遗传学
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遗传学名词解释遗传学:研究遗传和变异的科学。
遗传学的研究对象:群体——个体——细胞——分子遗传学物质基础:DNA、RNA遗传物质必须具备的特点(5点)体细胞中含量稳定;生殖细胞中含量减半;携带遗传信息;能精确地自我复制;能发生变异。
DNA和RNA的化学组成(胞嘧啶的化学式)DNA双螺旋结构的发现(沃森克里克发现)特点:1、一个DNA分子由两条多核苷酸链组成,走向相反;2、双螺旋结构;3、链内侧为碱基,AT、CG配对,氢键连接;4各对碱基之间0.34nm,每转一圈长为3.4nm。
受到4个方面的影响:1、达尔文2、孟德尔3、梅肖尔:从鱼精子细胞中分离出DNA分子4、弗来明:发现染色体5、摩尔根:遗传信息在染色体上6、格里菲斯:转移因子(基因)7、艾弗里:DNA是遗传物质8、富兰克林、威尔金斯:晶体X射线衍射照片Chargaff Rules (DNA的碱基组成特点)(1)碱基当量定律:嘌呤碱基总量=嘧啶碱基总量,即A+G=T+C(2)不对称比率(A+T)/(G+C)因物种(亲缘关系远近)而异(3)A=T C=G半保留复制(semi-conservative replication):DNA复制时,虽然原来的两条链保持完整,但它们互相分开,作为新链合成的模版,各自进入子DNA分子中,这种复制叫做半保留复制。
中心法则(画图表示):生物体中DNA、RNA和蛋白质之间的关系。
P218朊病毒对中心法则的挑战朊病毒是不含核酸和脂类的蛋白质颗粒。
一个不含DNA或RNA的蛋白质分子能在受感染的宿主细胞内产生与自身相同的分子,实现相同的生物学功能,引起相同的疾病。
朊病毒不是传递遗传信息的载体,也不能自我复制,其本职为基因编码产生的一种正常蛋白质的异构体。
朊蛋白的错误折叠形成的致病蛋白在脑中积累而引起的。
朊病毒未证明蛋白质是遗传物质的原因:“蛋白质构象致病假说”朊蛋白(PrP)有两种形式:正常型(PrPC)和异常型(PrPSc)朊蛋白具有独特的复制方式,它是以构象异常的蛋白质分子为引子,诱使正常的PrPC发生构象上的变化,由原来的α-螺旋变为β-折叠,丧失了原有的功能,变成具有致病感染力的分子。
什么是遗传学,它的重要性是什么?遗传学是一门研究遗传规律及其应用的学科,它是生物学的重要分支之一。
遗传学随着科技的发展越来越重要,不仅影响了人类的健康,也对动植物的选育有着至关重要的作用。
接下来,我们将从以下几个方面,介绍遗传学的重要性。
1. 遗传改良改善蛋白质及其他生物性能基于遗传学的思想,人们可以从有良好基因的动植物中选择优良品种生育,以实现遗传改良。
这不仅改善了蛋白质和其他营养元素的品质,还使得可耕地的经济价值更高,能够改善生态系统和人类生计。
在人类中,遗传学有助于诊断和治疗遗传性疾病。
通过分析人类基因组,科学家们已经发现了许多将来可能用于基因治疗的新技术和新方法。
基因治疗已被证明可以治疗遗传性疾病,并有可能治愈某些困扰科学家数百年的疾病。
2. 认识生命、保护生命遗传学的研究可以帮助人类更好地认识生命的奥秘。
我们可以了解性别判断、基因和疾病之间的关系、人口流动和基因频率变化等等。
这有助于我们在生命保护和探索的同时,遵循生命对自然环境和社会的影响。
3. 保护种群种子,维护生态平衡保护濒危物种并且维护生态平衡是保护生态系统的重要任务。
借助遗传学的技术,科学家们已经成功地保护了很多濒危物种。
例如,通过对大熊猫进行基因库的建立,人们可以更好地掌握生殖行为和疾病的性别变异和遗传表达。
与此同时,这也有助于纠正濒危物种的基因表达并防止其灭绝。
4. 保障人类整体广泛利益遗传学不仅在生物学方面有着广泛的应用,而且还在其他领域,例如农业、医药、生产环节和能源领域等,发挥着重要作用。
