《細胞遺傳學(xué)》PPT課件.ppt

1、論生物染色體結(jié)構(gòu)與遺傳進化,植物學(xué) 徐萬偉 12013000864,內(nèi)容概要,生物進化學(xué)說回顧 染色體結(jié)構(gòu)與遺傳進化,生物進化 什么是生物進化？ 生物進化是指某一物種或生物界發(fā)展和演變的過程。,拉馬克的學(xué)說,拉馬克（1744年1829年），法國博物學(xué)家，無脊椎動物創(chuàng)始人，1809年發(fā)表動物哲學(xué)，系統(tǒng)闡述了他的進化論，即拉馬克學(xué)說。,拉馬克進化學(xué)說內(nèi)容 環(huán)境對生物體的影響學(xué)說 用進廢退與獲得性遺傳學(xué)說 生物按等級向上發(fā)展學(xué)說,環(huán)境對生物體的影響學(xué)說,拉馬克認為，環(huán)境的改變能引起生物的變異，環(huán)境的多樣性是物種多樣性的主要原因。,用進廢退與獲得性遺傳學(xué)說,用進廢退：拉馬克認為動物器官進化與退化取決于

2、用于不用即用進廢退理論。 獲得性遺傳：拉馬克認為用進廢退這種后天獲得的性狀是可以遺傳的，因此生物可把后天鍛練的成果遺傳給下一代。 如長頸鹿的祖先原本是短頸的，但是為了要吃到高樹上的葉子經(jīng)常伸長脖子和前腿，通過遺傳而演化為現(xiàn)在的長頸鹿 。,生物按等級向上發(fā)展學(xué)說,拉馬克認為生物具有向上發(fā)展的方向，生物進化是由低級向高級逐漸推移的，這種推移是按不同的等級逐步上升。,達爾文的進化論,查爾斯羅伯特達爾文，英國生物學(xué)家，進化論的奠基人。曾乘貝格爾號艦作了歷時5年的環(huán)球航行，對動植物和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進行了大量的觀察和采集。出版物種起源這一劃時代的著作，提出了生物進化論學(xué)說， 從而摧毀了各種唯心的 神造論和物種

3、不變論。,自然選擇學(xué)說的內(nèi)容,1.生物普遍具有變異現(xiàn)象 2.一切生物都有高速率增加的傾向 3.一切生物的實際生存數(shù)極其低微 4.在生存斗爭中，對生物有利的變異個體被保留，不利的個體被淘汰。 5.長期的自然選擇形成新物種 6.自然選擇促進生物有低級向高級發(fā)展。,1.生物普遍具有變異現(xiàn)象。在生活條件發(fā)生改變的情況下，生物可以在結(jié)構(gòu)，功能，習(xí)性上發(fā)生變異。 達爾文認同了拉馬克的獲得性遺傳學(xué)說。同時提出了泛生說 ：認為生物體各部分的細胞都帶有特定的自身繁殖稱為的粒子，稱為微芽或泛子。這種粒子可由各系統(tǒng)集中于生殖細胞，傳遞給子代，使它們呈現(xiàn)親代的特征。環(huán)境的改變可使微芽或泛子的性質(zhì)發(fā)生變化，因而親代的獲

4、得性狀可傳給子代。,一切生物都有高速率增加的傾向，即具有巨大的繁殖力。 達爾文說“各種生物都以這樣高速率自然的增加，如果沒有死亡，則僅是一對配偶的子孫，即可在短期內(nèi)充塞地球”,一切生物的實際生存數(shù)極其低微。也就是說雖然生物的繁殖能力很強，但由于生存斗爭的作用而使其數(shù)量不可能無限制的增加。這種生存斗爭是由于繁殖過剩引起的。這種斗爭包括生物與無極自然界的斗爭，種內(nèi)斗爭級種間斗爭。,在生存斗爭中，對生物有利的變異個體被保留，不利的個體被淘汰。 達爾文說“這種有利的個體差異，變異的保持和有害變異的消除，稱之為自然選擇貨適者生存” 自然選擇還可以將原來雨霧中無關(guān)緊要的某些性狀積累起來，創(chuàng)造新的性狀，所以

