1經(jīng)典遺傳學-科學教育班.ppt

1、現(xiàn)代遺傳學,學 時 理 論 課 馮漢青 ,參考書目： 分子遺傳學 孫乃恩等 南京大學出版社； 遺傳學 劉祖洞等 高教出版社； 遺傳學 王亞馥 高教出版社； 現(xiàn)代遺傳學原理 徐晉麟等 科學出版社； Genetics Leland H. Hartwell 等,緒論,遺傳學（genetics）的基本概念：研究生物的遺傳和變異 現(xiàn)象及其規(guī)律的一門學科。,范圍：研究遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、遺傳物質(zhì)的傳遞和遺傳信息的實現(xiàn)。 任務：闡述生物遺傳和變異的原因、以及內(nèi)在規(guī)律，以進一步指導動植物和微生物的育種實踐，提高醫(yī)學水平，為人民謀福利。,遺傳,親和子,子代之間的相似,變 異,子與親、子代之間的差別,遺傳學兩大主題,

2、學習現(xiàn)代遺傳學的重要性,遺傳和變異是一切生物能夠繁衍、進化的基本屬性。 任何的生物學科，無論是醫(yī)學、植物、動物還是微生物，都必須在了解其研究對象的遺傳和變異。 基因?qū)W是現(xiàn)代所以生物學的核心部分，發(fā)展最快、投入最大、最受重視。誰能掌控基因就能掌控世界。 遺傳學是大多數(shù)國內(nèi)外生物研究機構研究生入學的必考科目。 遺傳學是中學生物教育的重點和難點。,我們必須學習遺傳學的原因:,以遺傳學為基礎的轉(zhuǎn)基因技術在工農(nóng)業(yè)上的應用,全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達到1億多公頃 中國轉(zhuǎn)基因作物的種植面積位居世界第四（抗蟲棉、延遲成熟及抗病毒番茄、抗病毒甜椒和線辣椒 ） 未來十年全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積將翻番 能源：轉(zhuǎn)基因甘

3、蔗或?qū)⒅Π臀饕掖脊I(yè) 制藥工業(yè)：目前市場上許多干擾素、疫苗、生長因子都是采用生物菌種或動物細胞制造而成，用生物技術制造的藥品已占各類藥品的14。 環(huán)境保護:我國成功研出治理工業(yè)廢水的轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)基因山羊活動的制藥廠,這是GTC公司的養(yǎng)殖場，工作人員從轉(zhuǎn)基因山羊身上擠出了羊奶。在貌似平凡的羊奶中，含有價值不菲的藥用蛋白質(zhì)。,美開始種植含人體蛋白的藥用轉(zhuǎn)基因水稻,在堪薩斯州種植的藥用轉(zhuǎn)基因大米,2007.5.22,轉(zhuǎn)基因黃河鯉游速不足對照魚八成,水生所李德亮博士:體重是未轉(zhuǎn)基因的1.41.9倍, 游泳速度低2224%,科學通報2007.4 No.8,轉(zhuǎn)基因熒光豬,密蘇里大學: 含gfp基因的小

4、豬. 左: 熒光小豬; 右:未轉(zhuǎn)基因,轉(zhuǎn)基因熒光魚和熒光雞,遺傳學學科的特點,描述性、推理性、邏輯性 多學科的交叉和融合: 生化、細胞、分子生物學、統(tǒng)計學 發(fā)展快: 分子生物學不斷發(fā)展的技術和方法 應用性強: 改造自然界的物種為人類的生產(chǎn)生活所服務,1.1 孟德爾以前 1.2 孟德爾遺傳定律 1.3 孟德爾遺傳定律向染色體 和基因的發(fā)展,第一章 經(jīng)典遺傳學的誕生,1.1 孟德爾以前的遺傳學,巴比倫人(800 B.C.): 人工授粉 春秋時代 “桂實生桂，桐實生桐” 戰(zhàn)國末期 “種麥得麥，種稷得稷” 東漢王充 “萬物生于土，各似本種” 戰(zhàn)國時期考工記 “桔逾淮而北為枳”、“牡丹歲取其變者以為新,

5、早期的一些遺傳學說：,人類在利用和改造生物的過程中，逐漸積累對生物遺傳和變異的認識以及對遺傳本質(zhì)的探索和猜測。具有明顯的樸素唯物主義和經(jīng) 驗性質(zhì)，在方法上比較直觀，并更多地注意生物的形態(tài)特征，還有濃厚的神學、神秘主義色彩。,人工授粉的雕刻圖,血液傳遞學,近代的一些遺傳學觀點,獲得性狀遺傳: Lamarck (1744-1829) 泛生論: Darwin (1809-1882) 種質(zhì)論: Weismann (1834-1914) 其他的學說,用進廢退和獲得性狀遺傳,拉馬克認為：生物物種是可變的；遺傳變異遵循“用進廢退和獲得性狀遺傳”規(guī)律。 用進廢退：生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變 獲得性狀遺

