1/25
遗传学
2/25
联系方式
?办公室：新生化大楼 B606
?电话,88663882-8065
?e-mail,jgchen@hubu.edu.cn
3/25
What is expected of you
?attendance at most lectures
– Participate in class/lab
– Do readings
– Submit assignments on time (no late
assignments will be graded)
– Do your own work
?feedback to me on what you like and dislike
about the course,especially how it can be
improved
4/25
Evaluation
?40% Problem
assignments
?60% Term projects
?Remember,
plagiarism is not
acceptable!
5/25
第一章 绪论
Introduction
?一、遗传 学 研究的对象和任务
?二、遗传学 的 发展简史
?三, 遗传学的应用
?四、遗传学的特点与学习方法
?本章要点
6/25
1,遗传学的研究对象
?遗传学 (Genetics)是研究 生物遗传和变异 的科学
– 遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征
遗传 (heredity),指生物亲代与子代 相似 的现象，即生物在
世代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变；
– 变异 (variation),指生物在亲代与子代之间，以及在子代与
子代之间表现出一定 差异 的现象。
7/25
1,遗传学的研究对象
8/25
1,遗传学的研究对象
9/25
Genetic variation exhibited in the skin of corn snakes,The
wild type (normal) variety displays orange and black
markings.
10/25
1,遗传学的研究对象
11/25
1,遗传学的研究对象
?遗传学 (Genetics)是研究 生物遗传和变异 的科学
– 遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面
遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的；
没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题
没有变异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题
12/25
1,遗传学的研究对象
13/25
2.遗传、变异和选择
?遗传、变异和选择
是生物进化和新品种选育的三大因素
– 生物进化就是环境条件 (选择条件 )对生物 变异 进行 自
然选择,在自然选择中得以保存的变异传递给子代 (遗
传 ),变异逐代积累导致物种演变、产生新物种
– 动、植物和微生物新品种选育 (育种 )实际上是一个人
工进化过程，只是以选择强度更大的 人工选择 代替了
自然选择，其选择的条件是育种者的要求
14/25
3,遗传、变异 与 环境
?环境改变可以引起变异
– 战国时期, 考工记, 就指出：“橘逾淮而北为枳”。
表明人们在很早以前就注意到生物生存环境的改变可
以引起生物的性状改变
?生物所表现出的性状变异分为,可遗传 (heritable)
变异 和 不可遗传 (non-heritable)变异
– 环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性，也包
含只在生物当代表现出来，而不能传递给后代的变异
– 西汉的著名唯物主义者 ——王充 (王阳明 )在, 论衡,
中指出：某些偶然变异是不可遗传的
?考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行
15/25
4,遗传学的任务
?遗传与变异现象 与 基本规律
– 阐明生物遗传、变异现象及其 表现 规律
?遗传的本质与内在规律
– 探 索 遗传, 变异的原因及其物质基础 (遗传的本质 )，
揭示遗传变异的内在规律
?指导生物遗传改良工作
– 在上述工作基础上 指导动, 植物和微生物遗传改良 (育
种 )实践
16/25
二,遗传学 的 发展简史
?*(一 ),古代遗传学知识的积累
?(二 ),近代遗传学的奠基
– 1,拉马克,器官 用进废退 与 获得性状遗传
– 2,达尔文, 泛生假说
– 3,魏斯曼, 种质连续论
– 4,高尔顿, 融合遗传假说
– 5,孟德尔, 遗传因子假说
?(三 ),遗传学的建立和发展
– 1,初创时期 (1900-1910)
– 2,全面发展时期 (1910-1952)
– 3,分子遗传学时期 (1953-)
17/25
*(一 ),古代遗传学知识的积累
– 18世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。
人类在利用和改造生物的过程中，逐渐积累对生物遗
传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。
具有明显的朴素唯物主义和经验性质，在方法上比较
直观，并更多地注意生物的形态特征
– 在欧洲，宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的神
学、神秘主义色彩。集中表现为 生物物种神创论 和 不
变论
18/25
1,拉马克, 用进废退和获得性状遗传
?拉马克认为：生物物
种是 可变的 ；遗传变
异遵循“用进废退和
获得性状遗传”规律
– 拉马克的主要研究领
域是生物物种进化，
但对生物进化的解释
必然涉及对性状遗传
与变异现象的解释
?器官用进废退和获得
性状遗传假说
– 用进废退,生物变异
的根本原因是环境条
件的改变
– 获得性状遗传：所有