基于遗传学技术,科学家们已经成功地开发出了各种生物制造材料,同时通过合理使用遗传学的应用程序来减少环境污染和能源消耗,从而增加经济现代化和全球发展过程中的可持续性。
总体来讲,遗传学研究为我们提供了更加准确、更加深入的基本生物知识,使科学家们能够开发出各种新的产品和模型,并为健康和环境的保护提供重要的思路。
通过未来遗传学研究的开展,我们有望进一步认识生命的奥秘,破解宇宙的最深层次秘密。
遗传:生物物种世代间的延续变异:生物亲子个体间的差异遗传学:研究生物的遗传与变异的学科医学遗传学(medical genetics):是遗传学与医学相结合的一门边缘学科,研究对象是与人类遗传有关的疾病,即遗传病(genetic disease)。
遗传病(genetic disease):遗传物质改变所导致的疾病。
包括单基因病、多基因病、染色体病、体细胞遗传病和线粒体遗传病。
性状:是由基因与环境共同作用的结果,性状是基因决定的生物形态,生理,生化特征,临床症状。
家族病、先天性疾病不一定是遗传病。
显性基因-------显性性状隐性基因-------隐性性状等位基因:一般指位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。
复等位基因:在同源染色体相对应的基因座位上存在三种以上不同形式的等位基因,称为复等位基因(multiple allelism)。
遗传病的特点:1遗传性和家族性 2先天性3终生性4在群体中按一定比率发病 常染色质(euchromatin):细胞间期核内纤维折叠盘曲程度小,分散度大,染色较浅且具有转录活性的染色质。
异染色质(heterochromatin):细胞间期核内纤维折叠盘曲紧密,呈凝集状态,染色较深且没有转录活性的染色质。
异染色质的分类:1.结构异染色质:指各类细胞的全部发育过程中都处于凝缩状态的染色质。
大多位于着丝粒区和端粒区,不具有转录活性。
2.兼性异染色质:指在特定细胞的某一发育阶段所具有的凝缩状态的染色质。
染色体(Chromosome ):是细胞内具有遗传性质的物体,易被碱性染料染成深色,所以叫染色体(染色质);其本质是脱氧核甘酸,是细胞核内由核蛋白组成、能用碱性染料染色、有结构的线状体,是遗传物质基因的载体。
核型:一个体细胞中的全部染色体即构成其核型。
核型分析:将待测细胞的全套染色体按照Denver体制配对、排列后,分析确定其是否与正常核型的异同,称为核型分析(karyotype analysis)。
什么是遗传学
遗传学是生物学的一个重要分支,主要研究生物体中的基因、遗传变异和遗传的规律。
它涉及到基因的结构、功能、变异、分布以及与生物体发育和行为的关系。
遗传学的研究范围广泛,包括分子遗传学、表观遗传学和群体遗传学等子领域。
在遗传学中,基因是遗传的基本单位,存在于生物的细胞核、染色体和DNA中。
基因通过编码蛋白质或RNA等分子来控制生物体的性状和特征。
遗传学的研究不仅关注单个基因的作用,还关注多个基因之间的相互作用以及环境对遗传的影响。
此外,遗传学还涉及到生物体的进化过程,因为遗传变异是进化的基础。
通过研究生物体在不同环境下的适应性进化,可以了解基因的变异和选择机制。
总之,遗传学是一门研究生物体遗传规律和遗传变异的科学,对于理解生命的本质和生物进化的机制具有重要意义。
第一章遗传的细胞学基础遗传学(genetics):研究生物遗传和变异规律的科学,是生命科学最重要的分支之一遗传和变异是生物界最普遍最基本的特征。
遗传(heredity):生物在繁殖过程中,亲代和子代相似的现象。
变异(variation):生物在繁殖过程中,亲子代之间、子代个体之间相异的现象。
遗传变异:由于遗传物质组成不同而引起的可遗传变异。
环境变异:由于环境的作用(如温、水、肥等)引起的变异,不能遗传。
遗传是相对的、保守的,而变异是绝对的、发展的。
遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。
