遗传学 PPT课件
遗传学绪论PPT课件.ppt
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Genetics
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DNA Replication: Propagating Genetic Information
➢What is gene? ➢Genes were shown to consist of substances
called nucleic acids.
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3、The Human Genome Project: Sequencing DNA and Cataloguing Genes
➢Replication (复制) ➢Expression (表达) ➢Mutation (突变)
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Key Points
➢Genetics is the study of the hereditary materials.
➢The hereditary material explains both the similarities and differences among organisms.
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1、Mendel: Genes and the Rules of Inheritance
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Mendel’s method involved hybridizing plants that showed different traits—for example, short plants were hybridized with tall plants—to see how the traits were inherited by the offspring.
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1961年,雅各布(F.Jacob)和莫诺根 (J.L.Monod)提出细菌中基因表达与调控 的操纵元模型
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1966年,莱文伯格(M.W.Nirenberg)和柯 兰拉(H.G.Khorana)建立了完整的遗传密 码
20世纪30年代,研究者们提出杂种优势理 论
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1930~1932年费希尔(R.A.Fisher)、奈特 (S.Wright)和霍尔丹(J.B.S.Haldane) 等奠定了数量遗传学和群体遗传学的基础
费希尔
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1941年比德尔(G.W.Beadle)和泰特姆 (E.T.Tatum)证明了基因是通过酶而起作 用的,提出“一个基因一个酶”的假说
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第一节 遗传学的研究对象和任务
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研究的对象
遗传学所研究的主要内容是由母细胞到子细 胞、由亲代到子代,而细胞及其所含的染色 体则是生物信息遗传的基础。
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DNA分子
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务
遗传学研究的任务在于:阐明生物遗传和变 异的现象及其表现的规律;探索遗传和变异 的原因及其物理基础,揭示其内在规律;从 而进一步指导动物、植物和微生物的育种实 践,防治遗传疾病,提高医学水平,造福人 类。
20世纪70年代,分子遗传学已成功地进行 人工分离基因和人工合成基因,开始建立 遗传工程这一新的研究领域
20世纪90年代初,实施“人类基因组计划” 21世纪,遗传学的发展进入“后基因组时
代”
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第三节 遗传学的重要性
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遗传学与进化论有着不可分割的关系 遗传学对于农业科学起着直接的指导作用,
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多因子复杂性状受多个基因控制,每个基因作用较小,且易受环境 影响;而单基因性状通常受单一基因控制,遗传效应显著。
研究意义
揭示多因子复杂性状的遗传机制,为疾病预测、诊断和治疗提供理论 依据。
数量性状遗传学原理
数量性状定义
01
表现为连续变异的性状,如身高、体重等。
遗传基础
02
数量性状受多对基因控制,每对基因作用微小,呈累加效应。
