農(nóng)學動物遺傳學教學課件

1、動物遺傳學動物遺傳學遺傳學主要教材和參考書遺傳學主要教材和參考書第一章 緒論 Introduction第一節(jié) 遺傳學的概念第二節(jié) 遺傳學的發(fā)展簡史第三節(jié) 遺傳學的應用第四節(jié) 遺傳學的特點與學習方法本章要點第一章 緒論 Introduction第一節(jié) 遺傳第一節(jié) 遺傳學的概念遺傳學(Genetics)是研究生物遺傳和變異的科學。 遺傳與變異是生物界最普遍、最基本的兩個特征。 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 子代和子代個體之間的差異 廣義定義 遺傳：同種個體之間的相似性 變異：同

2、種個體之間的差異第一節(jié) 遺傳學的概念遺傳學(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)，使物種相對穩(wěn)定；變異使物種得以發(fā)展和進化，使世界豐富多彩，充滿活力與希望。變異是物種進化、新物種形成的基礎(chǔ)和資本。遺傳與變異是一對矛盾對立統(tǒng)一的兩個

4、方面：(1)遺傳是相對的，變異是絕對的。(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)象的兩個方面，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是基因?；驍y帶著可遺傳與變異的信息。基因是我們從父母那里獲得的唯一的生命遺產(chǎn)。The relationship between hered“桂實生桂，桐實生桐” “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該在給定環(huán)境條件下進行“桂實

5、生桂，桐實生桐” Heredity，Variation農(nóng)學動物遺傳學教學課件“團團”“圓圓” “團團”“圓圓” 經(jīng)典定義：研究生物性狀遺傳和變異規(guī)律與機制的 一門科學。現(xiàn)代定義：（1）在生物的群體、個體、細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 （復制）和表達規(guī)律與調(diào)控機制的一門科學 基因?qū)W。（2）研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)與功能的學科。經(jīng)典定義：研究生物性狀遺傳和變異規(guī)律與機制的第二節(jié) 遺傳學的發(fā)展簡史一 、古代遺傳學知識的積累二、近代遺傳學的奠基三、遺傳學的建立和發(fā)展四、分子遺傳學(molecular genetics) 第二節(jié) 遺傳學的發(fā)展簡史一 、古代遺傳學知

6、識的積累一、古代遺傳學知識的積累18世紀中葉以前，遺傳學基本上屬于萌芽時期。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。在歐洲，宗教神學的統(tǒng)治使遺傳知識帶上了濃厚的神學、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、古代遺傳學知識的積累18世紀中葉以前，遺傳學基本上屬于萌 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 “桔逾淮而北為枳” 宋代“牡丹歲取其變者以為新” 春秋時代 “桂實生桂，桐實生桐”

7、二、近代遺傳學的奠基拉馬克：用進廢退和獲得性狀遺傳“Evolution in Usage,Degeneration without Usage” and “Acquired Genetics”二、近代遺傳學的奠基拉馬克：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為：生物物種是可變的；2.達爾文：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。提出生存斗爭與自然選擇的進化理論。用以解釋他的進化原因的理論支柱是natural selection。 2.達爾文：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？面對質(zhì)疑和批評，1868年他又出版了第二本書Variations in (of) Animals and Plants Under Domestication，試圖對可遺傳性的變異如何隨時間的流逝而

9、形成提供更準確的解釋。面對批評，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：面對批評，Darw3. 魏斯曼：種質(zhì)學說新達爾文主義在生物進化方面支持達爾文的選擇理論，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)學說(germpl

10、asm theory)多細胞生物由種質(zhì)和體質(zhì)組成：種質(zhì)指生殖細胞，負責生殖和遺傳；體質(zhì)指體細胞，負責營養(yǎng)活動種質(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）3. 魏斯曼：種質(zhì)學說新達爾文主義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 。實驗結(jié)果1865年發(fā)表不朽論文植物的雜交試驗，提出遺傳因子呈顆粒狀，互不融合、互不粘染，獨立分離，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遺傳因子假說認為：生物性狀受細胞內(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，獨立分配，自由組合遺傳因子假說認為：三、遺傳學的建立和發(fā)展1. 初創(chuàng)時期(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，是遺傳學學科建立的標志。三、遺傳學的建立和發(fā)展1. 初創(chuàng)時期(1900-1910年(2) 1903年，Sutton和Boveri分別提出染色體學說，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 細胞學研究結(jié)合起來(3) 1906 年，貝特森(Betterson)提出以Genetics作為該學科的 學科名(4) 1908年，哈德(Hardy)和溫伯格(Weinberg)分別推導出群 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)展時期(1910-1952年)形成了近代遺傳學的主要內(nèi)容與研究領(lǐng)域。細胞遺傳學/經(jīng)典遺傳學(191

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

14、193. 分子遺傳學時期(1953-)1953年Watson和 Crick提出DNA分子雙螺旋(double helix)模型，是分子遺傳學及以之為核心的分子生物學建立的標志；20世紀70年代以來，分子遺傳學、分子生物學及其實驗技術(shù)得到飛速發(fā)展。3. 分子遺傳學時期(1953-)1953年Wat基因組(genome)學后基因組 (postgenome) 學蛋白質(zhì)組學(Proteomics)生物信息學(Bioinformatic) 四、當代遺傳學發(fā)展遺傳學發(fā)展的新動態(tài)： 基因組(genome)學四、當代遺傳學發(fā)展遺傳學發(fā)展的新動態(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

15、的應用理論上 對生命本質(zhì)的探索 （生命現(xiàn)象的遺傳統(tǒng)一性 和生命科學在分子水平上的統(tǒng)一） 生物進化理論的基礎(chǔ)實踐上 指導動植物、微生物遺傳改良工作（提高育種 工作的預見性，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) 遺傳學的應用理論上第四節(jié) 遺傳學的特點與學習方法理論性綜合性強生物學(動植物、微生物學)、細胞學、生理學、生物化學的基礎(chǔ) 土壤學、農(nóng)業(yè)氣象學、生態(tài)學等相關(guān)學科的基礎(chǔ)知識 物理、化學和數(shù)學(包括生物統(tǒng)計)方法 實踐性與應用性產(chǎn)生于生產(chǎn)與生活實踐 直接指導人類科學研究與生產(chǎn)實踐工作第四節(jié) 遺傳學的特點與學習方法理論性 學習方法善于聯(lián)系相關(guān)學科與實踐、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 學習方法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