河南科技大学遗传学课件第一章-绪论.ppt

1、遗遗 传传 学学Genetics任课教师：任课教师： 马占强马占强 联系方式：联系方式：13525984145学时安排及记分办法 学时分配：学时分配：共共7272学时，理论课学时，理论课5656学时，学时， 实验课实验课1616学时。学时。 考试方式：考试方式：闭卷考试闭卷考试 成绩记载：成绩记载：平时平时20%20%实验实验10% 10% 考试考试70%70%课程性质及要求课程性质及学习方法课程性质及学习方法用哲学的思维去学习；用哲学的思维去学习；理论和实践相结合；理论和实践相结合；要刻苦。要刻苦。课堂纪律课堂纪律未经允许不准说话，未经允许不准说话，不准看本科程以外的任何书籍，不准看本科程以

2、外的任何书籍，可以打瞌睡，但不准有鼾声。可以打瞌睡，但不准有鼾声。X X XX X X平时作业认真完成，字体工整。平时作业认真完成，字体工整。课下积极课下积极讨论与交流。讨论与交流。遗传学遗传学内容内容 第一章第一章 绪论绪论 第二章遗传物质的存在形第二章遗传物质的存在形式及其传递式及其传递 第三章第三章 孟德尔遗传孟德尔遗传 第四章第四章 连锁遗传和性连锁连锁遗传和性连锁 第五章第五章 基因突变基因突变 第六章第六章 染色体结构变异染色体结构变异 第七章第七章 染色体数目变异染色体数目变异 第八章第八章数量遗传数量遗传 第九章第九章近亲繁殖和杂种优势近亲繁殖和杂种优势 第十章第十章 细菌和病

3、毒遗传细菌和病毒遗传 第十一章第十一章 群体遗传和进化群体遗传和进化第一章第一章 绪论绪论 Chapter 1 Introductionl遗传学概念；遗传学概念；l遗传学研究研究内容；遗传学研究研究内容；l遗传学研究对象和任务；遗传学研究对象和任务；l遗传学的发展史；遗传学的发展史；l遗传学的作用；遗传学的作用；遗传学遗传学是研究生物是研究生物遗传遗传和和变异变异的科学。的科学。遗传学遗传学是研究生物体遗传信息传递、遗传信息是研究生物体遗传信息传递、遗传信息如何决定各种生物学性状发育的科学。如何决定各种生物学性状发育的科学。遗传学遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传是研究基因的结构、功能及

4、其变异、传递和表达规律的学科。递和表达规律的学科。 1 1、遗传学的概念、遗传学的概念 遗传学遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论科是一门涉及生命起源和生物进化的理论科学，同时也是一门密切联系实际的基础科学学，同时也是一门密切联系实际的基础科学直接直接指导医学研究和植物、动物、微生物育种。指导医学研究和植物、动物、微生物育种。一、遗传学一、遗传学 2 2、遗传与变异、遗传与变异遗传（遗传（heredity）：）：亲代与子代相似的现象。亲代与子代相似的现象。变异（变异（variationvariation）：）：亲代与子代之间、子代个亲代与子代之间、子代个体之间存在不同程度的差异。体之间存在

5、不同程度的差异。遗传是相对的、保守的；变异是绝对的，遗传是相对的、保守的；变异是绝对的，发展的。发展的。没有遗传，就没有物种的相对稳定性；没没有遗传，就没有物种的相对稳定性；没有变异，不会产生新的性状，也就不可能有有变异，不会产生新的性状，也就不可能有物种的进化和新品种的选育物种的进化和新品种的选育遗传和变异的表现都与环境具有不可分割遗传和变异的表现都与环境具有不可分割的关系。的关系。 3 3、遗传、变异与选择、遗传、变异与选择遗传、变异和选择遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。是生物进化和新品种选育的三大因素。* * 遗传遗传 变异变异 自然选择形成物种；自然选择形成物种；*

