第一章 動物遺傳學緒論

動物遺傳學主講教師：劉若余聯(lián)系電話13984812913面向二十一世紀課程教材主編：李寧教授中國農(nóng)業(yè)大學1第一章緒論教學要求：1、掌握遺傳、變異的基本概念及其兩者之間的關(guān)系。2、了解遺傳學的范圍及分支、學習遺傳學的意義、遺傳學發(fā)展的重要里程碑。

2第一章緒論一、基本概念1.1遺傳和變異

俗話說“種瓜得瓜，種豆得豆。”“龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會打洞”就是對遺傳現(xiàn)象的簡單說明。

這種子代和親代、子代和子代個體之間的相似性叫做“遺傳”。★遺傳的特點：穩(wěn)定性、保守性?！耙荒干排B娘十個樣”這是普通的變異常識。

這種子代和親代、子代和子代個體之間的差異叫做變異?！镒儺惖奶攸c：普遍性和絕對性。遺傳與變異現(xiàn)象在生物界普遍存在，是生命活動的基本特征之一。

3遺傳與變異4遺傳與變異5遺傳與變異6

遺傳和變異的關(guān)系★遺傳和變異同時存在于生物的繁殖過程中，二者之間相互對立、又相互聯(lián)系，構(gòu)成生物的一對矛盾。每一代傳遞既有遺傳又有變異，生物就是在這種矛盾的斗爭中不斷向前發(fā)展?！餂]有變異，生物界就失去了進化的原料（材料），遺傳只能是簡單的重復；沒有遺傳，變異就不能傳遞給后代，即變異不能積累（存留），變異將失去意義，生物就不能進化?！钭儺惡瓦z傳是生物進化的內(nèi)在因素。71.2遺傳學(Genetics)：1.遺傳學：研究生物遺傳變異及其規(guī)律的科學。由英國學者貝特森1906年提出的?！飶默F(xiàn)代遺傳學研究的內(nèi)容上講：遺傳學就是研究遺傳物質(zhì)的本質(zhì)和傳遞及遺傳信息表達和進化的科學?！镉腥税堰z傳學定義為研究基因的科學。也有人定義為研究能夠自我繁殖的核酸的性質(zhì)、功能和意義的科學。81.2遺傳學(Genetics)：遺傳學是生物科學中一門十分重要的理論科學，又是一門緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際的基礎科學。

遺傳學是一門興起較遲的學科，但同時又是一門發(fā)展迅速的學科，它的分支幾乎擴展到生物學的所有領域，成為生物科學的中心。

它在高等農(nóng)業(yè)院校的教學計劃中是一門重要的專業(yè)基礎課，是為家畜育種學和有關(guān)學科打基礎的課程。91.2遺傳學(Genetics)：2.研究內(nèi)容：主要包括三個方面①遺傳物質(zhì)的本質(zhì)：化學本質(zhì)、所包含的遺傳信息和遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組織和變化。②遺傳物質(zhì)的傳遞：復制、染色體行為、遺傳規(guī)律及基因在群體中的數(shù)量、變遷等。③遺傳信息的實現(xiàn)：基因的原初功能、基因的相互作用、基因的調(diào)控以及個體發(fā)育中的基因作用機制等。3.遺傳學的任務：研究生物遺傳變異規(guī)律，闡明遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能以及遺傳與環(huán)境的關(guān)系，能動地改造生物更好為人類服務。10二.遺傳學的歷史回顧★兩個階段：孟德爾以前（1900年以前）；孟德爾以后（1900年以后）★三個水平：個體水平、細胞水平、分子水平★四個時期：（一）（三）（四）（五）（一）遺傳學誕生前期（二）遺傳學的誕生（三）細胞遺傳學時期（四）微生物與生化遺傳學時期（五）分子遺傳學時期（六）我國遺傳學的發(fā)展11（一）遺傳學誕生前期12達爾文(Darwin,C.)雖然同意拉馬克的觀點，但把選擇的作用提到首要地位。1859年，達文爾發(fā)表了《物種起源》，提出自然選擇和人工選擇的進化學說13達爾文的——“泛生論”他假設：生物的各種性狀，都以微?！胺阂蜃印睜顟B(tài)通過血液循環(huán)或?qū)Ч苓\送到生殖系統(tǒng)，從而完成性狀的遺傳。限于當時的科學水平，對復雜的遺傳變異現(xiàn)象，他還不能做出科學的回答。雖然如此，達爾文學說的產(chǎn)生促使人們重視對遺傳學和育種學的深入研究，為遺傳學的誕生起了積極的推動作用。141516魏斯曼：種質(zhì)學說

魏斯曼（Weismann，1834～1914）：種質(zhì)學說（germplasmtheory）。認為多細胞生物體內(nèi)由種質(zhì)和體質(zhì)兩部分組成，體質(zhì)是由種質(zhì)產(chǎn)生的，種質(zhì)在世代中是連綿不斷的。環(huán)境只能影響體質(zhì)，而不能影響種質(zhì)，后天獲得性不能遺傳。魏斯曼的種質(zhì)論使人們對遺傳和不遺傳的變異有了深刻的認識，但是他對種質(zhì)和體質(zhì)的劃分過于絕對化。17（二）遺傳學的誕生（1865-1910）1866年，