克隆技术介绍
简要介绍动物克隆技术的原理、方法和应用实例。
伦理道德问题
探讨动物克隆技术所涉及的伦理道德问题,如生命尊严、生物多样 性、人类安全等。
社会影响与监管
分析动物克隆技术对社会的影响以及政府对相关技术的监管措施。
未来发展趋势预测
精准医学
随着遗传学研究的深入,精准医学将成为 未来发展的重要方向,实现个体化诊断和
RNA翻译的过程
RNA翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。在翻译过程中,核糖体识别 mRNA上的遗传密码,并根据密码子的顺序合成相应的氨基酸序列,从而合成蛋 白质。
基因突变与修复机制
基因突变的类型
基因突变包括点突变、插入突变、缺失突变等类型。这些突变可能导致遗传信息的改变,从而影响生 物体的性状和表型。
包括点突变、插入突变、缺失突变等。
对生物表型的影响
可能导致生物体形态、生理、生化等方面的 异常表现。
对蛋白质结构和功能的影响
可能导致蛋白质结构异常、功能丧失或获得 新的功能。
对生物进化的意义
是生物进化的原材料,为自然选择提供多样 性。
基因重组与染色体变异
基因重组类型
包括同源重组、非同源重组等 。
染色体变异类型
DNA复制的特点
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遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
遗传密码的基本特性
• 遗传密码为三联体 • 遗传密码不重叠(少数例外),在一个mRNA上每个核苷
三点测交
干扰与并发
一个单交换发生后,在它邻近再发生第二个单交换的 机会就会减少,这种现象称为干扰或干涉 (interference,I )
对于受到干扰的程度,通常用并发系数或符合系数 (coefficient of coincidence,C )来表示
并发系数 = 实际双交换值 / 理论双交换值
非整倍体
超倍体(hyperploidy)
指体细胞中多若干条染色体的个体 超倍体的来源
• 由于减数分裂时个别染色体行为异常所致 n +1 配子与 n 配子结合形成三体(trisomy)
• 两个相同的 n + 1 配子结合形成四体(tetrasomy) 两个不同的 n + 1 配子结合形成双三体(double trisomy)
X三体综合征 Klinefelter (克氏)综合征
(又称小睾丸症)
超Y综合征
典型核型
45,X 47,XXX 47,XXY
47,XYY
主要特征
卵巢发育不全,呈索条状,不育,乳房不发育,蹼颈, 肘外翻 大多患者外表正常,内外生殖器、性功能一般正常,少 数卵巢功能异常。有生育能力或不育等
先天性睾丸不发育,智力低下,乳房发育等
Cy + +S
+S ×
Cy +
Cy +
Cy +
Cy +
+S
Cy - 果蝇翘翅基因
+S
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✓从香豌豆中发现性状连锁; ✓创造“genetics”一字。
➢詹森斯(Janssens, F. A.) 1909
✓观察到染色体在减数分裂时呈交叉现象,为解释 基因连锁现象提供了基础。
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➢摩尔根(Morgan T.H.,1866~1945):
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(二)、 遗传学的诞生(1900)
(1). 孟德尔 (Gregor Mendel) (1822-1884): 奥地利的一个修道士,他从1856年开始进行了8年的豌
豆杂交试验 : 1866年发表《植物杂交试验》,提出了分离规律和
独立分配规律;并应用统计学方法分析和验证了这些假设。 假定细胞中有它的物质基础“遗传因子”,但是他的
第一章 绪 论
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一、遗传学基本概念
(一)什么是遗传学(genetics):研究生物的遗传 和变异 现象及其规律的一门学科。
(1)遗传(heredity, inheritance): 生物有性或无性生
殖方式繁殖,子代与亲代相似、物种的延续性
“ 种瓜得瓜,种豆得豆。”
(2)变异(variation):生物个体之间差异的现象。
“一母生九子,九子各不同。”
(3)矛盾运动:遗传
变异
物质、能量、信息
生物
变异 自然选择进化
人工选择最新版育整种理ppt
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(二)遗传学的研究任务
遗传学:研究遗传物质(基因)结构、功能、
传递和表达规律。 1) 性状遗传学:描述遗传变异的现象和规律 2) 细胞遗传学和分子遗传学:
阐述生物遗传变异的原因、 遗传物质的本质、结构、功能、变化、表 达及其调控。
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定律,建立了颗粒式遗传的机制(1866年 ) De Vries, Correns, Von Tschemak: 孟德尔 2011/1 定律再发现(1900年)
2. 遗传与环境对B性状的相对作用如何 ?
3. 如何解释同卵双生子中,两个性状 2011/1 之间符合度的差异?
