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1、2018/9/10,1,普 通 遗 传 学,GENERAL GENETICS,天津农学院,绪论 第一章 遗传的细胞学基础 第二章 遗传物质的分子基础 第三章 孟德尔遗传 第四章 连锁遗传与性连锁 第五章 基因突变 第六章 染色体结构变异 第七章 染色体数目变异 第八章 数量性状的遗传,目录,第九章 近亲繁殖和杂种优势 第十章 细菌和病毒的遗传 第十一章 细胞质遗传 第十二章 遗传工程 第十三章 基因组学 第十四章 基因表达的调控 第十五章 群体遗传与进化,绪论 Introduction,一、遗传学研究的对象和任务 二、遗传学的发展简史 三、遗传学的应用 四、遗传学的学习与检测,一、遗传学的研究
2、对象和任务,(一) 遗传变异现象 (二 )遗传变异的概念 . 遗传：亲代与子代之间相似的现象。 . 变异：亲代与子代之间，子代个体之间存 在的差异的现象。,. 二者关系：对立统一，遗传中孕育着变异，变异依托着遗传；遗传是相对的、暂时的和有条件的，变异是绝对的、永恒的和无条件的。 (三 )什么是遗传学 .遗传学：研究生物遗传和变异的科学。 .研究对象： .研究任务：阐明规律，指导实践，服务 于人类。,二、遗传学的发展简史遗传学的建立和发展，大致经过经典遗传学与现代遗传学两个阶段和三个水平：个体水平形态遗传学细胞水平 细胞遗传学分子水平分子遗传学,(一) 遗传学的诞生“桂实生桂，桐实生桐”“种麦得
3、麦，种稷得稷”“万物生于土，各似本种”，“物生自类本科”国外：十九世纪末叶,(二 )遗传学的发展 . 经典遗传学(十八世纪下半叶至二十世纪中叶) 1）颗粒遗传学(十八世纪下半叶至十九世纪下半叶)法国拉马克(Lamack,J.K1744-1829 )：用进废退和获得性状遗传。英国达尔文(Dorwin.C.1809-1882)：发表物种起源，提出进化学说。“泛生假说”。,德国 魏斯曼(Weisman 1834-1914)提出“种质论”。他做了一个试验，割老鼠尾巴的试验。连续代割掉老鼠尾巴，共用老鼠只。因而得出获得性状不能遗传。,高尔顿：“融合遗传”认为，双亲的遗传成分在子代中发生融合，而后表现(其
4、根据是，子女的许多特性均表现为双亲的中间类型)。高尔顿及其学生毕生致力于，用数学和统计学方法研究亲代与子代间性状表现的关系虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这一基础上所创建的一系列生物数学分析方法，却为数量遗传、群体遗传的产生和发展奠定了基础,孟德尔(Mendel G J 1822-1884)真正开始有分析地研究了生物的遗传和变异。在前人植物杂交试验的基础上，于1856-1864年从事豌豆杂交试验， 1866年发表“植物杂交试验”论文，首次提出分离和独立分配规律。认为性状遗传是受细胞里的遗传因子控制的。,2）经典基因论(十九世纪下半叶至二十世纪中叶),1900年(遗传学建立和开始发展的一年
5、)。德国的柯伦斯(Correns)荷兰的狄 弗里斯(De Vries)奥国的柴马克(Tschermak),1906年，贝特生(Bateson,W)提出，遗传学作为一个学科。并在香豌豆杂交试验中发现了性状连锁现象。 1901-1903年，狄弗里斯 (De Vries) 发表“突变学说”。 1903年，萨顿(Sutton) 提出染色体在减数分裂期间的行为是解释孟德尔遗传规律的细胞学基础。 1909年，约翰生(Johannsen)发表“纯系学说”，并提出“gene”的概念，以代替孟德尔所谓的“遗传因子” 1908年，哈迪(Hardy)和魏伯格(Weinberg)分别推导出群体遗传平衡定律。,1910
6、年，美国遗传学家摩尔根(Morgan)等用果蝇为材料进行大量的遗传试验。发现了性状连锁现象，研究了细胞核中染色体的动态，创立基因理论，证明基因位于染色体上，呈直线排列。提出了连锁遗传规律。进而提出了染色体遗传理论，进一步发展为细胞遗传学。1913年，斯特蒂文特(Sturtevant)绘制出第一张连锁遗传图，标明基因在染色体上的线性排列。,1927年，穆勒(Muller)和斯特德勒(Stadler)分别人工诱变果蝇和玉米突变。 1930-1932 年，费希尔(Fisher)、赖特(Wright)和霍尔丹(Haldane)等用数理统计分析，奠定了数量遗传学和群体遗传学的数学分析基础。 1937年，
7、布莱克斯里(Blakeslee)等用秋水仙素诱导植物多倍体。并提出杂种优势。 1941年，比德尔(Beadle)等，用红色面包霉，“一个基因一个酶”发展了微生物遗传学和生化遗传学。,. 分子遗传学(二十世纪中叶-)1944年，阿委瑞(Avery)：肺炎双球菌转化，证明转化的活性物质是DNA。 1952年，赫尔歇(Hershey)和蔡斯(Chase)：噬菌体重组，进一步证明DNA 是T2噬菌体的遗传物质。,1953年，英国克里克(Crick)和美国沃森(Watson)发现了DNA的双螺旋结构后为分子遗传学的开始。提出了DNA分子双螺旋(double helix)模型，是分子遗传学及以之为核心的分
