普通遗传学__讲稿

1、普通遗传学_讲稿 平凡遗传学_讲稿 本文关键词：讲稿，遗传学，_ 平凡遗传学_讲稿 本文简介：遗传学Genetics课程代码：10102104学时数：73学时讲课：58学时；试验：14学时；实习：无学分数：4第一章绪论第六章细菌和病毒的遗传其次章遗传的细胞学根底第七章细胞质遗传第三章孟德尔遗传第八章数量遗传第四章连锁遗传和性连锁第九章群体遗传与进化第五章染色体变异第十章基因工程与基因组学 平凡遗传学_讲稿 本文内容： 遗传学Genetics 课程代码：10102104 学时数：73学时讲课：58学时；试验：14学时；实习：无 学分数：4 第一章 绪论 第六章 细菌和病毒的遗传 其次章 遗传的细胞学根底 第七章 细胞质遗传 第三章 孟德尔遗传 第八章 数量遗传 第四章 连锁遗传和性连锁 第九章 群体遗传与进化 第五章 染色体变异 第十章 基因工程与基因组学 第一章 绪论 通过本章学习，认清遗传学探究的对象和任务，了解遗传学在科学和生产开展中的作用，驾驭在遗传学开展史上的重要科学家和关键性试验。 第一节 遗传学探究的对象与任务 一 遗传学的探究对象 遗传学genetics是探究生物遗传与变

2、异的科学。 什么是遗传与变异哪？遗传与变异是生物界最普遍和最根本的两个特征。人类在生产活动中早就相识到遗传与变异的现象及其相互关系。俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆；种谷子不出芝麻”，水稻种下去长出来的总是水稻，这种亲代与子代相像的现象就是遗传heredity。但是遗传并不意味着亲代与子代完全相像，俗话说“一母生九子，九子各不同”，有一个特别相像的故事说的也是这个道理：龙生九子，九子各异。在农业生产中，经常会发觉：同一个品种的水稻种成的后代，却有熟期早晚、粒重不同的现象。这种现象就是变异varation。 遗传和变异是生命中的一对冲突，这种冲突是生物通过各种繁殖方式反映出来的。它们是既对立又统一的，没有遗传，不行能保持性状和物种的相对稳定性，没有变异，不会产生新性状，也就不行能有物种的进化和新品种的选育。遗传是相对的、保守的，而变异是肯定的、开展的。遗传与变异这对冲突不断运动，经过自然选择，才形成形形色色的物种，同时又经过人工选择，才育成生产所需的各种品种。所以说，遗传、变异、选择是生物进化和新品种选育的三大因素。 遗传变异的表现都与环境有不行分割的关系。生物与环境的统一这是生物科学中公认的

3、根本原那么。因为任何生物都必需在必要的环境条件下生长发育，从而在该环境下表现出遗传与变异。所以，探究生物的遗传与变异必需亲密联系其环境。 遗传学就是以微生物、植物、动物以及人类为探究对象，探究遗传、变异、生物的进化以及与环境的相互关系。 二 遗传学的探究任务 遗传学探究的范围包括遗传物质的本质、遗传物质的传递和遗传物质的实现三个方面。遗传物质的本质包括他的化学本质和物理本质、它所包含的遗传信息、它的构造、组织和改变等。遗传物质的传递包括遗传物质的自我复制、染色体的行为、遗传规律和基因在群体中的数量变迁等。遗传物质的实现包括基因的原初功能、基因的相互作用、基因作用的调控以及个体发育的作用机制等。本书主要讲解并描述遗传物质的传递。遗传学探究的任务在于：说明生物遗传和变异的现象及其表现的规律；深化探究遗传和变异的缘由及其物质根底，提醒其内在的规律；从而进一步指导动植物与微生物的育种实践。 其次节 遗传学的开展与分支 从大的方面来讲遗传学的开展可以分为四个阶段，并在开展过程中产生了许多分支。 一.从混合遗传到颗粒遗传 遗传学起源于育种实践，劳动人民在长期的农业生产和饲养家畜过程中，已经相识到遗

