1经典遗传学-科学教育班

1、1l学学 时时 理理 论论 课课 冯汉青冯汉青参考书目：参考书目：分子遗传学分子遗传学 孙乃恩等孙乃恩等 南京大学出版社；南京大学出版社； 遗传学遗传学 刘祖洞等刘祖洞等 高教出版社；高教出版社； 遗传学遗传学 王亚馥王亚馥 高教出版社高教出版社； 现代遗传学原理现代遗传学原理 徐晋麟等徐晋麟等 科学出版社；科学出版社；Genetics Leland H. Hartwell Genetics Leland H. Hartwell 等等2 3亲和子亲和子,子代之间的相子代之间的相似似子与亲、子代之间子与亲、子代之间的差别的差别4l遗传和变异是一切生物能够繁衍、进化的基本属遗传和变异是一切生物能够

2、繁衍、进化的基本属性。性。l任何的生物学科，无论是医学、植物、动物还是任何的生物学科，无论是医学、植物、动物还是微生物，都必须在了解其研究对象的遗传和变异。微生物，都必须在了解其研究对象的遗传和变异。l基因学是现代所以生物学的核心部分，发展最快、基因学是现代所以生物学的核心部分，发展最快、投入最大、最受重视。谁能掌控基因就能掌控世投入最大、最受重视。谁能掌控基因就能掌控世界。界。l遗传学是大多数国内外生物研究机构研究生入学遗传学是大多数国内外生物研究机构研究生入学的必考科目。的必考科目。l遗传学是中学生物教育的重点和难点。遗传学是中学生物教育的重点和难点。我们必须学习遗传学的原因我们必须学习遗

3、传学的原因: : 5l全球转基因作物种植面积达到全球转基因作物种植面积达到1 1亿多公顷亿多公顷 l中国转基因作物的种植面积位居世界第四（中国转基因作物的种植面积位居世界第四（抗虫棉、延抗虫棉、延迟成熟及抗病毒番茄、抗病毒甜椒和线辣椒迟成熟及抗病毒番茄、抗病毒甜椒和线辣椒 ） l未来十年全球转基因农作物种植面积将翻番未来十年全球转基因农作物种植面积将翻番 l能源：转基因甘蔗或将助力巴西乙醇工业能源：转基因甘蔗或将助力巴西乙醇工业l制药工业：目前市场上许多干扰素、疫苗、生长因子都制药工业：目前市场上许多干扰素、疫苗、生长因子都是采用生物菌种或动物细胞制造而成，用生物技术制造是采用生物菌种或动物细

4、胞制造而成，用生物技术制造的药品已占各类药品的的药品已占各类药品的1 14 4。 l环境保护环境保护: :我国成功研出治理工业废水的转基因植物我国成功研出治理工业废水的转基因植物 6这是GTC公司的养殖场，工作人员从转基因山羊身上挤出了羊奶。在貌似平凡的羊奶中，含有价值不菲的药用蛋白质。 7在堪萨斯州种植的药用转基因大米在堪萨斯州种植的药用转基因大米 2007.5.228水生所李德亮博士:体重是未转基因的1.41.9倍, 游泳速度低2224%科学通报科学通报2007.4 No.8 9密苏里大学密苏里大学: 含含gfp基因的小基因的小猪猪. 左左: 荧光小猪荧光小猪; 右右:未未转基因 转基因荧

5、光鱼和荧转基因荧光鱼和荧光鸡光鸡10l描述性、推理性、逻辑性描述性、推理性、逻辑性l多学科的交叉和融合多学科的交叉和融合: : 生化、细胞、分子生物学、生化、细胞、分子生物学、统计学统计学l发展快发展快: : 分子生物学不断发展的技术和方法分子生物学不断发展的技术和方法 l应用性强应用性强: : 改造自然界的物种为人类的生产生活改造自然界的物种为人类的生产生活所服务所服务 11l1.1 孟德尔以前孟德尔以前l1.2 孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律l1.3 孟德尔遗传定律向染色体孟德尔遗传定律向染色体 和基因的发展和基因的发展12l巴比伦人巴比伦人(800 B.C.): (800 B.C.): 人