核糖体:主要成分是蛋白质和rRNA,是合成蛋白质的主要场所,是遗传信息表达的主要途径。
染色体是指细胞核中能被一些碱性染剂染色的由DNA、蛋白质和少量RNA所组成的线状体,是遗传物质的主要载体。
同源染色体:二倍体生物的体细胞中成对存在的,在形态、结构、功能上相似的成对染色体。
非同源染色体:不同对染色体之间,在形态、结构、功能上不相似。
细胞周期:从母细胞第一次分裂结束到下一次子细胞分裂结束所需要的时间。
细胞的减数分裂:在性母细胞成熟时,配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。
有性繁殖(sexual reproduction) :由于雌雄配子受精结合形成合子,随后进一步分裂、分化和发育而产生后代的繁殖方式。
无性繁殖(asexual reproduction) :通过营养体的分割产生后代。
也称营养体生殖。
无融合生殖(apomixis) :是雌、雄配子不发生核融合,便又能形成种子的一种特殊生殖方式。
双受精:在被子植物中,一个精核与卵细胞结合为合子,将来发育为种子的胚(2n);一个精核与两个极核结合发育为种子的胚乳(3n) 。
被子植物所特有的这种两个精核参与受精的过程。
直感:受精的产物或母体组织,在受精后的杂种后代表现出来父本的特征。
直感现象:由于受花粉的影响而表现父本的特征。
孢子体世代:高等植物从受精卵发育成一个完整的绿色植株,是孢子体的无性世代。
1、同源与非同源染色体:同源染色体:形态、结构、功能相似的一对染色体,一条来自父本,一条来自母本。
非同源染色体:指形态结构不同的各对染色体。
2、基因突变:指染色体上某一基因位点内部发生了化学结构的变化,与原来基因形成对应关系。
3、测交:用被测个体与隐性纯和个体之间进行杂交,以验证被测个体的基因型。
4、共显性:指双亲性状同时在F1表现出来的现象。
5、杂种优势:两个遗传组成不同的品种或品系杂交,F1代在生活力、繁殖力、抗病力等方面都超过双亲的平均值,甚至比两个亲本各自的水平都高的现象。
一、自交和回交遗传效应的异同:相同点:都是通过连续多代进行,都使后代群体基因型趋于纯和,并且纯和率公式也相同。
不同点:①纯和基因种类不同:回交只有轮回亲本一种纯和基因型,自交有2n种纯和基因型。
②纯和进度不同:回交比自交快得多。
因为回交中的纯合率(A%)是指轮回亲本一种纯合基因型的所占的比例;而自交后代分离出2n种纯合基因型,纯和率(A%)是2n种纯合基因型的纯合率的总和。
二、比较伴性遗传、细胞质遗传、母性遗传的异同。
答:伴性遗传、细胞质遗传和母性影响的共同之处是正反交结果不一样。
伴性遗传的基因位于X染色体上,属于细胞核遗传体系,它所控制的性状在后代中呈现交叉遗传的特点,而且雄性的表现频率高于雌性。
但是,基因的遗传仍然符合孟德尔定律。
细胞质遗传的性状是受细胞质内的遗传物质控制的,属于细胞质遗传体系,后代的性状来自于母本,而且不符合孟德尔分离规律。
母性影响的性状实质上也是受细胞核内常染色体上的基因控制,也属于细胞核遗传体系,是母体基因表达的产物在卵细胞中的积累而影响子代性状的表达,后代的分离也符合孟德尔比例,只不过是要推迟一个世代而已3.细胞减丝分裂的特点和遗传学意义:答:减数分裂的特点:①DNA复制一次,而细胞连续分裂两次,形成单倍体的精子和卵子。
②同源染色体中的非姐妹染色单体间配对,发生交换重组。
遗传学意义:①雌雄性细胞染色体数目减半,保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性,并保证了物种相对的稳定性;②由于染色体交换、重组、分离,为生物的遗传和变异提供了重要的物质基础。