生物变异 (获得性状 )都
是可遗传的，并在生
物世代间积累
19/25
2,达尔文, 泛生假说 (hypothesis of pangensis)
? 达尔文在解释生物进化时也对生物
的遗传、变异机制进行了假设，并
提出了泛生假说，认为：
遗传物质是存在于生物器官中的
“泛子 /泛生粒”；遗传就是泛子在
生物世代间传递和表现
? 达尔文也承认获得性状遗传的一些
观点，认为生物性状变异都能够传
递给后代
20/25
3,魏斯曼, 种质连续论
?新达尔文主义
– 在生物进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传上
否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者
?种质连续论 (theory of continuity of germplasm)
– 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，负
责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动
– 种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影
响，所以获得性状不能遗传；
体质由种质产生，是“被表达的”，不能遗传
– 种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和一
定分子性质的物质 (种质 )在世代间传递实现的
21/25
*4,高尔顿, 融合遗传假说
?融合遗传认为：
双亲的遗传成分在子代中发生 融合,而后表现
– 其根据是，子女的许多特性均表现为双亲的中间类
型。因此高尔顿及其学生毕尔生致力于用 数学和统计
学方法 研究亲代与子代间性状表现的关系
?虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这一
基础上所创建的一系列生物数学分析方法，却为
数量遗传、群体遗传 的产生和发展奠定了基础
22/25
5,孟德尔, 遗传因子假说
?遗传因子假说认为：
– 生物性状受细胞内遗传
因子 (hereditary factor)控
制
– 遗传因子在生物世代间
传递遵循 分离 和 独立分
配 两个基本规律
?这两个遗传基本规律是
近 现 代 遗 传 学 最 主 要
的, 不可动摇的基础
23/25
1,初创时期 (1900-1910)
? (1),1900年,狄 ·弗里斯, 柴马克和柯伦斯分别重新发现
孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。 1906 年, 贝特
生提出以 Genetics作为该学科的学科名
24/25
1,初创时期 (1900-1910)
?(2),1901-1903年，狄 ·弗里斯发表“突变学说”
?(3),1903年,Sutton和 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,
从而将孟德尔遗传规律与细胞学研究结合起来
?(4),1909年，约翰生发表“纯系学说”,并 提出
,gene”的概念, 以代替孟德尔所谓的“遗传因
子”
?(5),1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传
平衡定律
25/25
2,全面发展时期 (1910-1952)
?形成了近代遗传学的主要内容与研究领域，也是
本课程的主要内容
– (1),细胞遗传学 /经典遗传学 (1910-1940)
1910，摩尔根等：性状连锁遗传规律
– (2),数量遗传学与群体 遗传学 基础 (1920-)
费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用
26/25
2,全面发展时期 (1910-1952)
– (3),微生物遗传学及生化遗传学 (1940-1953)
1941，比德尔等：一个基因一个酶
1944，阿委瑞：肺炎双球菌转化
1952，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组
– (4),其 它研究方向
1927，穆勒等：人工诱变
1937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导
杂种优势的遗传理论
27/25
3,分子遗传学时期 (1953-)
? 1953年 Watson和 Crick
提出 DNA分子双螺旋
(double helix)模型，是
分子遗传学 及以之为核
心的 分子生物学 建立的
标志；
? 20世纪 70年代以来，分
子遗传学、分子生物学
及其实验技术得到飞速
发展。
28/25
3,分子遗传学时期 (1953-)
? 建立了以 DNA重组技术
为核心的 遗传工程,为
生物遗传 定向操作 奠定
了基础；
? 取得了人类、多种农业
和实验生物基因组的
DNA序列信息 (结构基
因组学 )；
? 开创了 功能基因组学 研
究 (后基因组学 )。
?*新研究领域开创与分
支学科形成的要素：
– 代表性人物；
– 新的研究技术与方法
体系：物理学、化
学、数学等学科的新
理论与技术；
– 开创性的研究成果
(代表性的试验 )。
29/25
三,遗传学的应用
?1.对 生命本质的探索
– 生命现象的遗传统一性
– 生命科学在分子水平上的统一
?2.生物进化 理论的基础
– 遗传学研究生物在少数几个世代繁育过程中表
现出来的遗传、变异现象与规律
– 生物进化研究生物在长期历史过程中的遗传与
变异规律及发展方向
30/25
三,遗传学的应用
?3.指导动植物、微生物
遗传改良 工作
– 提高育种工作的预见性
– 创造新的遗传变异
– 提高选择可靠性与效率
– 定向创造和重组遗传变
异等
31/25
三,遗传学的应用
?Triticale,a
hybrid grain
derived from
wheat and rye,
produced as a
result of applied
genetic breeding
experiments.