6、* 遗传遗传 变异变异 人工选择动、植物品种。人工选择动、植物品种。 4 4、遗传、变异遗传、变异与与环境环境环境改变可以引起变异环境改变可以引起变异战国时期战国时期考工记考工记就指出：就指出：“橘逾淮而北为枳橘逾淮而北为枳”。生物所表现出的性状变异分为：可遗传生物所表现出的性状变异分为：可遗传( (heritable) )变异变异和不可遗传和不可遗传( (non-heritable) )变异变异西汉的著名唯物主义者西汉的著名唯物主义者王充王充( (王阳明王阳明) )在在论衡论衡中指出：某些偶然变异是不可遗传的中指出：某些偶然变异是不可遗传的考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行考察生物遗

7、传与变异应该在给定环境条件下进行遗传信息的组成遗传信息的组成基因组的结构基因组的结构三大遗传规律三大遗传规律遗传信息的遗传信息的 传递规律传递规律纵向纵向横向横向接合接合转化转化转导转导转染转染转基因转基因基因的表达及表达调控基因的表达及表达调控遗传信息的遗传信息的 表达规律表达规律二、遗传学研究内容二、遗传学研究内容突变突变基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变不可遗传的变异不可遗传的变异环境因素导致环境因素导致可遗传的变异可遗传的变异基因重组基因重组自由组合自由组合连锁交换连锁交换体外重组体外重组研究对象：研究对象： 以微生物以微生物( (细菌、真菌、病毒细菌、真菌、病毒) )、植物和动物以

8、及人类为对象，研究其植物和动物以及人类为对象，研究其遗传变异规律。遗传变异规律。*生物种类极其繁多（目前有科学记载生物种类极其繁多（目前有科学记载的约的约170万种）。万种）。三、遗传学研究对象和任务三、遗传学研究对象和任务研究任务：研究任务：阐明阐明: :遗传和变异的现象遗传和变异的现象 表现其规律。表现其规律。探索探索: :遗传和变异的原因及其物质基础遗传和变异的原因及其物质基础 揭露揭露其内在的规律。其内在的规律。指导指导: :动植物和微生物育种，提高医学水平。动植物和微生物育种，提高医学水平。 汉朝的汉朝的汜胜之书汜胜之书、齐民要求齐民要求、荔枝荔枝谱谱、花镜花镜、史记史记、草木子草木

9、子等。等。 古巴比伦人：古巴比伦人：人工授精人工授精；印度教：；印度教：教经教经 ；亚里士多德的亚里士多德的动物志动物志、论灵魂论灵魂。 这说明劳动人民对遗传和变异已有了一定的认这说明劳动人民对遗传和变异已有了一定的认识，但没有形成系统的遗传学理论。识，但没有形成系统的遗传学理论。 遗传学起源于生产实践：遗传学起源于生产实践： 人类人类 生产实践生产实践 遗传和变异遗传和变异 选择选择 优良品种优良品种 四、遗传学的发展史四、遗传学的发展史1.启蒙遗传阶段（启蒙遗传阶段（18世纪下半叶世纪下半叶19世纪上半叶）世纪上半叶）(1) Lamarck（拉马克）：器官的（拉马克）：器官的用进废退用进废

10、退和和获得性状遗传获得性状遗传。 拉马克（法国的博物学拉马克（法国的博物学家）认为：家）认为：生物物种是生物物种是可变的；遗传变异遵循可变的；遗传变异遵循“用进废退和获得性状用进废退和获得性状遗传遗传”规律。规律。 器官用进废退和获得性器官用进废退和获得性状遗传假说：状遗传假说： 用进废退：用进废退：生物变异生物变异的根本原因是环境条的根本原因是环境条件的改变。件的改变。 获得性状遗传：获得性状遗传：所有所有生物变异生物变异(获得性状获得性状)都是可遗传的，并在都是可遗传的，并在生物世代间积累。生物世代间积累。（2）达尔文达尔文（Darwin C.，18091882） 达尔文（英国的博物学家）

