表观遗传学-拉马克复兴主义
后天获得的性状可以遗传?
后天获得的性状可以遗传?提到进化论,我们⾸先想到的是达尔⽂,达尔⽂是公认的现代⽣物学奠基⼈。
⽽实际上, 拉马克早在达尔⽂出⽣的那⼀年(1809年)就在《动物学哲学》⾥提出了⾃⼰的进化学说,但在⽣物学历史上,达尔⽂主义⼀直占据着统治地位,⽽拉马克主义则⼀直受着不公的待遇。
但随着最近⼏年表观遗传学的发展,越来越多的证据表明,拉马克主义也是科学的。
⼀、拉马克表观遗传学与达尔⽂⾃然选择论的冲突在⽣物学上,有些⽣物基因没变,但能够把⼀些性状遗传给下⼀代,这被称为表观遗传学。
这⼀理论的主要提出及代表⼈物就是拉马克。
拉马克认为,⽣物经常使⽤的器官会逐渐发达,不使⽤的器官会逐渐退化,这就是进化领域的“⽤进废退”学说。
拉马克(Jean Baptiste Lemarck,1744~1829)在1809年出版了《动物学哲学》。
他在书中系统地阐述了他的进化学说,提出了两个法则:⼀个是⽤进废退,⼀个是获得性遗传。
后⼈把拉马克对⽣物进化的看法称为拉马克学说或拉马克主义,其主要观点是:1.物种是可变的,物种是由变异的个体组成的群体。
2.⽣物存在着由简单到复杂的⼀系列等级阶梯,⽣物本⾝存在着⼀种内在的“意志⼒量”驱动着⽣物由低等级向⾼等级发展。
3.⽣物对环境有巨⼤的适应能⼒,环境的变化会引起⽣物的变化,⽣物会由此改进并适应,环境的多样化是⽣物多样化的根本原因。
4.环境的改变会引起动物习性的改变,习性的改变会使某些器官经常使⽤⽽得到发展,另⼀些器官不经常使⽤⽽退化,在环境影响下所发⽣的定向变异,即后天获得的性状是能够遗传的。
由于拉马克的观点与当时占统治地位的物种不变论产⽣了很⼤的冲突,他受到敌对势⼒的打击和迫害,导致他的⼀⽣都是在贫穷与冷漠中度过的。
晚年的拉马克双⽬失明,忍受病痛的折磨,但仍顽强地让幼⼥柯尼利娅做笔录,⾃⼰坚持写作,把毕⽣精⼒奉献给了⽣物学的研究。
达尔⽂⾃然进化论的核⼼思想是⾃然选择,物竞天择,优胜劣汰,适者⽣存。
表观遗传深入学习
表观遗传深入学习谈到表观遗传,我们不得不来引入两个理论。
达尔文进化论:生物之间存在着生存争斗,适应者生存下来,不适者则被淘汰,这就是自然的选择。
生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。
拉马克学说:拉马克学说著名原则:“用进废退”和“获得性遗传”。
前者指经常使用的器官就发达,不用会退化,比如长颈鹿的长脖子就是它经常吃高处的树叶的结果。
后者指后天获得的新性状有可能遗传下去,如脖子长的长颈鹿,其后代的脖子一般也长。
我们在高中时期,就被灌输以这样的概念,拉马克的这些学说是错误的,给以绝对的否定,但是如今我们思考某些问题的时候,却又不得不从新审视拉马克学说。
让我们思考这样的几个问题:遗传变异的概率?遗传变异的方向?环境在变异中是否起作用?人类大脑的进化是主动还是被动?什么决定了遗传系统?生理生化的改变能否影响遗传系统?对于变异的概率,我们知道是非常小的,对于遗传变异的方向,则是多方向性的。
环境对于表型的确有一定的影响。
那么将我们现在的人类的大脑与我们的祖先相比,我们的大脑可以说完全不同于我们的祖先了,那么这些差别能靠突变和变异实现吗?显然是不能的,因为突变的小概率,和不定向,不可能让我们的祖先在如此短的时间内(相对于地质的变化)形成现在我们这样的高智能人类。
这时就需要一种新的学说来解释这一现象。
后面的一个问题,遗传系统由什么决定?生理生化改变是否影响遗传系统?这些问题及大脑进化现象就是表观遗传学所要解决的。
表观遗传学过程的主要因素为DNA的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA 调控。
DNA甲基化是由DNA甲基转移酶催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体,将胞嘧啶转变为5-甲基胞嘧啶(mC)的反应。
5′胞嘧啶的甲基化修饰是一个动态可逆的过程, 该位点还存在去甲基化过程, DNA去甲基化酶对基因的表达也发挥重要作用。
DNA的甲基化对维持染色体的结构、X染色体的失活、基因印记和肿瘤的发生发展都起重要的作用。
备课素材:表观遗传学解释相关概念-高一下学期生物人教版必修2
表观遗传学解释相关概念表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
《普通高中生物学课程标准(2017 年版2020 年修订)》新增“概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”这一概念。
这一课程内容的调整,是生物科学的发展对遗传学某些概念的内涵进行完善的体现,也提醒人们应重新审视高中生物学中的关于分化、遗传、进化和生物技术的一些事实与概念。
1 细胞分化的实质性原因旧版高中生物学教材提及细胞分化的原因是基因的选择性表达。
但为什么基因会选择性表达?已分化的细胞如何长久地保持其特定基因的选择性表达模式而不转变为其他种类的细胞?要回答这些实质性问题,可能要从表观遗传学的视角解释。
表观遗传学认为,在发育过程中,分化程度和方向不同的细胞会程序化地加入不同的表观遗传修饰,通过表观遗传修饰而开启或关闭不同的基因群,表观遗传修饰包括DNA 的甲基化及组蛋白的化学修饰等多种方式,这些分子修饰虽然对碱基的排列顺序没有任何影响,但它们能决定基因是否进行表达及其表达量,并且这些表观遗传修饰能从亲代细胞传递至子代细胞。
