農(nóng)學(xué)動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)課件

1、動(dòng)物遺傳學(xué)動(dòng)物遺傳學(xué)遺傳學(xué)主要教材和參考書遺傳學(xué)主要教材和參考書第一章 緒論 Introduction第一節(jié) 遺傳學(xué)的概念第二節(jié) 遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史第三節(jié) 遺傳學(xué)的應(yīng)用第四節(jié) 遺傳學(xué)的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法本章要點(diǎn)第一章 緒論 Introduction第一節(jié) 遺傳第一節(jié) 遺傳學(xué)的概念遺傳學(xué)(Genetics)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。 遺傳與變異是生物界最普遍、最基本的兩個(gè)特征。 狹義定義 遺傳(heredity)：指生物親代與子代之間，以及子代 和子代個(gè)體之間的相似性 變異(variation)：指生物在親代與子代之間，以及在 子代和子代個(gè)體之間的差異 廣義定義 遺傳：同種個(gè)體之間的相似性 變異：同

2、種個(gè)體之間的差異第一節(jié) 遺傳學(xué)的概念遺傳學(xué)(Genetics)是研究生物遺傳Heredity，inheritance 遺傳源于法語、拉丁語“heredite”，意為“繼承，遺產(chǎn)”。The genetic transmission of characteristics from parents to offspring.生物性狀世代傳遞的現(xiàn)象子代與親代相似。生物按照親代所經(jīng)歷的同一發(fā)育途徑和方式，攝取環(huán)境中的物質(zhì)建造自己，產(chǎn)生與親代相似的復(fù)本的一種自身繁殖過程。Heredity，inheritance 遺傳源于法語、拉子代不是親代的復(fù)制品， 縱向看：生物的世代之間存在差別，橫向看：生物的子代個(gè)體

3、之間也存在差別。variation 變異生物性狀在世代傳遞過程中出現(xiàn)差異的現(xiàn)象子代與親代不完全相同。Marked difference or deviation from the normal or recognized form, function, or structure.子代不是親代的復(fù)制品， variation 變異生物性狀在The relationship between heredity and variation遺傳使物種得以延續(xù)，使物種相對(duì)穩(wěn)定；變異使物種得以發(fā)展和進(jìn)化，使世界豐富多彩，充滿活力與希望。變異是物種進(jìn)化、新物種形成的基礎(chǔ)和資本。遺傳與變異是一對(duì)矛盾對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)

4、方面：(1)遺傳是相對(duì)的，變異是絕對(duì)的。(2)遺傳是保守的，變異是變革的，發(fā)展的。(3)遺傳和變異是相互制約又相互依存的。(4)遺傳變異伴隨著生物的生殖而發(fā)生。(為什么？)遺傳與變異是同一種生命現(xiàn)象的兩個(gè)方面，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是基因。基因攜帶著可遺傳與變異的信息?；蚴俏覀儚母改改抢铽@得的唯一的生命遺產(chǎn)。The relationship between hered“桂實(shí)生桂，桐實(shí)生桐” “種麥得麥，種稷得稷” “種豆得豆，種瓜得瓜”“萬物生于土，各似本種”“桔逾淮而北為枳”Heredity，Variation and Entironment考察生物遺傳與變異應(yīng)該在給定環(huán)境條件下進(jìn)行“桂實(shí)

5、生桂，桐實(shí)生桐” Heredity，Variation農(nóng)學(xué)動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)課件“團(tuán)團(tuán)”“圓圓” “團(tuán)團(tuán)”“圓圓” 經(jīng)典定義：研究生物性狀遺傳和變異規(guī)律與機(jī)制的 一門科學(xué)。現(xiàn)代定義：（1）在生物的群體、個(gè)體、細(xì)胞和基因等層次上研究生命 信息（基因）的結(jié)構(gòu)、組成、功能、變異、傳遞 （復(fù)制）和表達(dá)規(guī)律與調(diào)控機(jī)制的一門科學(xué) 基因?qū)W。（2）研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)與功能的學(xué)科。經(jīng)典定義：研究生物性狀遺傳和變異規(guī)律與機(jī)制的第二節(jié) 遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史一 、古代遺傳學(xué)知識(shí)的積累二、近代遺傳學(xué)的奠基三、遺傳學(xué)的建立和發(fā)展四、分子遺傳學(xué)(molecular genetics) 第二節(jié) 遺傳學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史一 、古代遺傳學(xué)知

