[农学]动物遗传学教学课件.ppt

1、动物遗传学动物遗传学第一章第一章 绪论绪论 Introduction第一节第一节 遗传学的概念遗传学的概念第二节第二节 遗传学的发展简史遗传学的发展简史第三节第三节 遗传学的应用遗传学的应用第四节第四节 遗传学的特点与学习方法遗传学的特点与学习方法本章要点本章要点第一节第一节 遗传学的概念遗传学的概念遗传学遗传学(Genetics)是研究是研究生物遗传和变异生物遗传和变异的科学。的科学。遗传与变异是生物界最普遍、最基本的两个特征。遗传与变异是生物界最普遍、最基本的两个特征。狭义定义狭义定义 遗传遗传(heredity)：指生物指生物亲代与子代亲代与子代之间，以及子代之间，以及子代 和子代个体之

2、间的相似性和子代个体之间的相似性 变异变异(variation)：指生物在指生物在亲代与子代亲代与子代之间，以及在之间，以及在 子代和子代个体之间的差异子代和子代个体之间的差异 广义定义广义定义 遗传：遗传：同种个体同种个体之间的相似性之间的相似性 变异：变异：同种个体同种个体之间的差异之间的差异Heredity，inheritance 遗传遗传源于法语、拉丁语源于法语、拉丁语“heredite”，意为，意为“继承，遗产继承，遗产”。The genetic transmission of characteristics from parents to offspring.生物性状世代传递的现象

3、生物性状世代传递的现象子代与亲代相似。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。一种自身繁殖过程。子代不是亲代的复制品，子代不是亲代的复制品，纵向看：生物的世代之间存在差别，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。横向看：生物的子代个体之间也存在差别。variation 变异变异生物性状在世代传递过程中出现差异的现象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。子代与亲代不完全相同。M

4、arked 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；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。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：遗传与变异是一对矛盾对立

5、统一的两个方面：(1)(1)遗传是相对的，变异是绝对的。遗传是相对的，变异是绝对的。(2)(2)遗传是保守的，变异是变革的，发展的。遗传是保守的，变异是变革的，发展的。(3)(3)遗传和变异是相互制约又相互依存的。遗传和变异是相互制约又相互依存的。(4)(4)遗传变异遗传变异伴随着生物的生殖伴随着生物的生殖而发生。而发生。(为什么？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

6、产。得的唯一的生命遗产。“桂实生桂，桐实生桐桂实生桂，桐实生桐”“种麦得麦，种稷得稷种麦得麦，种稷得稷”“种豆得豆，种瓜得瓜种豆得豆，种瓜得瓜”“万物生于土，各似本种万物生于土，各似本种”“桔逾淮而北为枳桔逾淮而北为枳”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考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行“团团团团”“”“圆圆圆圆”经典定义：经典定义：研究生物性状遗传和变异规律与机制的研究生物性状遗传和变异规律与机制的 一门科学。一门科学。现代定义：现代定义：（1 1）在生物的群体、个体、细胞和基因等层次上研究生命在生物的群体、

7、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（复制）和表达规律与调控机制的一门科学 基因学基因学。（2 2）研究基因和基因组的结构与功能的学科。）研究基因和基因组的结构与功能的学科。第二节第二节 遗传学的发展简史遗传学的发展简史一一、古代遗传学知识的积累古代遗传学知识的积累二、近代遗传学的奠基二、近代遗传学的奠基三、遗传学的建立和发展三、遗传学的建立和发展四、分子遗传学四、分子遗传学(molecular genetics)一一、古代遗传学知识的积累古代遗传学知识的积累1818世纪中

8、叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。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。传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。具有明显的具有明显的朴素唯物主义朴素唯物主义和和经验经验性质，在方法上比较性质，在方法上比较直观，并更多地注意生物的形态特征。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。集中表现为学、神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论生物物种神创论和和不不变论。

9、变论。春秋时代春秋时代 “桂实生桂，桐实生桐桂实生桂，桐实生桐”战国末期战国末期 “种麦得麦，种稷得稷种麦得麦，种稷得稷”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”战国时期战国时期“桔逾淮而北为枳桔逾淮而北为枳”宋代宋代“牡丹岁取其变者以为新牡丹岁取其变者以为新”二、二、近代遗传学的奠基近代遗传学的奠基1.1.拉马克：用进废退和获得性状遗传拉马克：用进废退和获得性状遗传“Evolution in Usage,Degeneration without Usage”and“Acquired Genetics”n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；的；遗传变异

