人类探索遗传物质的历程.ppt

必修2主题遗传、变异、进化肤色肤色脸型脸型高矮高矮胖瘦胖瘦五官长相五官长相性格特点性格特点性状：生物体所具有的形态结构、性状：生物体所具有的形态结构、生理特征、行为习惯等特征。生理特征、行为习惯等特征。遗传：子代和亲代（在性状上）遗传：子代和亲代（在性状上）的相似现象。的相似现象。读一读读一读 填一填填一填1、早期人们对遗传原因的猜测中认为：、早期人们对遗传原因的猜测中认为：遗传是遗传是“”，是，是“”，因，因此是此是“”。天赋天赋神的安排神的安排无法改变的无法改变的2、近、近100多年来伴随着时代的进步，人们多年来伴随着时代的进步，人们逐渐开始用科学的态度的科学的方法来解逐渐开始用科学的态度的科学的方法来解释遗传的现象，比如：释遗传的现象，比如：1841年达尔文提出年达尔文提出的的 ，不仅说明了遗传的现象，而，不仅说明了遗传的现象，而且说明了发育的机制；且说明了发育的机制；1885年德国动物学年德国动物学家魏斯曼提出的家魏斯曼提出的 ，他把生物体分，他把生物体分为为 和和 两部分，由两部分，由 决定体质；决定体质；1865年孟德尔指出，决定和传递遗传性状年孟德尔指出，决定和传递遗传性状的是的是 ，生物的每个性状都是由，生物的每个性状都是由 负责传递的，遗传下来的是负责传递的，遗传下来的是 而不而不是性状，后来又提出了是性状，后来又提出了 规律和规律和 规律，规律，因此，孟德尔被称为因此，孟德尔被称为 ；泛生论泛生论种质论种质论种质种质体质体质种质种质遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子的分离遗传因子的分离自由组合自由组合遗传学的奠基人遗传学的奠基人1903年，萨顿在研究年，萨顿在研究 的的 细胞的形成细胞的形成过程中发现：生殖细胞中染色体数目是体细过程中发现：生殖细胞中染色体数目是体细胞的胞的 。还发现生殖细胞形成时染色体的。还发现生殖细胞形成时染色体的行为和行为和 惊人的相似，因此认为惊人的相似，因此认为 是联系亲代与子代的桥梁，正是联系亲代与子代的桥梁，正是是 携带着孟德尔所说的遗传因子从携带着孟德尔所说的遗传因子从亲代传给子代。亲代传给子代。1909年，丹麦遗传学家约翰年，丹麦遗传学家约翰逊首次使用逊首次使用 代表遗传因子。代表遗传因子。20世纪初，世纪初，美国遗传学家摩尔根以果蝇为实验材料提出美国遗传学家摩尔根以果蝇为实验材料提出了基因的了基因的 遗传规律，遗传规律，1926年摩尔根发年摩尔根发表了表了基因论基因论，提出了基因学说，认为基，提出了基因学说，认为基因位于因位于 上，基因在上，基因在 上呈上呈 性排性排列，成为现代技术最早的理论基础。摩尔根列，成为现代技术最早的理论基础。摩尔根因此获得了因此获得了1933年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。蝗虫蝗虫生殖生殖一半一半孟德尔的定律孟德尔的定律染色体染色体染色体染色体基因基因连锁连锁染色体染色体染色体染色体线线3、20世纪中叶，是遗传学研究从世纪中叶，是遗传学研究从 向向 过渡的时期，从过渡的时期，从1928年英国格里菲斯年英国格里菲斯肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化实验到实验到1944年美国艾佛里肺年美国艾佛里肺炎双球菌炎双球菌体外转化体外转化实验到实验到1952年赫尔希和蔡年赫尔希和蔡斯斯噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌的实验，通过一系列实验的实验，通过一系列实验证明了携带遗传信息的不是蛋白质而是证明了携带遗传信息的不是蛋白质而是DNA，只是生命舞台的前台只是生命舞台的前台“演员演员”，而，而 是后台的是后台的“总导演总导演”。