遺傳學(xué)發(fā)展史

關(guān)于遺傳學(xué)發(fā)展史第一節(jié)遺傳學(xué)研究的對象和任務(wù)

1．遺傳學(xué)的研究內(nèi)容：

(1).是研究生物遺傳和變異的科學(xué)：遺傳學(xué)與生命起源和生物進(jìn)化有關(guān)。(2).是研究生物體遺傳信息和表達(dá)規(guī)律的科學(xué)：解決問題：物種代代相傳；性狀

遺傳。(3).是研究和了解基因本質(zhì)的科學(xué)：遺傳物質(zhì)是什么？遺傳物質(zhì)

性狀？第2頁,共33頁，星期六，2024年，5月遺傳學(xué)是一門涉及生命起源和生物進(jìn)化的理論科學(xué)，同時也是一門密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)科學(xué)，直接指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究和植物、動物、微生物育種。第3頁,共33頁，星期六，2024年，5月2．遺傳和變異的概念(1)．遺傳(heredity)：親子間的相似現(xiàn)象。

“種瓜得瓜、種豆得豆”(2)．變異(variation)：個體之間的差異。

“母生九子，九子各別”(3)．遺傳和變異是一對矛盾。(4)．遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素：

·遺傳+變異+自然選擇è形成物種

·遺傳+變異+人工選擇è動、植物品種(5)．遺傳和變異的表現(xiàn)與環(huán)境不可分割。第4頁,共33頁，星期六，2024年，5月自然選擇人工選擇第5頁,共33頁，星期六，2024年，5月3．遺傳學(xué)研究的對象以微生物(細(xì)菌、真菌、病毒)、植物和動物以及人類為對象，研究其遺傳變異規(guī)律。第6頁,共33頁，星期六，2024年，5月4．遺傳學(xué)研究的任務(wù)：(1)．闡明：生物遺傳和變異現(xiàn)象è表現(xiàn)規(guī)律；(2)．探索：遺傳和變異原因è物質(zhì)基礎(chǔ)è內(nèi)在規(guī)律；(3)．指導(dǎo)：動植物和微生物育種è提高醫(yī)學(xué)水平。第7頁,共33頁，星期六，2024年，5月第二節(jié)遺傳學(xué)的發(fā)展1．遺傳學(xué)起源于育種實(shí)踐：人類è生產(chǎn)實(shí)踐è遺傳和變異è選擇è育成優(yōu)良品種。一、現(xiàn)代遺傳學(xué)發(fā)展前第8頁,共33頁，星期六，2024年，5月2.18世紀(jì)下半葉和19世紀(jì)上半葉期間，拉馬克和達(dá)爾文對生物界遺傳和變異進(jìn)行了系統(tǒng)的研究：(1)．拉馬克（LamarckJ.B.,1744~1829）：

①．環(huán)境條件改變是生物變異的根本原因；

②．用進(jìn)廢退學(xué)說和

獲得性狀遺傳學(xué)說

如長頸鹿、家雞翅膀。第9頁,共33頁，星期六，2024年，5月(2).達(dá)爾文（DarwinC.，1809~1882）：

廣泛研究遺傳變異與生物進(jìn)化關(guān)系。①．1859年發(fā)表《物種起源》著作，提出自然選擇

和人工選擇的進(jìn)化學(xué)說，認(rèn)為生物是由簡單è復(fù)雜、低級è高級逐漸進(jìn)化而來的。②．承認(rèn)獲得性狀遺傳的一些論點(diǎn)，并提出“泛生論”假說。第10頁,共33頁，星期六，2024年，5月達(dá)爾文：以博物學(xué)家的身份進(jìn)行了５年的環(huán)球考察工作。“貝克爾“號巡洋艦第11頁,共33頁，星期六，2024年，5月3．魏斯曼（WeismannA.，1834~1914）：①．種質(zhì)連續(xù)論：種質(zhì)是世代連續(xù)不絕的；②．支持選擇理論；③．否定后天獲得性遺傳：老鼠22代割尾巴試驗。第12頁,共33頁，星期六，2024年，5月二、現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展階段1.孟德爾（MendelG.J.，1822~1884）系統(tǒng)地研究了生物的遺傳和變異。豌豆雜交試驗（1856-1864）：