这是基因选择性表达的分子机理,也是细胞分化的实质性原因。
2 细胞的全能性受抑制及再激发的机理旧版高中生物学教材提及高等动物的已分化细胞的全能性受到抑制,卵细胞细胞质中的物质可激发动物细胞核全能性的表达,其生物学机理是什么?从表观遗传学视角审视能揭开这些问题的部分“面纱”。
哺乳动物受精卵在发育进程中,起初受精卵中的表观遗传修饰极少(少量的印记区域会保留表观遗传修饰),分化开始后(如同程序开始运行),不同的细胞就会带上表观遗传修饰从而向不同方向分化,“ 程序”运行至某一时期,DNA 中的某些特定基因就会被表观遗传修饰,不可逆转。
表观遗传系统控制着数百种不同细胞分化的方向,这种修饰可被细胞一代代遗传,长久地控制细胞的归属。
哺乳动物高度分化的细胞虽然含有发育成完整个体的全套信息,但由于表观遗传修饰影响了特定发育相关基因的表达,无法发育成完整的个体,除非将该分化细胞内的表观遗传修饰移除(类似于程序重新启动),这样该细胞才具有了全能性。
拉马克主义
拉马克主义会复兴吗?-----------------之我感生技1001颜云南学号2010304200512拉马克主义是生物进化学说之一,为法国博物学家拉马克所创立,在生物进化史上产生重大影响。
拉马克主义认为生物在新环境的直接影响下,习性改变,某些经常使用的器官发达增大,不经常使用的器官则逐渐退化(用进废退),并认为这样获得的后天性状可传给后代,使生物逐渐演变,且认为适应是生物进化的主要过程。
说到这里就不得不提到另外一个生物进化学说-------达尔文主义,达尔文主义认为生物之间存在着生存斗争,适应者生存下来,不适者则被淘汰,这就是自然的选择。
生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。
两者最主要的分歧在于对于获得性遗传的看法。
获得性遗传是指父母在后天获得的性状能够遗传给下一代。
拉马克主义认为获得性遗传是生物进化的主要动力。
达尔文主义则否定获得性遗传的机理,它认为物种是通过生存竞争把不利的基因从物种的基因库中淘汰从而达到整体进化的效用。
(资料来自百度百科)现在绝大部分人都支持达尔文的进化学说,或许还有少部分人支持拉马克主义这谁也说不准,还有一些人认为要把二者结合起来才能解释生物进化。
尽管DNA 为主要遗传物质的遗传机制为达尔文的进化学说提供了科学依据,但我并不认为达尔文进化学说就是正确的,我更加倾向于把二者结合。
在陈述我的理由之前我觉得要先谈谈生物进化这一名词概念,当然不同的人有不同的看法以下是几个;“在最广泛的意义上,进化仅仅是一种变化,并且随处可见;星系、语言和政治体制概莫能外。
生物进化……是生物种群性质的变化,这种变化超出了单一个体的寿命。
个体发生不是进化,孤立的生命体不进化。
种群中可通过遗传物质从一代传给下一代的变化被认为是进化。
生物进化可能是细微或显著的;它包含了从一个种群中不同的等位基因比例的一切微小变化(如决定血型的基因),到把最早的原生物(Protoorganism)变成蜗牛、蜜蜂、长颈鹿和蒲公英的延续变化。
210979089_“龙生九子,各不相同”——浅说“表观遗传”
进化论坛蒋 原提起“遗传”相信大家都不陌生,我们一般意义上所理解的遗传是指父母性状通过繁殖传递给后代,从而使后代获得其父母遗传信息的现象。
而传递的介质是什么呢?毫无疑问那就是基因。
由于后代的基因就是父母双方基因的复制,而且这种复制相对来说是稳定且可靠的,所以地球上的各个物种才呈现出了具有延续性的样貌和行为,甚至有时候我们通过父母的外貌可以顺利地找到人群中他们的孩子究竟是谁。
咱们中国自古就有的说法“龙生龙凤生凤,老鼠的孩子会打洞”就是这样一个道理。
其实仔细分析起来,这句古话还包含着两个方面,暨遗传的直接结果是外形特征的相似以及行为模式的相似,不得不说咱们的先民在这些方面朴素的认知是全面而且客观的。
什么是表观遗传但是我们也常常听说“龙生九子,各不相同”那这又是怎么回事呢?其实自然界还真有这样神奇的现象,这一类现象就是我们今天讨论的主题:表观遗传。
不知道大家有没有注意到这样一个事实,双胞胎在小时候总是非常像,有时候就连他们的父母或者老师都会认错,但是随着时间的推移,双胞胎中有一定的比例,他们会开始越来越不像,有的高矮胖瘦出现差异,有些则是健康状况各不相同,更有一些脾气秉性都会大相径庭。
比如美国的一对同卵双胞胎Sierra 和她的姐妹Sienna ,身为同卵双胞胎的她们,拥有着完全一样的基因,那按理说她俩就应该生长得完全一样或者非常相似才对,但是她们中的Sienna 却因为罹患丹迪-沃尔克综合症(Dandy -Walker syndrome )导致脑室出口部闭塞从而引发了发育迟缓,让二十岁时候的她们从长相上已经完全看不出是同卵双胞胎的影子。
要知道丹迪-沃尔克综合症是一种由于基因缺陷而出现的疾病,那为什么具有完全相同基因的姐妹俩却会只有一位不幸罹患此病而另一位却完全健康呢?要知道这一切究竟是怎么回事,我们还得简单回顾一下基因是如何发挥作用的。
每一个生物细胞中的DNA (脱氧核糖核酸)或RNA (核糖核酸),它们就像是储存在每一个生命体内的“菜谱”,按照菜谱来作出不同佳肴的过程就是生物体根据基因产生各类不同细胞、不同性状的过程,这就是基因的表达。
拉马克主义
拉马克主义Lamarckism 生物进化学说之一,为法国博物学家拉马克所创立。