1957年富兰克林科瑞年富兰克林科瑞特通过烟草花叶病毒的拆合实验特通过烟草花叶病毒的拆合实验,证明在没证明在没有有DNA的病毒中的病毒中,是遗传物质。是遗传物质。细胞水平细胞水平分子水平分子水平蛋白质蛋白质DNARNA4、1953年美国科学家沃森和英国科学年美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了家克里克提出了 模型，成模型，成为为20世纪分子生物学上最伟大的成就。世纪分子生物学上最伟大的成就。20世纪世纪50年代，迦莫夫提出了著名的年代，迦莫夫提出了著名的 学说。学说。1959年，克里克认为年，克里克认为DNA将遗将遗传信息由细胞核传送到细胞质，并决定传信息由细胞核传送到细胞质，并决定蛋白质的合成。蛋白质的合成。20世纪世纪60年代，美国年代，美国生物化学家尼伦伯格和霍拉纳破解了遗生物化学家尼伦伯格和霍拉纳破解了遗传密码。发现基因中的遗传信息是以传密码。发现基因中的遗传信息是以 的形式存在的。遗传密码具有的形式存在的。遗传密码具有 性，性，无论病毒还是人，几乎所有的生物都无论病毒还是人，几乎所有的生物都 。DNA的双螺旋结构的双螺旋结构三联体密码三联体密码密码密码通用通用共用共用一套一套遗传密码遗传密码1、摩尔根为什么用果蝇作为实验材料？、摩尔根为什么用果蝇作为实验材料？2、什么是遗传信息？、什么是遗传信息？读一读读一读 答一答答一答果蝇的唾腺细胞染色体特别大，便于观察；果蝇的唾腺细胞染色体特别大，便于观察；果蝇的染色体数目少，只有果蝇的染色体数目少，只有4对；对；果蝇的生活周期较短。果蝇的生活周期较短。遗传信息是指遗传信息是指DNA中中4种核苷酸碱基的排列顺序。种核苷酸碱基的排列顺序。龙生龙，凤生龙生龙，凤生凤，老鼠的儿凤，老鼠的儿子会打洞子会打洞 种瓜得瓜种瓜得瓜,种豆种豆得豆得豆神的安排神的安排天赋天赋一一 早期人们对遗传原因的猜测早期人们对遗传原因的猜测染色体由染色体由DNADNA和和蛋白质蛋白质构成构成达尔文达尔文泛生论泛生论魏斯曼魏斯曼种质论种质论孟德尔孟德尔遗传因子假说遗传因子假说萨顿萨顿遗传染色体学说遗传染色体学说二二 寻找遗传物质寻找遗传物质摩尔根摩尔根基因论基因论u达尔文的泛生论 1841年达尔文提出泛生论,认为身体各部分细胞里都存在一种微粒(芽球),它决定所在细胞的分化和发育。各种微粒随着血液循环汇集到生殖细胞中。受精卵发育过程中，微粒又不断流到不同的细胞中，控制所在细胞的分化，产生一定的组织器官。达尔文(1809-82)1885年,德国动物学家魏斯曼认为：多细胞生物可分为“种质”和“体质”两部分,种质是独立的、连续的、能产生后代的种质和体质。体质是不连续的、不能产生种质。种质的变异将导致遗传的变异,而环境引起的体质的变异是不连续的。魏斯曼做了连续22代剪断小鼠的实验，来与“泛生论”论战。u魏斯曼的种质论1865年,孟德尔根据他8年的植物杂交试验结果，2月8日在当地的科学协会上宣读了一篇题为植物杂交试验的论文，提出了分离定律和自由组合定律。但这一伟大的发现埋没35年后才重见天日。1900年遗传学诞生。