5、具有創(chuàng)造性作用。,長期的自然選擇形成新物種。自然選擇在不同的方面積累了不同的器官，不同性狀的微小變異，使后代離開祖先類型愈來愈遠，通過性狀分歧和中間類型的滅絕而逐漸形成新的物種。,自然選擇促進生物有低級向高級發(fā)展。 自然選擇經(jīng)常在生物與環(huán)境的相互關(guān)系中改造生物體，使生物更加適應(yīng)于環(huán)境，促進了生物向著從簡單到復(fù)雜，總低級向高級的方向發(fā)展。,新達爾文主義學(xué)派,新達爾文主義者有：魏斯曼、德弗里斯、約翰森和摩爾根等人。,魏斯曼極其“種質(zhì)論” 魏斯曼(18341914)，德國動物學(xué)家 ?？隙诉_爾文的自然選擇輪，但反對獲得性、遺傳。 魏斯曼把生物體分為質(zhì)上根本相異的兩部分種質(zhì)和體質(zhì)。他認為種質(zhì)是連續(xù)的、

6、獨立的，能產(chǎn)生后代的種質(zhì)和體質(zhì)，而體質(zhì)石不能產(chǎn)生種質(zhì)。 認為生物體在一生中由于外界環(huán)境的影響或器官的用與不用所造成的變化只表現(xiàn)于體質(zhì)上，而與種質(zhì)無關(guān)，所以后天獲得性狀不能遺傳。,魏斯曼認為種質(zhì)只存在于核內(nèi)染色質(zhì)中。染色質(zhì)是由存在于細胞核中的許多遺子集合而成的遺子團。遺子中又含有許多的粒狀物質(zhì)，稱之為決定子，決定子還可再分為更小的單位生源子，后者是生命的最小單位。隨著個體發(fā)育，各個決定子漸次分散到適當(dāng)?shù)募毎校詈笾劣谝粋€細胞含一個決定子。生源子能穿過核膜進入細胞質(zhì)，使決定子成為活躍狀態(tài)，從而確定該細胞的分化。而種質(zhì)(性細胞)則儲積著該生物特有的全部決定子，遺傳給后代。,孟德爾極其“遺傳因子說”

7、,孟德爾1822年7月20日出生于奧地利西里西亞，是遺傳學(xué)的奠基人，被譽為現(xiàn)代遺傳學(xué)之父。孟德爾通過豌豆實驗，發(fā)現(xiàn)了遺傳的分離規(guī)律及自由組合規(guī)律。孟德爾認為，控制生物性狀的遺傳物質(zhì)是以單位因子存在的，他們可以隱藏但不會消失，因子作為遺傳單位 在體細胞中是成雙的，他 在遺傳上具有高度獨立性。,德弗里斯極其“突變論”,荷蘭植物學(xué)家和遺傳學(xué)家。他根據(jù)進行多年的月見草實驗，于1901年提出生物進化起因于驟變的突變論 。他認為進化不一定像達爾文所說的那樣，要通過微小變異（連續(xù)變異）而形成，他認為這種巨大的突變，是一種不連續(xù)的變異，這種變異可以直接產(chǎn)生新種。 他提出，突變是由于染色體內(nèi)部組織或數(shù)量的改變，

8、提出了染色體作為遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。同時提出突變是偶然的，不收生活條件的影響。,摩爾根極其“基因論”,摩爾根 是美國進化生物學(xué)家，遺傳學(xué)家和胚胎學(xué)家。發(fā)現(xiàn)了染色體的遺傳機制，創(chuàng)立染色體遺傳理論， 是現(xiàn)代實驗生物學(xué)奠基人。于1933年由于發(fā)現(xiàn)染色體在遺傳中的作用， 贏得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 1902年，他在顯微鏡下證實了染色體的行為和遺傳因子的相似，于是提出染色體是遺傳物質(zhì)載體的根據(jù)。 此后，以果蠅為實驗材料，發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳定律。并證實了基因在染色體上呈一定距離的線性排列。,現(xiàn)代達爾文主義學(xué)派,現(xiàn)代達爾文主義，也稱綜合達爾文主義。以杜布贊斯基遺傳學(xué)和物種起源一書問世為標志。他在此書中提出的綜合理

