现,DNA,合成酶,1975,Temin,发现,反转录酶,1962 1968,Arber,，,1978,Smith,发现,限制性酶,1972,Berg,建立,重组技术,1977,Sanger,，,Gilbert,建立,测序,方法,1977,Sharp,和,Roberts,发现,内含子,在此期遗传的基本单位是,顺反子,（,Cistrons,）,1980,Shapiro,发现,转座子,1981,Cech,和,Altman,发现,核酶,1986,Swithies,建立,PCR,技术,1997,Wilmut,克隆羊诞生,2000,6.26,人类,基因组,草图发表,2001,中国完成水稻基因组测序,此期基因的概念是,一段可以转录为功能性,RNA,的,DNA,，它可以重迭、断裂的形式存在,，并可转座。,第二节 遗传学在国民经济中的作用,遗传学与农牧业的关系,遗传学与工业的关系,遗传学在能源的开发和环境保护中的应用,遗传学在医疗卫生工作中的应用,遗传学在其他领域中的应用,?,遗传学讨论会,4,5,人一组,遗传学的特点,1.,是一门推理性的学科,2.,多学科的交叉和融合,3.,发展快,4.,应用性强,第一部分,遗传信息的传递规律和物质基础,第一章孟德尔定律,第一节孟德尔实验,孟德尔的功绩：,采用,32,个品种,观察了,7,对性状,经,8,年研究，,发现了,2,个定律,:,独立分配,和,自由组合,定律，创立了,“,遗传学,”,表,1,1,孟德尔的豌豆杂交实验,7,对性状的结果,2.84:1,277,矮,787,高,高植株,高植株,矮植株,3.14:1,207,顶生,651,腋生,腋生,花腋生,花顶生,2.82:1,152,黄,428,绿,绿色,绿色,黄色豆荚,2.95:1,299,瘪,882,鼓,鼓胀,膨大,缢缩豆荚,3.15:1,224,白,705,紫,紫花,紫花,白花,3.01:1,2001,绿,6022,黄,黄色,黄叶,绿色子叶,2.96:1,1850,皱,5474,圆,圆形,圆形,皱缩子叶,F,2,比例,F,2,F,1,豌豆表型,二、孟德尔植物杂交实验 （一）设计严密，层次分明,1.,亲本,（,parentgeneration),杂交,(1),选材,(2),选择研究的性状,(3),采用,正反交,（,reciprocal cross,）,(4),设立对照实验,确定了,“,显性,”,（,dominate,）性状,“,隐性,”,(recessive),性状,3.F,2,代的观察,进行统计处理；,采用大样本；,将矮株进行移植：,通过自交来研究其遗传结构。,2.,杂种,1,代的观察：（,filial generation 1,，,F1),确定了,显性,（,dominate,）性状,隐性,(recessive),性状,4.F,3,代的研究,经观察统计：,AA,（,1,表型为显性（,A,）,Aa,（,2,（,二）科学推论：,（,1,）遗传因子成对存在，形成生殖细胞,时彼此分离；,（,2,）以,A,代表显性性状，,a,代表隐性性状,，,Aa,表示杂合类型，那么在,F,2,代中,后代的构成可用公式：,1A+2Aa+1a,表明了各种类型的基因型以及比例。,（三）精确验证,创用,测交,方法对推论加以验证,测交,（,test cross,）：,是指将杂种后代和隐性亲本进行杂交，,回交,（,back cross,）：,是指杂种后代和任一亲本杂交。,第二节,孟德尔定律（,Mendel,s laws,）,对一对性状的观察得出了三条规律,（,1,）,F1,代的性状一致，通常和一个亲,本相同。得以表现的性状为,显性,，,未能表现的性状称,隐性,，此称,F1,一,致性法则。,（,2,）在杂种,F,2,代中，初始亲代的二种,性状（显性和隐性）都能得到表达；,（,3,）这两性状的比例总为,3,：,1,。,表,1-2,六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果,3.01:1,44892,134707,黄色,绿色子叶,总数,3.01:1,36186,109090,黄色,绿色子叶,Darbishire,1909,2.80:1,514,1438,黄色,绿色子叶,Lock,1905,3.05:1,3903,11903,黄色,绿色子叶,Bateson,1905,2.94:1,445,1310,黄色,绿色子叶,Hurst,1904,3.01:1,1190,3580,黄色,绿色子叶,Tschermak,1900,3.08:1,453,1394,黄色,绿色子叶,Correns,1900,2.96:1,2001,6022,黄色,绿色子叶,孟德尔,1865,绿,黄,F2,比例,F2,亲 代,实 验 者,一 分离律（,Law of segregation,）,1,分离律的实质,控制性状的一对等位基因在产生配子时,彼此分离，并独立地分配到不同的性细,胞中。,2,分离律的意义,（,1,）具有普遍性,遗传病约有,4344,种（,1988,年）,侏儒（先天性软骨发育不全）,显性 裂手裂足,舞蹈病（,Huntington,）,二 自由组合定律（,law of independent assortment,）,1,自由组合律的内容：,即在配子形成时各对等位基因彼此,分离后，独立自由地组合到配子中,2.,自由组合律的实质：,配子形成时非同源染色体自由组合,二 概率规则,1.,相乘定律：,独立事件,:,(independent events),P(AB)=P(A)P(B),2,相加定律,互斥事件,（,matually exclusive events,）,P(A,或,B)=P(A)+P(B),3,.,组合事件,（,combining probability rule,）,P=1/21/2+1/21/2=1/2,