1、专业 生物科学 班级 11 生本 3 班 姓名 张木兰 学号 2011574357遗传学从诞生到遗传密码的破译遗传学(genetics)是一门探索生命起源和进化历程的学科,自 1900年孟德尔规律被重新发现而诞生, 到 1966 年,尼伦伯格和柯拉那等人完成了对全部遗传密码的破译，期间 60 多年.，遗传学经历了细胞遗传学时期、微生物遗传及生化遗传时期和至今的分子遗传学时期。在各个时期，遗传学都为今天的分子遗传学做出了重要的贡献。1 遗传学的诞生孟德尔根据前人的工作和他自己进行 8 年的豌豆杂交实验，并应用统计方法分析实验数据，提出了遗传因子分离和重组的假设。但是孟德尔的工作在当时并未引起重视
2、，直到 1900 年，荷兰生物学家德弗里斯、德国生物学家柯伦斯(C.Corerns,1864 一1935)和奥地利生物学家丘歇马克(E.Tcshermak,1871 一 1962)分别以雪白麦瓶草和黑白婴粟玉米和豌豆杂种、豌豆为实验材料,重新发现了孟德尔定律，标志着遗传学的诞生。孟德尔的分离定律，简单地讲就是杂合体形成配子时，每对等位基因相互分开进入到不同的配子中，两种配子数目相同，详细地讲就是一对基因在杂合状态中保持相对的独立性，在配子形成时，可独自地分离到不同的配子中去。而孟德尔的自由组合定律：两队基因在杂合状态时，保持其独立性，互不污染，形成配子时，同一对基因各自独立分离，不同对基因则自
3、由组合。2 遗传学的发展2.1 细胞遗传学时期（1900-1940）1911 年，摩尔根创立了连锁定律并证实了基因在染色体上以直线方式排列，提出了遗传的染色体理论。托马斯亨特摩尔根(Thomas Hunt Morgan)和他的 “蝇室” 成员们以完美的实验证实了孟德尔定律,一只白眼雄性果蝇，成就了摩尔根的一系列杂交实验,不仅建立了遗传学的第三定律连锁交换定律,而且通过实验第一次把一个特定的基因定位在一条特定的染色体上,并确立了基因的染色体学说,成功的绘制了第一张染色体图。1902年,萨顿提出,在细胞有丝分裂和减数分裂期,遗传因子的分离与组合与染色体的分离、重组是相伴性的，因此遗传因子很可能就位
4、于染色体上；1903 年，美国生物学家萨顿(W.S.Sutton)和德国生物学家博韦里（T.H.Boveri）,提出了 Boveri-Sutton染色体理论；1911 年，摩尔根提出的基因学说，阐释基因在染色体上呈直线排列的规专业 生物科学 班级 11 生本 3 班 姓名 张木兰 学号 2011574357律，基因学说不仅成功地解释了孟德尔定律中关于分离和自由组合的现象,而且对诸如伴性遗传、基因重组、 基因突变等难题也给出了相应的答案。2.2 微生物遗传及生化遗传时期（1941-1960）1944 年，美国细菌学家艾弗里(Owsald.T.Avery)提出遗传物质基础是 DNA。1928年,英
5、国科学家格里菲斯(F.Griffiht)以小鼠为实验材料,做了 R型 S/型肺炎双球菌转化实验“但是,当时他似乎没有认识到有遗传物质的传递“为了证明是什么物质使 R型转化成为具有多糖荚膜的致命的 S型,艾弗里反复进行类似格里菲斯的转化实验：艾弗里从加热杀死的 S型肺炎球菌中将各种生物化学成分分离出来分别加入到无害的R型肺炎球菌中,结果发现,惟独只有核酸可以使无害的 R型肺炎球菌转化为有害的 S型肺炎球菌“用 DNA酶处理加热致死的 S菌,经过这样处理的 S菌没有使 R菌发生转化,这就说明起转化作用的是 DNA。1952 年,赫尔希和蔡斯(M.Chase)用放射性元素 355标记噬菌体蛋白质,用
6、 3P2标记噬菌体核酸“实验表明:只有 NDA参与噬菌体颗粒复制的生化过程，明确表明 DNA是遗传物质“2.3 分子遗传学时期（1953-至今）1953年,沃森(Watson)和克里克(Crick)建立了 DNA的双螺旋结构模型，并于 1958年提出了中心法则。DNA双螺旋结构主要特点：(1)主链:由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。(2)碱基对:碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。配对碱基总是 A与 T和 G与 C。碱基对以氢键维系，A 与 T 间形成两个氢键，G
7、 与 C间形成三个氢键。 (3)结构参数:螺旋直径 2nm；螺旋周期包含 10对碱基；螺距 3.4nm；相邻碱基对平面的间距 0.34nm1957年克里克提出中心法则：遗传信息可以从 DNA流向 DNA，即 DNA的自我复制：也可以从 DNA流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向 PNA或 DNA。双螺旋结构模型一直是分子遗传学的标志,由此最终解决了生物学的中心问题:基因如何复制,遗传信息怎样传递？使得基因与性状的关系、 基因的表达调控等一系列问题迎刃而解。DNA双螺旋结构的提出开启了分子生物学时代。分子生物学使生物大分
8、子的研究进入一个新的阶段，使遗传的研究深入到分子层次， “生命之谜”被打开，人们清楚地了专业 生物科学 班级 11 生本 3 班 姓名 张木兰 学号 2011574357解遗传信息的构成和传递的途径。3 遗传密码的破译基因密码的破译是六十年代分子生物学最辉煌的成就。自 1953年 DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了探索。在伽莫夫（G.Gamov)提出3个碱基编码 1个氨基酸的设想之后，1961 年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg）和马太（H.Matthaei）采用蛋白质的体外合成技术破译了第一个遗传密码。并在 1966年,尼伦伯格和柯拉那等人完成了对全部遗传密
9、码的破译。遗传密码的几个主要特点：（1）每个密码子三联体(triplet)决定一种氨基酸；（2)密码子具有方向性，例如 AUC是 Ile的密码子，A 为 5“端碱基，C 为 3“端碱基。（3)密码子有简并性：一种氨基酸有几个密码子，或者几个密码子代表一种氨基酸的现象称为密码子的简并性。（4）密码子有通用性，即不论是病毒、原核 生物还是真核生物密码子的含义都是相同的。（5）共有 64个密码子，其中 3个终止密码。遗传密码的破译是生物学史上一个伟大的里程碑。参考资料：1、普通高中课程标准实验教科书生物必修 22、遗传学 第 3版3、谈家祯、赵寿元， 遗传学发展史上的又一里程碑（节选）DNA 双螺旋结构的发现4、吴雪芳，遗传学史与遗传学教学，中国科教创新导刊，2012 NO.07 ，1 673 -97 95(2012 )03 (a) -01 66-02，5、张冠鹏，东北师范大学，硕士学位论文， 遗传学发展简史及教育价值初探