6、識(shí)的積累一、古代遺傳學(xué)知識(shí)的積累18世紀(jì)中葉以前，遺傳學(xué)基本上屬于萌芽時(shí)期。人類在利用和改造生物的過程中，逐漸積累對(duì)生物遺傳和變異的認(rèn)識(shí)以及對(duì)遺傳本質(zhì)的探索和猜測(cè)。具有明顯的樸素唯物主義和經(jīng)驗(yàn)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。在歐洲，宗教神學(xué)的統(tǒng)治使遺傳知識(shí)帶上了濃厚的神學(xué)、神秘主義色彩。集中表現(xiàn)為生物物種神創(chuàng)論和不變論。一、古代遺傳學(xué)知識(shí)的積累18世紀(jì)中葉以前，遺傳學(xué)基本上屬于萌 春秋時(shí)代 “桂實(shí)生桂，桐實(shí)生桐” 戰(zhàn)國(guó)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(guó)時(shí)期 “桔逾淮而北為枳” 宋代“牡丹歲取其變者以為新” 春秋時(shí)代 “桂實(shí)生桂，桐實(shí)生桐”

7、二、近代遺傳學(xué)的奠基拉馬克：用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳“Evolution in Usage,Degeneration without Usage” and “Acquired Genetics”二、近代遺傳學(xué)的奠基拉馬克：用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳拉馬克認(rèn)為：生物物種是可變的； 遺傳變異遵循“用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳”規(guī)律。用進(jìn)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拉馬克認(rèn)為：生物物種是可變的；2.達(dá)爾文：泛生論(hypothesis of pangensis)5年的環(huán)球旅行，1859年出版The Origin of Spe

8、cies現(xiàn)存的物種是由古老的物種漸變（modification ）來的。提出生存斗爭(zhēng)與自然選擇的進(jìn)化理論。用以解釋他的進(jìn)化原因的理論支柱是natural selection。 2.達(dá)爾文：泛生論(hypothesis of pangenDarwin理論的primary gap：不知道變異（variation）和遺傳（inheritance）的本質(zhì)和基礎(chǔ)是什么。有利的變異是如何來的？又是如何傳下去的？面對(duì)質(zhì)疑和批評(píng)，1868年他又出版了第二本書Variations in (of) Animals and Plants Under Domestication，試圖對(duì)可遺傳性的變異如何隨時(shí)間的流逝而

9、形成提供更準(zhǔn)確的解釋。面對(duì)批評(píng)，Darwin太需要Mendel的幫助了！但是：Nearly a century after Mendel published his findings, historians found an uncut copy of Mendels paper in Darwins study room：Darwin had received but never read it!Darwin理論的primary gap：面對(duì)批評(píng)，Darw3. 魏斯曼：種質(zhì)學(xué)說新達(dá)爾文主義在生物進(jìn)化方面支持達(dá)爾文的選擇理論，但在遺傳上否定獲得性狀遺傳，魏斯曼是其代表人物種質(zhì)學(xué)說(germpl

10、asm theory)多細(xì)胞生物由種質(zhì)和體質(zhì)組成：種質(zhì)指生殖細(xì)胞，負(fù)責(zé)生殖和遺傳；體質(zhì)指體細(xì)胞，負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)活動(dòng)種質(zhì)是“潛在的”，世代相傳；體質(zhì)由種質(zhì)產(chǎn)生，是“被表達(dá)的”，不能遺傳 環(huán)境只影響體質(zhì)不影響種質(zhì)，所以獲得性狀不能遺傳（小鼠切尾試驗(yàn)）3. 魏斯曼：種質(zhì)學(xué)說新達(dá)爾文主義4. 孟德爾：遺傳因子假說奧地利神父Gregor Johann Mendel（1822-1884）從1856年至1863年在Brunn的Augustinian修道院從事豌豆（garden pea）雜交試驗(yàn) 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果1865年發(fā)表不朽論文植物的雜交試驗(yàn)，提出遺傳因子呈顆粒狀，互不融合、互不粘染，獨(dú)立分離，自由組合。不幸被埋沒

11、4. 孟德爾：遺傳因子假說奧地利神父Gregor Joha遺傳因子假說認(rèn)為：生物性狀受細(xì)胞內(nèi)遺傳因子(hereditary factor)決定遺傳因子在生物世代間傳遞遵循分離和自由組合兩個(gè)基本規(guī)律精髓“顆粒遺傳說”遺傳因子呈顆粒狀的，互不融合，互不沾染，獨(dú)立分配，自由組合遺傳因子假說認(rèn)為：三、遺傳學(xué)的建立和發(fā)展1. 初創(chuàng)時(shí)期(1900-1910年)(1) 1900年，柯倫斯、狄弗里斯和柴馬克分別重新發(fā)現(xiàn) 孟德爾規(guī)律，是遺傳學(xué)學(xué)科建立的標(biāo)志。三、遺傳學(xué)的建立和發(fā)展1. 初創(chuàng)時(shí)期(1900-1910年(2) 1903年，Sutton和Boveri分別提出染色體學(xué)說，提出了染 色體是遺傳物質(zhì)的載體的