第1 章1. 遗传学:是研究生物遗传和变异的科学,是生物学中一门十分重要的理论科学,直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学,是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础;并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
2. 遗传:是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
3. 变异:是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株,一卵双生的兄弟也不可能完全一样。
第2 章1. 细胞周期:包括细胞有丝分裂过程和两次分裂之间的间期。
其中有丝分裂过程分为:①.DNA合成前期(G1期);②.DNA合成期(S期);③. DNA合成后期(G2期);④.有丝分裂期(M期)。
2. 原核细胞:一般较小,约为1~10mm。
细胞壁是由蛋白聚糖(原核生物所特有的化学物质)构成,起保护作用。
细胞壁内为细胞膜。
内为DNA、RNA、蛋白质及其它小分子物质构成的细胞质。
细胞器只有核糖体,而且没有分隔,是个有机体的整体;也没有任何内部支持结构,主要靠其坚韧的外壁,来维持其形状。
其DNA存在的区域称拟核,但其外面并无外膜包裹。
各种细菌、蓝藻等低等生物由原核细胞构成,统称为原核生物。
3. 真核细胞:比原核细胞大,其结构和功能也比原核细胞复杂。
真核细胞含有核物质和核结构,细胞核是遗传物质集聚的主要场所,对控制细胞发育和性状遗传起主导作用。
另外真核细胞还含有线粒体、叶绿体、内质网等各种膜包被的细胞器。
真核细胞都由细胞膜与外界隔离,细胞内有起支持作用的细胞骨架。
4. 染色质:是指染色体在细胞分裂的间期所表现的形态,呈纤细的丝状结构,含有许多基因的自主复制核酸分子。
染色体:是指染色质丝通过多级螺旋化后卷缩而成的一定形态结构。
细菌的全部基因包容在一个双股环形DNA构成的染色体内。
真核生物染色体是与组蛋白结合在一起的线状DNA双价体;整个基因组分散为一定数目的染色体,每个染色体都有特定的形态结构,染色体的数目是物种的一个特征。
●遗传学是研究生物遗传和变异的科学●遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素●遗传学研究的任务阐明生物遗传、变异现象及其表现规律。
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。
指导动、植物和微生物遗传改良(育种)实践。
提高医学水平,为人民谋福利。
●1900年,孟德尔规律的重新发现,是遗传学建立和发展的一年。
●1909年,约翰生最先提出“基因”一词●1953年瓦特森和克里克通过X射线衍射分析的研究,提出DNA分子结构模式理论●同源染色体:形态和结构相同的一对染色体●异源染色体:这一对染色体与另一对形态结构不同的染色体,互称为异源染色体。
●染色体组型分析:对生物细胞核内全部染色体的形态特征所进行的分析●性细胞成单存在,体细胞成对的。
●有丝分裂的意义:1.生物学意义:有丝分裂促进细胞数目和体积增加;均等方式的有丝分裂,能维持个体正常生长和发育,保证物种的连续性和稳定性。
2.遗传学意义:核内各染色体准确复制为二,两个子细胞的遗传基础与母细胞完全相同;复制的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞中,子母细胞具有同样质量和数量的染色体。
●粗线期:非姊妹染色单体间出现交换●偶线期:各同源染色体分别配对,出现联会现象。
●二价体:各对染色体的对应部位相互紧密并列,逐渐沿着纵向联结在一起,这样的同源染色体叫二价体。
●减数分裂后期I:每极只分到每对同源染色体中的1个,实现了2n数目的减半●减数分裂的意义生物生活周期和配子形成过程中必要阶段,最后形成雌雄性细胞,各具半数染色体(n),保证亲子代间染色体数目的恒定和物种的相对稳定性。
