动物遗传学第一章节：绪论幻灯片

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1、,2,扬州大学,动物遗传学 第一章,第一章 绪论,动 物 遗 传 学,ANIMAL GENETICS,动物科学教研室 王 荣 梅,3,扬州大学,动物遗传学 第一章,第一章 绪 言 第二章 孟德尔定律 第三章 遗传的染色体学说 第四章 性别决定与伴性遗传 第五章 数量遗传学的基础 第六章 群体遗传学的基础,目 录,第七章 连锁与交换定律 第八章 遗传的多种形式 第九章 染色体畸变 第十章 基因突变 第十一章 基因概念的发展,4,动物遗传学 第一章,第一章 绪 论,第一节 遗传学的发展和任务 第二节 遗传学的分支学科,第一节 遗传学的发展和任务,6,动物遗传学 第一章,一、遗传学的定义和任务,1、

2、遗传学（Genetics）的定义 传统定义： 现代观点：,研究生物的遗传和变异规律的科学。,研究生物体遗传信息的组成、传递和 表达规律的一门科学，又称为基因学。,7,动物遗传学 第一章,蛋白质组学：是从蛋白质水平来研究基因组的基因表达，分析基因组的蛋白质类型、数量、空间结构变异以及相互作用的机制。,8,动物遗传学 第一章,2、遗传和变异的概念 （1）遗传（heredity）：,有血缘关系的生物个体间的相似之处。,9,动物遗传学 第一章,2、遗传和变异的概念 （2）变异（variation）：,有血缘关系的生物个体之间的相异之处。,10,动物遗传学 第一章,（3）遗传与变异的辨证关系,相对的,绝

3、对的,保守的,发展的,没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题,没有变异生物就不会产生新的性状，也就不能发展、进化,11,动物遗传学 第一章,2、遗传学的任务,（1）探悉生物遗传和变异的规律性 （2）研究生物遗传物质的结构和功能； （3）探讨生命的起源和进化过程 （4）利用遗传学原理能动地改造生物。,以及遗传变异的物质基础；,12,动物遗传学 第一章,二、普通遗传学的诞生和发展,13,动物遗传学 第一章,拉马克（J.B.Lamark，17441829，法国博物学家） (1)1809年 动物哲学。 (2)器官“用进废退”和“获得性状遗传”等 理论。,1、普通遗传学的诞生,鼹鼠,14,动

4、物遗传学 第一章,（1）1892年提出“种质学说” （germ plasm theory），认为种质 在世代中是连绵不断的。 （2）否定拉马克的获得性遗传, 实验：雌雄老鼠连续21代切割尾巴。,魏斯曼（A. Weismann，18341914，德国生物学家）,15,动物遗传学 第一章,达尔文（C.K.Darwin，1809-1882，英国博物学家，进化论的奠基人） 1859年出版物种起源，提出了 以自然选择和人工选择的进化学 说。,“贝克尔”号巡洋舰,以博物家的身份进行了5年的环球考察,16,动物遗传学 第一章,孟德尔（G.J.Mendel 18221884，,奥地利遗传学家，牧师，奠基人）,

5、系统地研究了生物的遗传和变异。豌豆杂交试验（18561864）：,17,动物遗传学 第一章,1866年，发表了植物杂交试验 （Experiment on Plant Hybridization）的 论 文，提出了分离规律和自由组合规 律，可惜当时未被人们所接受。,1、选择质量性状作为研究对象； 2、应用统计学方法来分析试验结果； 3、进行系谱记载；,18,动物遗传学 第一章,狄弗里斯（De Vris H.，德国植物学家） 科伦斯（Correns C.，奥地利植物学家） 冯切尔迈克（VonTschermak E.德国植物学家）,1900年，在不同国家用多种植物进行了与孟德尔早期研究相类似的杂交育

6、种试验获得与孟德尔相似的解释证实孟德尔遗传规律确认重大意义。 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。 1910年起将孟德尔遗传规律孟德尔定律。,19,动物遗传学 第一章,纪念孟德尔先生： 1910年在布尔诺修道院建立了纪念馆。,20,动物遗传学 第一章,2、现代遗传学发展阶段,细胞遗传学时期（19001939年） 从细胞水平向分子水平过渡时期（19401952年） 分子遗传学时期（1953至今）,21,动物遗传学 第一章, 细胞遗传学时期,在这段时期内，科学家们除了验证孟德尔遗传规律的普遍意义外，还确立了一些遗传学的基本概念，并建立了染色体遗传学

7、说。,1902年鲍维里（T.Bovery）， 1903年萨顿（W.S.Sutton） 分别发现了遗传因子的行为与染色体行为呈平行关系， 提出了染色体是遗传物质的载体的假设 。,1905年贝特逊（W.Bateson，英国遗传学家）,创造了“Genetics”； 提出了等位杂合体、纯合体等术语。,22,动物遗传学 第一章,1909年约翰逊（W.L.Johannsen）,遗传因子基因（gene）； 创立了基因型（genotype）和表现型（phenotype）的概念。,1910年摩尔根（T.H.Morgan）,23,动物遗传学 第一章,1909年约翰逊（W.L.Johannsen）,遗传因子基因（g

8、ene）； 创立了基因型（genotype）和表现型（phenotype）的概念。,1910年摩尔根（T.H.Morgan）,24,动物遗传学 第一章,在果蝇及玉米的试验中，证实了基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，而且用X射线处理也会产生大量突变。,Hermann Joseph Muller （1890-1967）,这种用人工产生遗传变异的方法，使遗传学发展到一个新的阶段。,25,动物遗传学 第一章, 从细胞水平向分子水平过渡时期 （19401952年）,这一时期，遗传学开始了一个新的转折点，这表现在两方面： 理化诱变（X射线、射线，秋水仙素、芥 子油、甲醛、羟化剂） 以微生物为研究对象