认为生物在新环境的直接影响下,习性改变,某些经常使用的器官发达增大,不经常使用的器官则逐渐退化(用进废退),并认为这样获得的后天性状可传给后代,使生物逐渐演变,且认为适应是生物进化的主要过程。
拉马克主义Lamarckism 指基于拉马克学说的一种进化思想。
原先认为,获得性遗传是拉马克学说的重要内容,并将此作为拉马克学说的核心,把获得性遗传学说就看作是拉马克主义。
但后来对定向进化学说的发展思想也绪成是拉马克学说的中心。
拉马克主义与新拉马克主义一词的区别并不明确。
拉马克主义在生物进化学说发展史上曾有过重大影响,但其缺点在于把环境对于生物体的直接作用和以及获得性状遗传给后代的过程过于简单化,错误地认为生物天生具有向上发展的趋向,并认为动物的意志和欲望也在进化中发生作用。
1900年前后,自然选择学说的声誉跌到了低谷。
大多数生物学家都支持别的学说,其中信奉者最多的是新拉马克主义。
拉马克用用进废退机制来解释生物的进化,但是在其生前和死后相当一段时间,很少有人相信生物是进化来的,自然更少有人会去支持其进化机制。
只有在达尔文确立了生物进化的事实之后,那些对自然选择学说不满意而寻找其他机制的生物学家,才重新发现了拉马克提出的用进废退机制,为了与拉马克提出的其他显然已经不合时宜的进化理论有所区别,它被称为新拉马克主义。
在19世纪末和20世纪初新拉马克主义非常流行,甚至当时著名达尔文主义者斯宾塞、海格尔都认为只有把自然选择学说和新拉马克主义结合起来才能正确地解释进化。
拉马克是伟大的生物学家,进化论的奠基人──达尔文于1859年出版了《物种起源》,提出了以自然选择为基础的进化学说,成为生物学史上的一个转折点。
恩格斯指出它是19世纪自然科学的三大发现之一。
因此达尔文的进化论已举世瞩目。
但拉马克早于达尔文诞生之前(1809年)就在《动物学哲学》里提出了生物进化的学说,在进化学说史上发生过重大的影响,为达尔文的进化论的产生提供了一定的理论基础则鲜为人知。
表观遗传学的产物
表观遗传学的产物作者:来源:《大自然探索》2016年第06期关于遗传学重大发现1801年让-巴蒂斯特·拉马克试图运用“获得性遗传”理论解释物种形成——新物种产生的过程。
1859年查尔斯·达尔文著《物种起源》一书,假定物种形成是在随机变化的基础上通过自然选择而成。
1863年格雷戈尔·孟德尔通过豌豆实验发现了“遗传单位”和隐性、显性等位基因等概念,但这些研究成果直到孟德尔死后30年才被大众所承认。
1953年弗朗西斯·克里克,罗莎琳德·富兰克林(图示)等几名科学家确定了DNA结构,也开启了我们对基因遗传在分子层面的理解。
1980年阿奇姆·苏尼拉证明了在哺乳动物繁殖过程中,基因遗传信息和表观遗传信息都是由父母遗传给子女。
20世纪80年代阿奇姆·苏尼拉博士证明了在哺乳动物繁殖过程中,表观遗传信息也是由父母遗传给子女。
1996年,克隆羊多利的成功诞生证明了哺乳动物的干细胞和成体细胞都拥有相同的DNA 遗传信息。
猫咪几乎所有玳瑁色的猫咪都是雌性,因为控制橘色和黑色被毛的基因只存在在雌性猫咪的性染色体内,也就是我们常说的X染色体。
每对X染色体中的其中一条会在猫咪发育的早期随机地被后天表观修饰沉默掉,如此才产生了猫咪皮毛上这样美丽的混合图案。
双胞胎很少有一对双胞胎是完全相同的,尽管他/她们共享同样的DNA序列。
举个极端的例子来说,双胞胎中的一个可能患有毁灭性的疾病例如精神分裂症等,而另一个则可能完全健康。
这说明在双胞胎成长过程中表观遗传修饰确实存在,而通常这样的变化是由环境的影响和细胞的随机表观遗传修饰共同引起的。
海鲈鱼/鳄鱼哺乳动物的性别是由基因所决定的,这取决于它们是否拥有Y染色体。
然而,对于欧洲幼年海鲈鱼来说,海水温度带来的表观遗传变化才是决定它们性别的关键,同样的机制也发生在鳄鱼的身上。
因此,气候变化可能会成为这些物种性别分配的破坏者。
第一篇1-1进化论中拉马克学说复活之谜
1.进化论中拉马克学说复活之谜本节中,大段引用学者,专家的评论,只是为了读者便于理解,缩小篇幅,突出谜意才作了些编辑,其中没有本文作者的东西。
其余诸节的文字评述也是如此。
1).拉马克学说的要点有二:“用进废退”和“获得性遗传”。
前者为多数科学家接受,但“获得性”是否能传给下一代只是推断,並没有理论支撑,也没有实验验证。
后来,“获得性遗传”反而被德国生物学家A.魏斯曼的“小鼠尾巴剪断”实验否定了。
德国生物学家A.魏斯曼1892年提出的有关遗传物质的学说,认为多细胞的生物体可截然地区分为种质和体质两部分。
种质是亲代传递给后代的遗传物质,存留在生殖细胞的染色体上,种质可以发育为新个体的体质,但有一部分仍保持原来的状态作为后代发育的基础,体质可以通过生长和发育而形成为新个体的各个组织和器官,但它不能产生种质。
体质受环境影响而获得的变异性状也不能遗传给后代。
体质随个体死亡而消失;只有种质才能世代传递,连续不绝。
魏斯曼十分赞同和支持达尔文的选择理论,但他否认达尔文在遗传和变异的解释上提出的泛生假说;更激烈反对法国生物学家拉马克提出的后天获得性状遗传观点。
他做了连续22代剪断小鼠尾巴的试验,结果剪除尾巴的小鼠后代仍然长出与正常小鼠等长的尾巴。
因而他认定体质细胞的变异不能影响种质细胞,后天获得的性状不能遗传;只有种质细胞才能在世代间保持连续性。
2).相比之下,达尔文主义则在理论,实验两方面取得决定性的进展。
在遗传物质的本质没有研究清楚之前,新拉马克主义对适应现象的解释远比用偶然变异和选择的随意过程来解释更使人满意。