12、假設(shè)，從而將孟德爾遺傳規(guī)律與 細(xì)胞學(xué)研究結(jié)合起來(3) 1906 年，貝特森(Betterson)提出以Genetics作為該學(xué)科的 學(xué)科名(4) 1908年，哈德(Hardy)和溫伯格(Weinberg)分別推導(dǎo)出群 體遺傳平衡定律 (5) 1909年，約翰遜（Johannsen）稱遺傳因子為基因 （gene），此外還創(chuàng)立了基因型（genotype）和表現(xiàn)型 （phenotype）的概念，把遺傳基礎(chǔ)和表現(xiàn)性狀科學(xué)地區(qū)別 開來(2) 1903年，Sutton和Boveri分別提出染色體2. 全面發(fā)展時(shí)期(1910-1952年)形成了近代遺傳學(xué)的主要內(nèi)容與研究領(lǐng)域。細(xì)胞遺傳學(xué)/經(jīng)典遺傳學(xué)(191

13、0-1940年) 1910年，摩爾根(Morgan)等：連鎖互換規(guī)律(2) 數(shù)量遺傳學(xué)與群體遺傳學(xué)基礎(chǔ) (1920年-) 費(fèi)希爾(Fisher)等：數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在遺傳分析中的應(yīng)用2. 全面發(fā)展時(shí)期(1910-1952年)形成了近代遺傳學(xué) 微生物遺傳學(xué)及生化遺傳學(xué) (1940-1952年)1941年，Tatum，Beadle ：一個(gè)基因一個(gè)酶1944年，Avery：DNA是遺傳物質(zhì) 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1952年，Hershey and Chase(1969m): 噬菌體重組實(shí)驗(yàn)(4) 其它研究方向1927年，Muller和Stadler人工誘變 微生物遺傳學(xué)及生化遺傳學(xué) (1940-1952年)

14、193. 分子遺傳學(xué)時(shí)期(1953-)1953年Watson和 Crick提出DNA分子雙螺旋(double helix)模型，是分子遺傳學(xué)及以之為核心的分子生物學(xué)建立的標(biāo)志；20世紀(jì)70年代以來，分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)得到飛速發(fā)展。3. 分子遺傳學(xué)時(shí)期(1953-)1953年Wat基因組(genome)學(xué)后基因組 (postgenome) 學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)生物信息學(xué)(Bioinformatic) 四、當(dāng)代遺傳學(xué)發(fā)展遺傳學(xué)發(fā)展的新動(dòng)態(tài)： 基因組(genome)學(xué)四、當(dāng)代遺傳學(xué)發(fā)展遺傳學(xué)發(fā)展的新動(dòng)態(tài)談家楨童第周袁隆平李景均 談家楨童第周袁隆平李景均 第三節(jié) 遺傳學(xué)

15、的應(yīng)用理論上 對(duì)生命本質(zhì)的探索 （生命現(xiàn)象的遺傳統(tǒng)一性 和生命科學(xué)在分子水平上的統(tǒng)一） 生物進(jìn)化理論的基礎(chǔ)實(shí)踐上 指導(dǎo)動(dòng)植物、微生物遺傳改良工作（提高育種 工作的預(yù)見性，定向創(chuàng)造和重組遺傳變異等） 工業(yè)與環(huán)保 醫(yī)療衛(wèi)生（基因診斷與基因治療）第三節(jié) 遺傳學(xué)的應(yīng)用理論上第四節(jié) 遺傳學(xué)的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法理論性綜合性強(qiáng)生物學(xué)(動(dòng)植物、微生物學(xué))、細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)的基礎(chǔ) 土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、生態(tài)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí) 物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)(包括生物統(tǒng)計(jì))方法 實(shí)踐性與應(yīng)用性產(chǎn)生于生產(chǎn)與生活實(shí)踐 直接指導(dǎo)人類科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐工作第四節(jié) 遺傳學(xué)的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法理論性 學(xué)習(xí)方法善于聯(lián)系相關(guān)學(xué)科與實(shí)踐、勤于思考、切忌死記硬背注重相互交流、討論形成遺傳的觀念，從遺傳與變異角度思考問題 摒棄原有的模糊概念 學(xué)習(xí)方法Genetics is like riding a bike, easy when you know how, but impossible until you try it.Genetics is considered by some students to be the most difficult aspect of biology. This