微观三基因与基因工程.pptxVIP

shifeng@校园移动网：614263Please feel free to contact me if you need！ 第三讲基因与基因工程Lectured by 史 锋 主要内容:基因的概念基因在遗传中的作用人类基因组计划基因工程基因诊断与基因治疗转基因及其生物安全性合成生物学一、“基因”的由来及其含义的演变 人类对基因的探索贯穿了整个遗传学发展史1.基因概念的提出①1866年，遗传因子学说 孟德尔（Johann Gregor Mendel，1822-1884）遗传学之父，自称为“实验物理学教师” 孟德尔出生在现捷克境内，当时属于奥匈帝国。孟德尔的父亲是佃农，21岁的进入布鲁恩（Brno）的圣汤玛斯修道院（the Abbey of St. Thomas），25岁成为神父。原名Johann，入修道院后加Gregor教名。两次考教师资格没通过，只能做代课老师，在当地的实科中学（Brünn Realschule）教了14年低年级物理学和自然史。46岁当选道长。 “混合遗传”（blending inheritance）学说孟德尔的时代，人们对遗传的认识还很粗浅，基本认同“混合遗传” 学说：遗传是“黑+白=灰”，即父母的黑和白简单融合得到子代的灰。此学说未被正式提出和论证，是一个普遍接受的、朴素的、以为不证自明的规律。 从1854年开始，孟德尔用豌豆做了一系列遗传学实验，长达十年。 1865年孟德尔公布所发现的遗传学规律，并于次年以德文在《布鲁恩自然史学会杂志》发表了论文《植物杂交的实验》（Versuche über die Pflanzen-Hybriden）。 在这篇文章中，他提出了遗传因子（hereditary factor）学说。他将控制豌豆性状的遗传因素称之为遗传因子，指出（杂交体）发育遵循一个恒定的定律，其基础就是细胞中生动结合的“因子的物质组分和安排(material composition and arrangement of elememts)”。 如果将孟德尔原文的“因子（elememts）”换成现代的“基因”，就可以几乎原封不动地以他的文字理解遗传。P GenerationPurpleflowersPPWhiteflowersppPhenotype:Genotype:pPGametesF1 GenerationPhenotype:Genotype:Purple flowersPpGametes:11pP22F1 spermPpF2 GenerationPPPPpF1 eggspPppp3: 1孟德尔分离律F2代——3:1孟德尔自由组合律F2代——9:3:3:1 孟德尔带给我们的启迪科学研究方法是孟德尔取得成功的关键1.明确提出问题： 无人成功地提出过对杂交体形成和发生普遍适用的规律。2.前人做过不少杂交实验但未得到普遍规律 孟德尔认为是因为实验规模小；具有不同型的杂交后代未定量分析；在不同代间未准确地知道不同型之间的关系；未确切地分析它们之间的相对数量关系。3.实验材料选择得当： 豌豆“分化特征”即“性状”（如高矮、颜色）恒定，既能自花授粉，又能异花授粉，较易人为控制。4. 实验分工和安排合理： 孟德尔选择成对的性状，研究他们在代间的传递规律。这些性状可以在代间稳定遗传，且易于识别和区分。5.利用数学模型帮助分析结果6.提出新理论并广泛验证推广② 1909年，丹麦的遗传学家W. Johanssen根据希腊语“给予生命”之义，创造了“gene”一词。 W. Johanssen定义的gene只是一个抽象的单位，并不代表物质实体。 并提出基因型（genotype）和表现型（phenotype）的概念。基因型是指逐代传递下去的成对因子的集合，成对因子中一个来源于父本，另一个来源于母本；表现型是指一些容易区分的个体特征的总和。 2.基因学说的创立摩尔根（Thomas H. Morgan，1866-1945） 摩尔根诞生在美国内战后破落的南方显贵家族，本科就学于肯德基州立学院，研究生进入美国第一个学德国模式的研究型大学霍普金斯，1890年获博士学位。1904年应细胞学权威Wilson之邀，加盟哥伦比亚大学动物系从流行生物学转做遗传学研究。早年摩尔根的遗传学思想：1）反对达尔文的有关进化的自然选择学说（他不反对进化论、但很反感“生存竞争”和渐变）；2）反对孟德尔的遗传学说，嘲讽孟德尔通过对数字进行分析推理后提出理论的方法学为“高级杂耍”（superior jugglery）；3）反对Wilson支持的染色体遗传学说。Citation ： Morgan TH (1909). What are “factors” in Mendelian explanations? American Breeders Associati