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1、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,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,
2、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
3、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,2007.5.22,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2007.4 No.8,转基因荧光猪,密苏里大学: 含gfp基因
4、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(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
5、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
6、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
7、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
8、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) C C c c Cc 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) C c C c C C Cc Cc cc 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，
9、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,I A ; IB ; i ; A血型： IA I A ; IAi B血型： I BIB ; IBi AB血型： IAIB O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
10、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
11、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+XW X+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 XBXB XbY,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 男性正常 XbXb XBY,亲代 配子 子代,Xb,XB,Y,XBXb,XbY,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,女性携带者 男性色盲 XBXb XbY,亲代 配子 子代,XB,Xb,Y,XbXb,XBY,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,Xb,XBXb,XbY,女性携带者,男性色盲,