●染色体:细胞分裂时出现的,易被碱性染料染色的丝状或棒状小体,由核酸和蛋白质组成,是生物遗传物质的主要载体,各种生物的染色体有一定数目、形态和大小。
●染色单体:染色体通过复制形成,由同一着丝粒连接在一起的两条遗传内容完全一样的子染色体。
●单倍体:指具有配子染色体数(n)的个体。
遗传学的诞生、细胞遗传学的建立、分子遗传学的形成、分子遗传学的发展。
从遗传学产生和发展的四个主要阶段一、要了解遗传学,我准备先从遗传学的诞生开始讲。
遗传是生物的一种属性,是生命世界的一种自然现象,遗传与变异构成生物进化的基础。
人类何时开始认识到生物性状特征世代相传和发生变异的现象,已无稽可查了,但早在1809年,法国生物学家拉马克就发表了论述进化的第一部系统著作《动物学的哲学》,强调“用进废退”的理论,提出了有名的获得性遗传的观点。
然而,他对于许多过程的解释过分简单,不免包含了若干错误的意见和作者的主观臆测。
1859年11月2日达尔文的《物种起源》正式出版,该书对已知的各种有关遗传与变异的事实作了全面的考察,建立了全新的进化理论,并且提出了自然选择、人工选择的学说,给予进化过程以科学的解释。
虽然达尔文的论述比拉马克要系统、详尽得多,但受当时科学水平的限制和认识方法的局限,仍不免有若干偏颇之处。
直到1900年,奥地利的神父格里戈-孟德尔经豌豆杂交试验而确立的遗传因子分离法则和独立分配法则被重新发现时,遗传学才被奠定在科学的基础上,成为一门自然科学。
1906年英国生物学家贝特森首次提出了“遗传学”一词,以称呼这门研究生物遗传问题的新学科。
二、细胞遗传学是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科。
研究对象主要是真核生物,特别是包括人类在内的高等动植物。
早期的细胞遗传学着重研究分离、重组、连锁、交换等遗传现象的染色体基础以及染色体畸变和倍性变化等染色体行为的遗传学效应,并涉及各种生殖方式如无融合生殖、单性生殖以及减数分裂驱动等方面的遗传学和细胞学基础。
以后又衍生出一些分支学科,研究内容进一步扩大。
18世纪末,孟德尔定律被重新发现后不久,美国细胞学家萨顿和德国实验胚胎学家博韦里各自在动植物生殖细胞的减数分裂过程中发现了染色体行为与遗传因子行为之间的平行关系,认为孟德尔所设想的遗传因子就在染色体上,这就是所谓的萨顿—博韦里假说或称遗传的染色体学说。
在1901~1911年间美国细胞学家麦克朗、史蒂文斯和威尔逊等先后发现在直翅目和半翅目昆虫中雌体比雄体多了一条染色体,即 X染色体,从而揭示了性别和染色体之间的关系。
1902~1910年英国遗传学家贝特森等把孟德尔定律扩充到鸡兔等动物和香豌豆等植物中,并且创造了一系列遗传学名词:遗传学、同质结合、异质结台、等位基因、相引和相斥等,奠定了孟德尔遗传学的基础。
从1910年到20年代中期,美国遗传学家摩尔根、布里奇斯和斯特蒂文特等用果蝇作为研究材料,用更为明确的连锁和交换的概念代替了相引和相斥,发展了以三点测验为基础的基因定位方法,证实了基因在染色体工作线性排列,从而使遗传的染色体学说得以确立。
细胞遗传学便在这一基础上迅速发展。
从细胞遗传学衍生的分支学科主要有体细胞遗传学——主要研究体细胞,特别是离体培养的高等生物体细胞的遗传规律;分子细胞遗传学——主要研究染色体的亚显微结构和基因活动的关系;进化细胞遗传学——主要研究染色体结构和倍性改变与物种形成之间的关系;细胞器遗传学——主要研究细胞器如叶绿体、线粒体等的遗传结构;医学细胞遗传学,这是细胞遗传学的基础理论与临床医学紧密结合的新兴边缘科学,研究染色体畸变与遗传病的关系等,对于遗传咨询和产前诊断具有重要意义。
孟德尔定律揭示了以有性生殖为基础的遗传学规律。
但是生物界中还存在着各种不同的生殖方式,例如无融合生殖、孤雌生殖、孤雄生殖。