一旦发现微突变(基因突变,minimutation)及重组是进化的遗传物质基础以及软式遗传被否定后,年轻的新拉马克主义者很快就转向达尔文主义。
基因说在发现其物质基础染色体,孟德尔遗传法则得到实验证实后理论上日趋完善,自然得到公认。
而拉马克学说还只是停留在表面解释上,所以很快被抛弃了。
3).不过,在拉马克去世180多年后,拉马克学说复活已成为进化论的主要话题了!现在他的假说可能最终能获得些许支持了。
表观遗传学将进入高中新课标,太有必要重读拉马克了
表观遗传学将进入高中新课标,太有必要重读拉马克了提到19世纪法国科学家拉马克你会想到什么?以往我对拉马克的印象停留在“他提出了错误的进化机制”,同样让我有此印象的是亚里士多德,他在很多科学领域提出了见解,但几乎无一例外被后来学者推翻。
但是寒假阅读方舟子《寻找生命的逻辑》让我重新认识拉马克,也开始反思自己以前的观点。
拉马克的一生(生前无利,死后无名苦逼的拉马克)19世纪法国伟大的博物学家、进化论先驱让·巴蒂斯特·拉马克(1744-1829)的生前加死后就是个大起大落的过山车。
01一帆风顺的前半生•相比于命途多舛的后半生,拉马克人生的前半段(1744年—1809年)是较为平顺的:•他是家里第11个孩子,从小深受父母兄姐宠爱;•在读完10年教会学校选择从军,他也很快在战场上获得的荣誉;•从部队退役后,他又幸运的结识了当时法国的著名科学家比如卢梭和著名植学家德朱西厄,得到他们的教导赏识;•34岁时他便已经出版了3卷本的《法兰西植物志》,在植物学界闯出了一片天;•39岁时当选为巴黎科学院院士和皇家植物学家;•后来转向研究动物学,也做出了一番成就:是他首先将动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类(1794),提出“无脊椎动物”一词,由此建立了无脊椎动物学;也是他首先把《植物学》和《动物学》合并成为一门完整的生物科学,“生物学”这个名词就是他提出来的并一直沿用至今。
02历经劫难的后半生拉马克在1809年出版的《动物学哲学》一书中提出生物进化的学说,正是由于这本书中的观点让他后半生遭受迫害,即使死后也一直为人所批评指责。
在拉马克的时代教会依然有着很大的权威,那时很多科学家自己便是虔诚的教徒。
当时主流的观点便是,世间万物是上帝创造的,物种是永恒不变的。
可想而知拉马克书中的观点,直接挑战了《圣经》权威,试图颠覆教会统治的基础,会遭到教会怎样地打击报复。
天文学家布鲁诺(1548-1600)便是被教会活活烧死,罪名就是他拥护哥白尼,竟敢说地球不是宇宙的中心。
表观遗传发展史
07 基因组印迹
基因组印迹是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给 子代时发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性, 这种修饰常为DNA甲基化修饰。
Prader-Willi综合征,又称为Prader-Labhar-Willi综合征、愉快木偶 综合征、隐睾-侏儒-肥胖-智力低下综合征、肌张力减退-智力减退-性 腺功能减退与肥胖综合征。(染色体15qll.2-q12缺失)
人类表观基因组计划 DNA元件百科全书计划
人类基因组计划
人类单体型图计划
环境基因组计划
三维核小体计划
1990
1995
2000
2005
2010
2015
04 人类基因组计划完成带来的挑战
1、人类基因组只有约2.6万个编码蛋白的基因,仅占人类基因组全序列的1.1%1.4%,大多数非编码序列的生物意义? 2、如何解释与中心法则相悖的遗传现象? 如:同窝出生纯种小鼠毛色不同(AA/aa)
Waterland, RA ,Jirtle, RA.Transposable elements: Targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation.Mol Cell Biol,2003,23(15):5293-5300
表观遗传经典实验 — 刺鼠实验
干预措施 实验组:受孕前两周增加含甲基的叶酸、乙酰胆碱的补充饲料孕期喂标准饲料。 对照组:孕前孕后均喂标准饲料。 实验结果 实验组:子代小鼠毛色出现棕色板块,或全褐色小鼠 对照组:大多为黄色小鼠,并且对肥胖、糖尿病和肿瘤易感。 分析表明:实验组IAP所含CpG岛的甲基化水平远高于对照组
谈拉马克
生技1403 2014304200706 尹民强浅说拉马克其实这之前我对拉马克不太熟悉,我甚至是知道“用进废退”,知道达尔文,但却不能想起拉马克,如此看来我是多么无知。
拉马克出生于十八世纪一个落寞的贵族家庭,在父亲去世后,十七岁的他骑着一匹老马(唯一的遗产)加入法国军队。
这时候正是七年战争末期,他第一次上前线部队就大败,士官都死亡了。
本应逃跑的拉马克却凭借自己一天的战斗经验,集结了剩下的士兵作出了顽强的抵抗,直到援军到来。
战事结束后他也得到了小小中尉军衔。
他一干五年最后因伤退伍,这时他二十二岁。
之后十五年他在一间顶楼小屋中度过困苦是时光,但正是这十五年也恰恰成就了拉马克(并不是拉马克法则),他在尝试过一件件事情后对植物产生了极大的兴趣,并认识了卢梭,卢梭的思想也对他产生了一定的影响。
然后植物学占据了他的内心,经过十多年研究他著成了三卷法国植物志,这也让她得到了布冯的赏识(布冯是法国进化论者)。
