摩尔根与遗传的第三定律
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1、遗传学的发展时期(1)经典遗传学时期(1900 ~ 1940 )——遗传学的诞生和细胞遗传学时期标志:孟德尔定律的二次发现成就:确立遗传的染色体学说,创立连锁定律(Morgan,1910),提出“基因”概念(2)微生物遗传和生化遗传学时期(1941 ~ 1960)标志:“一基因一酶”学说(Beadle&Totum)成就:“一基因一酶”学说(1941,Beadle&Totum) ,遗传物质为DNA(1944,A very,Hershey&Chase),双螺旋模型:(1953,Watson&Crick),转座子:(1951,McClintock),顺反子:(1956, Benzer)(3)分子遗传学时期和基因工程时期(1961~1989)标志:操纵子模型的建立成就:操纵子模型的建立(1961,Monod&Jacob),深入了解基因(破译遗传密码、重组技术、反转录酶、合成酶、内切酶、核糖酶、转座子、内含子、DNA测序、PCR等)(4)基因组-蛋白质组时期(1990 ~ 至今)标志:人类基因组测序工作启动成就:2003年4月14日美、英、日、德、法、中六国科学家完成人类基因组图谱(物理图),从基因组角度研究遗传学2、遗传学形成多个分支学科:细胞遗传学,生化遗传学,分子遗传学,群体遗传学,数学遗传学,生统遗传学发育遗传学,进化遗传学,微生物遗传学医学遗传学,辐射遗传学,行为遗传学遗传工程,生物信息学,基因组学。
3、染色体在细胞分裂中的行为(1)细胞周期:由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,分四个阶段:①G1期:指从有丝分裂完成到DNA复制之前的间隙时间;②S期:DNA复制时期;③G2期:DNA复制完成到有丝分裂开始前的一段时间;④M期(D期):细胞分裂开始到结束。
(2)有丝分裂中的染色体行为①前期:染色体开始逐渐缩短变粗,形成螺旋状。
当染色体变得明显可见时,每条染色体已含有两条染色单体,互称为姐妹染色单体,通过着丝粒把它们连接在一起。
连锁与互换定律1、连锁遗传:原来在亲本中组合在一起的两个性状在F2 中有连在一起遗传的倾向,称连锁遗传。
连锁相包括互引相(AB ab )、互斥相(Ab、aB)。
2、亲本型:与两亲本相同的性状表现型称为亲本型;不同的称为重组型。
3、完全连锁遗传:仅有亲本型,缺少重组型,eg:仅见于雄果蝇、雌家蚕。
4、不完全连锁遗传:在连锁遗传的同时发生性状的交换和重组;绝大多数生物为不完全连锁遗传。
5、利用测交法验证连锁遗传现象:特点:连锁遗传的表现为: 两个亲本型配子数是相等,> 50%; 两个重组型配子数相等,< 50%。
亲组合类型多, 重组合类型出现少6、交换值(Cv):指不完全连锁的两基因间发生交换的频率(百分率,平均次数)。
重组值(Rf):不完全连锁的双杂合体产生的重组型配子数占总配子数的比率(百分率)。
通常又把交换值称为重组值。
但严格说,交换值不能等同于重组值,因为若两个基因座之间相距较远,其间发生偶数次多重交换时,结果不形成重组型配子,用重组值代表交换值会造成偏低的估计。
7、连锁群:不能进行自由组合的基因群(位于同一染色体上的基因群)。
特点:一种生物连锁群的数目与染色体的对数是一致的。
即有n对染色体就有n个连锁群。
8、染色体作图:把染色体的多种基因相互之间的排列顺序确定下来。
连锁遗传的特征1)摩尔根连锁互换是经典遗传学第三定律,是孟德尔自由组合定律的补充;2)发生在两对或以上基因间,且基因在染色体上线性排列;3)连锁基因发生在同一对同源染色体上;4)减数分裂偶线期,同源染色体联会,非姐妹染色单体间的互换是形成重组型的分子基础;5)两对基因座间距离越大,交换概率越大、连锁性越弱;6)完全交换即为自由组合,完全不交换即为完全连锁情形;染色体作图(基因定位)方法包括两点测交法和三点测交法计算基因间相对距离(1)非等位基因在染色体上排列的直线距离与基因间的互换率大小有关;(2)遗传学上规定,以互换率的 1%作为一个遗传单位将基因定位在一条直线上。