孟德尔(1822-1884)u孟德尔的遗传因子假说遗传学的奠基人：孟德尔遗传学的奠基人：孟德尔他认为，生物的每一个性状都是由遗传因子负责传递的，遗传下来的不是性状，而是遗传因子；遗传因子呈颗粒状，在体细胞内成对存在，在生殖细胞里单个存在；杂交后的遗传因子仍保持独立，不融为一体，在杂种产生配子时，不同的遗传因子互不影响地彼此分离开来，并被分配到不同的配子里，完整地遗传给下一代，所以未在亲代中出现的性状，仍能在子代中出现。在此基础上，孟德尔提出了遗传因子的分离规律和自由组合规律。孟德尔指出：决定和传递性状的是遗传因子基因：1909年，丹麦遗传学家约翰逊首次使用基因一词代表遗传因子。u萨顿的遗传染色体学说遗传染色体学说 染色体染色体是联系亲代与子代的桥是联系亲代与子代的桥梁，是染色体携带孟德尔所说的梁，是染色体携带孟德尔所说的遗传因子从亲代传给子代。遗传因子从亲代传给子代。摩尔根(1866-1945)u摩尔根的基因论 控制果蝇眼色的基控制果蝇眼色的基因位于因位于性染色体性染色体上，染上，染色体是基因的载体，证色体是基因的载体，证明了一条染色体有许多明了一条染色体有许多基因，提出了基因的连基因，提出了基因的连锁遗传规律锁遗传规律。认为基因位于染色体上，基因在染色体上认为基因位于染色体上，基因在染色体上呈线性排列。呈线性排列。由此，他获得了1933年度诺贝尔生理学/医学奖。主要集中到蛋白质和核酸上的研究。（1）早期人们认为蛋白质就是基因，各种不同的氨基酸就是）早期人们认为蛋白质就是基因，各种不同的氨基酸就是遗传信息的贮存单位。遗传信息的贮存单位。（2）1928年英国医生格里菲斯进行了年英国医生格里菲斯进行了肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验。（3）1944年美国生物学家艾弗里和他的同事进行了年美国生物学家艾弗里和他的同事进行了肺炎双球菌肺炎双球菌体外转化实验体外转化实验。（4）1952年美国生物学家赫尔希和蔡斯利用同位素示踪法进行年美国生物学家赫尔希和蔡斯利用同位素示踪法进行了噬菌体侵染细菌实验，证明了了噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。传物质。（5）1957年富兰克林年富兰克林科瑞特通过烟草花叶病毒的拆合实验，科瑞特通过烟草花叶病毒的拆合实验，证明了证明了RNA是遗传物质是遗传物质。三三 从分子水平上研究遗传物质从分子水平上研究遗传物质1953年沃森和克里克建立了DNA的双螺旋模型结构，并于1958年提出了中心法则。获1962年度诺贝尔奖沃森(1928-)和克里克(1916-)四四 遗传信息理论的兴起遗传信息理论的兴起美妙的DNA双螺旋遗传密码的破译(Nirenberg and Khorana,1964,1965)Har Gobind Khorana(left)and Marshall Nirenberg获1968年 诺奖 20世纪世纪50年代，由于信息论的影响，物理学家迦年代，由于信息论的影响，物理学家迦莫夫（莫夫（G.Gamov）提出著名的三联体密码学说）提出著名的三联体密码学说第第1章章 人类探索遗传物质的历程人类探索遗传物质的历程一、早起人们对遗传原因的猜测一、早起人们对遗传原因的猜测 天赋天赋 神的安排神的安排二、寻找遗传物质二、寻找遗传物质 泛生论泛生论 种质论种质论 遗传因子学说遗传因子学说 遗传染色体学说遗传染色体学说 基因论基因论三、从分子水平研究遗传物质三、从分子水平研究遗传物质 DNA是生命舞台的是生命舞台的”总导演总导演“四、遗传信息理论的兴起四、遗传信息理论的兴起 遗传密码的破译遗传密码的破译问题问题第一个用实验手段阐明遗传现象的科学家是第一个用实验手段阐明遗传现象的科学家是A达尔文达尔文 B孟德尔孟德尔 C摩尔根摩尔根 