第一章緒論 1 一 遺傳學基本概念 一 什么是遺傳學 genetics 研究生物的遺傳和變異現(xiàn)象及其規(guī)律的一門學科 1 遺傳 heredity inheritance 生物有性或無性生殖方式繁殖 子代與親代相似 物種的延續(xù)性 種瓜得瓜 種豆得豆 2 變異 variation 生物個體之間差異的現(xiàn)象 一母生九子 九子各不同 3 矛盾運動 遺傳變異物質(zhì) 能量 信息生物自然選擇 進化人工選擇 育種 變異 2 二 遺傳學的研究任務 遺傳學 研究遺傳物質(zhì) 基因 結(jié)構 功能 傳遞和表達規(guī)律 1 性狀遺傳學 描述遺傳變異的現(xiàn)象和規(guī)律2 細胞遺傳學和分子遺傳學 闡述生物遺傳變異的原因 遺傳物質(zhì)的本質(zhì) 結(jié)構 功能 變化 表達及其調(diào)控 3 二 遺傳學的發(fā)展歷史 一 遺傳學的萌芽 1900 拉馬克 Lamark 用進廢退 學說和 獲得性狀遺傳 長頸鹿 魏斯曼 Weisman 種質(zhì)論 小鼠截尾實驗 種質(zhì) 和 體質(zhì) 達爾文 C R Darwin 泛生論 泛生粒 側(cè)重于遺傳變異原因的解釋 初步肯定了其物質(zhì)性缺點 導向不好 4 二 遺傳學的誕生 1900 1 孟德爾 GregorMendel 1822 1884 奧地利的一個修道士 他從1856年開始進行了8年的豌豆雜交試驗 1866年發(fā)表 植物雜交試驗 提出了分離規(guī)律和獨立分配規(guī)律 并應用統(tǒng)計學方法分析和驗證了這些假設 假定細胞中有它的物質(zhì)基礎 遺傳因子 但是他的發(fā)現(xiàn)并未引起重視 而是被埋沒了35年之后才被3位科學家重新發(fā)現(xiàn) 5 2 孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)狄 弗里斯 DeVries H 1848 1935 荷 月見草科倫斯 Correns C 1864 1933 德 玉米馮 柴馬克 VonTschermak E 奧 豌豆他們?nèi)说恼撐亩伎窃?900年出版的 德國植物學雜志 上 都證實了孟德爾定律 開始他們都以為是自己發(fā)現(xiàn)了這一重要定律 可后來發(fā)現(xiàn)早在35年以前 孟德爾就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并證明了分離定律和自由組合定律 這就是遺傳學歷史上孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn) 標志著遺傳學的誕生 1910年起將孟德爾遺傳規(guī)律改稱為孟德爾定律 公認孟德爾是遺傳學的奠基人 6 三 經(jīng)典遺傳學時期 1900 1939年 1 核心 遺傳的染色體理論 TheoryofChromosome 1 遺傳物質(zhì)位于染色體上2 遺傳物質(zhì)的傳遞與有絲分裂 減數(shù)分裂行為相聯(lián)系 7 2 突出的科學家 孟德爾 1822 1884 孟德爾遺傳規(guī)律狄 費里斯 1901 1903提出 突變學說 突變 生物進化 約翰生 JohannsenW L 1859 1927 1909年發(fā)表 純系學說 明確區(qū)別基因型vs 表現(xiàn)型 遺傳因子 基因 8 鮑維里 BoveriT 1902 薩頓 SuttonW 1903發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關系 是染色體遺傳學說的初步論證 貝特生 Bateson W 1906從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖 創(chuàng)造 genetics 一字 詹森斯 Janssens F A 1909觀察到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉現(xiàn)象 為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎 9 摩爾根 MorganT H 1866 1945 提出 性狀連鎖遺傳規(guī)律 伴性遺傳提出染色體遺傳理論 細胞遺傳學 著 基因論 認為基因在染色體上直線排列 創(chuàng)立基因?qū)W說這是對孟德爾遺傳學說的重大發(fā)展 也是這一歷史時期的巨大成就 1933諾貝爾獎 10 穆勒 MullerH T 1927年在果蠅用X射線誘發(fā)突變 斯特德勒 StadlerL T 1927年在玉米用X射線誘發(fā)突變 人工誘變布萊克斯生 BlakesleeA F 利用秋水仙素誘導多倍體 11 四 現(xiàn)代遺傳學時期 1940 1 主要領域 微生物遺傳學分子遺傳學基因工程基因組學 12 2 主要科學家及其貢獻 比德爾 Beadle G W 泰特姆 Tatum E L 1958Nobelprize 1941 X射線 紅色面包霉突變體 遺傳學研究提出 一個基因一種酶 假說 一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽 發(fā)展了微生物遺傳學 生化遺傳學 卡斯佩森 Caspersson T O 40年代初用定量細胞化學方法 證明DNA存在于細胞核中 13 阿委瑞 AveryO T 1944肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中 證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì) 