遗传学的研究领域及分支专家讲座

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章绪论,一、遗传学研究内容和任务,二、遗传学发展简史,三、遗传学研究领域,四、遗传学应用,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第1页,1、遗传学研究内容,遗传学是硕士物遗传和变异科学；,以基因为中心，研究基因传递、结构、表示、调控、变异等问题，是研究和了解基因本质科学。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第2页,2、遗传学研究对象,以微生物(细菌、真菌、病毒)、,植物和动物以及人类为对象，,研究,其遗传变异规律。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第3页,3、当代遗传学主要研究任务,说明,：生物遗传和变异现象及其表现规律；,探索,：遗传和变异原因及其物质基础，揭示遗传变异内在规律；,指导,：动植物和微生物遗传育种，提升医学水平。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第4页,二、遗传学发展简史,（一）,孟德尔以前及同时代一些遗传学说,公元前五世纪希波克拉底提出了第一个遗传理论。,认为：子代含有亲代特征是因为在精液或胚胎里集中了来本身体各部分微小代表元素。,100年后，亚里斯多德（Aristotle）,认为：精液不是提供胚胎组成元素，而是提供后代蓝图。生物遗传不是经过身体各部分样本传递，而是个体胚胎发育所需信息传递。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第5页,1809年拉马克（Lamarck,J.B）提出了“用进废退”进化论观点，由此而得出取得性状是能够遗传。,1866年达尔文（Darwin）提出了泛生论。,认为：身体各部分细胞里都存在一个胚芽或泛子，它决定所在细胞分化和发育，各种泛子伴随血液循环聚集到生殖细胞中。受精卵发育过程中，泛子又流到不一样细胞中，控制所在细胞分化、产生各种组织器官。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第6页,1883-1885年，德国生物学家魏斯曼（Weismann A）做了连续22代剪断小鼠尾巴试验，否定了后天取得性遗传。提出种质论。认为多细胞生物可分为：,种质（germ plasm）：独立,连续,能世代相传。,体质（somatoplasm)：体质是不连续，不能产生种质。,1869年高尔顿（Galton,F.）提出融合遗传论。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第7页,（二）遗传学诞生,1866年,孟德尔发表植物杂交试验,提出分离规律和独立分配规律；认为遗传是受细胞里遗传因子所控制。,1900年，三位科学家(,荷兰,De Vries,、奥地利Tschermak和德国Correns)分别重新发觉孟德尔定律，建立遗传学。,19，,美国,Sutton和德国Boveri,分别提出染色体遗传理论，认为：遗传因子位于细胞核内染色体上。,1906年，贝特森(Bateson)为遗传学定名为“Genetics”。,1909年，约翰逊(Johannsen)提出“,gene”(基因),概念。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第8页,（三）,遗传学发展,经典遗传课时期（19001940）,微生物遗传和生化遗传课时期（19411960）,分子遗传课时期（19611989）,基因组和蛋白质组时期（1990今）,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第9页,1.经典遗传课时期(19001940),1900年孟德尔定律重新发觉。,1903年，,美国,Sutton和德国Boveri提出遗传染色体学说：染色体是基因载体。,1910年，,摩尔根提出“性状连锁遗传规律”；,创建基因学说：认为基因在染色体上直线排列。,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。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第10页,1910年摩尔根创建了连锁定律并证实了基因在染色体上以直线方式排列。提出了遗传染色体理论(chromosome theory of inheritance)。,获1933年度诺贝尔奖,Thomas Hunt Morgan,(1866-1945),经典遗传课时期（19001940）,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第11页,2.微生物遗传和生化遗传课时期(19411960),1941年，Beadle,和Totum在红色面包霉生化遗传研究中，分析了许多生化突变体,提出,“,一个基因一个酶,”,假说；,1944年，Avery研究肺炎双球菌转化试验，证实了遗传物质是,DNA,而不是蛋白质。,1952年，Hershey,等用同位素示踪法在研究噬菌体感染细菌试验中，再次确认了,DNA,是遗传物质。,1951年，McClintock发觉跳跃基因。,1945年，薛定谔出版生命是什么一书。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第12页,George Beadle(1903-89)and E.L.Tatum(1909-79),1941年Beadle and Tatum 提出了一个基因一个酶假说(One gene-one enzyme hypothesis):,获1958年度诺贝尔奖,2.微生物遗传和生化遗传课时期(19411960),遗传学的研究领域及分支专家讲座,第13页,1944年Avery利用细菌转化试验提出遗传物质基础是DNA。,Oswald Avery(1877-1955),2.微生物遗传和生化遗传课时期(19411960),遗传学的研究领域及分支专家讲座,第14页,1952年赫尔希（Hershey）利用病毒为材料完成噬菌体侵染细菌试验，再次证实DNA是遗传物质。,获1969年度诺贝尔奖,2.微生物遗传和生化遗传课时期(19411960),Alfred D.Hershey (1908-1997),遗传学的研究领域及分支专家讲座,第15页,1951年Barbara McClintock发觉跳跃基因,获1983年诺贝尔奖,Barbara McClintock,(1902-92),2.