在通过这些生殖方式得到的子代中,性状比例不符合孟德尔比例。
此外在一般有性生殖过程中也可能出现不符合孟德尔定律的现象,例如减数分裂驱动这些现象的研究同样属于细胞遗传学范畴。
细胞遗传学是遗传学中最早发展起来的学科,也是最基本的学科。
其他遗传学分支学科都是从它发展出来的,细胞遗传学中所阐明的基本规律适用于包括分子遗传学在内的一切分支学科。
三、分子遗传学发展简史1944年,美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸(DNA),从而阐明了遗传的物质基础。
1953年,美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DNA分子结构的双螺旋模型,这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端。
1955年,美国分子生物学家本泽用基因重组分析方法,研究大肠杆菌的T4噬菌体中的基因精细结构,其剖析重组的精细程度达到DNA多核苷酸链上相隔仅三个核苷酸的水平。
这一工作在概念上沟通了分子遗传学和经典遗传学。
关于基因突变方面,早在1927年马勒和1928年斯塔德勒就用 X射线等诱发了果蝇和玉米的基因突变,但是在此后一段时间中对基因突变机制的研究进展很慢,直到以微生物为材料广泛开展突变机制研究和提出DNA分子双螺旋模型以后才取得显著成果。
例如碱基置换理论便是在T4噬菌体的诱变研究中提出的,它的根据便是DNA复制中的碱基配对原理。
美国遗传学家比德尔和美国生物化学家塔特姆根据对粗糙脉孢菌的营养缺陷型的研究,在40年代初提出了一个基因一种酶假设,它沟通了遗传学中对基因的功能的研究和生物化学中对蛋白质生物合成的研究。
按照一个基因一种酶假设,蛋白质生物合成的中心问题是蛋白质分子中氨基酸排列顺序的信息究竟以什么形式储存在DNA分子结构中,这些信息又通过什么过程从DNA向蛋白质分子转移。
前一问题是遗传密码问题,后—问题是蛋白质生物合成问题,这又涉及转录和翻译、信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核糖体的结构与功能的研究。
这些分子遗传学的基本概念都是在20世纪50年代后期和60年代前期形成的。
分子遗传学的另一重要概念——基因调控在1960~1961年由法国遗传学家莫诺和雅各布提出。
他们根据在大肠杆菌和噬菌体中的研究结果提出乳糖操纵子模型。
接着在1964年,又由美国微生物和分子遗传学家亚诺夫斯基和英国分子遗传学家布伦纳等,分别证实了基因的核苷酸顺序和它所编码的蛋白质分子的氨基酸顺序之间存在着排列上的线性对应关系,从而充分证实了一个基因一种酶假设。
此后真核生物的分子遗传学研究逐渐开展起来。
分子遗传学的内容用遗传学方法可以得到一系列使某一种生命活动不能完成的突变型,例如不能合成某一种氨基酸的突变型、不能进行DNA复制的突变型、不能进行细胞分裂的突变型、不能完成某些发育过程的突变型、不能表现某种趋化行为的突变型等。
不过许多这类突变型常是致死的,所以各种条件致死突变型,特别是温度敏感突变型常是分子遗传学研究的重要材料。
在得到一系列突变型以后,就可以对它们进行遗传学分析,了解这些突变型代表几个基因,各个基因在染色体上的位置,这就需要应用互补测验,包括基因精细结构分析等手段。
抽提、分离、纯化和测定等都是分子遗传学中的常用方法。
在对生物大分子和细胞的超微结构的研究中还经常应用电子显微镜技术。
对于分子遗传学研究特别有用的技术是顺序分析、分子杂交和重组DNA技术。
核酸和蛋白质是具有特异性结构的生物大分子,它们的生物学活性决定于它们的结构单元的排列顺序,因此常需要了解它们的这些顺序。
如果没有这些顺序分析,则基因DNA和它所编码的蛋白质的线性对应关系便无从确证;没有核酸的顺序分析,则插入顺序或转座子两端的反向重复序列的结构和意义便无从认识,重叠基因也难以发现。