4、传与变异现象，并且通过选择选育出大量优良品种，但是直到十八世纪下半叶和十九世纪上半叶，才由拉马克Lamarck,J.B.,1744-1829和达尔文(Darwin,C.,1809-1822)对生物界的遗传与变异进展了系统探究。拉马克认为环境条件的变更是生物变异的根本缘由，提出了器官的用进废退use chara disuse of organ与获得性状可以遗传inheritance of acquired characters等学说，这些学说对于后来的进化的观点以及对遗传与变异的探究都有着重要的推动作用。达尔文1831年剑桥大学毕业，不久由于他得到一个闻名教授的引荐，得以以学者的身份乘坐英国海军水文地理战舰“贝格尔”号，作了历时约5年的环球科学旅行。通过这次旅行，使它成为一个坚决的进化论者，并在1858年7月的英国林耐学会上宣读了自己和华莱士A.R.Wallace分别提出的、内容相近的有关生存竞争的进化理论。在遗传上，达尔文提出“泛生论”的假说，他认为，动物每个器官里都普遍存在着微小的泛生粒，这些泛生粒能够进展分裂繁殖，并在体内随着体液流淌，最终聚集到生殖器官里，形成生殖细胞。他还认为，

5、不同雌雄个体的体液混合，就把两亲的泛生粒混合起来，集中在受精卵里。当受精卵发育成成体时，各种泛生粒又随着子体的体液流入到各器官里去发挥作用，最终表现各自亲本的遗传性状。假如亲代的泛生粒发生变更，那么后代表现出变异的性状。这就是混合遗传的概念。这一假说纯属一种假设性推想，并未获得科学的证明。事实上，动物体内根本没有什么泛生粒。尽管“泛生论”好像荒唐，但终归揭开了人们相识与探究遗传及遗传物质根底的序幕。 在生物科学史上，把拉马克和达尔文时代称作达尔文主义时代，把他们的学说通称为达尔文主义。 达尔文以后，生物科学中又广泛流行新达尔文主义。其代表人物是德国生物学家魏斯曼Weismann，A.1834-1914。他支持达尔文的选择理论，但不同意“获得性状可以遗传”理论。对遗传物质的相识他提出了“种质连续论”。这个理论认为，多细胞的生物体是由种质和体质两局部构成的；种质似乎是一个个颗粒存留于生殖细胞的染色体上，是亲代传递给后代的遗传物质，它们世代相传连绵不断，在本质上是不死的；体质是由种质产生的，但它只是生物的躯体，随着机体的死亡而死亡，体质在每一世代需重新产生，体质通过生长和发育形成新个体的各种

6、组织和器官，但它不能产生种质，它只是对种质起一个爱护、养分和供应栖息地的作用，种质因受到良好爱护很难过到环境影响而变更，环境只能影响体质，而不能影响种质，因而环境影响不能遗传。这一理论对遗传学的探究和开展产生了重大影响。但是，把生物体肯定划分为种质和体质是片面的，这种划分在植物界一般是不存在的，在动物界也仅是相对的。尽管如此，这种理论也不失去对遗传物质相识的先驱作用，因为从今完毕了混合遗传的概念，起先建立了颗粒遗传的概念。这是人们对遗传物质相识的第一阶段。这种相识主要基于生物体的外在表现与主观臆测，停留在个体水平. 二.经典的基因论 起先真正有分析地探究生物遗传和变异规律的是奥国布鲁恩今捷克巴那地区的孟德尔Mendel，G.J.1822-1884。他在前人植物杂交试验的根底上，于1856-1864年从事豌豆杂交试验，并对后代进展细致的记载与统计分析，于1866年发表了植物杂交试验的闻名论文。在这篇论文里，他认为，确定生物性状表现的是存在于细胞里的遗传因子Inherited facfor，这些遗传因子在体细胞内是成对存在的，在产生性细胞即配子时，成对因子彼此互不干扰地分开，因而性细胞内只