11、，达尔文（英国的博物学家），1859年，年，物物种起源种起源，提出，提出自然选择自然选择的进化理论，认为的进化理论，认为生物是由简单生物是由简单 复杂、低级复杂、低级 高级逐渐进高级逐渐进化而来的。化而来的。 承认获得性状遗传的一些论点承认获得性状遗传的一些论点 提出提出“泛泛生论生论”假说。认为：假说。认为：遗传物质是存在于生物遗传物质是存在于生物器官中的器官中的“泛生粒泛生粒”； 遗传就是泛生粒遗传就是泛生粒 在生物世代间传在生物世代间传 递和表现。递和表现。当时报纸上刊登的讽刺达尔文的漫画当时报纸上刊登的讽刺达尔文的漫画18591859年，达尔文年，达尔文物种起源物种起源提出进化论：提出

12、进化论： “ “物竞天择，适者生存物竞天择，适者生存”思想思想（3）魏斯曼魏斯曼 （Weismann A.，18341914） 新达尔文主义新达尔文主义 在生物进化方面在生物进化方面支持达尔文的选择理论支持达尔文的选择理论，但，但在遗传上在遗传上否定获得性状遗传否定获得性状遗传，魏斯曼是其首，魏斯曼是其首创者。创者。老鼠老鼠1919代割尾巴试验代割尾巴试验 种质连续论种质连续论(theory of continuity of germplasm)： 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动。负责生殖和遗传

13、；体质指体细胞，负责营养活动。 种质是种质是“潜在的潜在的”，世代相传，不受体质和环境影，世代相传，不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗传；响，所以获得性状不能遗传； 种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和一定分子性质的物质一定分子性质的物质(种质种质)在世代间传递实现的。在世代间传递实现的。2.2.遗传学的诞生遗传学的诞生(1900)(1900)（1 1）孟德尔）孟德尔（Mendel）：）：遗传因子假说遗传因子假说 *假定细胞中有它的物质基础假定细胞中有它的物质基础“遗传因子遗传因子”，认为性状是受，认为性状是受细胞里的遗传因子所控制的细胞

14、里的遗传因子所控制的 。 *遗传因子在生物世代间传递遵循遗传因子在生物世代间传递遵循分离和独立分配分离和独立分配（自由（自由组合）两个基本规律。（组合）两个基本规律。（ 1866年发表年发表植物杂交试验植物杂交试验） 狄狄弗里斯弗里斯(De Vris H.)， 荷荷 科伦斯科伦斯(Correns C.) ， 德德 柴马克柴马克(VonTschermak E.)， 奥奥 * 在不同国家用多种植物在不同国家用多种植物进行了进行了与孟德尔早期研究相类似与孟德尔早期研究相类似的杂交育种试验的杂交育种试验 作出了作出了与孟德尔相似的解释与孟德尔相似的解释 证实证实孟德孟德尔的遗规传律尔的遗规传律 确认确

15、认该理论的重大意义。该理论的重大意义。 1900年年孟德尔遗传规律的重新发现孟德尔遗传规律的重新发现标志标志着遗传学的建着遗传学的建立和开始发展，立和开始发展，孟德尔孟德尔被公认为现代遗传学的被公认为现代遗传学的创始人创始人。 遗传学遗传学作为一个学科的名称，是作为一个学科的名称，是Bateson 1905年首次提年首次提出的。出的。 * 1910年起将孟德尔提出的遗传规律命名为年起将孟德尔提出的遗传规律命名为孟德尔定律孟德尔定律。 （2）孟德尔定律的重新发现（）孟德尔定律的重新发现（1900）3.3.经典遗传学时期（经典遗传学时期（1900-19391900-1939年）年）（1）狄）狄弗里

16、斯（弗里斯（de Vries H., 1848-1935）：）： 提出提出“突变学说突变学说”(19011903)：认为突变是生：认为突变是生物进化的因素。物进化的因素。 约翰生约翰生(Johannsen W.,1859-1927) * 1909年发表年发表“纯系学说纯系学说”：正确区分了生物体的可：正确区分了生物体的可遗传变异（纯系间的粒重差异）与不遗传变异（纯系内遗传变异（纯系间的粒重差异）与不遗传变异（纯系内的粒重差异），并提出的粒重差异），并提出“纯系内选择在基因型上不产生纯系内选择在基因型上不产生新的改变新的改变”的论点，为自花授粉植物的纯系育种建立了的论点，为自花授粉植物的纯系育种

