1经典遗传学-科学教育班

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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；,Genetics Leland H. Hartwell 等,1,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。,2,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,3,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:,4,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,5,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。,6,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,2007.5.22,7,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1.4,1.9倍, 游泳速度低22,24%,科学通报,2007.4 No.8,8,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,9,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,10,1.1 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,11,1.1,孟德尔以前的遗传学,巴比伦人(800 B.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。,12,人工授粉的雕刻图,血液传递学,13,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,14,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,15,16,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,17,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,18,其他的一些观点,精子主义和卵子主义,19,1.2,孟德尔,遗传,定律的提出,20,1.2.1,.,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,21,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,22,豌豆中的其他相对性状,23,24,A 分离定律 分离法则,25,A 分离定律 分离法则,26,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,27,孟德尔对于上述现象的数学建模,数学语言:,红花 白花,(CC) (cc),C C c c,Cc,红花,28,孟德尔对于上述现象的数学建模,数学语言:,红花 红花,(Cc) (Cc),C c C c,CC Cc Cc cc,红花 红花 红花 白花,3：1,29,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,30,31,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,32,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),33,a,：不完全显性,34,b：镶嵌显性,35,c： 共显性,基因型,表现型,临床,表现,镰刀形红,细胞,有无,Hb,A,Hb,A,正常,无,Hb,A,Hb,S,正常,有,Hb,S,Hb,S,患病,有,Hb,S,对Hb,A,隐性,显性,36,c： 共显性,I,A,; I,B,; i ;,A血型： I,A,I,A,; I,A,i,B血型： I,B,I,B,; I,B,i,AB血型： I,A,I,B,O血型： ii,ABO血型系统遗传方式,37,1.3,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,38,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。,39,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。,40,雌性红眼,雄性白眼,X,+,X,+, X,w,Y,亲代,配子,F1,X,+,X,w,Y,X,+,X,w,X,+,Y,红眼雌性,红眼雄性,1 ： 1,41,雌性红眼 雄性红眼,X,+,X,W, X,+,Y,F1,配子,F2,X,+,X,+,Y,X,W,X+,X,+,Y,雌性红眼,雄性红眼,1 ： 1 ： 1 ： 1,X,W,X,+,X,+,X,W,Y,雌性红眼,雄性白眼,42,女性正常,男性色盲,X,B,X,B, X,b,Y,亲代,配子,子代,X,B,X,b,Y,X,B,X,b,X,B,Y,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,43,女性色盲,男性正常,X,b,X,b, X,B,Y,亲代,配子,子代,X,b,X,B,Y,X,B,X,b,X,b,Y,女性携带者,男性色盲,1 ： 1,色盲女性与正常男性结婚后的遗传现象,44,女性携带者,男性色盲,X,B,X,b, X,b,Y,亲代,配子,子代,X,B,X,b,Y,X,b,X,b,X,B,Y,女性色盲,男性正常,1 ： 1 ： 1 ： 1,女性携带者与色盲男性结婚后的遗传现象,X,b,X,B,X,b,X,b,Y,女性携带者,男性色盲,45,46,