赫爾希 HersheyA D 1969Nobelprize 蔡斯 Chase M 1952等用同位素示蹤法在研究T2噬菌體感染細菌的實驗中 再次確認了DNA是遺傳物質(zhì)至此 已為遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)及基因的功能奠定了初步的理論基礎 14 二戰(zhàn)后 物理學家對研究生物學問題產(chǎn)生了濃厚的興趣 他們在研究中帶進了物理學新理論 概念和方法 15 瓦特森 Watson J D 克里克 CrickF H C 1953根據(jù)對DNA的化學分析和對DNAX射線晶體學所得資料提出DNA分子結(jié)構模式理論 雙螺旋結(jié)構 標志分子遺傳學的誕生 1962Nobelprize 16 克里克 CrickF H C 1961和同事們用實驗證明了他于1958年提出的關于遺傳三聯(lián)密碼的推測 尼倫伯格 Nirenberg M W 柯蘭拉 Khorana H G 1968諾貝爾獎 1957 1969解譯出64種遺傳密碼 17 雅各布 JacobF 莫諾 MonodJ 1965諾貝爾獎 1961大腸桿菌的操縱子 闡明微生物基因表達的調(diào)控機制 史密斯 Smith H 1978諾貝爾獎 1970分離到限制性內(nèi)切酶 基因工程波耶 Boyer H 柯恩 Cohen S 1973首次用質(zhì)?？寺NA吉爾伯特 Gilbert W 桑格 Sanger F 1977DNA測序法 1980諾貝爾獎 18 1986年5月提出1990年10月1日美國國會正式批準啟動人類基因組計劃 計劃投入30億美元的資金在15年內(nèi)完成人類基因組的分析研究2000年6月26日 國際人類基因組測序聯(lián)盟與Celera公司聯(lián)合發(fā)布了 人類基因組工作草圖 workdraft 2001年2月12日又分別在Nature和Science雜志上公布了人類基因組 精確圖 準確度達到99 99 2003年4月14日CollinsF博士在華盛頓隆重宣布HGP完成 得到了人類基因組 完成圖 包括99 的人類基因組序列 準確度為99 99 人類基因組計劃的所有目標全部實現(xiàn) 這標志 人類基因組計劃 勝利完成和 后基因組時代 postgenomeera PGE 正式來臨 人類基因組計劃 HGP 19 其它生物的基因組計劃 1995第一個基因組 流感嗜血桿菌 Haemophilusinfluenzae 的全部序列發(fā)表 大小為1 8Mb 釀酒酵母 Saccharomyceseerevisiae 大腸桿菌 E coli 線蟲 Caenorhabditiselegans 2000年3月Celera公司完成果蠅 Drosophilamelanogaster 180Mb2000年12月份完成第一個植物 擬南芥 Arabidopsisthaliana 基因組測序 大小為125Mb2002年4月5日水稻 中國 秈稻 日本 粳稻 20 21 青山襯托之下 是一片金燦燦的中國水稻梯田 2002年4月5日以中國梯田為封面的 Science 雜志以14頁篇幅率先發(fā)表了一個重大成果 中國人獨立完成的論文 水稻 秈稻 基因組的工作框架序列 顯示對中國科學家成就充分肯定 COVERPhotographoftheHongheHaniriceterracesinYunnanProvince China Inthisissue twoseparateresearchgroupsreportdraftsequencesoftwostrainsofrice japonicaandindica Inaddition theEditorial NewsFocus Letters andPerspectiveshighlightthesignificanceofthericegenometotheworld spopulation Image LiwenMaandBaoxingQiu BeijingGenomicsInstitute 22 三 遺傳學在科學與生產(chǎn)中的意義 一 科學 革命性的影響1 新興學科 邊緣學科 交叉學科的興起細胞遺傳學數(shù)量遺傳學生統(tǒng)遺傳學發(fā)育遺傳學進化遺傳學微生物遺傳學輻射遺傳學醫(yī)學遺傳學分子遺傳學遺傳工程等基因組學 結(jié)構 功能 生物信息學2 古老科學煥發(fā)青春 新思路 新角度 新方法3 科學難題的曙光 23 1 工業(yè) 1 基因產(chǎn)業(yè) 食品 藥物 診斷試劑 實驗試劑等 2 基因信息咨詢 Celera公司 200億 2 農(nóng)業(yè) 1 品種改良 2 生物反應器 二 對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 24 三 對人類社會的影響 雙刃劍疾病預防與治療基因隱私基因決定論基因歧視 優(yōu)生學 eugenics 禁用 基因武器長壽基因 1200歲倫理道德法律 25 四 遺傳學的教與學 教學內(nèi)容 第一章緒論第七章遺傳物質(zhì)的分子基礎第二章遺傳的細胞學基礎第八章基因的表達與調(diào)控第三章孟德爾遺傳第九章基因工程與基因組學第四章連鎖遺傳和性連鎖第十章基因突變第五章染色體變異第十一章細胞質(zhì)遺傳第六章細菌和病毒的遺傳第十二章數(shù)量遺傳第十三章群體遺傳與進化教學手段 傳統(tǒng) 多媒體以教材為綱 但不拘泥于教材 26 4 如何學習好 基本概念 基本原理 重在理解 拒絕死記硬背 2 平時多練習 培育分析和應用能力 臨時抱佛腳沒有用 27 Genet