他的思想也影响着拉马克,即物种可变,不相信特创论。
不久爆发了法国革命,拉马克十分欢迎革命的到来,他高兴地为革命政权服务。
这时候革命政权给了拉马克一个艰巨的任务,即让他对无脊椎动物进行讲座。
这是他已经五十岁了,他并没有因此而放弃。
也是在这个研究中他抛弃了物种特创论和不变论,提出了生物进化论,并于1809年在《动物学的哲学》中系统讨论了物种的本质和可变性,提出了生物进化的理论,并指出了人类的祖先。
这是他已经六十五岁了。
这是极其不容易的,因为当时教会势力反扑,布冯等一大批学者知难而退,放弃自己的学说,只有拉马克坚持如此。
但这也多多少少给他的思想带来了冲击,他的学说的二元性可能就是由此而来。
最后拉马克在艰难贫苦中死去,甚至连墓地都买不起。
拉马克一生跌宕起伏,但对后世来说他的一生是辉煌的。
他一生提出了一系列创造性的理论:1.他认为物种乃至地球都是不断变化着,慢慢形成现在的形态的,彻底否定了不变论,打击了教会势力。
2.他认为物种是在进化的,他摒弃了以前从高级到低级的分类方式,选择了从低级到高级的分类方式,并提出生物是由非生物在一定的环境中产生的,生物是有简单到复杂,由低级到高级进化来的,否定特创论。
高中生物拉马克主义与表观遗传学精品PPT课件
您未完成的事业,后人总会替您继续的; 您已取得的成就后世也总该有人赞赏吧!
——拉马克墓碑上的他女儿柯利莱的话
表观遗传学
表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因 序列改变所致基因表达水平变化,如基因突变、基因杂合丢失和微卫 星不稳定等;而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达 水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等;
基因表达模式有表观遗传修饰决定。
表观遗传学机制
11
DNA 甲基化
2 组蛋白修饰
3 染色质重塑
4 RNA 调 控
DNA甲基化
在DNA甲基化转移酶的作用下, 在基因组CpG二核苷酸 的胞嘧啶5‘碳位共价键结合一个 甲基基团
染色质重塑
染色质重塑复合物依靠水解ATP提供能量来完成染色质结 构的改变
组蛋白乙酰化、去乙酰化
组蛋白乙酰化与基因活化以及DNA复制相关,组蛋白的去 乙酰化和基因的失活相关
基因组印记
来自父方和母方的等位基因在通过生殖细胞传递给子代时 发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达 特性
非编码RNA
功能性非编码RNA在基因表达中发挥重要的作用
染色体失活
X染色体失活
X-Chromosome Inactivation:The calico cat 雌性的一条X染色体完全失去活性
B、接着,团队又尝试去激活这群神经细胞。他们在 小鼠前额叶皮层的神经元细胞中嵌入光敏感的蛋白 基因,并将光纤植入到这群神经元上方。这样蓝色 激光就可以通过光纤,激活这群神经元。
实验三:连续赢6次,产生赢的惯性 实验四:不断增加前额叶刺激,能把原来
的霸主打翻 实验五:胜利在各个领域转移开
进化论——拉马克、达尔文
拉马克观点局限于小时间段、个体层面;达尔文观点是侧重进化整个历史时间段、群体变化。
拉马克侧重于物种主体的努力导致定向变异,主动变异(变异一直是向前(有利方向)发展的);达尔文侧重于随机突变接受自然选择的筛选导致进化,各物种被动接受。
而且由于当时的科技并未认识到表观遗传(获得性遗传)的存在,故整体反驳拉马克,支持达尔文。
现在科技进步,新的主流观点认为拉马克与达尔文的学说互为补充,而且基因并不完全决定遗传信息。
拉马克学说拉马克认为,生物经常使用的器官会逐渐发达,不使用的器官会逐渐退化,是为“用进废退说”(注,‘用进废退’指的是‘经常使用’,而不是指‘有用的’)。
拉马克认为用进废退这种后天获得的性状是可以遗传的,因此生物可把后天锻练的成果遗传给下一代。
如长颈鹿的祖先原本是短颈的,但是为了要吃到高树上的叶子经常伸长脖子和前腿,通过遗传而演化为现在的长颈鹿。
又例如上一代是为举重选手,则子代应遗传得自父母之强健肌肉。
拉马克的理论经不起古典遗传学(孟德尔遗传学)的推敲。
德国的科学家魏斯曼(August Weismann)曾经做过一个实验:将雌、雄的老鼠尾巴都切断后,再让其互相交配来产生子代,而生出来的结果也依旧都是有尾巴的。
再将这些没有尾巴的子代互相交配产生下一代,而下一代的老鼠也仍然是有尾巴的。
他一直这样重复进行至第二十一代,其子代仍然是有尾巴的,就此推翻了拉马克的学说。
现代分子遗传学已非常清楚,生物的性状功能无论再常用或不常用,也不会编码到染色体中。
由于基因在拉马克的学说中不为参考因素,较不符合现代的遗传学,因此在目前的科学界中,拉马克的学说普遍不被接受。
目前,较能解释生物的演化的学说为达尔文所提出的天择说。
贡献《无脊椎动物的系统》、《动物学哲学》在科学史上具有重要的地位。
他在《动物的哲学》中系统地阐述了他的进化学说(被后人称为“拉马克学说”),提出了两个法则:一个是用进废退;一个是获得性遗传。
并认为这两者既是变异产生的原因,又是适应形成的过程。
表观遗传学
编辑ppt
11
Science 7 April 2000:Vol. 288. no. 5463, p. 38
Was Lamarck Just a Little Bit Right?