性状的多基因决定与基因的多效性 表现度、外显率——基因表达的变异
表现度:一定环境下,某一突变个体基因型表 达的差异程度,果蝇Lobe Eyes小眼基因
外显率:一个基因型,有些个体表现一定表型 而另外一些不表现。
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1940-1952:细胞向分子水平过渡时期, 以微生物为研究对象,采用生化方法研 究遗传物质的本质及功能
1941,Beadle & Tatum* 一个基因一个酶 1944,Avery 细菌转化实验,证明DNA是遗
传物质 1952,Hershey* 噬菌体感染实验
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一个细胞经减数分裂产生4个配子。在粗线期这个细 胞的细胞核含有5pg的DNA,则每个配子的DNA含量 为 pg。
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被子植物有性生殖过程中由大孢子发育为 胚囊需要经过( ) A.1次减数分裂和2次有丝分裂形成8个核
B.减数分裂形成4核 C .3次有丝分裂形成8个核 D. 2次有丝分裂形成4个核
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减数分裂特征
连续进行两次核分裂,而染色体只复制一次,结果形
成四个核,每个核含有单倍数染色体,即染色体减半 前期特别长,且变化复杂,重要事件包括同源染色体配对(联会
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谢谢聆听
长发育异常、生殖障碍以及多种躯体畸形等问题。对于染色体疾病的诊断,通常需要进行遗传学咨询、家族史 调查、临床表现观察以及遗传学检测等综合评估。治疗方面,目前尚无根治方法,但可以通过对症治疗、康复 训练以及社会心理支持等手段,提高患者的生活质量和社会适应能力。
03 基因表达调控与表观遗传学
基因表达调控机制
阐述基因歧视的概念、表现形式 和危害,包括在就业、保险、教 育等领域的歧视现象。
原因分析
分析基因歧视产生的社会、文化 和心理等方面的原因,以及现有 法律法规在防止基因歧视方面的 不足。
应对措施建议
提出防止基因歧视的政策建议, 包括完善法律法规、加强宣传教 育、推动基因科技合理应用等。
辅助生殖技术中伦理道德问题思考
染色体的形态结构
染色体的功能
染色体是遗传物质的主要载体,通过 复制、转录和翻译等过程,控制生物 体的遗传性状。
染色体在细胞分裂的不同时期呈现不 同的形态,包括染色质丝、染色单体、 四分体等。
染色体数目异常及遗传效应
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染色体数目异常的类型 包括整倍体和非整倍体,如单体、三体、多倍体 等。
染色体数目异常的原因 主要是由于细胞分裂过程中染色体的不分离或丢 失所致。
高通量测序技术
利用微流控边测序。
第三代测序技术
基于单分子荧光测序或纳米孔测序,无需PCR扩增,具有读长长、速 度快、成本低等优点。
生物信息学在分子遗传学中应用
基因组组装与注释 利用生物信息学方法对基因组序列进行组装、拼接和注释, 解析基因结构和功能。
个性化医疗
基于患者的基因组信息, 制定个性化的治疗方案 和用药指导,提高治疗 效果和减少副作用。
基因治疗
遗传学(全套课件752P)ppt课件
遗传学(全套课件752P)ppt课件目录•遗传学基本概念与原理•基因突变与修复•基因重组与染色体变异•遗传规律与遗传图谱分析•分子遗传学技术与应用•细胞遗传学技术与应用CONTENTSCHAPTER01遗传学基本概念与原理遗传学定义及研究领域遗传学定义研究生物遗传信息传递、表达和调控的科学。
研究领域包括基因结构、功能、表达调控,基因突变、重组、进化,以及遗传与发育、免疫、疾病等方面的关系。
遗传物质基础:DNA与RNADNA脱氧核糖核酸,是生物体主要的遗传物质,由碱基、磷酸和脱氧核糖组成。
RNA核糖核酸,在蛋白质合成过程中起重要作用,由碱基、磷酸和核糖组成。
遗传信息传递过程DNA复制在细胞分裂间期进行,以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
转录以DNA为模板合成RNA的过程,发生在细胞核或细胞质中。
翻译以mRNA为模板合成蛋白质的过程,发生在细胞质中的核糖体上。