17、建立了理论基础。理论基础。 明确区别明确区别基因型基因型和和表现型表现型。 最先提出最先提出“基因基因”一词替代一词替代 遗传因子概念。遗传因子概念。 （2）细胞遗传学的建立）细胞遗传学的建立（以染色体为主要研究对象的遗传学）（以染色体为主要研究对象的遗传学） 鲍维里鲍维里(Boveri T.,)和萨顿和萨顿(Sutton W.,) *发现发现遗传因子遗传因子的行为与的行为与染色体染色体行为呈行为呈平行平行关系：两关系：两者在体细胞中都成对存在，而在生殖细胞中则是成单的；者在体细胞中都成对存在，而在生殖细胞中则是成单的；成对的染色体或遗传因子在细胞减数分裂时彼此分离，成对的染色体或遗传因子在细

18、胞减数分裂时彼此分离，进入不同的子细胞中，不同对的染色体或遗传因子可以进入不同的子细胞中，不同对的染色体或遗传因子可以自由组合。自由组合。染色体很可能是遗传因子的载体，染色体染色体很可能是遗传因子的载体，染色体遗传学说遗传学说的初步论证。的初步论证。 。 贝特生（贝特生（BatesonW., 1906） *从香豌豆中发现性状连锁；从香豌豆中发现性状连锁； *创造创造“genetics”。 1899年，伦敦年，伦敦“植物杂交工作国际会议植物杂交工作国际会议”； 1902年，纽约年，纽约“植物杂交工作国际会议植物杂交工作国际会议”； 1906年，伦敦年，伦敦“杂交和植物育种国际会议杂交和植物育种国

19、际会议”。 詹森斯詹森斯(Janssens F. A., 1909)* * 观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象，观察到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。为解释基因连锁现象提供了基础。 摩尔根摩尔根(Morgan T.H.,18661945) 提出提出“性状连锁遗传规律性状连锁遗传规律”； 著著基因论基因论：认为基因在染色体上直认为基因在染色体上直线排列，创立线排列，创立“基因学说基因学说”。基因学说主要内容：基因学说主要内容：*种质（基因）是连续的遗传物质；种质（基因）是连续的遗传物质；*基因是染色体上的遗传单位，有很高稳定性基因是染色体上的遗传单位，有很高稳定性

20、能自我能自我复制和发生变异；复制和发生变异；*在个体发育中，基因在一定条件下，控制着一定的代谢在个体发育中，基因在一定条件下，控制着一定的代谢过程过程 表现相应的遗传特性和特征；表现相应的遗传特性和特征；*生物进化生物进化 主要是基因及其突变等。主要是基因及其突变等。 这是对孟德尔遗传学说的重大发展，也是这一历史这是对孟德尔遗传学说的重大发展，也是这一历史时期的巨大成就。时期的巨大成就。 诱变诱变* 穆勒穆勒(Muller H.T.)：1927年果蝇用年果蝇用X 射线诱发突变。射线诱发突变。* 斯特德勒斯特德勒(Stadler L.T.)： 1927年对玉米用年对玉米用X 射线进行诱发突变。两

21、人证实了射线进行诱发突变。两人证实了基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，且用基因和染色体的突变不仅在自然情况下产生，且用X射射线处理也会产生大量突变。这种用人工产生遗传变异的线处理也会产生大量突变。这种用人工产生遗传变异的方法，方法，使遗传学发展到一个新的阶段使遗传学发展到一个新的阶段。 数量遗传学和群体遗传学的诞生数量遗传学和群体遗传学的诞生(1930-1932年年)费希尔（费希尔（Fisher R. A.） 发表了一篇划时代的文献发表了一篇划时代的文献“根根据孟德尔遗传假设的亲属间相关的研究据孟德尔遗传假设的亲属间相关的研究”成功地运用多成功地运用多基因假设，分析资料，基因假设，分析资