Michael Balter
Although Jean-Baptiste Lamarck is remembered mostly for the discredited theory that acquired traits can be passed down to offspring, new findings in the field of epigenetics, the study of changes in genetic expression that are not linked to alterations in DNA sequences, are returning his name to the scientific literature. Although these new findings do not support Lamarck's overall concept, they raise the possibility that "epimutations," as they are called, could play a role in evolution.
interposition.( Darwin, 1861)
编辑ppt
6
获得性遗传( Inheritance
of acquired characteristics)
Jean-Baptiste Lamarck
(1744-1829)
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表观遗传研究生一级讲课文档
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Effect of maternal dietary supplementation on the phenotype and epigenotype of Avy/a offspring.
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真核细胞中,存在着一个由DNA甲基化、组 蛋白修饰、染色质结构重塑和ncRNA系统 组成的一个表观遗传修饰网络,能动地调控 着具有组织和细胞特异性的基因表达模式。 机体的表观遗传模式的变化在整个发育过程 中是高度有序的,也是严格受控的
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第三节 DNA甲基化与表观遗传现象
SUMO(一种类泛素蛋白)化: 可稳定异染色质
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组蛋白乙酰化修饰
组蛋白乙酰化修饰大多集中在H3的第9、14、18、 27位赖氨酸及H4的第5、8、12和16位的赖氨酸
组蛋白乙酰化是由组蛋白乙酰基转移酶(HAT) 和组蛋白去乙酰基酶(HDAC)协调催化完成, 是一个可逆的动力学过程,可以调节基因的 转录
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组蛋白修饰种类与功能
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DNA甲基化、组蛋白乙酰化、染色质重塑与转录调节
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4. RNA 调控
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lncRNome: http://genome.igib.res.in/lncRNome/
在A基因5’ 端上游插入一个源自逆转座子的IAP ( intracisternal A particle) 序列后,A基因受IAP中的启动子调控而持续异位表达,造 成携有该突变的小鼠毛色变黄,肥胖。插入了IAP的A基因称为AVY
拉马克进化学说的主要内容
拉马克进化学说的主要内容拉马克进化学说是一种解释动物及植物演化的理论,它是在19世纪末拉马克(Charles Darwin)发表的《物种起源》(On theOrigin of Species)书中提出的。
拉马克进化学说是一种自然选择(natural selection)的理论,它认为所有的生物物种都是通过自然的、随机的过程,从更原始的物种中产生出来的。
据拉马克进化学说认为,任何一个物种中都来自一个原始种群,通过自然选择和渐变发展出来的。
这些物种发展出来的特性是由物种之间的分类关系决定的,也就是说,物种渐渐趋向于更复杂,或者从一个种群发展出多个分类的种群,而不是由偶然的、没有继承的变异产生的。
这一概念的根源者就是拉马克,他将它称为“双重选择”,即自然选择和文化选择相结合的结果。
拉马克的理论主要包括四个要素:第一,物种都是随机发生的;第二,物种是经过自然选择持续发展的;第三,整个世界上一切物种都从同一原始物种发展而来;第四,变种是从优良物种中发展而来的。
其中第一个要素拉马克称为“突变”,也就是物种的突变,这可能是随机的或者是熟悉的;第二个要素是“自然选择”,也就是物种在进化过程中被选择的过程,也就是更有竞争力的物种将拥有更多的优势,而没有竞争力的物种则会被淘汰;第三个要素称为“渐变”,也就是一个物种会随着时间的推移而改变;第四个要素是“优良物种”,也就是物种可能会因为突变而产生新型物种,但这种新物种可能并不比原物种更强。
拉马克进化学说是人类对物种的起源的一种理解,它结合了自然选择的概念,认为物种是在漫长的历史当中经过自然选择而进化的,也就是一种进化的过程,不是一种随机的、偶然的出现的过程。
拉马克的理论被广泛的接受,并在生物学科中发展出更加具体的理论体系,用于解释动物和植物的进化形态。
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拉马克的进化学说意义和局限性
拉马克的进化学说意义和局限性
此前,英国生物学家达尔文提出了“物竞天择”的进化论,说明物种如何因具有生存优势的遗传特征而生存下来。
20世纪,盖拉马克继承并发展了达尔文进化论,他给出了一个新的无主观安排的、持续自治的动力来解释现有物种的多样性和更新。
这一原理被称为“盖拉马克进化学说”,这一著名的理论成功地解释了一些现象,也为研究生物多样性提供了一种独特的方法,因此在20世纪引起了进化学的革命。
盖拉马克进化论的最重要的观点是,以自然选择为基础的演化是非主观的,此原理可被描述为:有些物种异质性突变,这些突变会影响遗传物质,使某些物种具有一定生存优势,并被自然选择采用;具有生存优势的物种就能在繁衍下代,最终达到“物种的改造”的进化效果。
因此,由盖拉马克进化学说中可明确推断出,生物多样性的形成是一个不断变化的过程,而且这一变化是由物种内部的遗传多样性演化的而来的。
另外,他的理论还解释了一些物种共存的现象,即一个物种存留在生态环境中是有条件的,只有具有生存优势的物种才能够繁衍下代并保存下来。
尽管盖拉马克进化学说根据自然选择促进物种多样性的观点指出了许多有价值的观点,但它的局限性也不可忽视。
首先,盖拉马克的观点忽略了交叉选择和基因流失在物种生存中的作用。
