经典遗传学科学教育班.ppt

现代遗传学,学时理论课冯汉青,参考书目：分子遗传学孙乃恩等南京大学出版社；遗传学刘祖洞等高教出版社；遗传学王亚馥高教出版社；现代遗传学原理徐晋麟等科学出版社；GeneticsLelandH.Hartwell等,绪论,遗传学（genetics）的基本概念：研究生物的遗传和变异现象及其规律的一门学科。,范围：研究遗传物质的本质、遗传物质的传递和遗传信息的实现。任务：阐述生物遗传和变异的原因、以及内在规律，以进一步指导动植物和微生物的育种实践，提高医学水平，为人民谋福利。,遗传,亲和子,子代之间的相似,变异,子与亲、子代之间的差别,遗传学两大主题,学习现代遗传学的重要性,遗传和变异是一切生物能够繁衍、进化的基本属性。任何的生物学科，无论是医学、植物、动物还是微生物，都必须在了解其研究对象的遗传和变异。基因学是现代所以生物学的核心部分，发展最快、投入最大、最受重视。谁能掌控基因就能掌控世界。遗传学是大多数国内外生物研究机构研究生入学的必考科目。遗传学是中学生物教育的重点和难点。,我们必须学习遗传学的原因:,以遗传学为基础的转基因技术在工农业上的应用,全球转基因作物种植面积达到1亿多公顷中国转基因作物的种植面积位居世界第四（抗虫棉、延迟成熟及抗病毒番茄、抗病毒甜椒和线辣椒）未来十年全球转基因农作物种植面积将翻番能源：转基因甘蔗或将助力巴西乙醇工业制药工业：目前市场上许多干扰素、疫苗、生长因子都是采用生物菌种或动物细胞制造而成，用生物技术制造的药品已占各类药品的14。环境保护:我国成功研出治理工业废水的转基因植物,转基因山羊活动的制药厂,这是GTC公司的养殖场，工作人员从转基因山羊身上挤出了羊奶。在貌似平凡的羊奶中，含有价值不菲的药用蛋白质。,美开始种植含人体蛋白的药用转基因水稻,在堪萨斯州种植的药用转基因大米,2019.5.22,转基因黄河鲤游速不足对照鱼八成,水生所李德亮博士:体重是未转基因的1.41.9倍,游泳速度低2224%,科学通报2019.4No.8,转基因荧光猪,密苏里大学:含gfp基因的小猪.左:荧光小猪;右:未转基因,转基因荧光鱼和荧光鸡,遗传学学科的特点,描述性、推理性、逻辑性多学科的交叉和融合:生化、细胞、分子生物学、统计学发展快:分子生物学不断发展的技术和方法应用性强:改造自然界的物种为人类的生产生活所服务,1.1孟德尔以前1.2孟德尔遗传定律1.3孟德尔遗传定律向染色体和基因的发展,第一章经典遗传学的诞生,1.1孟德尔以前的遗传学,巴比伦人(800B.C.):人工授粉春秋时代“桂实生桂，桐实生桐”战国末期“种麦得麦，种稷得稷”东汉王充“万物生于土，各似本种”战国时期考工记“桔逾淮而北为枳”、“牡丹岁取其变者以为新,早期的一些遗传学说：,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。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，还有浓厚的神学、神秘主义色彩。,人工授粉的雕刻图,血液传递学,近代的一些遗传学观点,获得性状遗传:Lamarck(1744-1829)泛生论:Darwin(1809-1882)种质论:Weismann(1834-1914)其他的学说,用进废退和获得性状遗传,拉马克认为：生物物种是可变的；遗传变异遵循“用进废退和获得性状遗传”规律。用进废退：生物变异的根本原因是环境条件的改变获得性状遗传：环境引起的生物变异(获得性状)都是可遗传的，并在生物世代间积累,泛生论,每个个体器官中的细胞里存在一种粒子或是芽球，这些粒子或是芽球各不相同，具有某种性状或某种器官的特性，在细胞进行分裂的时候可以进入到子细胞中，在生殖的时候，进入到生殖细胞当中。各种粒子或是芽球随血液循环汇集到生殖细胞。