6、傳：環(huán)境引起的生物變異(獲得性狀)都是可遺傳的，并在生物世代間積累,泛生論,每個個體器官中的細胞里存在一種粒子或是芽球，這些粒子或是芽球各不相同，具有某種性狀或某種器官的特性，在細胞進行分裂的時候可以進入到子細胞中，在生殖的時候，進入到生殖細胞當中。 各種粒子或是芽球隨血液循環(huán)匯集到生殖細胞。 粒子或是芽球的數(shù)量和自身的性質(zhì)可能發(fā)生變化，從而影響性狀的改變。 泛生論的特點：粒子化：粒子或是芽球；分離的：這些粒子或是芽球各不相同，具有某種性狀或某種器官的特性,種質(zhì)論,多細胞生物的細胞體質(zhì)細胞和種質(zhì)細胞：種質(zhì)細胞負責生殖；體質(zhì)細胞營養(yǎng)的和保護的 種質(zhì)獨立于體質(zhì)細胞的，體質(zhì)細胞的變化不影響種質(zhì)細胞；

7、體質(zhì)是不連續(xù),不能產(chǎn)生種質(zhì) 種質(zhì)變異遺傳的變異, 體質(zhì)的變異不遺傳 對獲得性遺傳的反證 較之泛生論的進步之處,其他的一些觀點 精子主義和卵子主義,1.2 孟德爾遺傳定律的提出,1.2.1.孟德爾遺傳定律,A 分離定律 顯性隱形法則 分離法則 B 自由組合定律 自由組合法則 完整性法則 C 基因型和表型,豌豆,A 分離定律 顯性隱形法則,紅花自花授粉子代全為紅花,白花自花授粉子代全為白花,紅花白花雜交子代全為紅花,因此，紅花性狀對白花是顯性，白花對紅花是隱性,豌豆中的其他相對性狀,A 分離定律 分離法則,A 分離定律 分離法則,孟德爾對于上述現(xiàn)象的解釋,植株的每一種性狀由一對（兩個）遺傳因子所控

8、制（決定），這一對遺傳因子一個來源于父本，另一個來源于母本(反推：父本和母本的體細胞有兩個遺傳因子) 父本和母本的生殖細胞只含有一個遺傳因子 生殖細胞的結合就是兩個遺傳因子的組合，這兩個遺傳因子的組合后，會呈現(xiàn)出顯性和隱性關系,孟德爾對于上述現(xiàn)象的數(shù)學建模,數(shù)學語言: 紅花 白花 (CC) (cc) C C c c Cc 紅花,孟德爾對于上述現(xiàn)象的數(shù)學建模,數(shù)學語言: 紅花 紅花 (Cc) (Cc) C c C c CC Cc Cc cc 紅花 紅花 紅花 白花 3：1,B 自由組合定律由一對遺傳因子到多對,植株的不同性狀分別由多對遺傳因子所控制（決定），一對的遺傳因子中一個來源于父本，另一個

9、來源于母本 父本和母本的生殖細胞只含有一對的遺傳因子中的一個 生殖細胞的結合就是多個遺傳因子的自由組合,植株的不同對遺傳因子之間是對立的， 但一對遺傳因子中兩個在父本和母本中是相連的，在減數(shù)分裂是分開,C 基因型和表型,a：不完全顯性 b：鑲嵌顯性 c： 共顯性(復等位基因),a：不完全顯性,b：鑲嵌顯性,c： 共顯性,c： 共顯性,I A ; IB ; i ; A血型： IA I A ; IAi B血型： I BIB ; IBi AB血型： IAIB O血型： ii,ABO血型系統(tǒng)遺傳方式,1.3 孟德爾遺傳定律向染色體 和基因的發(fā)展 摩爾根與遺傳連鎖定律,a 孟德爾所謂的遺傳因子是定位在染

10、色體上的,b、性別決定 生物中普遍存在著一種性別決定類型XY型（果蠅和人類）：雄性個體的體細胞中含有兩個異型的性染色體(XY)，雌性個體含有兩個同型的性染色體(XX)的性別決定類型。,Y染色體上有著很少的基因，在一些研究中被認為沒有攜帶基因。當X染色體和Y染色體組合時，X上的基因相對Y為顯性。,摩爾根的遺傳連鎖定律,果蠅的性染色體有X和Y，雌蠅是XX；雄蠅為XY。性染色體上的遺傳基因在遺傳過程中，性狀總和性別有關，因此把性染色體上的性狀的遺傳叫伴性遺傳。 野生型果蠅為紅眼，（+）；突變型白眼（w）；決定紅眼白眼的基因位于x染色體上，是 一對等位基因。,美國遺傳學家摩爾根等人讓一只白眼雄果蠅與一

11、只紅眼雌果蠅交配，子一代（F1）都是紅眼。再讓F1中的雌果蠅與雄果蠅交配，得到子二代（F2），F(xiàn)2中紅眼和白眼的比例為3:1, 其中紅眼雄果蠅和白眼雄果蠅的比例為1:1，而且F2中的白眼果蠅全部為雄性。試畫出上述遺傳圖解。,雌性紅眼 雄性白眼 X+X+ XwY,親代 配子 F1,X+,Xw,Y,X+Xw,X+Y,紅眼雌性,紅眼雄性,1 ： 1,雌性紅眼 雄性紅眼 X+XW X+Y,F1 配子 F2,X+,X+,Y,XWX+,X+Y,雌性紅眼,雄性紅眼,1 ： 1 ： 1 ： 1,XW,X+X+,XWY,雌性紅眼,雄性白眼,女性正常 男性色盲 XBXB XbY,親代 配子 子代,XB,Xb,Y,XBXb,XBY,女性攜帶者,男性正常,1 ： 1,正常女性與色盲男性結婚后的遺傳現(xiàn)象,人類色盲,女性色盲 男性正常 XbXb