第一章 动物遗传学绪论

动物遗传学主讲教师：刘若余联系电话13984812913面向二十一世纪课程教材主编：李宁教授中国农业大学1第一章绪论教学要求：1、掌握遗传、变异的基本概念及其两者之间的关系。2、了解遗传学的范围及分支、学习遗传学的意义、遗传学发展的重要里程碑。

2第一章绪论一、基本概念1.1遗传和变异

俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆。”“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”就是对遗传现象的简单说明。

这种子代和亲代、子代和子代个体之间的相似性叫做“遗传”。★遗传的特点：稳定性、保守性。“一母生九女，连娘十个样”这是普通的变异常识。

这种子代和亲代、子代和子代个体之间的差异叫做变异。★变异的特点：普遍性和绝对性。遗传与变异现象在生物界普遍存在，是生命活动的基本特征之一。

3遗传与变异4遗传与变异5遗传与变异6

遗传和变异的关系★遗传和变异同时存在于生物的繁殖过程中，二者之间相互对立、又相互联系，构成生物的一对矛盾。每一代传递既有遗传又有变异，生物就是在这种矛盾的斗争中不断向前发展。★没有变异，生物界就失去了进化的原料（材料），遗传只能是简单的重复；没有遗传，变异就不能传递给后代，即变异不能积累（存留），变异将失去意义，生物就不能进化。☆变异和遗传是生物进化的内在因素。71.2遗传学(Genetics)：1.遗传学：研究生物遗传变异及其规律的科学。由英国学者贝特森1906年提出的。★从现代遗传学研究的内容上讲：遗传学就是研究遗传物质的本质和传递及遗传信息表达和进化的科学。★有人把遗传学定义为研究基因的科学。也有人定义为研究能够自我繁殖的核酸的性质、功能和意义的科学。81.2遗传学(Genetics)：遗传学是生物科学中一门十分重要的理论科学，又是一门紧密联系生产实际的基础科学。

遗传学是一门兴起较迟的学科，但同时又是一门发展迅速的学科，它的分支几乎扩展到生物学的所有领域，成为生物科学的中心。

它在高等农业院校的教学计划中是一门重要的专业基础课，是为家畜育种学和有关学科打基础的课程。91.2遗传学(Genetics)：2.研究内容：主要包括三个方面①遗传物质的本质：化学本质、所包含的遗传信息和遗传物质的结构、组织和变化。②遗传物质的传递：复制、染色体行为、遗传规律及基因在群体中的数量、变迁等。③遗传信息的实现：基因的原初功能、基因的相互作用、基因的调控以及个体发育中的基因作用机制等。3.遗传学的任务：研究生物遗传变异规律，阐明遗传物质的结构和功能以及遗传与环境的关系，能动地改造生物更好为人类服务。10二.遗传学的历史回顾★两个阶段：孟德尔以前（1900年以前）；孟德尔以后（1900年以后）★三个水平：个体水平、细胞水平、分子水平★四个时期：（一）（三）（四）（五）（一）遗传学诞生前期（二）遗传学的诞生（三）细胞遗传学时期（四）微生物与生化遗传学时期（五）分子遗传学时期（六）我国遗传学的发展11（一）遗传学诞生前期12达尔文(Darwin,C.)虽然同意拉马克的观点，但把选择的作用提到首要地位。1859年，达文尔发表了《物种起源》，提出自然选择和人工选择的进化学说13达尔文的——“泛生论”他假设：生物的各种性状，都以微粒——“泛因子”状态通过血液循环或导管运送到生殖系统，从而完成性状的遗传。限于当时的科学水平，对复杂的遗传变异现象，他还不能做出科学的回答。虽然如此，达尔文学说的产生促使人们重视对遗传学和育种学的深入研究，为遗传学的诞生起了积极的推动作用。141516魏斯曼：种质学说

魏斯曼（Weismann，1834～1914）：种质学说（germplasmtheory）。认为多细胞生物体内由种质和体质两部分组成，体质是由种质产生的，种质在世代中是连绵不断的。环境只能影响体质，而不能影响种质，后天获得性不能遗传。魏斯曼的种质论使人们对遗传和不遗传的变异有了深刻的认识，但是他对种质和体质的划分过于绝对化。17（二）遗传学的诞生（1865-1910）1866年，