32/25
三,遗传学的应用
?The effects of
breeding and
selection,as
illustrated by the
production of
this Vietnamese
pot-bellied pig.
33/25
三,遗传学的应用
?*4.提高医疗卫生水平
– 遗传病的遗传规律研究、诊断与治疗 (基因制
剂与基因疗法 )
– 细胞组织癌变机制、诊断与防治
– 病原物 (细菌、病毒 ) 致病的遗传机理及其防治
– 生物工程药物生产等
34/25
*四、遗传学的特点与学习方法
– 试验研究材料：所有
动植物和微生物
– 生物形态、生理、生
态及农艺特征 (性状 )
– 通过生物体内的生
理、生化过程表现
– 以生物细胞内遗传物
质为基础，在特定环
境下
– 采用一定的物理、化
学与数学方法
?综合性强
– 生物学 (动植物、微生
物学 )、细胞学、生理
学、生物化学的基础
– 土壤学、农业气象学
生态学等相关学科的
基础知识
– 物理、化学和数学 (包
括生物统计 )方法
35/25
*四、遗传学的特点与学习方法
?理论性
– 普通遗传学
– 细胞遗传学
– 数量遗传学
– 群体遗传学
– 生化遗传学
– 分子遗传学等
?实践性与应用性
– 产生于生产与生活实
践
– 直接指导人类科学研
究与生产实践工作
36/25
*四、遗传学的特点与学习方法
?学习方法
– 善于联系相关学科与实践、勤于思考、切忌死
记硬背
– 注重相互交流、讨论
– 形成遗传的观念，从遗传与变异角度思考问题
37/25
本章要点
?1,遗传、变异的含义及其与环境的关系；
?2,生物进化与新品种选育的三大因素；
?3,拉马克、达尔文、魏斯曼、高尔顿及孟
德尔的遗传观念及其在遗传学发展中的作
用。
遗传学
2/25
联系方式
?办公室：新生化大楼 B606
?电话,88663882-8065
?e-mail,jgchen@hubu.edu.cn
3/25
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?attendance at most lectures
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– Do readings
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5/25
第一章 绪论
Introduction
?一、遗传 学 研究的对象和任务
?二、遗传学 的 发展简史
?三, 遗传学的应用
?四、遗传学的特点与学习方法
?本章要点
6/25
1,遗传学的研究对象
?遗传学 (Genetics)是研究 生物遗传和变异 的科学
– 遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征
遗传 (heredity),指生物亲代与子代 相似 的现象，即生物在
世代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变；
– 变异 (variation),指生物在亲代与子代之间，以及在子代与
子代之间表现出一定 差异 的现象。
7/25
1,遗传学的研究对象
8/25
1,遗传学的研究对象
9/25
Genetic variation exhibited in the skin of corn snakes,The
wild type (normal) variety displays orange and black
markings.