6、工授粉人工授粉l春秋时代春秋时代 “ “桂实生桂，桐实生桐桂实生桂，桐实生桐”l战国末期战国末期 “ “种麦得麦，种稷得稷种麦得麦，种稷得稷”l东汉王充东汉王充 “ “万物生于土，各似本种万物生于土，各似本种”l战国时期战国时期考工记考工记 “ “桔逾淮而北为枳桔逾淮而北为枳”、“牡丹岁取其变者以为新牡丹岁取其变者以为新浓厚的神学、神秘主义色彩。浓厚的神学、神秘主义色彩。13人工授粉的雕人工授粉的雕刻图刻图血液传递学血液传递学14l获得性状遗传获得性状遗传: Lamarck (1744-1829)l泛生论泛生论: Darwin (1809-1882)l种质论种质论: Weismann (183

7、4-1914)l其他的学说其他的学说15l拉马克认为：生物物种是拉马克认为：生物物种是可变可变的；遗的；遗传变异遵循传变异遵循“用进废退和获得性状遗用进废退和获得性状遗传传”规律。规律。用进废退：生物变异的根本原因是用进废退：生物变异的根本原因是环境环境条件的改变条件的改变获得性状遗传：环境引起的生物变异获得性状遗传：环境引起的生物变异(获获得性状得性状)都是可遗传的，并在生物世代间都是可遗传的，并在生物世代间积累积累1617l每个个体器官中的细胞里存在一种粒子每个个体器官中的细胞里存在一种粒子或是芽球，这些粒子或是芽球各不相同，或是芽球，这些粒子或是芽球各不相同，具有某种性状或某种器官的特性

8、，在细具有某种性状或某种器官的特性，在细胞进行分裂的时候可以进入到子细胞中，胞进行分裂的时候可以进入到子细胞中，在生殖的时候，进入到生殖细胞当中。在生殖的时候，进入到生殖细胞当中。l各种粒子或是芽球随血液循环汇集到生各种粒子或是芽球随血液循环汇集到生殖细胞。殖细胞。l粒子或是芽球的数量和自身的性质可能粒子或是芽球的数量和自身的性质可能发生变化，从而影响性状的改变。发生变化，从而影响性状的改变。l泛生论的特点：粒子化：粒子或是芽球；泛生论的特点：粒子化：粒子或是芽球；分离的：这些粒子或是芽球各不相同，分离的：这些粒子或是芽球各不相同，具有某种性状或某种器官的特性具有某种性状或某种器官的特性18

9、多细胞生物的细胞多细胞生物的细胞体质细胞和种质细胞：体质细胞和种质细胞：种质细胞负责生殖；体质细胞营养的和保护的种质细胞负责生殖；体质细胞营养的和保护的 种质独立于体质细胞的，体质细胞的变化不种质独立于体质细胞的，体质细胞的变化不影响种质细胞；体质是不连续影响种质细胞；体质是不连续,不能产生种质不能产生种质 种质变异种质变异遗传的变异遗传的变异, 体质的变异不遗传体质的变异不遗传 对获得性遗传的反证对获得性遗传的反证 较之泛生论的进步之处较之泛生论的进步之处19其他的一些观点精子主义和卵子主义2021A 分离定律分离定律 显性隐形法则显性隐形法则 分离法则分离法则B 自由组合定律自由组合定律

10、自由组合法则自由组合法则 完整性法则完整性法则C 基因型和表型基因型和表型豌豆豌豆22A 分离定律分离定律 显性隐形法则显性隐形法则 红花自花授粉子代全为红花自花授粉子代全为红花红花白花自花授粉子代白花自花授粉子代全为白花全为白花红花白花杂交子代红花白花杂交子代全为红花全为红花因此，红花性状对白花因此，红花性状对白花是显性，白花对红花是显性，白花对红花是隐性是隐性23豌豆中的其他相对性状豌豆中的其他相对性状2425A 分离定律分离定律 分离法则分离法则 26A 分离定律分离定律 分离法则分离法则 27 植株的每一种性状由一对（两个）遗传因子所控制（决定），这一对遗传因子一个来源于父本，另一个来