基因表达调控机制基因表达基因携带的遗传信息通过转录、翻译等过程转变为具有生物活性的蛋白质分子的过程。
调控机制包括转录水平调控(如转录因子、启动子等)、转录后水平调控(如RNA剪接、修饰等)和翻译水平调控(如蛋白质磷酸化、去磷酸化等)。
这些调控机制使得生物体能够适应不同的环境条件并维持正常的生理功能。
CHAPTER02基因突变与修复点突变包括碱基替换、插入和缺失。
染色体畸变包括染色体结构变异和数目变异。
03生物因素如某些病毒和细菌。
01物理因素如紫外线、X 射线等。
02化学因素如亚硝酸、碱基类似物等。
直接修复切除修复重组修复SOS 修复DNA 损伤修复机制01020304针对某些特定类型的DNA 损伤,通过特定的酶直接进行修复。
通过核酸内切酶将损伤部位切除,再利用DNA 聚合酶和连接酶进行修复。
在复制过程中,当遇到无法直接修复的DNA 损伤时,可通过重组机制进行修复。
当DNA 受到严重损伤时,细胞会启动SOS 修复机制,通过易错复制方式快速完成复制过程。
遗传学--第一章-绪论-PPT课件
第一章 绪论
第一节 什么是遗传学 (genetics): 遗传学就是研究生物的遗传与变异的科学
世代间相似的现象就是“遗传” (heredity, inheritance) “ 种瓜得瓜,种豆得豆。”
生物个体间的差异叫做“变异”(variation) “一母生九子,九子各不同。”
2、微生物和生化遗传学时期遗传学 (1940-对 象从真核转到了原核,更为深入地研究了 基因的精细结构和生化功能。 重大成果有“一基因一酶”(Beadle and Tatum,1941)的建立.
遗传物质确定为DNA,而不是蛋白(Avery, 1944);
双螺旋模型的建立(Watson和Crick 1953)以及中心法 则的提出(Crick,1958)。
Frankling and wilkins
分子遗传学时期。(1953-现在)
此期是遗传学发展的第三次高潮,可以说成果累累, 月新年异,而且趋向于应用,大大缩短了转化为生 产力的周期。
乳糖操纵子模型的建立(Jacob and Monod,1961)
青山衬托之下,是一片金灿灿 的中国水稻梯田。2002年4月5 日以中国梯田为封面的« Science»杂志以14页篇幅率先 发表了一个重大成果—中国人 独立完成的论文《水稻(籼稻) 基因组的工作框架序列》,显 示对中国科学家成就充分肯定。
第三节遗传学在国民经济中的作用 一、 遗传学与农牧业的关系 无论是农林还是畜牧水产业都是和国计民生
遗传学:研究遗传物质(基因)结构、 功能、 传递和表达规律。
遗传与变异的关系
遗传与变异现象在生物界普遍存在,是生命活 动的基本特征之一。
没有变异生物界就失去进化的素材,遗传只的 是简单的重复
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包括基因结构、功能、表达调控, 以及生物遗传变异、进化等方面。
遗传物质基础:DNA与RNA
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DNA
RNA
脱氧核糖核酸,是生物体主要的遗传物质, 存在于细胞核中。
核糖核酸,在蛋白质合成过程中起重要作 用,存在于细胞质中。
DNA与RNA的关系
DNA通过转录过程合成RNA,RNA再指 导蛋白质的合成。
染色体的形态结构
包括着丝粒、端粒、次缢 痕等结构,不同物种的染 色体形态各异。
染色体的功能
在细胞分裂过程中,染色 体通过复制、分离和重组 等过程,确保遗传信息的 准确传递。
染色体数目变异及意义
染色体数目变异类型
染色体数目变异的意义
包括整倍体和非整倍体变异,如单体、 三体、多倍体等。
对生物进化、物种形成和遗传育种等 方面有重要意义。
染色体数目变异的原因
可能是由于细胞分裂异常、基因突变 或环境因素等导致。
性别决定与性染色体遗传
性别决定机制
生物体内存在性别决定基 因,通过不同机制控制性 别分化。
性染色体类型
包括XY型和ZW型两种类 型,不同生物采用不同的 性染色体类型。
性染色体遗传规律
性染色体上的基因遵循特 定的遗传规律,如分离定 律和自由组合定律等。
详细介绍多基因风险评分(PRS)等风险预测模型的原理和应用。
实际应用举例
通过具体实例,如糖尿病、高血压等,展示如何利用风险预测模型 进行多基因遗传病的风险评估和预防。
染色体异常导致疾病诊断治疗
染色体异常概述
简要介绍染色体异常的概念、类型和常见疾病。
诊断方法
