遗 传 学. 符文英 （农学系遗传育种教研室） E-mail:[email protected] [email protected] Tel: 13907694506 66251621( 宅）

遗 传 学

符文英（农学系遗传育种教研室）

E-mail:[email protected] [email protected] Tel: 13907694506 66251621( 宅）

课 程 简 介：• 关于课程： 考试科， 4 学分 学时安排：总学时 68 学时（其中 70% 理论 ,3

0% 实验）• 成绩比重： 平时 :10% 成绩比重： 实验 : 10% 中段考 :10% 期末考 :70%

《遗传学》课程介绍：

• 课程特点：• 专业基础课，为作物育种学和相关学科 打基础；• 特点：逻辑性强，抽象，难度大；• 考试科目， 4 学分；

如何学好该门课程？？

参 考 书1. 徐晋麟等 : 现代遗传学原理 , 科学出版社 , 2000.

2. 王亚馥 , 戴灼华 : 遗传学 , 高等教育出版社 , 1999.

3. 孙乃恩等 : 分子遗传学 , 南京大学出版社 , 1990.

4. 刘祖洞 : 遗传学 ( 第二版 ),

5. Griffiths A.J.F. et al.: An Introduction to Genetic Analysis, 5th ed.,

1993.

6. Robert H. Tamarin: Principles of Genetics, 5th ed.,1996.

7. Robert F. Weaver et al.: Genetics, 1989.

8. 朱玉贤，李毅：现代分子生物学，高等教育出版社， 2002 。

绪 论

An Introduction

第一节 遗传学研究的对象和任务

•什么是遗传学（ genetics)?•研究生物的遗传和变异的科学•生物——植物、动物、微生物和人类•遗传（ heredity):•变异（ variation):•生物进化的三大因素：遗传、变异和选择

遗传与变异的辩证统一

• 环境在遗传学研究中的重要性• 遗传学研究的任务

0.1 A brief overview of the modern history of genetics

0.1.1 孟德尔以前及同时代的一些遗传学说

0.1.1.1 用进废退学说

1809 年 Lamarck(1744-1829) 提出“用进废退”的进化论观点，由此而得出获得性状 (acquired c

haracteristics) 是可以遗传的。

0.1.1.2 泛生论 (hypothesis of pangenesis)

1866 年达尔文提出泛生论 ,认为身体各部分细胞里都存在一种胚芽或“泛子” (pangens), 它决定所在细胞的分化和发育。各种泛子随着血液循环汇集到生殖细胞中。受精卵发育过程中，泛子又不断流到不同的细胞中，控制所在细胞的分化，产生一定的组织器官。

Charles Darwin(1809-82)

0.1.1.3 种质论 (germplasm theory)

1883 年 , 德国生物学家魏斯曼 (Weismann)

认为：多细胞生物可分为“种质” (germ plasm)

和“体质” (somatoplasm) 两部分 , 种质是独立的、连续的、能产生后代的种质和体质。体质是不连续的、不能产生种质。种质的变异将导致遗传的变异 , 而环境引起的体质的变异是不连续的。

魏斯曼做了连续 22 代剪断小鼠的实验，来与“泛生论”论战。

0.1.2 遗传学的诞生

1865 年 , 孟德尔 , 根据他 8 年的植物杂交试验结果， 2 月 8 日在当地的科学协会上宣读了一篇题为“植物杂交实验”的论文。但这一伟大的发现埋没 35 年后才重见天日。

1900 年遗传学诞生。Gregor Johann Mendel

(1822-84)

孟德尔遗传定律的重新发现者：

• 荷兰的德弗里斯 (H. De Vries )• 德国的科伦斯 (C. Correns)• 奥地利的契马克 (E. Seysenegg-Tscher

mak)

•遗传学奠基年： 1900 年•遗传学的奠基人：孟德尔， G.J. Gr

egor Johann Mendel (1822 ～ 1884)

0.1.3 遗传学的发展0.1.3.1 细胞遗传学时期 ( 约 1910-1940)

确立了遗传的染色体学说 1910 年摩尔根创立了连锁定律并证实了基因在染色体上以直线方式排列。提出了遗传的染色体理论 (chromosome theor

y of inheritance) 。

获 1933 年度诺贝尔奖Thomas Hunt Morgan(1866-1945)

1927 年，穆勒和斯特德勒 用 X 射线分别诱导果蝇和玉米突变成功

1937 年，布莱克斯里 用秋水仙素诱导植物多倍体成功

0.1.3.2 微生物遗传及生化遗传学时期 (1941-1960)

George Beadle(1903-89) and E.L.Tatum(1909-79)

1941 年 Beadle and Ta

tum 提出了一个基因一个酶的假说 (One gene -

one enzyme hypothesis):