10、遵循遗传变异遵循“用进废退和获得性状用进废退和获得性状遗传遗传”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(获得性状获得性状)都是可遗传的，并在生物世都是可遗传的，并在生物世代间积累代间积累2.达尔文：泛生论达尔文：泛生论(hypothesis of pangensis)5年的环球旅行，年的环球旅行，1859年出版年出版The Origin of Species现存的物种是由古老的物种渐变（现存的物种是由古老的物种渐变（modification）来的。）来的。提出提出生存斗

11、争生存斗争与与自然选择自然选择的进化理论。的进化理论。用以解释他的进化原因的理论支柱是用以解释他的进化原因的理论支柱是natural selection。Darwin理论的理论的primary gap：不知道变异（不知道变异（variation）和遗传（）和遗传（inheritance）的本质和基础是）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，批评，1868年他又出版了第二本书年他又出版了第二本书Variations in(of)Animals and Plants Under Domestication

12、，试图对可遗传性的变异如何随时间，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的流逝而形成提供更准确的解释。面对批评，面对批评，Darwin太需要太需要Mendel的帮助了！的帮助了！但是：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：种质学说魏斯曼：种质学说新达尔文主义新达尔文主义 在生物

13、进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传上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，否定获得性状遗传，魏斯曼魏斯曼是其代表人物是其代表人物种质学说种质学说(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，负责营养活动责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动 种质是种质是“潜在的潜在的”，世代相传；体质由种质产生，是，世代相传；体质由种质产生，是“被表达的被表达的”，不能遗传，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环境只影响体质不影响种质，所以获得性状不

14、能遗传（小鼠切尾试验）（小鼠切尾试验）4.孟德尔：遗传因子假说孟德尔：遗传因子假说奥地利神父奥地利神父Gregor Johann Mendel（1822-1884）从）从1856年至年至1863年在年在Brunn的的Augustinian修道院从事豌修道院从事豌豆（豆（garden pea）杂交试验）杂交试验。实验结果。实验结果 1865年发表年发表不朽论文植物的杂交试验，提出遗传因子呈颗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。粒状，互不融合、互不粘染，独立分离，自由组合。不幸被埋没不幸被埋没遗传因子假说认为：遗传因子假说认为：生 物 性 状 受

15、细 胞 内 遗 传 因 子生 物 性 状 受 细 胞 内 遗 传 因 子(hereditary factor)(hereditary factor)决定决定遗传因子在生物世代间传递遵循遗传因子在生物世代间传递遵循分离分离和和自由组合自由组合两个基本规律两个基本规律精髓精髓“颗粒遗传说颗粒遗传说”遗传因子呈颗粒遗传因子呈颗粒状的，互不融合，互不沾染，独立分配，状的，互不融合，互不沾染，独立分配，自由组合自由组合三、三、遗传学的建立和发展遗传学的建立和发展1.初创时期初创时期(1900-1910年年)(1)1900年，柯伦斯、狄年，柯伦斯、狄弗里斯和柴马克分别重新发现弗里斯和柴马克分别重新发现 孟

16、德尔规律，是遗传学学科建立的标志。孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。(2)1903年，年，Sutton和和Boveri分别提出染色体学说，提出了分别提出染色体学说，提出了染染 色体是遗传物质的载体的假设色体是遗传物质的载体的假设，从而将孟德尔遗传规律与从而将孟德尔遗传规律与 细胞学研究结合起来细胞学研究结合起来(3)1906 年，贝特森年，贝特森(Betterson)提出以提出以Genetics作为该学科的作为该学科的 学科名学科名(4)1908年，哈德年，哈德(Hardy)和温伯格和温伯格(Weinberg)分别推导出群分别推导出群 体遗传平衡定律体遗传平衡定律(5)1909年，约翰逊（年