分子遗传学是从微生物遗传学发展起来的。
虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面,但是以原核生物为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。
此外,由于微生物便于培养,所以在分子遗传学和重组DNA技术中,微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。
分子遗传学方法还可以用来研究蛋白质的结构和功能。
例如可以筛选得到一系列使某一蛋白质失去某一活性的突变型。
应用基因精细结构分析可以测定这些突变位点在基因中的位置;另外通过顺序分析可以测定各个突变型中氨基酸的替代,从而判断蛋白质的哪一部分和特定的功能有关,以及什么氨基酸的替代影响这一功能等等。
生物进化的研究过去着眼于形态方面的演化,以后又逐渐注意到代谢功能方面的演变。
自从分子遗传学发展以来又注意到DNA的演变、蛋白质的演变、遗传密码的演变以及遗传机构包括核糖体和tRNA等的演变。
通过这些方面的研究,对于生物进化过程将会有更加本质性的了解。
分子遗传学也已经渗入到以个体为对象的生理学研究领域中去,特别是对免疫机制和激素的作用机制的研究。
随着克隆选择学说的提出,目前已经确认动物体的每一个产生抗体的细胞只能产生一种或者少数几种抗体,而且已经证明这些细胞具有不同的基因型。
这些基因型的鉴定和来源的探讨,以及免疫反应过程中特定克隆的选择和扩增机制等既是免疫遗传学也是分子遗传学研究的课题。
将雌性激素注射雄鸡,可以促使雄鸡的肝脏细胞合成卵黄蛋白。
这一事实说明雄鸡和雌鸡一样,在肝脏细胞中具有卵黄蛋白的结构基因,激素的作用只在于激活这些结构基因。
激素作用机制的研究也属于分子遗传学范畴,属于基因调控的研究。
个体发生过程中一般并没有基因型的变化,所以发生问题主要是基因调控问题,也属于分子遗传学研究范畴。
分子遗传学研究的方法,特别是重组DNA技术已经成为许多遗传学分支学科的重要研究方法。
分子遗传学也已经渗入到许多生物学分支学科中,以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域。
四、遗传学与生物化学的关系最为密切,和其他许多生物学分支学科之间也有密切关系。
例如发生遗传学和发育生物学之间的关系;行为遗传学同行为生物学之间的关系;生态遗传学同生态学之间的关系等。
此外,遗传学和分类学之间也有着密切的关系,这不仅因为在分类学中应用了DNA碱基成分和染色体等作为指标,而且还因为物种的实质也必须从遗传学的角度去认识。
各个生物学分支学科所研究的是生物的各个层次上的结构和功能,这些结构和功能无一不是遗传和环境相互作用的结果,所以许多学科在概念和方法上都难于离开遗传学。
例如激素的作用机制和免疫反应机制一向被看作是和遗传学没有直接关系的生理学问题,可是现在知道前者和基因的激活有关,后者和身体中不同免疫活性细胞克隆的选择有关。
遗传学是在育种实践基础上发展起来的。
在人们进行遗传规律和机制的理论性探讨以前,育种工作只限于选种和杂交。
遗传学的理论研究开展以后,育种的手段便随着对遗传和变异的本质的深入了解而增加。
美国在20年代中应用杂种优势这一遗传学原理于玉米育种而取得显著的增产效果;中国在70年代把此原理成功地推广应用于水稻生产。
多倍体的生长优势同样在中国得到了应用,小黑麦异源多倍体的培育成功便是一例。
人工诱变也是广泛应用的育种方法之一。
数量遗传学和生物统计遗传学的研究结果,被应用到动、植物选种工作中而使育种效率得以提高。
这些主要是细胞遗传学时期研究成果的应用。
40年代初,抗菌素工业的兴起推动了微生物遗传学的发展,微生物遗传学的发展又推动了抗菌素工业以及其他新兴的发酵工业的进步。