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文档简介
动物遗传学,遗传学主要教材和参考书,第一章 绪论 Introduction,第一节 遗传学的概念 第二节 遗传学的发展简史 第三节 遗传学的应用 第四节 遗传学的特点与学习方法 本章要点,第一节 遗传学的概念,遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学。 遗传与变异是生物界最普遍、最基本的两个特征。 狭义定义 遗传(heredity):指生物亲代与子代之间,以及子代 和子代个体之间的相似性 变异(variation):指生物在亲代与子代之间,以及在 子代和子代个体之间的差异 广义定义 遗传:同种个体之间的相似性 变异:同种个体之间的差异,Heredity,inheritance 遗传,源于法语、拉丁语“heredite”,意为“继承,遗产”。,The genetic transmission of characteristics from parents to offspring.,生物性状世代传递的现象子代与亲代相似。 生物按照亲代所经历的同一发育途径和方式,摄取环境中的物质建造自己,产生与亲代相似的复本的一种自身繁殖过程。,子代不是亲代的复制品, 纵向看:生物的世代之间存在差别, 横向看:生物的子代个体之间也存在差别。,variation 变异,生物性状在世代传递过程中出现差异的现象 子代与亲代不完全相同。,Marked difference or deviation from the normal or recognized form, function, or structure.,The relationship between heredity and variation,遗传使物种得以延续,使物种相对稳定; 变异使物种得以发展和进化,使世界丰富多彩,充满活力与希望。 变异是物种进化、新物种形成的基础和资本。,遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面: (1)遗传是相对的,变异是绝对的。 (2)遗传是保守的,变异是变革的,发展的。 (3)遗传和变异是相互制约又相互依存的。 (4)遗传变异伴随着生物的生殖而发生。(为什么?) 遗传与变异是同一种生命现象的两个方面,产生这种现象的根本原因是基因。基因携带着可遗传与变异的信息。基因是我们从父母那里获得的唯一的生命遗产。,“桂实生桂,桐实生桐” “种麦得麦,种稷得稷” “种豆得豆,种瓜得瓜” “万物生于土,各似本种” “桔逾淮而北为枳”,Heredity,Variation and Entironment,考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行,“团团”“圆圆”,经典定义:研究生物性状遗传和变异规律与机制的 一门科学。 现代定义: (1)在生物的群体、个体、细胞和基因等层次上研究生命 信息(基因)的结构、组成、功能、变异、传递 (复制)和表达规律与调控机制的一门科学 基因学。 (2)研究基因和基因组的结构与功能的学科。,第二节 遗传学的发展简史,一 、古代遗传学知识的积累 二、近代遗传学的奠基 三、遗传学的建立和发展 四、分子遗传学(molecular genetics),一、古代遗传学知识的积累,18世纪中叶以前,遗传学基本上属于萌芽时期。 人类在利用和改造生物的过程中,逐渐积累对生物遗传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。 具有明显的朴素唯物主义和经验性质,在方法上比较直观,并更多地注意生物的形态特征。 在欧洲,宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的神学、神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论和不变论。,春秋时代 “桂实生桂,桐实生桐” 战国末期 “种麦得麦,种稷得稷” 东汉王充 “万物生于土,各似本种” 战国时期 “桔逾淮而北为枳” 宋代“牡丹岁取其变者以为新”,二、近代遗传学的奠基,拉马克:用进废退和获得性状遗传 “Evolution in Usage,Degeneration without Usage” and “Acquired Genetics”,拉马克认为:生物物种是可变的; 遗传变异遵循“用进废退和获得性状遗传”规律。 用进废退:生物变异的根本原因是环境条件的改变 获得性状遗传:环境引起的生物变异(获得性状)都是可遗传的,并在生物世代间积累,2.达尔文:泛生论(hypothesis of pangensis),5年的环球旅行,1859年出版The Origin of Species 现存的物种是由古老的物种渐变(modification )来的。 提出生存斗争与自然选择的进化理论。 用以解释他的进化原因的理论支柱是natural selection。,Darwin理论的primary gap: 不知道变异(variation)和遗传(inheritance)的本质和基础是什么。