[农学]动物遗传学教学课件.ppt

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