22、料，首次将数量变异划分为各个分量，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。开创了数量性状遗传研究的思想方法。 4.现代遗传学时期（现代遗传学时期（1940） 摩尔根及其弟子们将基因定位在染色体上。基因研究摩尔根及其弟子们将基因定位在染色体上。基因研究发展到细胞学水平之后，发展到细胞学水平之后，遗传学面临的历史任务便是解决遗传学面临的历史任务便是解决“基因究竟是什么？基因究竟是什么？”的问题了。摩尔根及其弟子尤其是的问题了。摩尔根及其弟子尤其是缪勒（缪勒（HJMuller）相信，基因是某种化学分子，基因是）相信，基因是某种化学分子，基因是通过化学过程而起作用的。他们进而认

23、为，通过化学过程而起作用的。他们进而认为，经典的物理学经典的物理学和化学方法最终能说明生命现象和化学方法最终能说明生命现象。 研究基因的化学本质，单靠遗传学的力量已经不够，研究基因的化学本质，单靠遗传学的力量已经不够，需要有生物化学家与物理学家的加盟。不同领域的科学家需要有生物化学家与物理学家的加盟。不同领域的科学家从不同方向朝基因的分子水平进军，在分子遗传学的酝酿从不同方向朝基因的分子水平进军，在分子遗传学的酝酿时期形成了三大学派：时期形成了三大学派：信息学派、生化学派和结构学派信息学派、生化学派和结构学派。（1）从细胞水平向分子水平过渡时期）从细胞水平向分子水平过渡时期(1940-1952

24、年年) * * 这一时期，由于微生物遗传学和生化遗传学研究的这一时期，由于微生物遗传学和生化遗传学研究的广泛开展，使工作进入广泛开展，使工作进入微观层次微观层次，其主要特征是以，其主要特征是以微微生物生物为研究对象，采用为研究对象，采用生化方法生化方法探索遗传物质的本质探索遗传物质的本质及其功能。及其功能。 比德尔比德尔(Beadle G.W.，1941)在红色面包霉的生化遗传研究中，分析了许多生化突变体。在红色面包霉的生化遗传研究中，分析了许多生化突变体。* 提出提出“一个基因一种酶一个基因一种酶”假说；假说；* 发展了微生物遗传学、生化遗传学。发展了微生物遗传学、生化遗传学。以后的研究表明

25、，基因决定着蛋白质以后的研究表明，基因决定着蛋白质(包括酶包括酶)的合成，故的合成，故改为改为“一个基因一个蛋白质或多肽一个基因一个蛋白质或多肽”。 卡斯佩森卡斯佩森(Caspersson TO.)：40年代初用定量细胞化学方年代初用定量细胞化学方法证明法证明DNA存在于细胞核中。存在于细胞核中。 艾弗里艾弗里(Avery O. T., 1944)等在用纯化因子研究肺炎双球菌转等在用纯化因子研究肺炎双球菌转化实验中，证明了遗传物质是化实验中，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。而不是蛋白质。 赫尔希赫尔希(Hershey A. D., 1952)等在研究噬菌体感染细菌的实验等在研究噬菌体感染细

26、菌的实验中，采用同位素示踪法再次确认了中，采用同位素示踪法再次确认了DNA是遗传物质。至此，为是遗传物质。至此，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。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。 （2）分子遗传学的建立（）分子遗传学的建立（195370年代中）年代中） 40年代中细胞遗传学、微生物遗传学和生化遗年代中细胞遗传学、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。学问题产生浓厚的兴趣。在在量子力学家薛定谔量子力学家薛定谔生命是什么生命是什么?（1944）一书影响下，一些物理学家

27、和化学家一书影响下，一些物理学家和化学家 研究研究遗传的遗传的分子基础分子基础和和基因的自我复制基因的自我复制这两个当时生物学的中这两个当时生物学的中心问题。心问题。在生物研究中带进了在生物研究中带进了物理学物理学理论、概念和方法。理论、概念和方法。瓦特森（瓦特森（Watson J. D.）和克里克（）和克里克（Crick F. H. C.） 意识到生物学问题可用物理学和化学的概念进行思考。意识到生物学问题可用物理学和化学的概念进行思考。 根据对根据对DNA化学分析化学分析和和X射线晶体学射线晶体学结果结果 DNA分子分子结构模式结构模式（双螺旋结构，双螺旋结构，1953）。）。意义：意义：a