其次,他的理论把生态系统本身与物种和种群之间的社会生物学关系包括在内,这一点并未得到完全认可。
此外,由于他的理论太过简单化,对研究物种变化潜在机理及其未知因素,实际上并未提供充足的解释。
综上,盖拉马克进化学说为解释进化现象提供了一种新方法,但它也存在一定的局限性,因此,需要开展更多的研究,才能有效辅助进化研究。
拉马克的进化论及其评述
拉马克的进化论及其评述拉马克的进化论综述评述Summary Review of Lamarck 's theory of evolution 摘要:拉马克是提出系统的生物进化论的第一人,在进化论的发展进程中占有重要地位。
如何正确看待拉马克的进化学说对于进化论的学习极为重要。
本文归纳了拉马克进化学说的主要内容,对其理论的来源、证据及其基本观点做了分析,重点从生物适应性的形成、进化动力、进化方向和对现存低等生物的解释等方面进行了分析,并对他的学说内容进行了简要的评述。
Abstract:Lamarck was the first man who made biological evolution of the system , plays an important role in the evolution of the development process .How to correctly view Lamarckian theory of evolution is extremely important to learn the theory of evolution.This paper summarizes the main content of Lamarckian theory of evolution and analysis the theory of its origin , the evidence and the basic idea about it, the focus is to be from the formation of bio- adaptive, evolutionary force , direction and interpretation of evolutionary biology and other aspects of the existing low living organisms .At the same time ,his doctrine contents doing some briefly reviewed on his doctrine contents is also the point.关键词:拉马克进化论, 自然选择, 用进废退, 获得性遗传.远在古希腊时代就已经有了进化思想的萌芽,后来进步的概念被引申到进化的概念上.使人们逐渐地不再把生物的链条看作是物种的一个静止等级.而是一个随时间由下而上进化的阶梯。
拉马克的进化理论是什么
拉马克的进化理论是什么最早提出生物进化理论的拉马克被埋没于历史,长期受到科学界的冷遇,但其实正是拉马克的伟大发现才为后来达尔文的学说提供了理论依据。
下面是店铺为你搜集拉马克的进化理论是什么的相关内容,希望对你有帮助!拉马克的进化理论拉马克的进化理论总结下来主要有两点,一是用进退废,也就是说生物进化就是自然选择的过程,只要是生物的某种用得上的器官,那么这种器官就会逐渐强化,而那些用不上的器官则会逐渐退化,并且生物的这种习性会代代相传,因此生物的种其实只是一个相对的概念,因为生物可以依靠这种习性,通过一代代的进化,而从一个种过渡为另一个种。
拉马克的进化理论的另一个主要观点就是获得性遗传,也就是认为生物只能被动的适应环境,被自然环境选择,虽然生物为了适应环境而使得某些器官发生变异,由此获得进化,但是拉马克将这种遗传过于简单化,它甚至经不起孟德尔的古典遗产学的推敲,一个简单的实验便可推翻这种理论。
因此拉马克的学说长期得不到应有的重视,尤其是达尔文的生物进化学说得到广泛认可后,更是受到冷遇,但是拉马克毕竟是生物学的奠基人,他的生物进化理论也称得上是划时代的理论贡献。
拉马克的成就拉马克最伟大的成就就是他最早提出了生物进化理论,这项成就被恩格斯称为人类社会的三大成果之一。
他的生物进化理论具体分为用进退废和获得性遗传两个方面,它揭示了生物在适应环境和身体变异方面的内在原因,为生物的进化遗传找到了理论依据。
虽然这一理论在一些方面存在一些缺陷,但是它的确为达尔文的《物种起源》提供了有力借鉴。
拉马克的另一个成就就是最早提出了有脊椎动物和无脊椎动物的概念,创立了无脊椎动物学。
还有他还是一名出色的植物分类学家,他长期担任皇家植物标本室的主任,也就是说他是这些珍贵植物标本的保护人,而且他一生都在不遗余力搜集各种未知的植物标本,为后人研究提供无比珍贵的第一笔财富,他也因此被选为法兰西科学院的院士,这也算是对他一生成就的肯定。
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拉马克主义和表观遗传学
按照老 鼠妈妈 对老鼠 的舔舐 和整理 毛发的 频密程 度把老 鼠妈妈 分为粗 心妈妈 和细心 妈妈。 小老鼠在没有出生前,基因未被甲基化 义 里 的 后 天 获 得 性 的 性 状 变 化 。 长 久 变 化 , 这 种 过 程 就 是 拉 马 克 主 外 界 的 环 境 刺 激 会 导 致 表 观 基 因 的
巴黎植物园(Jardin des Plantes)中拉马克雕像底 座上写着: 进化学说的奠基人
拉马克
于1778年出版了3卷集的《法国植物志》 首先提出“无脊椎动物”一词,由此建 立了无脊椎动物学 在动物分类方面,他第一个将动物分为 脊椎动物和无脊椎动物两大类(1794) 他也是现代博物馆标本采集原理的创始 人之一 他的代表作是《无脊椎动物系统》(1801) 和《动物学哲学》(1809),在这两本巨著 中拉马克提出了有机界发生和系统的进 化学说。 1829年,拉马克于清贫中逝世。他的两 个女儿也只能承担其葬地五年的费用,五 年后拉马克的遗骨被取出,不知所踪。
Ⅱ
拉马克主义
达尔文主义 • 物竞天择, 适者生存 拉马克主义 • 用进废退 • 获得性遗传
认为获得性遗传 是生物进化的主要 动力。 表观遗传
认为物种是通过生存 竞争把不利的基因从 物种的基因库中淘汰 从而达到整体进化的 效用。 遗传学
表观遗传学
表观遗传学研究基因的核苷酸序列不发生改变 的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗 传学分支学科。 它的研究对象是一类不需要改变 DNA序列但 是影响生物性状的机制, 即从DNA到蛋白质 的过程中的调控的步骤,例如DNA的甲基化 、组蛋白的甲基化和乙酰化、siRNA的作用, 蛋白质的不同折叠等。
初生后第一天就会迅速被甲基化
后天影响
去甲基化慢 去甲基化的程度非常低, 基因的表达量就大大减少
基因会去甲基化快 基因表达多
小老鼠神经发育差异 影响其一生
拉马克主义和表观遗传学
DNA的甲基化和组 蛋白的甲基化可以通 称表观基因标记。 这些表观基因标记一 般在生殖细胞受精前 都会抹去:甲基化过 的DNA和组蛋白都 会完全去甲基化。 所以通常说来,这种 表观基因标记不会传 到下一代。
表观遗传学
——拉马克主义复兴?