粒子或是芽球的数量和自身的性质可能发生变化，从而影响性状的改变。泛生论的特点：粒子化：粒子或是芽球；分离的：这些粒子或是芽球各不相同，具有某种性状或某种器官的特性,种质论,多细胞生物的细胞体质细胞和种质细胞：种质细胞负责生殖；体质细胞营养的和保护的种质独立于体质细胞的，体质细胞的变化不影响种质细胞；体质是不连续,不能产生种质种质变异遗传的变异,体质的变异不遗传对获得性遗传的反证较之泛生论的进步之处,其他的一些观点精子主义和卵子主义,1.2孟德尔遗传定律的提出,1.2.1.孟德尔遗传定律,A分离定律显性隐形法则分离法则B自由组合定律自由组合法则完整性法则C基因型和表型,豌豆,A分离定律显性隐形法则,红花自花授粉子代全为红花,白花自花授粉子代全为白花,红花白花杂交子代全为红花,因此，红花性状对白花是显性，白花对红花是隐性,豌豆中的其他相对性状,A分离定律分离法则,A分离定律分离法则,孟德尔对于上述现象的解释,植株的每一种性状由一对（两个）遗传因子所控制（决定），这一对遗传因子一个来源于父本，另一个来源于母本(反推：父本和母本的体细胞有两个遗传因子)父本和母本的生殖细胞只含有一个遗传因子生殖细胞的结合就是两个遗传因子的组合，这两个遗传因子的组合后，会呈现出显性和隐性关系,孟德尔对于上述现象的数学建模,数学语言:红花白花(CC)(cc)CCccCc红花,孟德尔对于上述现象的数学建模,数学语言:红花红花(Cc)(Cc)CcCcCCCcCccc红花红花红花白花3：1,B自由组合定律由一对遗传因子到多对,植株的不同性状分别由多对遗传因子所控制（决定），一对的遗传因子中一个来源于父本，另一个来源于母本父本和母本的生殖细胞只含有一对的遗传因子中的一个生殖细胞的结合就是多个遗传因子的自由组合,植株的不同对遗传因子之间是对立的，但一对遗传因子中两个在父本和母本中是相连的，在减数分裂是分开,C基因型和表型,a：不完全显性b：镶嵌显性c：共显性(复等位基因),a：不完全显性,b：镶嵌显性,c：共显性,c：共显性,IA;IB;i;A血型：IAIA;IAiB血型：IBIB;IBiAB血型：IAIBO血型：ii,ABO血型系统遗传方式,1.3孟德尔遗传定律向染色体和基因的发展摩尔根与遗传连锁定律,a孟德尔所谓的遗传因子是定位在染色体上的,b、性别决定生物中普遍存在着一种性别决定类型XY型（果蝇和人类）：雄性个体的体细胞中含有两个异型的性染色体(XY)，雌性个体含有两个同型的性染色体(XX)的性别决定类型。,Y染色体上有着很少的基因，在一些研究中被认为没有携带基因。当X染色体和Y染色体组合时，X上的基因相对Y为显性。,摩尔根的遗传连锁定律,果蝇的性染色体有X和Y，雌蝇是XX；雄蝇为XY。性染色体上的遗传基因在遗传过程中，性状总和性别有关，因此把性染色体上的性状的遗传叫伴性遗传。野生型果蝇为红眼，（+）；突变型白眼（w）；决定红眼白眼的基因位于x染色体上，是一对等位基因。,美国遗传学家摩尔根等人让一只白眼雄果蝇与一只红眼雌果蝇交配，子一代（F1）都是红眼。再让F1中的雌果蝇与雄果蝇交配，得到子二代（F2），F2中红眼和白眼的比例为3:1,其中红眼雄果蝇和白眼雄果蝇的比例为1:1，而且F2中的白眼果蝇全部为雄性。试画出上述遗传图解。,雌性红眼雄性白眼X+X+XwY,亲代配子F1,X+,Xw,Y,X+Xw,X+Y,红眼雌性,红眼雄性,1：1,雌性红眼雄性红眼X+XWX+Y,F1配子F2,X+,X+,Y,XWX+,X+Y,雌性红眼,雄性红眼,1：1：1：1,XW,X+X+,XWY,雌性红眼,雄性白眼,女性正常男性色盲XBXBXbY,亲代配子子代,XB,Xb,Y,XBXb,XBY,女性携带者,男性正常,1：1,正常女性与色盲男性结婚后的遗传现象,人类色盲,女性色盲男性正