遗传学三大基本定律分离规律、(1)分离规律分离规律是遗传学中最基本的一个规律。
它从本质上阐明了控制生物性状的遗传物质是以自成单位的基因存在的。
基因作为遗传单位在体细胞中是成双的,它在遗传上具有高度的独立性,因此,在减数分裂的配子形成过程中,成对的基因在杂种细胞中能够彼此互不干扰,独立分离,通过基因重组在子代继续表现各自的作用。
这一规律从理论上说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。
以孟德尔的豌豆杂交试验为例(表9-2):可见,红花与白花杂交所产生的F1植株,全开红花。
在F2群体中出现了开红花和开白花两类,比例3∶1。
孟备尔曾反过来做白花为花的杂交,结果完全一致,这说明F1 和F2的性状表现不受亲本组合方式的影响,父本性状和母本性状在其后代中还将是分离的。
独立分配规律(2)独立分配规律该定律是在分离规律基础上,进一步揭示了多对基国间自由组合的关系,解释了不同基因的独立分配是自然界生物发生变异的重要来源之一。
按照独立分配定律,在显性作用完全的条件下,亲本间有2对基因差异时,F2有22=4种表现型;4对基因差异,F2有24=16种表现型。
设两个亲本有20对基因的判别,这些基因都是独立遗传的,那么F2将有220=1048576种不同的表现型。
这个规律说明通过杂交造成基因的重组,是生物界多样性的重要原因之一。
独立分配定律是指两对以上独立基因的分离和重组,是对分离规律的发展。
因此分离定律的应用完全适用于独立分配规律。
连锁遗传(3)连锁遗传规律1900年孟德尔遗传规律被重新发现后,人们以更炎的动植物为材料进行杂交试验,其中属于两对性状遗传的结果,有的符合独立分配定律,有的不符。
摩尔根以果蝇为试验材料进行研究,最后确认所谓不符合独立遗传规律的一些例证,实际上不属独立遗传,而属另一类遗传,即连锁遗传。
于是继孟德尔的两条遗传规律之后,连锁遗传成为遗传学中的第三个遗传规律。
所谓连锁遗传定律,就是原来为同一亲本所具有的两个性状,在F2中常常有连系在一起遗传的倾向,这种现象称为连锁遗传。
遗传学的早期倡导者──贝特森──纪念孟德尔遗传定律重新发现一百周年摘要:20世纪初,遗传学家贝特森为孟德尔遗传定律的传播,作了不懈的努力;为遗传学的真正崛起,做出了开拓性的贡献。
1900年的春天,遗传学史上发生了一件引人注目的重大事件,被埋没长达35年的孟德尔论文终于重见天日。
孟德尔遗传定律的重新发现,意味着遗传学作为独立科学分支的诞生。
但是这个再发现,在当时的科学界似乎并未引起多大的回响。
孟德尔学说的迅速传播,以及遗传学的真正崛起,必须归功于英国胚胎学家兼第一代遗传学家贝特森(W.Batesen,1861~1926)。
他透过动植物的杂交实验,肯定了孟德尔遗传定律,并且还发现不同于孟德尔遗传定律的一些“例外”现象。
他创立了许多重要的遗传学概念,使孟德尔真正扬名于世。
因此,贝特森被称为遗传学的早期倡导者。
实地考察,研究变异1883年,贝特森自剑桥大学圣·约翰学院毕业后,便到美国著名动物学家布鲁克斯(W.K.Brooks)实验室从事胚胎学的研究。
在布鲁克斯的影响下,他开始转向研究进化问题,尤其是进化过程中变异的来源。
11885年贝特森回到英国后,随探险队到达中亚细亚西部,•用数年时间调查500多个盐湖的甲壳纲和贻贝等动物群体变异现象,并研究这些变异在物种进化中的作用。
他透过长期实地考察和研究,于1894年出版《特别关于物种起源中的变异不连续性的研究资料》。
该书汇集了贝特森在这个领域中最重要的一些发现,书中提出了“解决进化问题的有效方法就是研究变异”、“只有不连续变异才能被遗传,从而在进化中起作用”等新观点。
这些论点与当时英国动物学家韦尔登(W.Weldon)所主张的“连续变异是进化的基础”形成强烈对立,双方于是开始长期的激烈争论。
贝特森的论点促使人们进一步去探讨有关生物进化的问题,是继达尔文(C.Darwin)后研究变异性质、原因及意义的重要科学家。
高扬大旗,捍卫学说1897年,贝特森就生物如何进化,开始遗传学的研究。