7、含有每对遗传因子中的一个。也就是说，体细胞内含有的遗传因子是成对的，而性细胞内含有的遗传因子那么是成单的。他首次提出了分别规律与独立安排规律。孟德尔的遗传因子假说是在魏斯曼“种质论”的根底上，把细胞学的进步和实际的遗传规律结合了起来，所以它是颗粒遗传的开展。 1909年，丹麦遗传学家约翰逊Johannsen，W.L.1859-1927把孟德尔提出的“遗传因子”一词名为“基因”gene，并被人们所承受。从今，基因这个名词始终沿用至今。1910年以后，美国的宏大遗传学家和试验胚胎学家摩尔根Morgan，T.H.1866-1945等以果蝇和玉米为材料，进展了大量的试验，继贝特生之后又发觉了性状连锁遗传现象，并确定了连锁遗传的存在。同时，在孟德尔的探究根底上，结合当时细胞学的开展，集颗粒遗传之大成，创立了经典的基因论。 经典基因论认为，基因是遗传的功能单位、突变单位和互换单位，是三位一体的稳定实体。基因存在于细胞核内的染色体上。染色体上基因的位置是必须的，即基因排列依次都是固定的，彼此的遗传距离也是必须的，象念珠一样成直线地排列。通过杂交，可以对染色体上的基因进展定位，并能绘制出连锁图。这些相

8、识都有试验依据，摩尔根等对果蝇、玉米进展大量试验探究，把这二个物种染色体上大局部基因都进展了定位，并绘制出了各自的连锁图。 经典基因论对遗传学的开展，产生了深远的影响，奠定了坚实的根底，现代遗传学都是在此根底上开展起来并不断完善的。这是人们对遗传物质根底相识的其次阶段。这时，对遗传物质的本质的相识已经深化到细胞水平，即是细胞遗传学阶段。 但是，限于当时的科学水平，不行能对遗传物质根底的相识完全正确，例如经典的基因论认为基因是一个稳定的实体，是不行分割的，就与事实不符。 后来随着微生物生化遗传的深化探究，发觉基因并不是一个不行分割的实体，基因在染色体上的位置也不是稳定的。基因还可分，其内部有很多小单位，它们能分别进展突变和互换，并被称为突变子muton和互换子recon。基因内部这些小单位的性质及排列方式不同，确定基因的性质就不同。所以，从这个意义上讲，基因称为作用子或顺反子。后来又发觉，基因还可以跳动，离开原来的位置到别的位置上去。尽管这样，不能因此否认经典基因论对遗传学开展的巨大奉献。 三.由微生物遗传时代到分子遗传时代 在细胞遗传学时代已经相识到基因在染色体上，那么，基因是以什么形

9、式存在于染色体上？其原初作用怎样？要探究这些问题，必需有一个好的探究材料。1941年美国的遗传学家比德尔G.W.Beadle和生物化学家泰特姆(E.L.Taum)在前人探究经历的根底上起先选用链孢霉作为探究材料，发觉比用果蝇、玉米、豌豆等为试材要好得多，这个探究开创了微生物遗传的篇章，即以细菌和病毒等微生物为模式试材，探究遗传学问题。通过很多生物化学家和遗传学家共同的共同努力，微生物遗传学在40-50年头曾促进了遗传学中一些根本理论的说明，比方，证明白遗传物质的化学本质是DNA、提出了乳糖操纵子模型等，在50到60年头那么推动了分子遗传学的开展。 当科学家发觉DNA是遗传物质之后，就起先致力于说明DNA的化学成分和构造。在这方面的探究，有很多科学家做了踊跃的奉献，其中英国科学家瓦特森Watson，J.D.和克里克Crick，F.HC.所做的工作最卓越。早在1938年，曾在他们试验室工作过的威尔金斯Wilkins用X射线衍射DNA分子晶体，得到了X射线晶体衍射DNA照片，证明DNA上的有机碱基是相互叠堆的。在此根底上，瓦特森和克里克对该照片进展进一步分析，提出了DNA双螺旋的立体构造的闻名论断，使人们对遗传物质根底的相识进入了分子时代，并找到了基因的分子实质，从分子水平上

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