10/25
1,遗传学的研究对象
11/25
1,遗传学的研究对象
?遗传学 (Genetics)是研究 生物遗传和变异 的科学
– 遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面
遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的；
没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题
没有变异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题
12/25
1,遗传学的研究对象
13/25
2.遗传、变异和选择
?遗传、变异和选择
是生物进化和新品种选育的三大因素
– 生物进化就是环境条件 (选择条件 )对生物 变异 进行 自
然选择,在自然选择中得以保存的变异传递给子代 (遗
传 ),变异逐代积累导致物种演变、产生新物种
– 动、植物和微生物新品种选育 (育种 )实际上是一个人
工进化过程，只是以选择强度更大的 人工选择 代替了
自然选择，其选择的条件是育种者的要求
14/25
3,遗传、变异 与 环境
?环境改变可以引起变异
– 战国时期, 考工记, 就指出：“橘逾淮而北为枳”。
表明人们在很早以前就注意到生物生存环境的改变可
以引起生物的性状改变
?生物所表现出的性状变异分为,可遗传 (heritable)
变异 和 不可遗传 (non-heritable)变异
– 环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性，也包
含只在生物当代表现出来，而不能传递给后代的变异
– 西汉的著名唯物主义者 ——王充 (王阳明 )在, 论衡,
中指出：某些偶然变异是不可遗传的
?考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行
15/25
4,遗传学的任务
?遗传与变异现象 与 基本规律
– 阐明生物遗传、变异现象及其 表现 规律
?遗传的本质与内在规律
– 探 索 遗传, 变异的原因及其物质基础 (遗传的本质 )，
揭示遗传变异的内在规律
?指导生物遗传改良工作
– 在上述工作基础上 指导动, 植物和微生物遗传改良 (育
种 )实践
16/25
二,遗传学 的 发展简史
?*(一 ),古代遗传学知识的积累
?(二 ),近代遗传学的奠基
– 1,拉马克,器官 用进废退 与 获得性状遗传
– 2,达尔文, 泛生假说
– 3,魏斯曼, 种质连续论
– 4,高尔顿, 融合遗传假说
– 5,孟德尔, 遗传因子假说
?(三 ),遗传学的建立和发展
– 1,初创时期 (1900-1910)
– 2,全面发展时期 (1910-1952)
– 3,分子遗传学时期 (1953-)
17/25
*(一 ),古代遗传学知识的积累
– 18世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。
人类在利用和改造生物的过程中，逐渐积累对生物遗
传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。
具有明显的朴素唯物主义和经验性质，在方法上比较
直观，并更多地注意生物的形态特征
– 在欧洲，宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的神
学、神秘主义色彩。集中表现为 生物物种神创论 和 不
变论
18/25
1,拉马克, 用进废退和获得性状遗传
?拉马克认为：生物物
种是 可变的 ；遗传变
异遵循“用进废退和
获得性状遗传”规律
– 拉马克的主要研究领
域是生物物种进化，
但对生物进化的解释
必然涉及对性状遗传
与变异现象的解释
?器官用进废退和获得
性状遗传假说
– 用进废退,生物变异
的根本原因是环境条
件的改变
– 获得性状遗传：所有
生物变异 (获得性状 )都
是可遗传的，并在生
物世代间积累
19/25
2,达尔文, 泛生假说 (hypothesis of pangensis)
? 达尔文在解释生物进化时也对生物
的遗传、变异机制进行了假设，并
提出了泛生假说，认为：
遗传物质是存在于生物器官中的
“泛子 /泛生粒”；遗传就是泛子在
生物世代间传递和表现
? 达尔文也承认获得性状遗传的一些
观点，认为生物性状变异都能够传
递给后代
20/25
3,魏斯曼, 种质连续论
?新达尔文主义
– 在生物进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传上
否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者
?种质连续论 (theory of continuity of germplasm)
– 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，负
责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动
– 种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影
响，所以获得性状不能遗传；
体质由种质产生，是“被表达的”，不能遗传
– 种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和一
定分子性质的物质 (种质 )在世代间传递实现的
21/25
*4,高尔顿, 融合遗传假说
?融合遗传认为：
双亲的遗传成分在子代中发生 融合,而后表现
– 其根据是，子女的许多特性均表现为双亲的中间类
型。因此高尔顿及其学生毕尔生致力于用 数学和统计
学方法 研究亲代与子代间性状表现的关系
?虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这一
