细胞遗传学与普通遗传学课件.pptVIP

细胞遗传学与普通遗传学 主要内容 一、概念 1、普通遗传学的概念 普通遗传学是研究生物遗传与变异的学科。 2、细胞遗传学的概念 细胞遗传学是研究细胞中染色体遗传规律的学科。 二、研究对象 普通遗传学研究对象 人类、动物、植物、微生物。 2、细胞遗传学的研究对象 主要是真核生物（特别是高等动植物）的染色体。 三、研究任务 普通遗传学研究任务 （1）揭示遗传物质的本质：包括它的化学本质、所包 含的遗传信息、结构、功能、变化等； （2）阐明遗传物质的传递方式：包括遗传物质的复制、染色体的行为、遗传的规律和基因在群体中的数量变迁等； （3）遗传信息实现的途径:包括遗传物质的转录、翻译、基因的原初功能、基因的相互作用、基因作用的调控以及个体发育中基因差别活性的作用机制等。 2、细胞遗传学的研究任务 研究染色体的数目、形态、结构、功能与运动，以及这些特征的各类变异对遗传传递、重组、表达与调控的作用与影响。 四、诞生与发展 普通遗传学的诞生与发展 1900年，孟德尔定律被重新发 现，标志遗传学学科的诞生。 2、普通遗传学的发展 1）细胞遗传学时期（1910-1940） 1910年，摩尔根用果蝇做实验进一步证实了孟德尔定律，并把孟德尔假设的遗传因子定位到细胞核内染色体上，从而建立基因学说，进一步把基因与性状、基因与染色体偶联起来，创造了连锁交换定律。1927年，穆勒发现了X射线的诱变作用，并在果蝇中成功的诱导基因发生突变。 2）微生物遗传学时期（1941-1960） 1941年，比德尔对粗糙链孢霉的代谢过程进行研究，提出“一个基因一个酶”的理论，证明基因通过它所控制的酶决定性状。1944年，艾弗里的细菌转化试验有力地证明DNA是遗传物质。1957年， 本泽尔以T4噬菌体为材料，在DNA结构的水平上研究了基因的精细结构，提出了顺反子学说。 3）分子遗传学时期（1960之后） 1953年，沃森和克里克根据X射线衍射分析发现了DNA的双螺旋结构，并揭示了基因的本质。1961年，雅各布和莫诺在研究大肠杆菌乳糖代谢的调节机制中发现有结构基因和调节基因的差别，阐明了原核生物基因“开”和“关”的机制，提出了操纵子学说。后又有学者破译了64个密码子、合成DNA的反转录酶、建成DNA重组技术、PCR技术、完成“人类基因组计划”等。 五、遗传工程 不论细胞遗传学还是普通遗传学，对遗传信息的改造都是通过遗传工程完成的，即在生物有机体外，对DNA分子进行人工“剪切”、“拼接”，实现对生物基因的改造和重新组合，然后将其导入受体细胞，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类需要的基因产物。 1、工具酶 1）限制性内切核酸酶 简称限制酶或限制性内切酶，是一类能识别双链DNA分子中某些特定的核苷酸序列，并且切开DNA双链结构的核酸内切酶。 2）DNA连接酶 简称连接酶，是催化双链DNA分子单链间断处或两条DNA片段接头位置上相邻的5’-P和3’-OH之间形成磷酸二酯键，使两个DNA片段或DNA单链间断处连接起来的一种酶。 3）其他工具酶 ①DNA聚合酶：催化DNA分子从5’-3’方向合成。 ②RNA聚合酶：以DNA为模板催化合成RNA链的一种酶。 ③S1核酸酶：降解单链DNA或单链RNA，对单链RNA的降解活性更高，可用于消化DNA片段的单链末端，使之成为平末端。 ④多核苷酸激酶：可催化ATP的γ-磷酸基团转移到DNA、RNA或寡核苷酸等分子的5’-OH末端，释放ADP。 ⑤碱性磷酸酯酶:可以脱去DNA或RNA的脱氧核糖核苷三磷酸或核糖核苷三磷酸上的5’-磷酰基，以防止核酸片段间彼此连接。 2、目的基因的获得 1）化学合成法 主要用于已知核苷酸序列、分子质量较小的目的基因的制备。其局限性有三：第一，不能合成过长的基因；第二，选择困难；第三，费用较高。 2）PCR法 已知序列或已知5’端和3’端序列的基因都可以通过PCR法快速地扩增目的基因。PCR扩增具有高效、特异、扩增产物纯度高等优点。 3）鸟枪法 又叫散弹射击法，是直接分离目的基因常用方法。鸟枪法获取的目的基因，其组织结构与天然基因一样，但工作量大，且具有一定的盲目性。 4）cDNA合成法 其制备目的基因以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，合成与mRNA互补的