28、. 为为DNA分子结构、自我复制、相对分子结构、自我复制、相对稳定性和变异性提出合理解释；稳定性和变异性提出合理解释；b. DNA是贮存和传递遗传信息的物质；是贮存和传递遗传信息的物质；c. 基因是基因是DNA分子上的一个片段；分子上的一个片段；d. 分子生物学诞生分子生物学诞生 将生物学各分支将生物学各分支学科及相关的农学、医学研究推进到学科及相关的农学、医学研究推进到分子水平分子水平 是遗传学发展到分子遗传是遗传学发展到分子遗传学的重要转折点学的重要转折点。 1957年，泰勒（年，泰勒（JHTaylor）等人应用放射性标记的胸等人应用放射性标记的胸腺嘧啶与放射自显影技术，证明蚕豆根尖染色体

29、的腺嘧啶与放射自显影技术，证明蚕豆根尖染色体的半保留半保留复制复制。1958年，梅塞尔森（年，梅塞尔森（MMeselson）和斯塔尔）和斯塔尔（FWStahl）应用重氮标记与密度离心技术，证明大肠杆）应用重氮标记与密度离心技术，证明大肠杆菌菌DNA的半保留复制。的半保留复制。 1957年，尼伦伯格（年，尼伦伯格（Nirenberg MW.）等着手解译遗等着手解译遗传密码，经多人努力至传密码，经多人努力至1969年全部解译出年全部解译出64种遗传密码。种遗传密码。 遗传密码的破译，是生物学史上一个重大的里程碑。遗传密码的破译，是生物学史上一个重大的里程碑。尼尼伦伯格伦伯格与与霍拉纳霍拉纳于于19

30、68年荣获诺贝尔生理学医学奖。年荣获诺贝尔生理学医学奖。 60年代先后明确年代先后明确mRNA、tRNA和核糖体功能。和核糖体功能。雅可布（雅可布（Jacob F.）和莫诺（）和莫诺（Monod J.）1961年发表年发表“蛋白质合成中的遗传调节机制蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，一文，提出了提出了大肠杆菌大肠杆菌的的操纵子操纵子学说，阐明微生物基因表达的调学说，阐明微生物基因表达的调节问题。四年后的节问题。四年后的1965年，莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生年，莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生理学与医学奖。理学与医学奖。* *由于上述成就，至由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚年代末已基本搞清楚蛋白

31、质生物合成蛋白质生物合成的的过程，验证了过程，验证了1958年克里克提出的年克里克提出的“中心法则中心法则”。* *1970年，年，巴尔的摩（巴尔的摩（DBaltimore）和和梯明（梯明（HMTemin）在在致癌的致癌的RNA病毒中，发现病毒中，发现依赖依赖RNA的的DNA多聚酶多聚酶，即逆转录，即逆转录酶。这就是说，遗传信息流也可以反过来，从酶。这就是说，遗传信息流也可以反过来，从RNADNA。这是一项重要的发现。两位科学家于这是一项重要的发现。两位科学家于1975年荣获诺贝尔奖。年荣获诺贝尔奖。* *1981年，年，切赫（切赫（TRCech）等人在四膜虫发现自催化剪切的等人在四膜虫发现自

32、催化剪切的tRNA。1983年年阿尔特曼（阿尔特曼（SAltman）领导的一个研究小组发领导的一个研究小组发现大肠杆菌的核糖核酸现大肠杆菌的核糖核酸P的催化活性取决于的催化活性取决于RNA而不是蛋白质。而不是蛋白质。这意味着这意味着RNA可以不通过蛋白质而直接表现出本身的某种遗可以不通过蛋白质而直接表现出本身的某种遗传信息传信息。这是对中心法则的又一次补充和发展。切赫和阿尔。这是对中心法则的又一次补充和发展。切赫和阿尔特曼荣获特曼荣获1989年的诺贝尔化学奖。年的诺贝尔化学奖。* *遗传密码的破译遗传密码的破译解决解决遗传信息本身的物质基础遗传信息本身的物质基础及含义的问题。及含义的问题。*