基础上所创建的一系列生物数学分析方法，却为
数量遗传、群体遗传 的产生和发展奠定了基础
22/25
5,孟德尔, 遗传因子假说
?遗传因子假说认为：
– 生物性状受细胞内遗传
因子 (hereditary factor)控
制
– 遗传因子在生物世代间
传递遵循 分离 和 独立分
配 两个基本规律
?这两个遗传基本规律是
近 现 代 遗 传 学 最 主 要
的, 不可动摇的基础
23/25
1,初创时期 (1900-1910)
? (1),1900年,狄 ·弗里斯, 柴马克和柯伦斯分别重新发现
孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。 1906 年, 贝特
生提出以 Genetics作为该学科的学科名
24/25
1,初创时期 (1900-1910)
?(2),1901-1903年，狄 ·弗里斯发表“突变学说”
?(3),1903年,Sutton和 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,
从而将孟德尔遗传规律与细胞学研究结合起来
?(4),1909年，约翰生发表“纯系学说”,并 提出
,gene”的概念, 以代替孟德尔所谓的“遗传因
子”
?(5),1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传
平衡定律
25/25
2,全面发展时期 (1910-1952)
?形成了近代遗传学的主要内容与研究领域，也是
本课程的主要内容
– (1),细胞遗传学 /经典遗传学 (1910-1940)
1910，摩尔根等：性状连锁遗传规律
– (2),数量遗传学与群体 遗传学 基础 (1920-)
费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用
26/25
2,全面发展时期 (1910-1952)
– (3),微生物遗传学及生化遗传学 (1940-1953)
1941，比德尔等：一个基因一个酶
1944，阿委瑞：肺炎双球菌转化
1952，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组
– (4),其 它研究方向
1927，穆勒等：人工诱变
1937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导
杂种优势的遗传理论
27/25
3,分子遗传学时期 (1953-)
? 1953年 Watson和 Crick
提出 DNA分子双螺旋
(double helix)模型，是
分子遗传学 及以之为核
心的 分子生物学 建立的
标志；
? 20世纪 70年代以来，分
子遗传学、分子生物学
及其实验技术得到飞速
发展。
28/25
3,分子遗传学时期 (1953-)
? 建立了以 DNA重组技术
为核心的 遗传工程,为
生物遗传 定向操作 奠定
了基础；
? 取得了人类、多种农业
和实验生物基因组的
DNA序列信息 (结构基
因组学 )；
? 开创了 功能基因组学 研
究 (后基因组学 )。
?*新研究领域开创与分
支学科形成的要素：
– 代表性人物；
– 新的研究技术与方法
体系：物理学、化
学、数学等学科的新
理论与技术；
– 开创性的研究成果
(代表性的试验 )。
29/25
三,遗传学的应用
?1.对 生命本质的探索
– 生命现象的遗传统一性
– 生命科学在分子水平上的统一
?2.生物进化 理论的基础
– 遗传学研究生物在少数几个世代繁育过程中表
现出来的遗传、变异现象与规律
– 生物进化研究生物在长期历史过程中的遗传与
变异规律及发展方向
30/25
三,遗传学的应用
?3.指导动植物、微生物
遗传改良 工作
– 提高育种工作的预见性
– 创造新的遗传变异
– 提高选择可靠性与效率
– 定向创造和重组遗传变
异等
31/25
三,遗传学的应用
?Triticale,a
hybrid grain
derived from
wheat and rye,
produced as a
result of applied
genetic breeding
experiments.
32/25
三,遗传学的应用
?The effects of
breeding and
selection,as
illustrated by the
production of
this Vietnamese
pot-bellied pig.
33/25
三,遗传学的应用
?*4.提高医疗卫生水平
– 遗传病的遗传规律研究、诊断与治疗 (基因制
剂与基因疗法 )
– 细胞组织癌变机制、诊断与防治
– 病原物 (细菌、病毒 ) 致病的遗传机理及其防治
– 生物工程药物生产等
34/25
*四、遗传学的特点与学习方法
– 试验研究材料：所有
动植物和微生物
– 生物形态、生理、生
态及农艺特征 (性状 )
– 通过生物体内的生
理、生化过程表现
– 以生物细胞内遗传物
质为基础，在特定环
境下
– 采用一定的物理、化
学与数学方法
?综合性强
– 生物学 (动植物、微生
物学 )、细胞学、生理
学、生物化学的基础
– 土壤学、农业气象学
生态学等相关学科的
基础知识
– 物理、化学和数学 (包
括生物统计 )方法
35/25
*四、遗传学的特点与学习方法
?理论性
– 普通遗传学
– 细胞遗传学
– 数量遗传学
– 群体遗传学
– 生化遗传学
– 分子遗传学等
?实践性与应用性
– 产生于生产与生活实
践
– 直接指导人类科学研
究与生产实践工作
36/25
*四、遗传学的特点与学习方法
?学习方法
– 善于联系相关学科与实践、勤于思考、切忌死
记硬背
– 注重相互交流、讨论
– 形成遗传的观念，从遗传与变异角度思考问题
37/25
本章要点
?1,遗传、变异的含义及其与环境的关系；
?2,生物进化与新品种选育的三大因素；
?3,拉马克、达尔文、魏斯曼、高尔顿及孟
德尔的遗传观念及其在遗传学发展中的作
用。
