苏高中生物竞赛理论辅导课件-遗传学上篇ppt绪论、遗传的细胞学基础

2021届
高中生物竞赛理论辅导课件
遗传学
（上篇）
绪论
▪ 一、生物的遗传现象，是各种生物的 共同特性，二者又总是同时出现。
▪ （一）、遗传
▪ 生物亲代与子代的相似性叫遗传。俗话说:"种 瓜得瓜，种豆得豆。"矮秆小麦品种的后代仍 然是矮秆;长毛兔的后代毛仍然长。世界上的 生物亿万种，每种生物都具有使其子代保持 与亲代相似的本能，从而保持了各种生物的 相对稳定。
▪ 人工选择是人类按自身要求，利用各种自然变异或人工 创造的变异类型，从中选择人类所需要的品种的过程。 达尔文通过对动植物在家养和栽培条件下变化过程的研 究指出,所有的栽培植物和饲养动物，都是由一个或几 个野生种演变而来的。例如，目前饲养的家鸡品种有数 百个，它们各有不同的性状特点，但不论是肉用型还是 蛋用型，不论是黑鸡或白鸡，都是起源于一种野生原鸡。 它们之所以有不同的用途和特点，主要是人类按自身的 需要，向着不同方向选择的结果。由于人类的需要是多 方面的，对品种的要求也是不断变化的，因此，人工选 择的新类型、新品种就越来越多，越来越符合人类的需 要，性状就越来越优良。人工选择丰富了自然界的生物 类型，加速了生物的进化，所以动植物新品种选育也叫 "人工进化"。
▪ 19世纪中叶，西欧一些国家对家畜、家禽和农作物应用 杂交的方法选育出了一些优良品种，并对其遗传变异的 原理作了一些解释。然而真正科学地对遗传变异进行系 统研究是从奥地利的孟德尔开始的。孟德尔利用豌豆为 试验材料，经过8年的研究，于1865年发表了著名论文 《植物杂交试验》，提出了遗传因子假说，指出生物性 状的遗传是由专门的遗传物质遗传因子决定的，而遗传 因子是独立存在、独立遗传，从而奠定了遗传学的科学 基础。同时提出了遗传因子的分离规律和独立分配规律。 但在当时孟德尔的论文并没有引起人们的重视，直到 1900年才由荷兰的费里斯、德国的柯伦斯和奥地利的柴 马克三人分别在不同地点，以自己的实验证实了孟德尔 的试验结果，重新发现了孟德尔遗传定律。这一年被公 认为是遗传学作为一间独立的科学建立并开始发展的一 年。
▪ 生物性状的变异，有的能够遗传给后代，叫"可遗传的变 异";有的不能遗传给后代，叫"不遗传的变异"。可遗传的变 异是由于遗传物质发生变化所产生的变异。外界条件的作用 是变异的基本条件，但必须通过生物体遗传物质的变化才能 遗传给后代。例如，用放射性物质处理某一作物品种，使其 遗传物质发生分子结构的变化，从而产生能够遗传的变异。 再如我们用性状不同的品种杂交，使双亲的遗传物质在杂种 后代发生重新组合，这样的变异也能遗传。但如果外界因素 的影响仅仅使某些性状表现发生变异，而遗传物质并未变化， 这种变异则不能遗传给后代，是不遗传的变异。例如，我们 在营养光照特别好的地方选得了一株穗大粒多的植株，下一 年种到一般大田里，一般表现不出上一年那样穗大粒多的性 状，这是因为这种变异只是外界条件造成的暂时影响，而没 有使遗传物质发生变化的缘故。不遗传的变异在育种上无效， 但在良种的丰产栽培方面具有重要意义。
▪ 二、遗传变异与生物进化关系 遗传与变异是生物 进化中的一对矛盾，二者是对立的统一。遗传，代 表着生物稳定,保守的一面;变异，代表着生物发展 变化的一面。生物靠着遗传保持了种族的稳定和作 物的品种特性。然而遗传是相对的，变异则是绝对 的。假如没有变异的发生，生物就不可能产生新类 型，也就不能适应变化了的自然环境，生物的进化 就成为不可能。反之，假如没有遗传的稳定性，而 生物的性状随时变化，也不可能存在具有一定性状 的物种和栽培品种。由此看来，各种生物必须是既 能变异，又能将变异了的新性状遗传下去;再一次变 异，又再一次遗传。在这种变与不变的对立统一的 运动中，生物得到不断的发展与进化。