9、，采用生化方法探索遗传物质的本质及其功能。,26,动物遗传学 第一章,在红色面包霉的生化遗传研究 中，分析了许多生化突变体：,1940年比德尔（GW.Beadle）,认为一个基因的功能相当于一个特定的蛋白质(酶)，并于1941年提出“一个基因一个酶”的假说。以后的研究表明，基因决定着蛋白质（包括酶）的合成，故改为“一个基因一个蛋白质或多肽”。为遗传物质的化学本质及基因的功能奠定了初步的理论基础。,27,动物遗传学 第一章,卡斯佩森（Caspersson T. O.） 40年代初用定量细胞化学方法证明DNA存在于细胞 核中。 以后又有人证明： DNA是构成染色体的主要物质； 同种生物不同细胞中D

10、NA的质与量恒定； 在性细胞中DNA的含量为体细胞的一半。,28,动物遗传学 第一章,艾弗里（Avery O. T., 1944） 利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。,29,动物遗传学 第一章,赫尔希（Hershey A. D., 1952） 利用同位素示踪法在研究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗传物质。,至此，已为遗传物质的化学本质以及基因功能奠定了初步的理论基础。,30,动物遗传学 第一章, 分子遗传学时期（1953至今）,40年代中细胞遗传学、微生物遗传学和生化遗传学 取得了巨大成就，使一些物理学家对研究生物学问题产生 浓厚的兴趣。 在

11、量子力学家薛定谔生命是什么?（1944）一书 影响下，一些物理学家和化学家研究遗传的分子基础 和基因的自我复制这两个当时生物学的中心问题。 在生物研究中带进了物理学理论、概念和方法。,31,动物遗传学 第一章,沃森（Watson J. D.） 克里克（Crick F. H. C.） 受生命是什么?的影响，意识到生物学问题可用物理学和化学的概念进行思考。 根据对DNA化学分析和X射线晶体结构 DNA分子结构模式理论（双螺旋结构，1953）。,32,动物遗传学 第一章,电子显微镜下的DNA双螺旋结构,33,动物遗传学 第一章,34,动物遗传学 第一章,Franklin后来拍的一张 含水的DNA X

12、光照片,富兰克林 （Franklin R. ） 英国 化学家,Frankeline 早期所拍的DNA X光结构照片,威尔金斯 （ Maurice Wilkins ） 英国 物理学家,35,动物遗传学 第一章,在1950年成功地发现了蛋白质的-螺旋结构，并开始DNA分子结构的分析工作。,Pauling 量子化学家,36,动物遗传学 第一章,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； 分子生物学诞生将生物学各分 支学科及相关的农学、医学研 究推进到分子水平遗传学发 展到分子遗传学的重要转折点。,37,动物遗传学

13、第一章,克里克(Crick FHC.) 1958年提出了中心法则。,布鲁西纳 （Prusiner S. B. ）1997年发现了以蛋白质为模板的肽链的合成。,38,动物遗传学 第一章,克里克(Crick FHC.) 等1961年用实验证明他于1958年提出的关于遗传三联密码的推测。,雅各布（Jacob F.）和莫诺（Monod J.）1961年提出了大肠杆菌的操纵子学说，阐明微生物基因表达的调节问题。,尼伦伯格（Nirenberg MW.）等从1957年开始，着手解译遗传密码，经多人努力至1969年全部解译出64种遗传密码。,60年代先后初步阐明了mRNA、tRNA以及核糖体功能。,39,动物

14、遗传学 第一章,卡里穆利斯（Kary Mullis，美国生化学家） l983年成功研发了聚合酶链反应法（polymerase chain reaction）。,40,动物遗传学 第一章,在分子遗传学中已成功地： 人工分离基因； 人工合成基因； 人工转移基因； 应用克隆技术。,目前：基因工程定向改变遗传性状。 更自由和有效地改变生物性状； 打破物种界限，克服远缘杂交困难； 培育优良动、植物新品种； 治疗人类的一些遗传性疾病。,41,扬州大学,动物遗传学 第一章,3、当代遗传学发展的特点和趋势,遗传学是一门处于发展颠峰时期的学科。 目前，遗传学的前沿已从对原核生物的研究转向高等真核生物，从对性状传

15、递规律的研究深入到基因的表达及其调控的研究。,42,动物遗传学 第一章,（1）人类基因组作图及测序计划（ 1990年美国正式开始实施） 测定和分析人体基因组全部核苷酸排列次序揭示携带的全部遗传信息 阐明遗传信息表达规律及其最终生物学效应。 对生物学和医学产生革命性 变革，是生物学中的最重大 事件和遗传学领域中一个跨 世纪宏伟计划。,43,动物遗传学 第一章, 人类基因组“工作框架图”在2000年 6月26日宣布完成绘制（历时10年），2003年4月14日美英日法德中等国的科学家宣布完成人类基因组的测序 工作。 我国参与研究的第3号染色体，共计3000万个碱基对，约占人类基因组全部序列1%（中科院遗传所人类基因组中心杨焕明教授负责，1999年9月加入这一研究计划）。,杨焕明 教授,44,扬州大学,动物遗传学 第一章,45,动物遗传学 第一章,46,动物遗传学 第一章,（2）国际水稻（粳稻）基因组计划（始于1998年）,日美中法等10个国家和地区参加，我国的贡献率为20% 。 2005年8月10日， Nature 宣布历时6年半的水稻全基因组测序完成 明确12条染色体上37544个基因的精确位置，误差率0.01% 第一个完成着丝点测序高