8、子生物学建立的标志。目前分子遗传学已进入人工合成基因和改造基因的新时期，朝着定向改造生物的新水平迈进。,1961年F.jacob和J.Monod提出调节基因表达的操纵子模型。 20世纪60年代蛋白质和核酸的人工合成、“中心法则”的确立、三联体密码的确定、调节基因作用原理的发现、传递细菌对抗生素抗性的质粒的发现使遗传学的发展走在了生物科学的前面。 20世纪70年代随着限制性内切酶和一系列核酸酶的发现和提纯，使DNA重组得以实现，能进行基因的人工分离和合成。建立遗传工程这一新的研究领域。 20世纪80年代基因工程技术的不断成熟和应用,20世纪90年代 人类基因组计划的实施 动物基因组计划的相继提出
9、和实施 1996年 绵羊多利的诞生 动物体细胞克隆 21世纪 “后基因组时代”,在汤姆森科学信息研究所出版的庆祝之年专刊中，“克隆的突破：中国科学家在1981年培育出第一条克隆鱼鲫鱼”,中国科学家在1981年培育出第一条克隆鱼鲫鱼,(三) 我国的遗传学研究 1.历程：解放前，在水稻、棉花、金鱼等的少数性状的遗传分析。解放后，大发展，理论和技术取得了一些成就。杂种优势，花粉的单倍体育种，远缘杂交达国际先进水平。 2.主要人物：童第周，李汝祺 (18951991)生于天津市 ，是世界上最早研究果蝇发生遗传的学者之一，他的论文果蝇染色体结构畸变在发育上的效应是这一领域的一篇早期文献；他于1985年出
10、版的发生遗传学是这一领域的一部大型专著。他首先发现了不同于欧洲含2对染色体的马蛔虫而具有3对染色体的中国马蛔虫。 谈家桢 ：在果蝇种群间的遗传结构的演变和异色瓢虫色斑遗传变异研究领域取得开创性的成就，为奠定现代进化综合理论提供重要论据。他发现瓢虫色斑嵌镶显性现象。,中国学者发现人类新基因并被世卫组织正式命名：解放军307医院免疫学研究室主任奚永志研究员主持国家“973”重大项目，在国际上首次发现了一个HLA(人类白细胞抗原)新等位基因，被HLA命名委员会定名：A*110104。意味不同家族的人之间可进行血干细胞移植和器官移植，排异反应大大减少。,(四) 遗传学与其它学科的关系 1.充分利用其他
11、学科，从描述科学上升到精密科学。 2.与其他学科相互结合，交叉渗透，建立众多分支学科。(数量、细胞、群体、微生物、医学、发育、进化、辐射、分子、基因组学、遗传工程等),三、遗传学的应用遗传学的深入研究，不仅直接关系到遗传学本身的发展，而且在理论上对于探索生命的本质和生物的进化，对于推动整个生物科学和有关科学的发展都有着巨大的作用。(一) 对生命本质的探索 生命现象的遗传统一性 生命科学在分子水平上的统一性,(二) 生物进化理论的基础 遗传学研究生物在少数几个世代繁育过程中表现出来的遗传、变异现象与规律。 生物进化研究生物在长期历史过程中的遗传与变异规律及发展方向。,(三) 指导生物遗传改良工作
12、 与农业科学有着广泛而密切的联系，为了提高家畜和农作物的产量和质量，最直接的手段就是育种。解放以后，由于我国遗传学和育种学的紧密结合，不断地培育优良品种，使稻、麦、棉的产量大幅度提高。利用玉米、高粱、水稻杂种优势，一般增产 成。,遗传工程在农业上的应用，可定向地控制农作物和家畜品种的遗传性状。如美国孟山都已获得抗除草剂的烟草，并正在将这种抗性基因向其它植物中转移。将有关基因插入作物基因组内，已经使作物具有抗鳞翅目幼虫和病毒病的能力。此外，还正在利用遗传工程手段提高作物抗逆性和营养价值。,2在动物生长激素方面，遗传工程也发挥了巨大威力。如美国孟山都公司进行刺激分泌牛奶的牛生长激素的基因工程。用遗
13、传工程方法已成功地获得猪、鸡的生长激素，对猪、鸡注射这种生长激素，不仅增重快，饲料利用高，而且猪的瘦肉率增加。,(四) 工业上的作用遗传工程在轻工，化工方面的应用也很有苗头。如利用遗传工程方法，可创造出解毒的细菌，他们含有不同分解能力的质粒，可用于清除三废中的有毒物质。,(五) 医学上的作用遗传学的发展对医学也有着重大的贡献和影响。它大大提高了人们对许多严重疾病的认识，开辟了治疗各种疾病的新途径和预防诊断的新方法。现发现人类的遗传疾病近四千种，据分析，这些遗传疾病多属于先天性代谢失调，这是由于基因的缺陷，不能合成正常的物质，如蛋白质或酶的缘故。,由此，有人设想采用“基因疗法”将正常基因替换缺陷
14、的基因，治疗遗传疾病。在抗癌症的研究上，一些科学家正在研究癌基因的作用机制，探讨人工合成终止癌细胞繁殖的基因，以控制癌症，从而战胜疾病。,四、遗传学的学习与检测 (一)遗传学特点,试验研究材料：所有动植物和微生物 生物形态、生理、生态及农艺特征(性状) 通过生物体内的生理、生化过程表现 以生物细胞内遗传物质为基础，在特定环境下 采用一定的物理、化学与数学方法,综合性强生物学(动植物、微生物学)、细胞学、生理学、生物化学的基础 土壤学、气象学、生态学等相关学科的基础知识 物理、化学和数学(包括生物统计)方法,(二)遗传学的考试考核,考试成绩由理论成绩和实验操作成绩两部分组成。理论成绩采取期末闭卷考试形式，占总成绩的60%，理论考试题型为：概念、判断题、填空题、选择题、简答题、分析和计算题等。实验成绩包括：实验操作、预习报告和实验报告等。实验成绩占总成绩的20%。平时及期中测验占总成绩的20%。,