D艾弗里艾弗里问题问题2首次使用基因概念的科学家是首次使用基因概念的科学家是A孟德尔孟德尔 B摩尔根摩尔根 C约翰逊约翰逊 D魏斯曼魏斯曼问题问题3通过实验证实基因位于染色体上的科学家和揭示通过实验证实基因位于染色体上的科学家和揭示出出DNA分子是双螺旋结构的科学家分别是分子是双螺旋结构的科学家分别是A孟德尔孟德尔 摩尔根摩尔根 B萨顿、沃森和克里克萨顿、沃森和克里克C萨顿、艾弗里萨顿、艾弗里 D摩尔根摩尔根 沃森和克里克沃森和克里克利用所学知识回答问题利用所学知识回答问题问题问题4遗传是指遗传是指 的现象。的现象。问题问题5请完成以下有关寻找遗传物质的问题：请完成以下有关寻找遗传物质的问题：（1）1841年，达尔文提出了年，达尔文提出了“泛生论泛生论”，“泛生论泛生论”说明了说明了 现象和现象和 机制；机制；（2）1881年，魏斯曼提出了年，魏斯曼提出了“种质论种质论”，“种质论种质论”，肯定了，肯定了 ，首次把遗传现象缩小到了首次把遗传现象缩小到了 范围。范围。子代和亲代相似子代和亲代相似遗传遗传发育发育在有机体中只有一种细胞负责遗传在有机体中只有一种细胞负责遗传细胞细胞（3）在生物学史上，奥地利学者孟德）在生物学史上，奥地利学者孟德尔是第一位用尔是第一位用 手段来阐明遗传现手段来阐明遗传现象的科学家。他在象的科学家。他在1866年指出：决定年指出：决定和传递生物性状的是和传递生物性状的是 。并且他。并且他也提出了也提出了 规律和规律和 规律。遗憾的是他的这两个规律。遗憾的是他的这两个遗传规律刚提出来时并未引起世人重视，遗传规律刚提出来时并未引起世人重视，直到直到1900年才被科学家重新提出，现年才被科学家重新提出，现在孟德尔被称为在孟德尔被称为“”。（4）1926年，年，提出了基因提出了基因学说，认为基因位于学说，认为基因位于 ，基因，基因 排列。他还提出了排列。他还提出了 遗传规律。遗传规律。实验实验遗传因子遗传因子遗传因子的分离遗传因子的分离自由组合自由组合遗传学的奠基人遗传学的奠基人摩尔根摩尔根染色体上染色体上在染色体上呈线性在染色体上呈线性基因连锁基因连锁问题问题6完成以下分子水平上的研究成果完成以下分子水平上的研究成果 （1）1928年，格里菲斯进行了年，格里菲斯进行了 实验；实验；1944年，艾弗里等人进行了年，艾弗里等人进行了 实验；实验；1952年，赫尔希和蔡思又利用年，赫尔希和蔡思又利用 法进行了法进行了 实验。这一系列实验证明了携带遗传信息的物质是实验。这一系列实验证明了携带遗传信息的物质是 。（2）1957年，富兰克林年，富兰克林科瑞特通过科瑞特通过 实实验，证明了在验，证明了在 中，中，RNA是遗传物质。是遗传物质。肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化肺炎双球菌体外转化肺炎双球菌体外转化同位素示踪同位素示踪噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌DNA烟草花叶病烟草花叶病毒的拆合毒的拆合没有没有DNA的病毒的病毒1能证明能证明RNA是遗传物质的实验是是遗传物质的实验是A豌豆杂交试验豌豆杂交试验 B肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验C噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 D烟草花叶病毒拆合实验烟草花叶病毒拆合实验2关于遗传密码的叙述错误的是关于遗传密码的叙述错误的是A克里克提出了三联体密码学说克里克提出了三联体密码学说 