孟德爾發(fā)表了“植物雜交試驗”論文，首次提出分離和自由組合兩個遺傳規(guī)律，并且認為性狀遺傳是受細胞里的遺傳因子控制的。

1900年，德國的柯林斯(Corers,C.)荷蘭的德福里(deVris,H.)和奧國的薩爾馬克Tschermak,E)得出與孟德爾相同的結(jié)論，并且又發(fā)現(xiàn)了早在30多年前孟德爾就發(fā)表了的著作1900年，被公認為是遺傳學建立和開始發(fā)展的元年。18GregorJohannMendel1920A孟德爾B科倫斯C德弗里斯D切爾馬克21紀念孟德爾先生：在其修道院建立了紀念館。22（三）細胞遺傳學時期（1910-1940）1.1900年，美國細胞學家威爾遜明確表示細胞核是遺傳物質(zhì)的載體。遺傳的染色體學說作為一種推測性的思想確實存在過。2.1903年，哥倫比亞大學的研究生薩頓發(fā)表了《遺傳中的染色體》論文，提出成對染色體的分配和分離與成對基因的分配和分離具有平行性的一種理論。23（三）細胞遺傳學時期（1910-1940）3.1906（1905）年，英國學者貝特森用Genetics命名遺傳學。4.1909年，丹麥的約翰森用Gene代替遺傳因子，首先提出了基因型和表現(xiàn)型概念。5.1910年，美國的摩爾根發(fā)現(xiàn)了果蠅的性連鎖遺傳和連鎖交換規(guī)律，創(chuàng)立了基因?qū)W說，建立了細胞遺傳學。1933年獲諾貝爾獎。在此期間，發(fā)展了輻射遺傳學和群體遺傳學。24（四）微生物與生化遺傳學時期（1940-1960）1.1928年，格里菲斯發(fā)現(xiàn)了肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。2.1941年，美國遺傳學家比德爾和生化學家泰特姆，提出了“一個基因一個酶”的學說。獲1958年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。3.1944年，美國的艾弗里等人，用肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗，確定了DNA是遺傳物質(zhì)。4.1955年（1957），美國遺傳學家本澤，以噬菌體為材料，打破了經(jīng)典的基因的“三位一體”概念，提出“順反子學說”。5.1961年，法國的分子遺傳學家莫諾和雅各布，通過大腸桿菌乳糖代謝研究，提出了“操縱子學說”。25（五）分子遺傳學時期：1960年以后1.1950年，英國的阿斯特伯里創(chuàng)立和定義了“分子生物學”一詞。2.1952年，賈格夫發(fā)現(xiàn)了A=T、G≡C堿基配對原則。3.1953年，沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。進入分子遺傳學發(fā)展新時代的標志。1962年獲諾貝爾獎。4.1958年，克里克闡述了“中心法則”。5.1961年，尼侖伯格和柯拉納等進行遺傳密碼的破譯工作，1966年全部完成。6.1968年，史密斯，首次發(fā)現(xiàn)了DNA限制性核酸內(nèi)切酶。1978年獲諾貝爾獎。26（五）分子遺傳學時期：1960年以后

7.1972年，伯格完成了人工DNA重組。1980年獲諾貝爾獎。8.1973年，科恩，將大腸桿菌的不同質(zhì)粒重組在一起，在大腸桿菌中實現(xiàn)了重組質(zhì)粒的表達，創(chuàng)立了遺傳工程。9、1983年巴巴拉麥克林托克因1938年首次提出“轉(zhuǎn)座”基因概念而獲諾貝爾獎。10.1984年，基因工程引入實驗動物獲得重要進展。27（五）分子遺傳學時期：1960年以后11.1985年，穆爾斯等人發(fā)明了具有劃時代意義的聚合酶鏈式反應（PCR），1993年獲諾貝爾化學獎。12.1986年提出人類基因組計劃，1990年美國率先啟動。13.目前，人類基因組計劃已經(jīng)完成3張圖，基因工程在植物、動物、微生物及人類的醫(yī)療保健等各個方面，都在起著舉足輕重的作用。

28（六）我國遺傳學的發(fā)展

★解放前比較薄弱，沒有明確的發(fā)展方向。僅在水稻、棉花、粟類、金魚中做過少數(shù)性狀的遺傳分析。李汝祺：是著名遺傳學家、教授，第一個把早期細胞遺傳學介紹給中國的學者。他是發(fā)育遺傳學的開拓者之一，為我國細胞遺傳學的發(fā)展奠定了基礎。談家楨：我國著名遺傳學家、教授曾長期從事亞洲瓢蟲遺傳基因的多型性與地理分布的關(guān)系。1945年他提出的色斑鑲嵌顯性理論，迄今仍被譽為遺傳學上一個經(jīng)典性的工作。他在果蠅種內(nèi)和種間染色體內(nèi)部結(jié)構(gòu)演變方面的研究也具有獨創(chuàng)性的貢獻，其研究成果在國際上至今仍享有盛譽。29我國遺傳學的發(fā)展★解放后，遺傳學有了很大發(fā)展。應用理論研究的某些問題上和育種新方法、新技術(shù)方面，取得了不少成就?！镫s種優(yōu)勢利用：袁隆平雜交水稻育成與大面積推廣，鮑文奎育成八倍體小黑麥；花粉單倍體育種、輻射育種以及遠源雜交育種都已達到國際先進水平?！锓肿舆z傳學方面研究：基因的結(jié)構(gòu)與功能、DNA重組與克隆技術(shù)、人工合成DNA與RNA的工作，并取得了突破性的進展。如1981年我國科學工作者完成了酵母丙氨酸t(yī)RNA的全合成工作，這是世界上首次人工合成的具有生物活性的RNA分子。3031我國遺傳學的發(fā)展★基因工程：雖然起步較晚，但也取得了很大進展。我國在乙型肝炎病毒、胰島素和干擾素的基因工程上均達到或接近國外同類工作的先進水平。我國還開展了微生物遺傳轉(zhuǎn)化、植物的體細胞雜交、雄性不育的分子機理以及單克隆抗體等基礎理論的研究工作?！镝t(yī)學遺傳學：開始了許多遺傳疾病的廣泛調(diào)查研究，并