理学遗传学遗传学绪论.pptx

2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院1第一章第一章 绪论绪论（1学时）学时）本章重点：本章重点：1.遗传遗传和和变异变异的概念的概念 2.遗传学发展史中具有重要意义的遗传学发展史中具有重要意义的成就成就难点难点 遗传学发展的里程碑遗传学发展的里程碑2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院2 遗传遗传(Heredity)：生物通过不同方式产生子代，生物通过不同方式产生子代，子代和亲代相似的现象。子代和亲代相似的现象。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院3变异变异(Variation)：子代和亲代之间或子代的个体之间存在的差异。子代和亲代之间或子代的个体之间存在的差异。经过对变异的人工选择，培育出不同类型的鸽子经过对变异的人工选择，培育出不同类型的鸽子2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院4遗传和变异的辨证统一遗传和变异的辨证统一遗传是维持物种稳定性的因素，确保生遗传是维持物种稳定性的因素，确保生物和人类的世代延续。物和人类的世代延续。变异是物种产生和进化的动力。没有变变异是物种产生和进化的动力。没有变异，遗传就只是简单的重复，生物和人异，遗传就只是简单的重复，生物和人类无法进化。类无法进化。没有遗传，变异不能积累，就失去物种没有遗传，变异不能积累，就失去物种的稳定，进化也不可能进行。的稳定，进化也不可能进行。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院5遗传学（Genetics）遗传学遗传学就是研究生物的遗传和变异的科学。就是研究生物的遗传和变异的科学。遗传和变异的现象广泛存在，其中必然存在一定的规律，是什么遗传和变异的现象广泛存在，其中必然存在一定的规律，是什么决定了遗传？又是什么决定了变异的发生？决定了遗传？又是什么决定了变异的发生？2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院6遗传学的分支学科按研究对象：按研究对象：微生物微生物，人类，人类，水稻，水稻等等按研究水平：按研究水平：群体群体，细胞，细胞，分子，分子等等按研究内容：按研究内容：行为行为，辐射，辐射，发生，发生等等2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院7遗传学的内容基因基因和生物体全部基因（基因组）的总体结构和生物体全部基因（基因组）的总体结构分析，基因和基因组的核苷酸顺序与生物学功分析，基因和基因组的核苷酸顺序与生物学功能之间的关系。能之间的关系。基因基因在世代之间传递的方式和规律在世代之间传递的方式和规律基因基因表达的规律，即基因表达为性状所需的各表达的规律，即基因表达为性状所需的各种内外环境条件。种内外环境条件。根据获得的知识，能动地改造生物，使之符合根据获得的知识，能动地改造生物，使之符合人类的利益和要求。人类的利益和要求。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院8遗传学发展简史及应用1.萌芽时期（史前时期）-1865年以前2.诞生时期（形成时期）-1865-19093.发展时期 -1910至今遗传学的应用2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院9遗传学的萌芽时期人类在新石器时代就知道驯养动物和栽人类在新石器时代就知道驯养动物和栽培植物培植物古巴比伦人和亚述人已知道人工授粉的古巴比伦人和亚述人已知道人工授粉的方法方法533-544，齐民要术齐民要术记述了许多作记述了许多作物的栽培、果树的嫁接和繁殖等技术物的栽培、果树的嫁接和繁殖等技术2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院102024/8/23 周五安徽大学生命科学学院111665年，显微镜的发明使人们能观察到肉眼看不到的细胞结构？2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院12先成论和泛生论先成论和泛生论显微镜的发明使人们可以看到精子和卵子显微镜的发明使人们可以看到精子和卵子先成论先成论认为在性细胞中已经含有微小的成体。认为在性细胞中已经含有微小的成体。泛生论泛生论认为精液是在全身各个部分形成的，汇集在认为精液是在全身各个部分形成的，汇集在血管中流动，最终有精液将身体各部分的特征传递血管中流动，最终有精液将身体各部分的特征传递给子代。给子代。包括达尔文在内的很多科学家都接受泛生论。包括达尔文在内的很多科学家都接受泛生论。拉马克（拉马克（1744-1829）更发展到）更发展到“用进废退用进废退”的的“获得性遗传获得性遗传”2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院13魏斯曼（魏斯曼（August Weismann）德国，法兰克福的一位化学家和医生德国，法兰克福的一位化学家和医生种质学说种质学说，用种质和体质区分性细胞和其他的，用种质和体质区分性细胞和其他的细胞。体质细胞的变化不会影响种质细胞，也细胞。体质细胞的变化不会影响种质细胞，也就是说，获得性性状不会遗传给后代。就是说，获得性性状不会遗传给后代。连续连续19（22）代切掉小鼠的尾巴，新生小鼠的）代切掉小鼠的尾巴，新生小鼠的尾巴仍像正常的一般长。尾巴仍像正常的一般长。虽然他的实验并不科学，种质学说也存在缺点虽然他的实验并不科学，种质学说也存在缺点和错误，但所包含的科学合理的内容对遗传学和错误，但所包含的科学合理的内容对遗传学发展有很大影响。发展有很大影响。？2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院14细胞学说细胞学说-十九世纪三大发现之一十九世纪三大发现之一Theodor Schwann&Mattias Schleiden所有的动植物都由细胞组成。细胞是最小的独立的结构单位。？谁？谁？内容？内容2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院15达尔文和进化论 1859年，年，物种起源物种起源发表，提出以自然发表，提出以自然选择为中心的进化论选择为中心的进化论学说。学说。