有利的变异是如何来的?又是如何传下去的?面对质疑和批评,1868年他又出版了第二本书Variations in (of) Animals and Plants Under Domestication,试图对可遗传性的变异如何随时间的流逝而形成提供更准确的解释。,面对批评,Darwin太需要Mendel的帮助了! 但是:Nearly a century after Mendel published his findings, historians found an uncut copy of Mendels paper in Darwins study room:Darwin had received but never read it!,3. 魏斯曼:种质学说,新达尔文主义 在生物进化方面支持达尔文的选择理论,但在遗传上否定获得性状遗传,魏斯曼是其代表人物 种质学说(germplasm theory) 多细胞生物由种质和体质组成:种质指生殖细胞,负责生殖和遗传;体质指体细胞,负责营养活动 种质是“潜在的”,世代相传;体质由种质产生,是“被表达的”,不能遗传 环境只影响体质不影响种质,所以获得性状不能遗传(小鼠切尾试验),4. 孟德尔:遗传因子假说,奥地利神父Gregor Johann Mendel(1822-1884)从1856年至1863年在Brunn的Augustinian修道院从事豌豆(garden pea)杂交试验 。实验结果1865年发表不朽论文植物的杂交试验,提出遗传因子呈颗粒状,互不融合、互不粘染,独立分离,自由组合。 不幸被埋没,遗传因子假说认为: 生物性状受细胞内遗传因子(hereditary factor)决定 遗传因子在生物世代间传递遵循分离和自由组合两个基本规律 精髓“颗粒遗传说”遗传因子呈颗粒状的,互不融合,互不沾染,独立分配,自由组合,三、遗传学的建立和发展,1. 初创时期(1900-1910年),(1) 1900年,柯伦斯、狄弗里斯和柴马克分别重新发现 孟德尔规律,是遗传学学科建立的标志。,(2) 1903年,Sutton和Boveri分别提出染色体学说,提出了染 色体是遗传物质的载体的假设,从而将孟德尔遗传规律与 细胞学研究结合起来 (3) 1906 年,贝特森(Betterson)提出以Genetics作为该学科的 学科名 (4) 1908年,哈德(Hardy)和温伯格(Weinberg)分别推导出群 体遗传平衡定律 (5) 1909年,约翰逊(Johannsen)称遗传因子为基因 (gene),此外还创立了基因型(genotype)和表现型 (phenotype)的概念,把遗传基础和表现性状科学地区别 开来,2. 全面发展时期(1910-1952年),形成了近代遗传学的主要内容与研究领域。 细胞遗传学/经典遗传学(1910-1940年) 1910年,摩尔根(Morgan)等:连锁互换规律 (2) 数量遗传学与群体遗传学基础 (1920年-) 费希尔(Fisher)等:数理统计方法在遗传分析中的应用,微生物遗传学及生化遗传学 (1940-1952年) 1941年,Tatum,Beadle :一个基因一个酶 1944年,Avery:DNA是遗传物质 肺炎双球菌转化实验 1952年,Hershey and Chase(1969m): 噬菌体重组实验 (4) 其它研究方向 1927年,Muller和Stadler人工诱变,3. 分子遗传学时期(1953-),1953年Watson和 Crick提出DNA分子双螺旋(double helix)模型,是分子遗传学及以之为核心的分子生物学建立的标志; 20世纪70年代以来,分子遗传学、分子生物学及其实验技术得到飞速发展。,基因组(genome)学 后基因组 (postgenome) 学 蛋白质组学(Proteomics) 生物信息学(Bioinformatic),四、当代遗传学发展,遗传学发展的新动态:,谈家桢,第三节 遗传学的应用,理论上 对生命本质的探索 (生命现象的遗传统一性 和生命科学在分子水平上的统一) 生物进化理论的基础 实践上 指导动植物、微生物遗传改良工作(提高育种 工作的预见性,定向创造和重组遗传变异等) 工业与环保 医疗卫生(基因诊断与基因治疗),第四节 遗传学的特点与学习方法,理论性 综合性强 生物学(动植物、微生物学)、细胞学、生理学、生物化学的基础 土壤学、农业气象学、生态学等相关学科的基础知识 物理、化学和数学(包括生物统计)方法 实践性与应用性 产生于生产与生活实践 直接指导人类科学研究与生产实践工作,学习方法 善于联系相关学科与实践、勤于思考、切忌死记硬背 注重相互交流、讨论 形成遗传的观念,从遗传与变异角度思考问题 摒弃原有的模糊概念,Genetics is like riding a bike, easy when you know how, but impossible until you try it. Genetics is considered by some students to be the mos
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