▪ 从70年代开始，遗传学进入了人工分离与合 成基因的新阶段，并利用细胞融合、转化和 基因工程等技术，朝着改造遗传物质结构的 新水平迈进。
▪ 遗传学九十多年的发展历史表明，遗传学是一 门发展迅速、生命力很强的学科。它的分支几乎 渗透到生物学的所有顷域，成为生物科学的中心。 目前遗传学已发展到三十多个分支，如细胞遗传 学、生化遗传学、发生遗传学、群体遗传学、微 生物遗传学、人类遗传学等。其中分子遗传学已 成为主物科学中最活跃、最有生命力的学科。遗 传工程就是在分子遗传学理论基础上产生的一间 高新技术，采用这种技术来改造动物、植物、微 生物，必将导致一次新的技术革命。
▪ 例如，在气候变冷的条件下，不抗寒的类型或变异个体， 就会遭到冻害或被冻死;在土壤变碱的环境里，不耐碱 的生物也会逐渐减少，甚至被淘汰。而得到生存和发展 的，只能是那些适应环境的变异类型。达尔文曾发现在 太平洋的一些岛屿上只生存着不会飞的和翅非常发达的 两种昆虫，他认为这是由于在经常刮大风的海岛环境下， 那些只具有一般飞翔能力的昆虫容易被风刮到大洋里， 而只有不会飞或飞翔能力特强的昆虫，才能得到生存。 就是说，大风这个自然条件对昆虫进行了选择，便有利 于生存的变异逐代得到加强的结果。由此看出，在不同 自然环境里之所以生存看不同的生物类型，这是自然选 择的方向不同造成的。世界上所有的生物，都是在不断 产生变异的基础上，长期自然选择的结果。
▪ 40年代以后，遗传学研究普遍以微生物为材 料代替了过去常用的动植物，着重研究基因
的分子结构、生理功能以及复制、变异等原
理，并证实了遗传物质就是染色体的组成成 分--脱氧核糖核酸(DNA)。1953年英国学者克 利克和美国学者华特生通过X射线衍射的分析 研究，提出了著名的DNA双螺旋结构模型， 从而为遗传物质--DNA的自我复制找到了理 论依据，明确了基因就是DNA分子链上的各 个微小区段，使遗传学研究发展到分子水平。
▪ 生物的进化，是在漫长的岁月里，由简单到 复杂，由低级到高级，由少数到多数，由某
个物种到另一个物种的演变过程。遗传变异 是生物进化的基础;选择是进化的动力和条件， 并能决定进化的方向。
▪ 选择，就是汰劣留优。它包括自然选择和人工选 择两个方面。
▪ 自然选择，是在自然条件下，适应环境的生物类 型生存繁衍起来;而不适应者，逐渐减少，最后 被淘汰的过程。在漫长的岁月里，生物的遗传物 质及其性状不断地变异，而自然环境也在不断变 化。生物变异本身是没有一定方向的，即具有备 种变异的可能性，既能产生有利于自身生存和发 展的变异以能产生不利的变异。在各种复杂或变 化了的环境里，那些不适应新环境的原有类型和 变异个体，必然会逐渐减少或根本不能生存。
▪ (二)遗传学的产生和发展 遗传学同其他科学一 样，也是人们在长期生产活动和科学实验中总结 和发展起来的。在古代人们已经注意到生物的遗 传变异现象，我国在春秋时代就有"桂实生桂， 桐实生桐。"种麦得麦，种稼得棱"的记载。劳动 人民在长期认识自然和生产活动申，还学会了一 些改造生物的方法，选出了许多动植物新品种， 促进了生产的发展。而生产发展的需要，又推动 了人们对遗传变异的探索。