B尼伦伯格和霍拉纳破解了遗传密码尼伦伯格和霍拉纳破解了遗传密码C所有生物共用一套遗传密码所有生物共用一套遗传密码 D基因中的遗传信息以密码的形式存在基因中的遗传信息以密码的形式存在练一练练一练3下列观点属于达尔文下列观点属于达尔文“泛生论泛生论”的是的是A亲子代长相的相似是性状融合的结果亲子代长相的相似是性状融合的结果 B身身体的所有细胞都能产生代表性状的微粒体的所有细胞都能产生代表性状的微粒C身体中只有部分细胞与遗传有关身体中只有部分细胞与遗传有关 D基基因控制着生物体的性状因控制着生物体的性状4魏斯曼的魏斯曼的“种质论种质论”有何进步意义有何进步意义A不仅说明了遗传现象，而且说明了发育机制不仅说明了遗传现象，而且说明了发育机制 B确定了基因的位置确定了基因的位置C首次把遗传现象缩小到细胞的范围首次把遗传现象缩小到细胞的范围 D总结出了遗传的基本规律总结出了遗传的基本规律5关于遗传信息实质的描述正确的是关于遗传信息实质的描述正确的是A蛋白质中氨基酸的排列顺序蛋白质中氨基酸的排列顺序 BDNA中中4种核苷酸碱基的排列顺序种核苷酸碱基的排列顺序CDNA中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序 D染色体上基因的排列顺序染色体上基因的排列顺序5遗传因子是由遗传因子是由 提出的，提出的，首次使首次使用基因代表了遗传因子，用基因代表了遗传因子，发表了发表了基因论基因论。620世纪中叶，世纪中叶，和和 研研究的广泛开展，使遗传学研究进入微观层次。究的广泛开展，使遗传学研究进入微观层次。71953年，沃森和克里克提出了年，沃森和克里克提出了 。孟德尔孟德尔约翰逊约翰逊摩尔根摩尔根微生物遗传学微生物遗传学分子遗传学分子遗传学DNA双螺旋结构双螺旋结构820世纪世纪50年代，迦莫夫提出了年代，迦莫夫提出了 。91959年，克里克提出了年，克里克提出了 将遗传信息由细将遗传信息由细胞核传送到细胞质，并决定胞核传送到细胞质，并决定 的合成。的合成。1020世纪世纪60年代，尼伦伯格和霍拉纳破解了年代，尼伦伯格和霍拉纳破解了 。三联体密码学说三联体密码学说DNA蛋白质蛋白质遗传密码遗传密码11遗传信息是指遗传信息是指DNA中中 的排列的排列顺序，决定了顺序，决定了 的不同性质。的不同性质。12生物科学的发展总是与其它学科相联系的，生物科学的发展总是与其它学科相联系的，遗传学中很多的发现都不是生物学家发现的。遗传学中很多的发现都不是生物学家发现的。（1）遗传的分离和自由组合规律是由奥地利学）遗传的分离和自由组合规律是由奥地利学者者 提出的，他被称为提出的，他被称为“”。（2）1953年美国生物学家沃森和英国物理学家年美国生物学家沃森和英国物理学家 成功提出了成功提出了DNA的的 结构模型。结构模型。（3）20世纪世纪50年代，由于信息论的影响，物理年代，由于信息论的影响，物理学家学家 提出了著名的三联体密码学说。提出了著名的三联体密码学说。4种核苷酸碱基种核苷酸碱基蛋白质蛋白质孟德尔孟德尔遗传学的奠基人遗传学的奠基人双螺旋双螺旋迦莫夫迦莫夫第第1章章 人类探索遗传物质的历程人类探索遗传物质的历程一、早起人们对遗传原因的猜测一、早起人们对遗传原因的猜测 天赋天赋 神的安排神的安排二、寻找遗传物质二、寻找遗传物质 泛生论泛生论 种质论种质论 遗传因子学说遗传因子学说 遗传染色体学说遗传染色体学说 基因论基因论三、从分子水平研究遗传物质三、从分子水平研究遗传物质 DNA是生命舞台的是生命舞台的”总导演总导演“四、遗传信息理论的兴起四、遗传信息理论的兴起 遗传密码的破译遗传密码的破译