微生物遗传和生化遗传课时期(19411960),遗传学的研究领域及分支专家讲座,第16页,3.,分子遗传课时期(19611989),1953年，Watson和Crick依据对DNA化学分析和X射线晶体学结果提出DNA双螺旋结构模型。,1961年，Jacob和Monod建立乳糖操纵子模型。,19571969年，尼伦伯格（Nirenberg MW.）等全部解译出64种遗传密码。,1956年，Kornberg发觉DNA合成酶，1962年Arber和1968年Smith发觉限制性内切酶，1970年Temin发觉反转录酶。,1972年 Boyer，Cohen和Berg建立DNA重组技术。,1977年 Sanger和Gilbert建立测序方法。,1985年 Mullis创造PCR（聚合酶链式反应）技术。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第17页,1953年Watson and Crick建立了DNA双螺旋模型结构，并于1958年提出了中心法则。,James Watson(1928-)and Francis Crick(1916-),3.,分子遗传课时期(19611989),获1962年诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第18页,Figure 1-4.From DNA to protein.,Genetic information is read out and put to use through a two-step process.First,in,transcription,segments of the DNA sequence are used to guide the synthesis of molecules of RNA.Then,in,translation,the RNA molecules are used to guide the synthesis of molecules of protein.,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第19页,乳糖操纵子模型建立(Jacob and Monod,1961),Francois Jacob(1920-),Jacquces Monod(1910-67),获1965年诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第20页,遗传密码破译,(Nirenberg and Khorana,1964,1965),Har Gobind Khorana(left)and Marshall Nirenberg,获1968年 诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第21页,反转录酶(Temin,1975)，DNA合成酶(Kornberg,1959),Howard Temin(1934-94),Arthur Kornberg(1918-),遗传学的研究领域及分支专家讲座,第22页,发觉限制性内切酶以及在分子遗传学方面研究,W.Arber,1929,D.Nathans,19281999,H.O.Smith,1931,获1978年诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第23页,DNA重组技术建立(1972,Berg),DNA测序(Sanger and Gilbert,1977,),Paul Berg(1926-),Frederick Sanger(1918-),Walter Gilbert(1932-),1980年获诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第24页,创造了聚合酶链式反应(PCR)技术,Kary Mullis 1944,获1993年诺贝尔奖,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第25页,4.基因组和蛋白质组时期(1989-今),1986年，美国 Dulbecco首次提出了人类基因组计划(human genome progect,HGP)构想。,1990年10月，美国国会同意HGP开启。,1994年，遗传图谱五年计划提前一年完成。,1999年，完成了人类第22号染色体测序工作。,年，完成了人类第21号染色体测序。,年6月26日，人类基因组草图发表。,年2月12日，美、日、德、法、英、中等6国科学家和美国Celera企业联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。,年4月，人类基因组精细图问世。,年10月，人类基因组完成图公布。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第26页,模式生物基因组测序情况,1996年10月Goffeau等完成了酵母基因组测序。,1998年12月，第一个多细胞真核生物线虫基因组在Science上发表。,年3月Celera企业宣告完成了果蝇基因组测序。,年12月14日，英美等国科学家宣告绘出拟南芥基因组完整图谱。,年5月6日，英美科学家完成小鼠基因组测序。,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第27页,Figure 1-43.The yeast,Saccharomyces cerevisiae.,(A)A scanning electron micrograph of a cluster of the cells.This species is also known as budding yeast;it proliferates by forming a protrusion or bud that enlarges and then separates from the rest of the original cell.Many cells with buds are visible in this micrograph.(B)A transmission electron micrograph of a cross section of a yeast cell,showing its nucleus,mitochondrion,and thick cell wall.,遗传学的研究领域及分支专家讲座,第28页,Figure 1-47.,Caenorhabditis elegans,the first multicellular organism to have its complete genome sequence determined.,This small nematode,about 1 mm long