▪ (二)变异 子代与亲代之间以及子代不同个 体之间的相异性叫变异。任何生物或任何品 种，其子代写亲代以及子代不同个体之间， 既有“大同”,又总是有些“小异”。世界上 没有绝对相同的生物个体，也没有绝对不变 的物种，其根源就在于生物具有变异的特性。 例如目前栽培的水稻品种有数千个，但考查 它的历史，都起源于少数的野生种。现在它 们之间之所以有各种性状的不同，就是由于 水稻在长期世代相传的种族繁衍过程中不断 发生变异和不断选择的结果。
四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件
本章要求
1．染色体的形态、结构和数目。 2．有丝分裂及其遗传学意义。 3．减数分裂及其遗传学意义。
4．授粉、受精与种子形成。
第一节 细胞、染色体与遗传物质
▪ 生物界除了病毒和噬菌体这类最简单的生物 外，不论动物、植物和微生物都是由细胞构 成的;细胞是生物体的结构单位和生命活动单 位。每一种生物的遗传物质都是整套地存在 于各个细胞里;生物的遗传与变异也必须通过 细胞分裂来实现。因此，了解细胞的基本结 构、功能及增殖过程是学习遗传变异规律的 基础。
▪ 对遗传学的形成发展作出突出贡献的还有美国的 摩尔根。他和他的同事从1910年起以果蝇为材 料，结合细胞学的研究，进一步证实了孟德尔定 律，并把孟德尔假设的遗传因子具体落实到染色 体上，于1926年发表了著名的"基因论"，创立了 基因学说，提出了基因的连锁与交换规律，这一 规律同孟德尔定律合称为遗传的"三大规律"。摩 尔根所奠定的染色体基因学说，被称为经典遗传 学。以后遗传学就以基因学说为基础，进一步深 入到各个领域，建立了众多的遗传学分支和完整 的遗传学体系。
绪论章要求
1．遗传?变异? 2．遗传变异与生物进化关系? 3．遗传学史。
绪论：复 习 题
1.举例说明生物遗传和变异的表现及其根源。 2.区分可遗传的变异与不遗传的变异有何意义? 3.试就遗传与变异的关系及自然选择和人工选择的学 说来说明生物的进化。 4.遗传学研究的主要内容是什么?学习遗传学基础知识 有何必要性? 5.在遗传学的发展史上，孟德尔和摩尔根有何重要贡 献?简述遗传学发展概况。
▪ 二、细胞的结构和功能 细胞的形态和大小 因物种和组织器官的不同而有很大差别，但 其基本构造是相同的，一般都由细胞膜、细 胞质和细胞核三部分组成(图1-1)。
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图1-1 植物细胞模式图
1、微细纤维 2、高尔基体 3、核仁 4、核 5、染色体 6、叶绿体 7、细胞壁 8、线粒体 9、油滴 10、粗面内质网 11、核糖体 12、 滑面内质网 13、液泡
▪ 三、遗传学及其发展简况
▪ (一)遗传学的意义 遗传学是生物科学中的一门重要 基础学科，研究的对象是各种生物的遗传与变异。主要 内容是:生物遗传变异的基本规律:遗传的物质基础，尤 其是遗传物质的化学本质;遗传物质的复制、突变及传 递和表达;人类对遗传变异的控制和利用。这些问题的 阐明不仅是植物、动物和微生物育种的理论依据，也是 人类遗传病症、肿瘤防治和优生学的理论基础，同时对 于探索生命起源、细胞起源和生物进化也具有重要意义。 因此，遗传学基础知识应谈成为人们普遍了解的科学常 识，掌握遗传变异的基本规律和原理，对于农业科技工 作者，尤其对从事育种和良种繁育工作具有重要意义。