《細(xì)胞遺傳學(xué)》PPT課件.ppt

1、論生物染色體結(jié)構(gòu)與遺傳進(jìn)化,植物學(xué) 徐萬偉 12013000864,內(nèi)容概要,生物進(jìn)化學(xué)說回顧 染色體結(jié)構(gòu)與遺傳進(jìn)化,生物進(jìn)化 什么是生物進(jìn)化？ 生物進(jìn)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(guó)博物學(xué)家，無脊椎動(dòng)物創(chuàng)始人，1809年發(fā)表動(dòng)物哲學(xué)，系統(tǒng)闡述了他的進(jìn)化論，即拉馬克學(xué)說。,拉馬克進(jìn)化學(xué)說內(nèi)容 環(huán)境對(duì)生物體的影響學(xué)說 用進(jìn)廢退與獲得性遺傳學(xué)說 生物按等級(jí)向上發(fā)展學(xué)說,環(huán)境對(duì)生物體的影響學(xué)說,拉馬克認(rèn)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(jìn)廢退與獲得性遺傳學(xué)說,用進(jìn)廢退：拉馬克認(rèn)為動(dòng)物器官進(jìn)化與退化取決于

2、用于不用即用進(jìn)廢退理論。 獲得性遺傳：拉馬克認(rèn)為用進(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)脖子和前腿，通過遺傳而演化為現(xiàn)在的長(zhǎng)頸鹿 。,生物按等級(jí)向上發(fā)展學(xué)說,拉馬克認(rèn)為生物具有向上發(fā)展的方向，生物進(jìn)化是由低級(jí)向高級(jí)逐漸推移的，這種推移是按不同的等級(jí)逐步上升。,達(dá)爾文的進(jìn)化論,查爾斯羅伯特達(dá)爾文，英國(guó)生物學(xué)家，進(jìn)化論的奠基人。曾乘貝格爾號(hào)艦作了歷時(shí)5年的環(huán)球航行，對(duì)動(dòng)植物和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了大量的觀察和采集。出版物種起源這一劃時(shí)代的著作，提出了生物進(jìn)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(shí)際生存數(shù)極其低微 4.在生存斗爭(zhēng)中，對(duì)生物有利的變異個(gè)體被保留，不利的個(gè)體被淘汰。 5.長(zhǎng)期的自然選擇形成新物種 6.自然選擇促進(jìn)生物有低級(jí)向高級(jí)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(dá)爾文認(rèn)同了拉馬克的獲得性遺傳學(xué)說。同時(shí)提出了泛生說 ：認(rèn)為生物體各部分的細(xì)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(xì)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(dá)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(duì)配偶的子孫，即可在短期內(nèi)充塞地球”,一切生物的實(shí)際生存數(shù)極其低微。也就是說雖然生物的繁殖能力很強(qiáng)，但由于生存斗爭(zhēng)的作用而使其數(shù)量不可能無限制的增加。這種生存斗爭(zhēng)是由于繁殖過剩引起的。這種斗爭(zhēng)包括生物與無極自然界的斗爭(zhēng)，種內(nèi)斗爭(zhēng)級(jí)種間斗爭(zhēng)。,在生存斗爭(zhēng)中，對(duì)生物有利的變異個(gè)體被保留，不利的個(gè)體被淘汰。 達(dá)爾文說“這種有利的個(gè)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(zhǎng)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(yuǎn)，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(jìn)生物有低級(jí)向高級(jí)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(jìn)了生物向著從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，總低級(jí)向高級(jí)的方向發(fā)展。,新達(dá)爾文主義學(xué)派,新達(dá)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(guó)動(dòng)物學(xué)家 ?？隙诉_(dá)爾文的自然選擇輪，但反對(duì)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(rèn)為種質(zhì)是連續(xù)的、

6、獨(dú)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(rèn)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(rèn)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(xì)胞核中的許多遺子集合而成的遺子團(tuán)。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(gè)體發(fā)育，各個(gè)決定子漸次分散到適當(dāng)?shù)募?xì)胞中，最后至于一個(gè)細(xì)胞含一個(gè)決定子。生源子能穿過核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，使決定子成為活躍狀態(tài)，從而確定該細(xì)胞的分化。而種質(zhì)(性細(xì)胞)則儲(chǔ)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(yù)為現(xiàn)代遺傳學(xué)之父。孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)，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(rèn)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(huì)消失，因子作為遺傳單位 在體細(xì)胞中是成雙的，他 在遺傳上具有高度獨(dú)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(jìn)行多年的月見草實(shí)驗(yàn)，于1901年提出生物進(jìn)化起因于驟變的突變論 。他認(rèn)為進(jìn)化不一定像達(dá)爾文所說的那樣，要通過微小變異（連續(xù)變異）而形成，他認(rèn)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(shí)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(guó)進(jìn)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(jī)制，創(chuàng)立染色體遺傳理論， 是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)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(jiǎng)。 1902年，他在顯微鏡下證實(shí)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(shí)驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)了連鎖遺傳定律。并證實(shí)了基因在染色體上呈一定距離的線性排列。,現(xiàn)代達(dá)爾文主義學(xué)派,現(xiàn)代達(dá)爾文主義，也稱綜合達(dá)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(biāo)志。他在此書中提出的綜合理

9、論是現(xiàn)代達(dá)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(jìn)化的基本單位；進(jìn)化機(jī)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(jìn)化過程的基本環(huán)節(jié)。 突變：杜布贊斯基認(rèn)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(jìn)一步增加了生物變異的潛能，因而突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供了原材料。,選擇：杜布贊斯基認(rèn)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?cè)斐苫蝾l率的定向改變，繼而形成新的物種。 他認(rèn)為，突變和染色體變異只是進(jìn)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(jìn)

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(gè)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(jìn)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(jìn)化學(xué)說,中性突變進(jìn)化學(xué)說史一種新的分子進(jìn)化學(xué)說，由日本遺傳學(xué)家木村資生和美國(guó)科學(xué)家雅克托馬斯分別提出。 他們認(rèn)為，DNA分子結(jié)構(gòu)中的突變并不像達(dá)爾文進(jìn)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(rèn)為自然選擇對(duì)表型水平上的進(jìn)化雖有重要的作用，但分子水平的進(jìn)化卻大多并非由于自然選擇。分子水平的進(jìn)化史由于基因不斷地產(chǎn)生中性突變，并通過隨機(jī)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(diǎn),第一，突變大部分是“中性”的，級(jí)這種突變不會(huì)影響核酸，蛋白質(zhì)的功能，對(duì)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(duì)的改變不會(huì)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(shí)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(huì)對(duì)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(huì)改變蛋白質(zhì)原來的主要功能。同遺物中的不同個(gè)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(jī)的遺傳票變?cè)谌后w里固定下來，在分子水平上自然選擇不起作用。 非達(dá)爾文主義學(xué)派認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)生物體