%1866年發(fā)表《植物雜交試驗》,提出了分離規(guī)律和獨(dú)立分配規(guī)律；

%假定細(xì)胞中有“遺傳因子”，認(rèn)為遺傳是受細(xì)胞里的遺傳因子所控制的。第13頁,共33頁，星期六，2024年，5月2．1900年，三位植物學(xué)家：狄·弗里斯（DeVrisH.）科倫斯（CorrensC.）馮·切爾邁克（VonTschermakE.）在不同國家用多種植物進(jìn)行了與孟德爾早期研究相類似的雜交育種試驗è獲得與孟德爾相似的解釋è證實(shí)孟德爾遺傳規(guī)律è確認(rèn)重大意義。

1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)è標(biāo)志著遺傳學(xué)的建立和開始發(fā)展è孟德爾被公認(rèn)為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人。

1910年起將孟德爾遺傳規(guī)律è孟德爾定律。第14頁,共33頁，星期六，2024年，5月紀(jì)念孟德爾先生：在其修道院建立了紀(jì)念館。第15頁,共33頁，星期六，2024年，5月3.狄·費(fèi)里斯（deVriesH.,1848~1935）：提出“突變學(xué)說”(1901~1903)：認(rèn)為突變是生物進(jìn)化因素。第16頁,共33頁，星期六，2024年，5月貝特生（BatesonW.,1906）：①.從香豌豆中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖；

②.創(chuàng)造“genetics”。第17頁,共33頁，星期六，2024年，5月4.約翰生（JohannsenW.,1859~1927）：①.1909年發(fā)表“純系學(xué)說”：明確區(qū)別基因型和表現(xiàn)型；②.最先提出“基因”一詞：替代遺傳因子概念。5.鮑維里（BoveriT.,1902）和薩頓（SuttonW.,1903）：發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系,染色體遺傳學(xué)說的初步論證。第18頁,共33頁，星期六，2024年，5月6.摩爾根（MorganT.H.,1866~1945）：①.提出“性狀連鎖遺傳規(guī)律”；②.提出染色體遺傳理論

細(xì)胞遺傳學(xué)；③.著“基因論”：認(rèn)為基因在染色體上直線排列，創(chuàng)立基因?qū)W說。第19頁,共33頁，星期六，2024年，5月7.誘變：§穆勒（MullerH.T.）：

1927年對果蠅用X射線誘發(fā)突變?！焖固氐吕眨⊿tadlerL.T.）：

1927年在玉米用X射線誘發(fā)突變。兩人證實(shí)了基因和染色體的突變不僅在自然情況下產(chǎn)生，且用X射線處理也會產(chǎn)生大量突變。這種用人工產(chǎn)生遺傳變異的方法，使遺傳學(xué)發(fā)展到一個新的階段?！觳既R克斯生（BlakesleeA.F.）：利用秋水仙素誘導(dǎo)多倍體。第20頁,共33頁，星期六，2024年，5月8.比德爾（BeadleG.W.，1941）：在紅色面包霉的生化遺傳研究中，分析了許多生化突變體：①.提出“一個基因一種酶”假說；②.發(fā)展了微生物遺傳學(xué)、生化遺傳學(xué)。以后研究表明，基因決定著蛋白質(zhì)(包括酶)合成

改為“一個基因一個蛋白質(zhì)或多肽”。第21頁,共33頁，星期六，2024年，5月9.艾弗里（AveryO.T.,1944）等用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。赫爾希（HersheyA.D.,1952）等用同位素示蹤法在研究噬菌體感染細(xì)菌的實(shí)驗中，再次確認(rèn)了DNA是遺傳物質(zhì)。至此，已為遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)以及基因功能定了初步的理論基礎(chǔ)。第22頁,共33頁，星期六，2024年，5月10.沃森（WatsonJ.D.）和克里克（CrickF.H.C.）

