遗传学课件

5. 孟德尔：遗传因子假说 孟德尔：
• 遗传因子假说认为： 遗传因子假说认为：
– 生物性状受细胞内遗传因 子(hereditary factor)控制 控制 – 遗传因子在生物世代间传 递遵循分离和独立分配 自由组合） （ 自由组合 ） 两个基本规 律
• 这 两 个 遗传 基 本 规律 是 近 现 代 遗 传学 最 主 要的 、 不 可 动 摇 的基 础 ， 因此 ， 孟 德 尔 被 公认 为 遗 传学 的 创 始人。 始人。
1. 拉马克：用进废退和获得性状遗传 拉马克：
• 拉马克（法国的博物学 拉马克（ 家）认为：生物物种是 认为： 可变的； 可变的；遗传变异遵循 “用进废退和获得性状 遗传”规律 遗传”
– 拉马克的主要研究领域是 生物物种进化， 生物物种进化，但对生物 进化的解释必然涉及对性 状遗传与变异现象的解释
1. 初创时期 初创时期(1900-1910)
• (1). 1900年，三位植物学家： 年 三位植物学家： • • • 弗里斯（ 狄·弗里斯（De Vris H.） 弗里斯 ） 科伦斯（ 科伦斯（Correns C.） ） 切尔迈克（ 冯·切尔迈克（VonTschermak E.） 切尔迈克 ）
•
• 考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行
4. 遗传学的任务
• 遗传与变异现象与基本规律 遗传与变异现象与
– 阐明生物遗传、变异现象及其表现规律 阐明生物遗传、变异现象及其表现规律 表现
• 遗传的本质与内在规律
– 探索遗传、变异的原因及其物质基础(遗传的本质 遗传的本质) 遗传、变异的原因及其物质基础 遗传的本质 ，揭示遗传变异的内在规律
2.遗传、变异和选择 遗传、 遗传
• 遗传、变异和选择 遗传、 是生物进化和新品种选育的三大因素
– 生物进化就是环境条件 选择条件)对生物变异进行 生物进化就是环境条件(选择条件 对生物变异进行 选择条件 自然选择，在自然选择中得以保存的变异传递给子 自然选择， 遗传) 变异逐代积累导致物种演变、 代(遗传 ，变异逐代积累导致物种演变、产生新物 遗传 种 – 动、植物和微生物新品种选育(育种 实际上是一个 育种)实际上是一个 植物和微生物新品种选育 育种 人工进化过程，只是以选择强度更大的人工选择代 人工进化过程， 替了自然选择， 替了自然选择，其选择的条件是育种者的要求
遗传学
绪论 Introduction
• 一、遗传学研究的内容、对象和任务 遗传学研究的内容 对象和任务 内容、 • 二、遗传学的发展简史 遗传学的 • 三、遗传学的应用 • 四、遗传学的特点与学习方法
1. 遗传学的研究内容 遗传学的研究内容
遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学 是研究生物遗传和变异的科学 遗传学
遗传与变异是生物界最普通、 遗传与变异是生物界最普通、最基本的两个特征
遗传(heredity)：指生物亲代与子代相似的现象，即生物在世 ：指生物亲代与子代相似的现象， 遗传 代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变； 代传递过程中可以保持物种和生物个体各种特性不变； 变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及在子代与 ：指生物在亲代与子代之间， 变异 子代之间表现出一定差异的现象。 子代之间表现出一定差异的现象。
– 环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性，也包 环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性， 含只在生物当代表现出来， 含只在生物当代表现出来，而不能传递给后代的变异 – 西汉的著名唯物主义者 西汉的著名唯物主义者——王充 王阳明 在《论衡》 王充(王阳明 王充 王阳明)在 论衡》 中指出： 中指出：某些偶然变异是不可遗传的
• 达尔文（英国的博物学家）在解释生 达尔文（英国的博物学家） 物进化时也对生物的遗传、 物进化时也对生物的遗传、变异机制 进行了假设，并提出了泛生假说， 进行了假设，并提出了泛生假说，认 为： 遗传物质是存在于生物器官中的“ 遗传物质是存在于生物器官中的“泛 泛生粒” 子/泛生粒”；遗传就是泛子在生物世 泛生粒 代间传递和表现 • 达尔文也承认获得性状遗传的一些观 点，认为生物性状变异都能够传递给 后代，理论虽未得到科学的证实， 后代，理论虽未得到科学的证实，但 却使人们得到了“颗粒遗传”的启示， 却使人们得到了“颗粒遗传”的启示， 为遗传学的诞生起了积极的推动作用。 为遗传学的诞生起了积极的推动作用。
遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面
遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的； 遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的； 没有遗传就没有物种的相对稳定， 没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题 没有变异特征物种将是一成不变的， 没有变异特征物种将是一成不变的，也不存在遗传的问题
遗传学的 二、 遗传学的发展简史
• *(一)、 古代遗传学知识的积累 一、 • (二)、 近代遗传学的奠基 二、
– 1. 拉马克：器官用进废退与获得性状遗传 拉马克：器官用进废退与 用进废退 – 2. 达尔文：泛生假说 达尔文： – 3. 魏斯曼：种质连续论 魏斯曼： – 4. 高尔顿：融合遗传假说 高尔顿： – 5. 孟德尔：遗传因子假说 孟德尔：
1910年起将孟德尔遗传规律 年起将孟德尔遗传规律
1、初创时期(1900-1910) 、初创时期
• (2). 1901-1903年，狄·弗里斯发表“突变学说”，认为，突变是生 弗里斯发表“ 年 弗里斯发表 突变学说” 认为， 物进化的因素。 物进化的因素。 • (3). 1903年，Sutton和Boveri分别提出染色体遗传理论，认为：遗 分别提出染色体遗传理论， 年 和 分别提出染色体遗传理论 认为： 传因子位于细胞核内染色体上（即萨顿 鲍维里假说 鲍维里假说） 传因子位于细胞核内染色体上（即萨顿-鲍维里假说），从而将孟 德尔遗传规律与细胞学研究结合起来 • (4).1906年，贝特森（英国的遗传学家）首创“遗传学(Genetics)”， 年 贝特森（英国的遗传学家）首创“遗传学 ， 并引入了F 等位基因、 并引入了 1代F2代、等位基因、合子等概念 • (5). 1909年，约翰生（丹麦的遗传学家）发表 纯系学说 ，并提 纯系学说”， 年 约翰生（丹麦的遗传学家）发表“纯系学说 表现型(phenotype)”等 出“gene”、 “基因型（genotype)”、和“表现型 、 基因型（ 、 等 概念，以代替孟德尔所谓的 遗传因子 遗传因子” 概念，以代替孟德尔所谓的“遗传因子 • (6). 1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律 年
3. 魏斯曼：种质连续论 魏斯曼：
• 新达尔文主义
– 在生物进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传 在生物进化方面支持达尔文的选择理论， 上否定获得性状遗传， 上否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者
• 种质连续论 种质连续论(theory of continuity of germplasm)
– 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞， 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞， 负责生殖和遗传；体质指体细胞， 负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动 – 种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影 种质是“潜在的” 世代相传， 所以获得性状不能遗传； 响，所以获得性状不能遗传； 体质由种质产生， 被表达的” 体质由种质产生，是“被表达的”，不能遗传 – 种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和 种质在世代间连续， 一定分子性质的物质(种质 种质)在世代间传递实现的 一定分子性质的物质 种质 在世代间传递实现的
在不同国家用多种植物进行了与孟德尔早期研究相类似 获得与孟德尔相似的解释 证实孟尔
• 的杂交育种试验 • 遗传规律 •
确认重大意义。 确认重大意义。 标志着遗传学的 标志着遗传学的
1900年孟德尔遗传规律的重新发现 年孟德尔遗传规律的重新发现
• 建立和开始发展 建立和开始发展 •
孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。 孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。 孟德尔定律。 孟德尔定律。
2. 全面发展时期 全面发展时期(1910-1952)
• 形成了近代遗传学的主要内容与研究领域， 形成了近代遗传学的主要内容与研究领域，也是本课程的主要 内容 – (1). 细胞遗传学 经典遗传学(1910-1940) 细胞遗传学/经典遗传学 经典遗传学 1910，摩尔根等：性状连锁遗传规律（对黑腹果蝇的研究） ，摩尔根等：性状连锁遗传规律（对黑腹果蝇的研究） 摩尔根等人认识到同一对染色体上的两对等位基因，大都一 摩尔根等人认识到同一对染色体上的两对等位基因， 起分离， 起分离，即“连锁” ；少数则进行交换每两个相互连锁的基 连锁” 因间都有一定的交换值。根据交换值， 因间都有一定的交换值。根据交换值，摩尔根等人创造了染 色体作图法，并于 色体作图法，并于1913年画出了历史上第一个果蝇基因位置 年画出了历史上第一个果蝇基因位置 图。
• 指导生物遗传改良工作
– 在上述工作基础上指导动、植物和微生物遗传改良( 在上述工作基础上指导动、植物和微生物遗传改良 指导动 育种)实践 育种 实践
5、遗传学研究的对象 、
•
世界上的一切生物， 世界上的一切生物，包括最简单的类病毒到万物之 灵的人类，研究其遗传变异规律，因此， 灵的人类，研究其遗传变异规律，因此，从非细胞结 构的生物到最高等的人类都是遗传学的研究对象。 构的生物到最高等的人类都是遗传学的研究对象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
*4. 高尔顿：融合遗传假说 高尔顿：
• 融合遗传认为： 融合遗传认为： 双亲的遗传成分在子代中发生融合， 双亲的遗传成分在子代中发生融合，而后表现
– 其根据是，子女的许多特性均表现为双亲的中间类 其根据是， 型。因此高尔顿及其学生毕尔生致力于用数学和统 计学方法研究亲代与子代间性状表现的关系
• 虽然融合遗传的基本观点并不正确，但是在这 虽然融合遗传的基本观点并不正确， 一基础上所创建的一系列生物数学分析方法， 一基础上所创建的一系列生物数学分析方法， 却为数量遗传、 却为数量遗传、群体遗传的产生和发展奠定了 基础
• (三)、 遗传学的建立和发展 三、
– 1. 初创时期 初创时期(1900-1910) – 2. 全面发展时期 全面发展时期(1910-1952) – 3. 分子遗传学时期(1953-) 分子遗传学时期
*(一)、 古代遗传学知识的积累 一、
– 18世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。 世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。 世纪中叶以前 人类在利用和改造生物的过程中， 人类在利用和改造生物的过程中，逐渐积累对生物 遗传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。 遗传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。 具有明显的朴素唯物主义和经验性质， 具有明显的朴素唯物主义和经验性质，在方法上比 较直观，并更多地注意生物的形态特征，但都没有 较直观，并更多地注意生物的形态特征， 对生物遗传和变异的机制进行深入的研究。 对生物遗传和变异的机制进行深入的研究。 – 在欧洲，宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的 在欧洲， 神学、神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论 神学、神秘主义色彩。 和不变论
• 器官用进废退和获得性 状遗传假说
– 用进废退：生物变异的根 用进废退： 本原因是环境条件的改变 – 获得性状遗传：所有生物 获得性状遗传： 变异(获得性状 都是可遗 变异 获得性状)都是可遗 获得性状 传的， 传的，并在生物世代间积 累
2. 达尔文：泛生假说(hypothesis of 达尔文：泛生假说 pangensis)
3. 遗传、变异与环境 遗传、变异与
• 环境改变可以引起变异
– 战国时期《考工记》就指出：“橘逾淮而北为枳”。 战国时期《考工记》就指出： 橘逾淮而北为枳” 表明人们在很早以前就注意到生物生存环境的改变可 以引起生物的性状改变
• 生物所表现出的性状变异分为：可遗传(heritable) 生物所表现出的性状变异分为：可遗传 变异和不可遗传(non-heritable)变异 变异和不可遗传 变异