获 1958 年度诺贝尔奖

0.1.3.2 微生物遗传及生化遗传学时期 (1941-1960)

1944 年 Avery 提出遗传的物质基础是 DNA

最应该获得诺贝尔奖而没有获得，为此，诺贝尔委员会曾一度受到批评。

Oswald Avery(1877-1955)

0.1.3.2 微生物遗传及生化遗传学时期 (1941-1960)

1951 年 Barbara McClintoc

k 发现跳跃基因

获 1983 年度诺贝尔奖

Barbara McClintock

(1902-92)

0.1.3.2 微生物遗传及生化遗传学时期 (1941-1960)

1953 年 Watson an

d Crick建立了 DNA

的双螺旋模型结构，并于 1958 年提出了中心法则。

获 1962 年度诺贝尔奖

James Watson(1928-) and Francis Crick(1916-)

一、里程碑性的发现•1953年 4月 25 曰《自然》杂志：

• 《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》

•作者：沃森（ J.D.Watson） ( 美）• 克里克（ F.H.C.Crick）（英）

1953 年 Watson and Cr

ick建立了 DNA 的双螺旋模型结构，并于 1958

年提出了中心法则。

获 1962 年度诺贝尔奖

James Watson(1928-) and Francis Crick(1916-)

威尔金斯和富兰克林（英国皇家学院）

美美妙妙的的DNDNAA双双螺螺旋旋

DNA 双螺旋对生命科学的贡献

1 、标志着分子生物学时代的到来

2 、探索生命奥秘的新成果大量涌现

• DNA 的复制机理• 遗传密码的破译• 中心法则• 基因表达和调控机理• 内切酶的发现• PCR 技术• DNA 测序

3 、 由新发现、新技术引发的新兴产业

•基因工程技术

•DNA多样性检测技术

•人类基因组计划

双螺旋模型的建立 (Watson and Crick, 1953) 以及中心法则的提出 (Crick, 1958)

分子遗传学时期 (1953-Present)

James Watson(1928-) Francis Crick(1916-)

获 1962年诺奖

分子遗传学时期 (1953-Present)

乳糖操纵子模型的建立 (Jacob and Monod, 1961)

Francois Jacob(1920-)Jacquces Monod(1910-67)

获 1965年诺

奖

分子遗传学时期 (1953-Present)

遗传密码的破译 (Nirenberg and Khorana,1964,1965)

Har Gobind Khorana (left) and Marshall Nirenberg

获 1968年 诺奖

分子遗传学时期 (1953-Present)

反转录酶 (Temin,1975)， DNA合成酶 (Kornberg,1958)，限制性内切酶的发现 (Arber,1962,1968; Smith, 1978)

Howard Temin(1934-94) Arthur Kornberg(1918-)

获 1978年诺奖

分子遗传学时期 (1953-Present)DNA重组技术的建立 (1972,Berg)DNA测序 (Sanger and Gilbert,1977)

Paul Berg(1926-) Frederick Sanger(1918-)

Walter Gilbert(1932-)

1980年诺奖

分子遗传学时期 (1953-Present)转座子的移动 (Shapiro,1980)核糖酶 (Cech and Altman,1981)的发现PCR技术的建立 (Swithies,1986)内含子的发现 (Sharp and Roberts,1977)

J.A.Shapiro(1943-) Sidney Altman(1939) Philip A .Sharp(1944-)

1993 年

获 奖

0.1.3.3 分子遗传学时期 (1953-Present)

克隆羊的成功 (Wilmut,1997) 以及人体遗传密码草图 (2000.6.26) 的面世。

多利羊和它的代理母亲

0.2 The three general areas of genetics

0.2.1 Classical Genetics

Mendel’s principles

Meiosis and mitosis

Sex determination

Sex linkage

Chromosomal mapping

Cytogenetics(chromosomal changes)

0.2 The three general areas of genetics

0.2.2 Molecular Genetics Structure of DNA Chemistry of DNA Transcription Translation DNA cloning Control of gene expression DNA mutation and repair Extrachromosomal inheritance

0.2 The three general areas of genetics

0.2.3 Evolutionary Genetics

Quantitative genetics

Hardy-Weinberg equilibrium

Assumptions of equilibrium

Evolution

Speciation

遗传学的分支：（ 30 多个） 细胞遗传学 医学遗传学

数量遗传学 分子遗传学

发育遗传学 基因组学

进化遗传学 遗传工程

群体遗传学 辐射遗传学

0.3 遗传学在国民经济中的作用

一、遗传学与农牧业的关系

二、遗传学与工业的关系

三、遗传学在医学中的关系

四、其他