孟德尔发表了“植物杂交试验”论文，首次提出分离和自由组合两个遗传规律，并且认为性状遗传是受细胞里的遗传因子控制的。

1900年，德国的柯林斯(Corers,C.)荷兰的德福里(deVris,H.)和奥国的萨尔马克Tschermak,E)得出与孟德尔相同的结论，并且又发现了早在30多年前孟德尔就发表了的著作1900年，被公认为是遗传学建立和开始发展的元年。18GregorJohannMendel1920A孟德尔B科伦斯C德弗里斯D切尔马克21纪念孟德尔先生：在其修道院建立了纪念馆。22（三）细胞遗传学时期（1910-1940）1.1900年，美国细胞学家威尔逊明确表示细胞核是遗传物质的载体。遗传的染色体学说作为一种推测性的思想确实存在过。2.1903年，哥伦比亚大学的研究生萨顿发表了《遗传中的染色体》论文，提出成对染色体的分配和分离与成对基因的分配和分离具有平行性的一种理论。23（三）细胞遗传学时期（1910-1940）3.1906（1905）年，英国学者贝特森用Genetics命名遗传学。4.1909年，丹麦的约翰森用Gene代替遗传因子，首先提出了基因型和表现型概念。5.1910年，美国的摩尔根发现了果蝇的性连锁遗传和连锁交换规律，创立了基因学说，建立了细胞遗传学。1933年获诺贝尔奖。在此期间，发展了辐射遗传学和群体遗传学。24（四）微生物与生化遗传学时期（1940-1960）1.1928年，格里菲斯发现了肺炎双球菌的转化现象。2.1941年，美国遗传学家比德尔和生化学家泰特姆，提出了“一个基因一个酶”的学说。获1958年诺贝尔医学和生理学奖。3.1944年，美国的艾弗里等人，用肺炎双球菌的体外转化实验，确定了DNA是遗传物质。4.1955年（1957），美国遗传学家本泽，以噬菌体为材料，打破了经典的基因的“三位一体”概念，提出“顺反子学说”。5.1961年，法国的分子遗传学家莫诺和雅各布，通过大肠杆菌乳糖代谢研究，提出了“操纵子学说”。25（五）分子遗传学时期：1960年以后1.1950年，英国的阿斯特伯里创立和定义了“分子生物学”一词。2.1952年，贾格夫发现了A=T、G≡C碱基配对原则。3.1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型。进入分子遗传学发展新时代的标志。1962年获诺贝尔奖。4.1958年，克里克阐述了“中心法则”。5.1961年，尼仑伯格和柯拉纳等进行遗传密码的破译工作，1966年全部完成。6.1968年，史密斯，首次发现了DNA限制性核酸内切酶。1978年获诺贝尔奖。26（五）分子遗传学时期：1960年以后

7.1972年，伯格完成了人工DNA重组。1980年获诺贝尔奖。8.1973年，科恩，将大肠杆菌的不同质粒重组在一起，在大肠杆菌中实现了重组质粒的表达，创立了遗传工程。9、1983年巴巴拉麦克林托克因1938年首次提出“转座”基因概念而获诺贝尔奖。10.1984年，基因工程引入实验动物获得重要进展。27（五）分子遗传学时期：1960年以后11.1985年，穆尔斯等人发明了具有划时代意义的聚合酶链式反应（PCR），1993年获诺贝尔化学奖。12.1986年提出人类基因组计划，1990年美国率先启动。13.目前，人类基因组计划已经完成3张图，基因工程在植物、动物、微生物及人类的医疗保健等各个方面，都在起着举足轻重的作用。

28（六）我国遗传学的发展

★解放前比较薄弱，没有明确的发展方向。仅在水稻、棉花、粟类、金鱼中做过少数性状的遗传分析。李汝祺：是著名遗传学家、教授，第一个把早期细胞遗传学介绍给中国的学者。他是发育遗传学的开拓者之一，为我国细胞遗传学的发展奠定了基础。谈家桢：我国著名遗传学家、教授曾长期从事亚洲瓢虫遗传基因的多型性与地理分布的关系。1945年他提出的色斑镶嵌显性理论，迄今仍被誉为遗传学上一个经典性的工作。他在果蝇种内和种间染色体内部结构演变方面的研究也具有独创性的贡献，其研究成果在国际上至今仍享有盛誉。29我国遗传学的发展★解放后，遗传学有了很大发展。应用理论研究的某些问题上和育种新方法、新技术方面，取得了不少成就。★杂种优势利用：袁隆平杂交水稻育成与大面积推广，鲍文奎育成八倍体小黑麦；花粉单倍体育种、辐射育种以及远源杂交育种都已达到国际先进水平。★分子遗传学方面研究：基因的结构与功能、DNA重组与克隆技术、人工合成DNA与RNA的工作，并取得了突破性的进展。如1981年我国科学工作者完成了酵母丙氨酸tRNA的全合成工作，这是世界上首次人工合成的具有生物活性的RNA分子。3031我国遗传学的发展★基因工程：虽然起步较晚，但也取得了很大进展。我国在乙型肝炎病毒、胰岛素和干扰素的基因工程上均达到或接近国外同类工作的先进水平。我国还开展了微生物遗传转化、植物的体细胞杂交、雄性不育的分子机理以及单克隆抗体等基础理论的研究工作。★医学遗传学：开始了许多遗传疾病的广泛调查研究，并