Charles Robert Darwin2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院16遗传学的诞生时期 1866，Mendel发表发表植物杂交试验植物杂交试验 1900，Mendel定律的再发现定律的再发现 1903，Sutton&Boveri 提出遗传的染色体学说提出遗传的染色体学说 1909，Johannson 把遗传因子称为把遗传因子称为 Gene“基因基因”1909,Bateson 将本学科命名为将本学科命名为Genetics“遗传遗传学学”2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院17孟德尔-遗传学的奠基人Johann Gregor Mendel Brnn 修道院修道院 （1822-1884）2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院18Why?为什么孟德尔要作杂交实验？当时杂交实验取得不少发现，但还未认识当时杂交实验取得不少发现，但还未认识到关键问题。到关键问题。一些国家的科学院公开悬赏征求研究课题一些国家的科学院公开悬赏征求研究课题 荷兰科学院荷兰科学院：“一种花用另一种花的花粉进行人工受精而产生新的种和品种，这个经验是说明了什么？用这种方法可以产生和繁育什么样的经济作物和观赏植物？”巴黎科学院巴黎科学院：“从杂种的可育性及其性状的持久性和非持久性的观点出发来研究植物杂种”2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院19孟德尔成功的原因 方法学的创新严格选材精心设计定量分析测交验证2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院20孟德尔定律的再发现（1900年）-德国植物学杂志第十八卷荷兰荷兰de Vires 研究研究月见草月见草发现发现F2代代3：1的的分离比，分离比，杂种分离法则杂种分离法则P83-90。德国德国Carl Correns 研究研究玉米玉米得到相同的结得到相同的结论，论，杂种后代表现方式的孟德尔法则杂种后代表现方式的孟德尔法则P158-168奥地利奥地利Tschermak 研究研究豌豆豌豆也观察到分离也观察到分离现象，现象，关于豌豆的人工杂交关于豌豆的人工杂交 P232-2392024/8/23 周五安徽大学生命科学学院21遗传学的发展时期细胞遗传学时期：19101940微生物遗传学时期：19411960s分子遗传学时期：1953至今2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院22摩尔根的贡献1910年，得出连锁与交换定律，确定基因与染色体的关系1926年，发表基因论Morgan的研究对象是？Morgan2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院23以微生物作为研究对象l“一基因一酶一基因一酶”学说学说lDNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明l肺炎球菌转化实验肺炎球菌转化实验l噬菌体感染实验噬菌体感染实验l烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验l“乳糖操纵子乳糖操纵子”学说学说2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院24分子遗传学时期（1953至今）1953，DNA双螺旋结构模型 1960s，遗传密码、中心法则、蛋白质和 核酸的人工合成 1973，DNA重组技术发明 1983，第一例转基因植物获得成功 1990，基因治疗、“人类基因组计划”启动 2001，人类基因组测序初步完成2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院25DNA双螺旋模型Watson 和和 Crick19532024/8/23 周五安徽大学生命科学学院262024/8/23 周五安徽大学生命科学学院27质粒DNA提取酶切细胞连接，形成嵌合质粒在大肠杆菌中扩增DNA重组技术重组技术1976年，用DNA重组技术生产出“生长激素抑制因子”1973,Boyer 和Cohen发明2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院28人类基因组计划人类基因组计划2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院29 人类基因组计划人类基因组计划February 2001,The HGP consortium publishes its working draftin Nature(15 February),and Celera publishes its draft in Science(16 February).2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院30炎黄一号炎黄一号2007年我国科学家年我国科学家10月月11日日对外宣对外宣布，他们已经成功绘制完成第一个布，他们已经成功绘制完成第一个完整中国人基因组图谱完整中国人基因组图谱(又称又称“炎黄炎黄一号一号”)，这也是第一个亚洲人全基，这也是第一个亚洲人全基因序列图谱。因序列图谱。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院31遗传学的实践应用意义工业上：工业微生物菌种改良医学：了解疾病的原因和规律。优生学、器官移植、基因治疗等环境保护？农业上：农作物杂交育种、植物基因工程；动物良种繁育？2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院32将抗病、抗虫、抗盐碱、抗除草剂和优良品质将抗病、抗虫、抗盐碱、抗除草剂和优良品质基因导入农作物中，提高粮食的产量和品质。基因导入农作物中，提高粮食的产量和品质。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院33环境保护利用基因工程技术利用工程微生物降解清除有毒废弃物。污水净化。利用工程微生物清除海洋泄漏原油。利用植物清除污染物。充分利用含糖废液，生产蛋白饲料。农业废弃物的生物转化。微生物采矿。2024/8/23 周五安徽大学生命科学学院34The End