根據(jù)對DNA化學(xué)分析和X－射線晶體學(xué)結(jié)果èDNA分子結(jié)構(gòu)模式理論（雙螺旋結(jié)構(gòu)，1953）。意義：①．為DNA分子結(jié)構(gòu)、自我復(fù)制、相對穩(wěn)定性和變性提出合理解釋；②．DNA是貯存和傳遞遺傳信息的物質(zhì)；③．基因是DNA分子上的一個片段；④．分子生物學(xué)誕生è將生物學(xué)各分支學(xué)科及相關(guān)的農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)研究推進(jìn)到分子水平è是遺傳學(xué)發(fā)展到分子遺傳學(xué)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第23頁,共33頁，星期六，2024年，5月11.雅各布（JacobF.）和莫諾（MonodJ.）：

1961年提出了大腸桿菌的操縱子學(xué)說，闡明微生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)問題。第24頁,共33頁，星期六，2024年，5月?由于上述成就，至60年代末已基本搞清楚蛋白質(zhì)生物合成的過程，驗證了1958年克里克提出的“中心法則”。而這一法則因1970年逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)而作了修正。遺傳密碼的破譯解決遺傳信息本身的物質(zhì)基礎(chǔ)及含義的問題。“中心法則”解決遺傳信息的傳遞途徑和流向問題。*

分子遺傳學(xué)取得的許多成就大都來自對原核生物的研究，70年代開始在此基礎(chǔ)上逐漸開展對真核生物的研究。第25頁,共33頁，星期六，2024年，5月在分子遺傳學(xué)中已成功地：★人工分離基因；★人工合成基因；★人工轉(zhuǎn)移基因；★克隆技術(shù)應(yīng)用。第26頁,共33頁，星期六，2024年，5月目前：基因工程

定向改變遺傳性狀。?更自由和有效地改變生物性狀；?打破物種界限，克服遠(yuǎn)緣雜交困難；?培育優(yōu)良動、植物新品種；?治療人類的一些遺傳性疾病。第27頁,共33頁，星期六，2024年，5月遺傳學(xué)發(fā)展：?整體水平è細(xì)胞水平è分子水平；?宏觀è微觀；?染色體è基因；?逐步深入到研究遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能?，F(xiàn)代遺傳學(xué)已發(fā)展出30多個分支：細(xì)胞遺傳學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)生統(tǒng)遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)微生物遺傳學(xué)輻射遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分子遺傳學(xué)遺傳工程生物信息學(xué)基因組學(xué)等第28頁,共33頁，星期六，2024年，5月第三節(jié)遺傳學(xué)在科學(xué)和生產(chǎn)發(fā)展中的作用1．科學(xué)發(fā)展上的作用：?解釋生物進(jìn)化原因，闡明生物進(jìn)化的遺傳機(jī)理；?遺傳學(xué)表明高等和低等生物所表現(xiàn)遺傳規(guī)律相同；?分子遺傳學(xué)的發(fā)展，進(jìn)而認(rèn)識生命本質(zhì)(DNA、蛋白質(zhì))。2．在生產(chǎn)實(shí)踐上：*對農(nóng)業(yè)科學(xué)起直接指導(dǎo)作用（豐富和更新動植物育種新技術(shù)）；*指導(dǎo)醫(yī)學(xué)研究，提高健康水平。第29頁,共33頁，星期六，2024年，5月3．遺傳學(xué)仍在發(fā)展：

①.理論上和實(shí)踐上仍有許多需要解決的問題；

②.廣泛利用豐富的生物資源，提高育種效果。遺傳學(xué)是一門處于發(fā)展巔峰時期的學(xué)科。目前遺傳學(xué)前沿已從對原核生物的研究轉(zhuǎn)向高等真核生物，從對性狀傳遞規(guī)律研究深入到基因的表達(dá)及其調(diào)控的研究。第30頁,共33頁，星期六，2024年，5月1990年美國正式開始實(shí)施的《人類基因組作圖及測序計劃》。?測定和分析人體基因組全部核苷酸排列次序è揭示攜帶的全部遺傳信息è闡明遺傳信息表達(dá)規(guī)律及其最終生物學(xué)效應(yīng)。第31頁,共33頁，星期六，2024年，5