海洋生物學之遺傳學演示課件

1、1,海洋生物學,第二章 遺傳,主 講 黃 勃,2,遺傳學概述,什么是遺傳學（genetics)? 研究生物的遺傳和變異的科學 生物植物、動物、微生物和人類 遺傳（heredity): 變異（variation): 生物進化的三大因素：遺傳、變異和選擇,3,第一節(jié) 遺傳發(fā)展史,1、用進廢退學說 1809年 Lamarck(1744-1829)提出“用進廢退”的進化論觀點，由此而得出獲得性狀(acquired characteristics)是可以遺傳的。,4,2、泛生論 (hypothesis of pangenesis ) 1866年達爾文提出泛生論,認為身體各部分細胞里都存在一種胚芽或“泛子

2、”(pangens),它決定所在細胞的分化和發(fā)育。各種泛子隨著血液循環(huán)匯集到生殖細胞中。受精卵發(fā)育過程中，泛子又不斷流到不同的細胞中，控制所在細胞的分化，產(chǎn)生一定的組織器官。,Charles Darwin(1809-82),5,3、種質(zhì)論(germplasm theory),1883年, 德國生物學家魏斯曼 (Weismann) 認為：多細胞生物可分為“種質(zhì)” (germ plasm) 和“體質(zhì)” (somatoplasm) 兩部分,種質(zhì)是獨立的、連續(xù)的、能產(chǎn)生后代的種質(zhì)和體質(zhì)。體質(zhì)是不連續(xù)的、不能產(chǎn)生種質(zhì)。種質(zhì)的變異將導致遺傳的變異,而環(huán)境引起的體質(zhì)的變異是不連續(xù)的。 魏斯曼做了連續(xù)22代剪

3、斷小鼠的實驗，來與“泛生論”論戰(zhàn)。,6,第二節(jié) 遺傳學的誕生,1865年, 孟德爾,根據(jù)他8年的植物雜交試驗結果，2月8日在當?shù)氐目茖W協(xié)會上宣讀了一篇題為“植物雜交實驗”的論文。但這一偉大的發(fā)現(xiàn)埋沒35年后才重見天日。 1900年遺傳學誕生。,Gregor Johann Mendel (1822-84),7,孟德爾豌豆實驗試驗場所,8,孟德爾研究豌豆的七種不同性狀,9,孟德爾遺傳規(guī)律重新發(fā)現(xiàn),孟德爾遺傳規(guī)律發(fā)現(xiàn)初期并沒有引起足夠的重視，直到1900年又被重新發(fā)現(xiàn)。 荷蘭的德弗里斯(H. De Vries ) 德國的科倫斯(C. Correns) 奧地利的契馬克(E. Seysenegg-Tsc

4、hermak),10,第三節(jié) 遺傳學的發(fā)展,1、細胞遺傳學時期(約1910-1940)確立了遺傳的染色體學說,1910年摩爾根創(chuàng)立了連鎖定律并證實了基因在染色體上以直線方式排列。提出了遺傳的染色體理論(chromosome theory of inheritance)。 獲1933年度諾貝爾獎,Thomas Hunt Morgan (1866-1945),11,2、微生物遺傳及生化遺傳學時期 (1941-1960),1941年Beadle and Tatum 提出了一個基因一個酶的假說(One gene -one enzyme hypothesis): 獲1958年度諾貝爾獎,George B

5、eadle(1903-89) and E.L.Tatum(1909-79),12,2、微生物遺傳及生化遺傳學時期 (1941-1960),1944年Avery提出遺傳的物質(zhì)基礎是DNA 最應該獲得諾貝爾獎而沒有獲得，為此，諾貝爾委員會曾一度受到批評。,Oswald Avery(1877-1955),13,2、微生物遺傳及生化遺傳學時期 (1941-1960),Barbara McClintock (1902-92),1951年Barbara McClintock發(fā)現(xiàn)跳躍基因 獲1983年度諾貝爾獎,14,2、微生物遺傳及生化遺傳學時期 (1941-1960),1953年Watson and C

6、rick建立了DNA的雙螺旋模型結構，并于1958年提出了中心法則。 獲1962年度諾貝爾獎,James Watson(1928-) and Francis Crick(1916-),15,里程碑性的發(fā)現(xiàn),1953年4月25曰自然雜志： 核酸的分子結構脫氧核糖核酸的一個結構模型 作者：沃森（J.D.Watson）(美） 克里克（F.H.C.Crick）（英）,16,美麗的DNA雙螺旋,17,DNA雙螺旋對生命科學的貢獻,1、標志著分子生物學時代的到來 2、探索生命奧秘的新成果大量涌現(xiàn) DNA的復制機理 遺傳密碼的破譯 中心法則 基因表達和調(diào)控機理 內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn) PCR技術 DNA測序,18,3

7、、 分子遺傳學時期(1953-Present),雙螺旋模型的建立(Watson and Crick, 1953)以及中心法則的提出(Crick, 1958） 乳糖操縱子模型的建立(Jacob and Monod, 1961） 反轉錄酶(Temin,1975)，DNA合成酶(Kornberg,1958)， 限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)(Arber,1962,1968; Smith, 1978),轉座子的移動(Shapiro,1980) 核糖酶(Cech and Altman,1981)的發(fā)現(xiàn)PCR技術的建立(Swithies,1986) 內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn)(Sharp and Roberts,1977),19,

8、三大遺傳定律,一、孟德爾遺傳定律 1、分離規(guī)律 2、獨立分配規(guī)律,獨立分配規(guī)律,20,三大遺傳定律,二、連鎖互換規(guī)律,1910年美國學者摩爾根（Morgan）以果蠅為材料確認了不符合獨立遺傳規(guī)律的一些例證，實際上是不符合獨立遺傳的，而屬于另一類的遺傳，也就是遺傳學中的第三個遺傳規(guī)律連鎖互換規(guī)律（law of linkage and crossing-over）。,21,連鎖互換規(guī)律,雄果蠅完全連鎖圖,雄果蠅完全連鎖圖,22,第三節(jié) 遺傳學在海洋生物上的應用,1、質(zhì)量性狀的選育 質(zhì)量性狀（qualitative character）是指那些有明顯界限，易分類、性狀差異不連續(xù)，可用文字描寫，在純系中無明顯差別的性狀。它是由多個基因控制的，但是相對性狀之間的遺傳差異往往只涉及一對或少數(shù)幾對基因，這些基因都是位于染色體上的細胞核基因，遺傳方式符合遺傳學三大定律。,23,第三節(jié) 遺傳學在海洋生物上的應用,2、數(shù)量性狀的選育 數(shù)量性狀（quantitative character）系指那些必需要借助數(shù)或量才能準確描述和表示的性狀。數(shù)量性狀的選擇效果受性狀的變異程度、性狀的遺傳力和人工選擇情況三方面因素的影響。,24,第三節(jié) 遺傳學在海洋生物上的應用,3、雜交育種 以雜交方法培育優(yōu)良品種或利用雜種優(yōu)勢稱為雜交育種（cross breeding）。雜交可以使生