9、論是現(xiàn)代達爾文主義的理論基礎(chǔ)。,綜合理論的基本原理,（一）種群是生物進化的基本單位；進化機制的研究屬于群體遺傳學(xué)的范圍。 (二)突變、選擇、隔離是物種形成及生物進化過程的基本環(huán)節(jié)。 突變：杜布贊斯基認為基因突變不僅產(chǎn)生了等位基因，而且產(chǎn)生了大量的復(fù)等位基因，復(fù)等位基因的存在又進一步增加了生物變異的潛能，因而突變?yōu)樯镞M化提供了原材料。,選擇：杜布贊斯基認為突變一旦發(fā)生，就受到選擇的作用，通過自然選擇的作用有害的基因突變消除，有利的基因突變得以保存，結(jié)果變造成基因頻率的定向改變，繼而形成新的物種。 他認為，突變和染色體變異只是進化過程中的第一階段，二變異一旦發(fā)生，便被灌注到群體的基因庫中，這是進

10、化過程的第二階段。 隔離：隔離是物種形成的第三階段通過隔離把前兩個階段的多樣性固定下來。隔離分為地理隔離和生殖隔離，地理隔離在物種形成過程中促進性狀分歧的作用，它是生殖隔離的必要的先決條件。他指出物種是生殖隔離的種群。,中性突變進化學(xué)說,中性突變進化學(xué)說史一種新的分子進化學(xué)說，由日本遺傳學(xué)家木村資生和美國科學(xué)家雅克托馬斯分別提出。 他們認為，DNA分子結(jié)構(gòu)中的突變并不像達爾文進化論所理解的區(qū)分為有利或有害突變，而是“不好不壞”的“中性突變”。他們認為自然選擇對表型水平上的進化雖有重要的作用，但分子水平的進化卻大多并非由于自然選擇。分子水平的進化史由于基因不斷地產(chǎn)生中性突變，并通過隨機票變而在群

11、體中消失或被固定，經(jīng)過億萬年的積累而造成的。,中性突變學(xué)說的要點,第一，突變大部分是“中性”的，級這種突變不會影響核酸，蛋白質(zhì)的功能，對生物的生存即無害處，也無好處，中性突變分三種情況: 1.同義突變；分子遺傳表明，遺傳密碼具有兼并性，因此某些DNA堿基對的改變不會影響蛋白質(zhì)的功能。 2.“非功能性”DNA 順序中發(fā)生的突變；這是DNA非轉(zhuǎn)錄順序中或重復(fù)順序中發(fā)生的堿基改變。所謂非轉(zhuǎn)錄順序，是DNA 分子中不轉(zhuǎn)錄為RNA 的一段順序。所謂重復(fù)順序，也就是堿基排列在、旺旺同時有幾分到幾十萬副本，這種重復(fù)順序中發(fā)生的突變不會對蛋白質(zhì)的功能產(chǎn)生明顯的效應(yīng)。 3.結(jié)構(gòu)基因中的一些突變，雖然改變了由它編碼的蛋白質(zhì)分子的氨基酸的組成，但并不會改變蛋白質(zhì)原來的主要功能。同遺物中的不同個體間，同一種蛋白質(zhì)旺旺有不同的氨基酸組成，但他們的勝利功能卻仍相同。如人體中的大量同工酶。,第二，“中性突變”通過隨機的遺傳票變在群體里固定下來，在分子水平上自然選擇不起作用。 非達爾文主義學(xué)派認為，當(dāng)一個生物體