17、，约翰逊（Johannsen）称遗传因子为）称遗传因子为基因基因 （gene），此外还创立了），此外还创立了基因型基因型（genotype）和）和表现型表现型 （phenotype）的概念，把遗传基础和表现性状科学地区别）的概念，把遗传基础和表现性状科学地区别 开来开来2.全面发展时期全面发展时期(1910-1952年年)形成了近代遗传学的主要内容与研究领域。形成了近代遗传学的主要内容与研究领域。(1)细胞遗传学细胞遗传学/经典遗传学经典遗传学(1910-1940年年)1910年，摩尔根年，摩尔根(Morgan)等：连锁互换规律等：连锁互换规律(2)数量遗传学与群体遗传学基础数量遗传学与群体遗

18、传学基础(1920年年-)费希尔费希尔(Fisher)等：数理统计方法在遗传分析中的应用等：数理统计方法在遗传分析中的应用(3)微生物遗传学及生化遗传学微生物遗传学及生化遗传学(1940-1952年年)1941年，年，Tatum，Beadle：一个基因一个酶：一个基因一个酶1944年，年，Avery：DNA是遗传物质是遗传物质 肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验1952年，年，Hershey and Chase(1969m):噬菌体重组实验噬菌体重组实验(4)其其它研究方向它研究方向1927年，年，Muller和和Stadler人工诱变人工诱变3.分子遗传学时期分子遗传学时期(1953-)1

19、953年年Watson和和 Crick提出提出DNA分子双螺旋分子双螺旋(double helix)模型，是模型，是分子遗传学分子遗传学及以之为核及以之为核心的心的分子生物学分子生物学建立的建立的标志；标志；20世纪世纪70年代以来，分年代以来，分子遗传学、分子生物学子遗传学、分子生物学及其实验技术得到飞速及其实验技术得到飞速发展。发展。基因组基因组(genome)学学后基因组后基因组(postgenome)学学蛋白质组学蛋白质组学(Proteomics)生物信息学生物信息学(Bioinformatic)四、当代遗传学发展四、当代遗传学发展遗传学发展的新动态：遗传学发展的新动态：谈家桢谈家桢童

20、第周童第周袁隆平袁隆平李景均李景均 第三节第三节 遗传学的应用遗传学的应用理论上理论上 对生命本质的探索对生命本质的探索 （生命现象的遗传统一性（生命现象的遗传统一性 和生命科学在分子水平上的统一）和生命科学在分子水平上的统一）生物进化理论的基础生物进化理论的基础实践上实践上 指导动植物、微生物遗传改良工作指导动植物、微生物遗传改良工作（提高育种提高育种 工作的预见性，定向创造和重组遗传变异等）工作的预见性，定向创造和重组遗传变异等）工业与环保工业与环保 医疗卫生医疗卫生（基因诊断与基因治疗）（基因诊断与基因治疗）第四节第四节 遗传学的特点与学习方法遗传学的特点与学习方法理论性理论性综合性强综

21、合性强 生物学生物学(动植物、微生物学动植物、微生物学)、细胞学、生理学、生、细胞学、生理学、生物化学的基础物化学的基础 土壤学、农业气象学、生态学等相关学科的基础土壤学、农业气象学、生态学等相关学科的基础知识知识 物理、化学和数学物理、化学和数学(包括生物统计包括生物统计)方法方法 实践性与应用性实践性与应用性 产生于生产与生活实践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直接指导人类科学研究与生产实践工作 学习方法学习方法n善于联系相关学科与实践、勤于思考、善于联系相关学科与实践、勤于思考、切忌死记硬背切忌死记硬背n注重相互交流、讨论注重相互交流、讨论n形成遗传的观念，从遗传

22、与变异角度形成遗传的观念，从遗传与变异角度思考问题思考问题 n摒弃原有的模糊概念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 most difficult aspect of biology.This is often because you have to think about it.notes本章要点本章要点1.遗传、变异的含义及其相互关系；遗传、变异的含义及其相互关系；2.拉马克、达尔文、魏斯曼以及孟德尔的拉马克、达尔文、魏斯曼以及孟德尔的 遗传观念及其在遗传学发展中的作用。遗传观念及其在遗传学发展中的作用。3.遗传学发展简史中著名科学家及其贡献遗传学发展简史中著名科学家及其贡献珍惜生命珍惜生命关爱生命关爱生命尊重生命尊重生命把握生命把握生命与大家共勉与大家共勉每一个生命都是独一无二和来之不易的每一个生命都是独一无二和来之不易的