11、源于母本(反推：父本和母本的体细胞有两个遗传因子)父本和母本的生殖细胞只含有一个遗传因子 生殖细胞的结合就是两个遗传因子的组合，这两个遗传因子的组合后，会呈现出显性和隐性关系 28数学语言数学语言:红花红花 白花白花 (CC) (cc)C C c c Cc 红花红花29l数学语言数学语言:l红花红花 红花红花 (Cc) (Cc) lC c C cCC Cc Cc cc红花红花 红花红花 红花红花 白花白花 3：1 30 植株的不同性状分别由多对遗传因子所控制（决定），一对的遗传因子中一个来源于父本，另一个来源于母本父本和母本的生殖细胞只含有一对的遗传因子中的一个生殖细胞的结合就是多个遗传因子的

12、自由组合3132 植株的不同对遗传因子之间是对立的， 但一对遗传因子中两个在父本和母本中是相连的，在减数分裂是分开33a：不完全显性：不完全显性 b：镶嵌显性：镶嵌显性c： 共显性共显性(复等位基因复等位基因)34a：不完全显性：不完全显性35b：镶嵌显性：镶嵌显性36c： 共显性共显性 基因型 表现型临床表现表现镰刀形红细胞有无有无HbHbA AHbHbA A正常正常无无HbHbA AHbHbS S正常正常有有HbHbS SHbHbS S患病患病有有HbHbS S对对HbHbA A隐性隐性显性显性37c： 共显性共显性I A ; IB ; i ; A血型： IA I A ; IAi B血型：

13、 I BIB ; IBi AB血型： IAIBO血型： ii38l1.3 孟德尔遗传定律向染色体孟德尔遗传定律向染色体 和基因的发展和基因的发展 摩尔根与遗传连锁定律摩尔根与遗传连锁定律la 孟德尔所谓的遗传因子是定位在染色体上的孟德尔所谓的遗传因子是定位在染色体上的39b、性别决定 生物中普遍存在着一种性别决定类型XYXY型（果蝇和人类）型（果蝇和人类）：雄性个体的体细胞中含有两个异型的性染色体(XY)，雌性个体含有两个同型的性染色体(XX)的性别决定类型。Y染色体上有着很少的基因，在一些研究中被认为没有携带基因。当X染色体和Y染色体组合时，X上的基因相对Y为显性。40摩尔根的遗传连锁定律摩

14、尔根的遗传连锁定律l 果蝇的性染色体有果蝇的性染色体有X X和和Y Y，雌蝇是，雌蝇是XXXX；雄蝇为；雄蝇为XYXY。性染色体上的遗传。性染色体上的遗传基因在遗传过程中，性状总和性别有关，因此把性染色体上的性状的基因在遗传过程中，性状总和性别有关，因此把性染色体上的性状的遗传叫伴性遗传。遗传叫伴性遗传。l野生型果蝇为红眼，（野生型果蝇为红眼，（+ +）；突变型白眼（）；突变型白眼（w w）；决定红眼白眼的基因）；决定红眼白眼的基因位于位于x x染色体上，是染色体上，是 一对等位基因。一对等位基因。 美国遗传学家摩尔根等人让一只白美国遗传学家摩尔根等人让一只白眼雄果蝇与一只红眼雌果蝇交配，子一

15、代眼雄果蝇与一只红眼雌果蝇交配，子一代（F1）都是红眼。再让都是红眼。再让F1F1中的雌果蝇与雄中的雌果蝇与雄果蝇交配，得到果蝇交配，得到子二代子二代（F2），F2中红眼中红眼和白眼的比例为和白眼的比例为3:1, 3:1, 其中红眼雄果蝇和其中红眼雄果蝇和白眼雄果蝇的比例白眼雄果蝇的比例为为1:1，而且而且F2中的白中的白眼果蝇全部为雄性。眼果蝇全部为雄性。试画出上述遗传图解。试画出上述遗传图解。41 雌性红眼 雄性白眼 X+X+ XwY亲代配子F1X+XwYX+XwX+Y红眼雌性红眼雄性 1 ： 142雌性红眼 雄性红眼 X+XW X+YF1配子F2X+X+YXWX+X+Y雌性红眼雄性红眼 1 ： 1 ： 1 ： 1XWX+X+XWY雌性红眼雄性白眼43 女性正常 男性色