主讲人:
拉马克
比达尔文更早提出人类也是由其他的物种转变而来
“如果某一类四足都可以当手用的动物,特别是其中最完善的一 类,由于环境的力量或者其他的原因,而丧失了爬树或者像 用手那样去用足抓住树枝的习惯,如果这些动物的后代个体 在连续很多代中被迫只用足行走,放弃用手,那末无疑这些 动物的后代个体最终会转变为两足动物……”
拉马克主义和表观遗传学
获 得 性 遗 传 真 的 存 在 ?
达尔文的进 化机制的补 充,而并非 取而代之, 毕竟以DNA 为载体才是 传递遗传信 息的主要方 式。
表观遗传标 记的遗传稳 定性还不够, 调控机制还 不清楚
Yes?
拉马克主义和表观遗传学
获得性遗传如果得到证实,无论对于 生物界还是对于人类社会,都将是一 个极大的冲击。
Ⅴ
后记——伟人拉马克
您未完成的事业,后人总会替您继续的; 您已取得的成就后世也总该有人赞赏吧! ——拉马克墓碑上的他女儿柯利莱的话
Thank You ~ ~
Ⅱ
拉马克主义
达 尔 文 主 义
达尔文认为在长颈鹿这个类群中,既有长脖子的,也有短脖子的,但是长脖 子的更容易吃到树顶的树叶,处于竞争优势,所以其存活和繁衍能力比短脖 子的强。久而久之,长脖子的长颈鹿越来越多,短脖子的长颈鹿越来越少, 于是长颈鹿的脖子就越变越长了。
Ⅱ
拉马克主义
拉 马 克 主 义
拉马克认为长颈鹿的脖子之所以长,是因为父辈长颈鹿为了吃树顶上的 叶子,脖子不断伸长,并且通过获得性遗传,把长脖子的性状传给下一 代,久而久之,长颈鹿的脖子就越来越长了。
拉马克主义和表观遗传学
米尼(Michael Meaney)——老鼠(rat)实验
科学家米尼(Michael Meaney)发现后天的照顾对于 初生老鼠的糖皮质激素受体(glucocorticoid recepter) 基因上的一段序列(first exon)的甲基化程度有很大影 响。 如果这段序列被甲基化,那么这个基因就不能被表达, 从而导致老鼠的神经系统发育迟缓。
表观遗传学——拉马克主义复兴
表观遗传学调控的机制的两个特征:
一是它们长久地可以受到自然性的后天影响 后天环境的影响可以造成父母辈中长久存在的表观基因标记
可获得性
二是它们可以遗传 这些表观基因标记还可能通过特殊的保护机制传到下一代
可遗传性 若把上述两者结合起来,获得性遗传就有可能了, 拉马克主义也就复活了,至少在某种程度上如此。
表 观 基 因 标 记 的
保 护 机 制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
逐 渐 被 发 现
Stella 保护卵子 中的部分 基因的甲 基化标记
遗传标记 能从上一 代传到下 一代
拉马克主义和表观遗传学
生物界
达尔文发表物种起源, 以及遗传中心法则确 立以来又一次认知的 飞跃
人类社会
BBC节目“基因有了记忆之后, 你祖父呼吸的每一口气,吃的每 一件食物,看见的每一件事物都 可能在几十年后影响到你,虽然 你并没有经历过那些事。”
Ⅴ
后记——伟人拉马克
生物学伟大的奠基人之一,是进化论的倡导者和先驱 ,他有足够的理由成为进化思想的真正先驱,然而他 的思想不仅被同时代的人所忽视和反对,还被后来人 误读。 人们忘记了拉马克在无脊椎动物学研究中的卓越贡献 ,完全忽视了他为生命世界寻求自然解释的开拓性工 作以及将人类也放入其中的伟大勇气,而仅仅因为获 得性遗传这样的古老观念被现代生物学所推翻,而让 他成为殉葬品。 这是非常不公平的,迈尔在的巨著《生物学思想发展 的历史》明确提到,“现在是为他所恢复名誉的时候 了”。