现代生物技术导论——第五章 从基因到基因工程幻灯片.ppt

第五章 从基因到基因工程 一、孟德尔学说奠定了遗传学基础 二、基因是一段DNA序列 三、基因工程的操作和应用 一、孟德尔学说奠定了遗传学基础 在孟德尔以前，人们看到遗传现象，猜想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种中实际运用了遗传规律，但是，一直找不到研究遗传规律的恰当方法。 孟德尔（1822-1884）从1856年起开始豌豆试验。 孟德尔的基本方法是杂交。他挑选了七对性状。 经过近10年的潜心研究，孟德尔发表了他的研究报告。其内容可概括为两个定律。 1、孟德尔第一定律——分离定律 他用一对性状杂交，子一代全为显性性状，子一代之间自交，子二代为： 显性性状：隐性性状=3：1 2、孟德尔第二定律——自由组合定律 他用两对性状杂交，子一代全为显性性状，子一代之间自交，子二代出现四种性状，其数量比例为： 9：3：3：1 3、孟德尔学说的要点 根据上面的试验结果，孟德尔认为，每株豌豆植株中的每一对性状，都是由一对遗传因子所控制的，遗传因子有显性因子和隐形因子之分。 当一株植株中控制某一对性状的一对遗传因子均为隐性因子时，该植株才表现出隐性性状（如白花或绿色豆粒）。 其他情况下，包括一对遗传因子均为显性，或一个显性一个隐性，均表现出显性性状（如紫花或黄色豆粒）。这一点在分离定律实验中看的很清楚。 当两对性状一起加以研究时，显性和隐性的基本规律仍与上面相同，但要加上一条，控制不同性状的遗传因子，在传代中各自独立，互不干扰，出现自由组合现象。 4、孟德尔学说的重要意义 （1）孟德尔第一次明确提出遗传因子的概念，并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律： 大多数生物体通常由一对遗传因子（后来称为两个等位基因）控制同一性状。这样的生物体称为2n个体。 遗传因子可以区分为显性和隐性。 控制不同性状的遗传因子是各自独立的。 2、孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套科学有效的遗传研究方法，来研究遗传因子的规律。孟德尔创立的这套方法一直沿用到1950s，才被分子遗传学方法取代。 八年耕耘源于对科学的痴迷， 一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。 实验设计开辟了研究的新路， 数学统计揭示出遗传的规律。 思考题 已知：控制鹦鹉羽毛颜色的有四个等位基因（即两对基因）：B、b、C、c。 B-使羽毛颜色呈黄色 C-使羽毛颜色呈蓝色 b和c是隐性基因，不产生色素。 问（1）写出图中四个鹦鹉的基因型 （2）基因型为BbCc的鹦鹉应为什么颜色 （3）两只基因型为BbCc的鹦鹉所产生的后代是什么情况 B_C_ bbC_ B_cc bbcc 二、基因是一段DNA序列 “遗传因子/基因”的设想一经提出，便推动人们去寻找，去探索： 基因在哪里？ 基因是什么？ 1、基因在染色体上 显微镜技术与染色技术的发展，使人们注意到，细胞分裂时，尤其是减数分裂中，染色体的行为和孟德尔提出的等位基因的分离规律相当一致，所以，确定基因在细胞核中，在染色体上。 摩根实验室用果蝇为材料的工作，确定了基因在染色体上的分布规律。 果蝇有4对染色体 2、遗传物质是DNA 随着生物化学的发展，蛋白质、核酸等生物大分子逐渐分离、纯化出来。各方面的实验证据表明，基因的化学本质不是蛋白质，而是DNA。 格里菲斯的实验证明遗传物质可以转化进入细菌，改变细菌特性。艾弗莱的实验证实，进入细菌改变特性的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。 赫歇（Hershey）和切斯（Chase）（1952） 用同位素技术证明，DNA是遗传分子。 几个月后，DNA双螺旋模型发表， 更说明DNA具有遗传分子的特性。 3、沃森和克里克提出DNA双螺旋模型 DNA双螺旋模型说明DNA分子能够充当遗传的物质基础。 按照双螺旋模型，在细胞分裂时，DNA的合成应是“半保留复制”的模式。 4、DNA作为遗传物质的功能 （1）贮藏遗传信息的功能 （2）传递遗传信息的功能 （3）表达遗传信息的功能 由此，克里克提出中心法则，确定遗传信息由DNA通过RNA流向蛋白质的普遍规律。 5、基因理论中的许多复杂情况 以孟德尔学说为开端的遗传理论，发展到以DNA分子结构为基础的分子遗传学，使我们对遗传规律有了确切的理解。 应该看到，实际上生命世界的遗传现象远比上面谈到的要复杂得多。 一个基因一个性状？不一定。 例如肤色的控制至少有三个基因