33、*“中心法则中心法则”解决解决遗传信息的传递途径和流向遗传信息的传递途径和流向问题。问题。* * 可以更自由和有效地改变生物性状；可以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；打破物种界限，克服远缘杂交困难；* * 培育优良动、植物新品种；培育优良动、植物新品种； * * 有效地治疗人类的一些遗传性疾病。有效地治疗人类的一些遗传性疾病。 （3）基因工程的迅猛发展（）基因工程的迅猛发展（70年中至今）年中至今） 细菌质粒、噬菌体、限制性核酸内切细菌质粒、噬菌体、限制性核酸内切酶、人工分离和合成基因取得进展，酶、人工分离和合成基因取得进展，1973年成功实现年成功实现DN

34、A的体外重组的体外重组 人类开始进人类开始进入入按照需要设计并能动改造物种和创造新按照需要设计并能动改造物种和创造新物种的物种的新时代新时代。* * 理论扎实、技术领先、实用性强理论扎实、技术领先、实用性强和和学科交叉学科交叉，遗传，遗传学是一门处于发展巅峰时期的学科。学是一门处于发展巅峰时期的学科。 * * 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，从对性状传递规律的研究深入到基因的表真核生物，从对性状传递规律的研究深入到基因的表达及其调控的研究。达及其调控的研究。* * 遗传学是一门基础学科。基础研究的属性决定它没遗传学是一门基础学科

35、。基础研究的属性决定它没有国界，某些重大科学问题的解决往往需要多国甚至有国界，某些重大科学问题的解决往往需要多国甚至全球的全球的广泛合作广泛合作。 5. 当代遗传学特点当代遗传学特点 1990年美国正式开始实施的年美国正式开始实施的人类基因组作图及测人类基因组作图及测序计划序计划* 测定和分析测定和分析人体基因组全部核苷酸排列次序，人体基因组全部核苷酸排列次序，揭揭示示携带的全部遗传信息，携带的全部遗传信息，阐明阐明遗传信息表达的规律及其遗传信息表达的规律及其最终生物学效应。最终生物学效应。* 对生物学和医学产生革命性的变革，是生物学中对生物学和医学产生革命性的变革，是生物学中的最重大事件和遗

36、传学领域中一个跨世纪宏伟计划。的最重大事件和遗传学领域中一个跨世纪宏伟计划。* 在在2000年年6月月26日人类基因组的日人类基因组的“工作框架图工作框架图”绘绘制宣布完成（历时制宣布完成（历时10年）。年）。* 我国承担了第我国承担了第3号染色体测序任务号染色体测序任务,共计共计3000万个碱万个碱基对，约占人类基因组全部序列的基对，约占人类基因组全部序列的1（2）2002年年4月月5日日Science刊登中国独立完成的刊登中国独立完成的水稻基因组草图序列（总数水稻基因组草图序列（总数4.6亿）亿）2005年完成年完成 全基全基因组精细图。因组精细图。 材料：籼稻材料：籼稻“9311”。 完

37、成单位：华大基因研究中心、中科院遗传与完成单位：华大基因研究中心、中科院遗传与 发发育生物学研究所等育生物学研究所等12个单位。个单位。 水平：总基因数约为水平：总基因数约为3.84.0万个，是继人类基因万个，是继人类基因组工作草图（组工作草图（2001年春）之后完成测定的最大基因年春）之后完成测定的最大基因组。组。 （3） 其它动植物基因组计划其它动植物基因组计划 美国、英国国际植物基因研究中心等的研究美国、英国国际植物基因研究中心等的研究对象，已从模式植物拟南芥菜的基因图谱入手逐渐扩对象，已从模式植物拟南芥菜的基因图谱入手逐渐扩大到玉米、小麦等主要农作物；大到玉米、小麦等主要农作物； 欧洲