详细介绍染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)等染色体异常的 诊断方法。
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01医学遗传学概述Chapter定义与发展历程定义发展历程研究对象及内容研究对象研究内容与医学的关系与生物学的关系与社会学的关系030201与其他学科关系02遗传物质基础ChapterDNA结构与功能DNA双螺旋结构DNA碱基组成DNA功能基因概念及类型基因类型基因定义包括结构基因、调节基因、操纵基因等,分别控制不同性状的表达。
基因与性状关系基因组与人类基因组计划基因组定义一个生物体所有基因的总和,包括核基因组、线粒体基因组和病毒基因组等。
人类基因组计划旨在测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息,为医学、生物学等领域的研究提供基础数据。
基因组学研究内容包括基因组的结构、功能、进化以及基因与疾病关系等方面的研究。
03遗传信息传递与表达ChapterDNA复制的定义和意义DNA复制是指DNA双链在细胞分裂间期阶段进行以一个初始DNA分子产生两个相同的DNA复制品的生物过程。
DNA复制是生物遗传的基础,能够保证亲子代之间遗传信息的连续性。
DNA复制的过程DNA复制主要包括起始、延伸和终止三个阶段。
起始阶段需要特定的蛋白质和酶识别并结合到DNA的复制起点上,形成复制叉。
延伸阶段则以复制叉为起点,在DNA聚合酶的作用下,按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。
终止阶段则涉及到复制叉的解体以及DNA连接酶对新合成DNA链的封口。
DNA复制的特点DNA复制具有半保留复制、半不连续复制以及高度忠实性等特点。
半保留复制是指新合成的DNA分子中,一条链是旧的,另一条链是新的,保留了亲代DNA的一条母链。
半不连续复制则是指DNA复制时,前导链连续合成,而后随链则是不连续合成的。
高度忠实性则保证了DNA复制过程中极少出现错误,保证了遗传信息的稳定性。
DNA复制过程及特点转录过程及调控机制翻译过程及蛋白质合成04基因突变与遗传病Chapter01020304包括错义突变、无义突变和同义突变,影响蛋白质的结构和功能。
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重叠群
4.重叠群染 色体组装
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1
第一节 基因组学概述
基因组学(genomics):主要研究 生物体全基因组(genome)的分子 特征。
基因组学强调的是以基因组为单
位,而不是以单个基因为单位作
为研究对象
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家系的资料绘制第1至22号染色体图谱。
对于X染色体图谱,还利用了来自另外12
个家系,170个成员的资料绘制而成。
将5264个标记定位在2335个位点,据
此构建的人类基因组遗传图谱的密度为每
个标记599 kb。
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植物基因组遗传图谱的构建
选择亲本
产生作图群体
P1 × P2
遗传标记的染色体定位
细胞学标记
生化标记:同工酶及种子贮藏蛋白,有时又称蛋 白质标记
分子标记:DNA水平上的标记。RFLP, RAPD,
SSR, STS, AFLP, CAP编S辑课, 件SNP
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2、遗传图谱的构建
人类基因组遗传图谱的构建
人类的遗传图谱是利用家系分析法,
在对8个家系的134个成员的分析中,主要
根据5264个STR标记绘制而成。利用这些
因组工作草图
2001年8月26日,人类基因组计划中国部分
测序项目汇报及联合验收会在京召开,标
志人类基因组“中国编辑卷课件”通过验收
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1992年8月,中国根据国情正式宣 布实施自己的“水稻基因组研究计划 ”
2002年4月5日,《Science》以14 页的篇幅刊登和宣布中国科学家独立 绘制完成的水稻基因组草图序列
标 记 为 3267 个 , 用 于 指 导 水 稻 基
因组测序