38、科学家正在英国爱丁堡动物生理和遗传欧洲科学家正在英国爱丁堡动物生理和遗传学研究所进行中国梅山猪基因图谱的工作。学研究所进行中国梅山猪基因图谱的工作。 （4）中国的）中国的“炎黄计划炎黄计划”正在进行黄种人全基因组序正在进行黄种人全基因组序列图谱工作列图谱工作 （深圳华大基因研究院），测序结果可以（深圳华大基因研究院），测序结果可以填补黄种人基因组序列图的空白填补黄种人基因组序列图的空白 。 Mendel 个体水平个体水平 Morgan 细胞水平细胞水平 Avery 生化水平生化水平 Watson and Crick 分子水平分子水平 基因组学基因组学 以整个基因组为研究对象以整个基因组为研究对

39、象* * 整体水平整体水平 细胞水平细胞水平 分子水平；分子水平；* * 宏观宏观 微观；微观；* * 染色体染色体 基因；基因；* * 逐步深入到研究遗传物质结构和功能。逐步深入到研究遗传物质结构和功能。 遗传学的发展脉络遗传学的发展脉络田中划为田中划为8个阶段：个阶段：1900-1909形态遗传形态遗传 morohogenetics stage1910-1919细胞遗传细胞遗传 cytogenetics stage1920-1929生理遗传生理遗传 physiological genetics stage1930-1939诱变遗传诱变遗传 induced mutation stage194

40、0-1959生化遗传生化遗传 biochemical genetics stage1950-1959群体遗传群体遗传 population genetics stage1960-1969微生物遗传微生物遗传 microbial genetics stage1970-分子遗传分子遗传 molecular genetics stage 遗传学发展及其迅速，差不多每隔遗传学发展及其迅速，差不多每隔10年就有一次重大突破年就有一次重大突破1推动重要基础科学研究的发展推动重要基础科学研究的发展 揭开生命的本质，解释生物进化原因揭开生命的本质，解释生物进化原因 人人器官器官组织组织细胞细胞DNA 细胞（卵

41、细胞细胞（卵细胞+精子）精子）组织组织器官器官人（新的一代）人（新的一代） 生命的本质是核酸及其表达产物蛋白质。生命的本质是核酸及其表达产物蛋白质。 弄清生物进化的遗传机理及遗传规律弄清生物进化的遗传机理及遗传规律 促进新兴学科、边缘学科、交叉学科的兴起促进新兴学科、边缘学科、交叉学科的兴起 细胞遗传学细胞遗传学 数量遗传学数量遗传学 生统遗传学生统遗传学 发育遗传学发育遗传学 进化遗传学进化遗传学 微生物遗传学微生物遗传学 辐射遗传学辐射遗传学 医学遗传学医学遗传学 分子遗传学分子遗传学 遗传工程遗传工程等等 基因组学基因组学 （结构、功能）（结构、功能） 生物信息学生物信息学五、遗传学五、

42、遗传学在科学研究和国民经济中的作用在科学研究和国民经济中的作用2指导动植物、微生物遗传改指导动植物、微生物遗传改提高育种工作的预见性；提高育种工作的预见性； 创造新的遗传变异；创造新的遗传变异； 提高选择可靠性与效率；提高选择可靠性与效率； 定向创造和重组遗传变异等定向创造和重组遗传变异等。 3在医学中起着重要的指导作用在医学中起着重要的指导作用 遗传疾病的防治遗传疾病的防治 癌症机理研究癌症机理研究 生物工程制药等生物工程制药等 1999年世界生物技术产品销售额年世界生物技术产品销售额 为为3400亿美元，亿美元，2020年年 3.1万亿美元，贡献率万亿美元，贡献率18%本章小结1.1. 掌握遗传学、遗传、变异的概念及掌握遗传学、遗传、变异的概念及遗传和变异的关系；遗传和变异的关系；2.2. 了解遗传学的研究内容及任务；了解遗传学的研究内容及任务；3.3. 掌握遗传学发展史中的关键时期及掌握遗传学发展史中的关键时期及主要科学家贡献。主要科学家贡献。