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1、2/25,南京农业大学农学院,遗 传 学,3/25,办公室：理科楼A420电 话：84396523E-mail:听课班级：生物科学101、102、农学101、102、103、104班级联系人：联系方式：,主讲老师:周宝良教授,4/25,理论课:课程成绩=考试成绩(60)+平时成绩(40)平时成绩=平时作业(25%)+考勤、纪律与课堂答问(15%);“平时作业”按百分制评定，平时作业为0分时，不得参加课程考试(或总成绩记为不及格)(下同)，请不要抄作业;“考勤、纪律与课堂答问”中考勤与纪律分为理论课出席与纪律情况得分。实验课:课程成绩=考试成绩(50)+平时成绩(50)。拒绝迟到!拒绝手机(请一
2、律关机)!,考核与成绩评定,造房子看梁，娶媳妇看娘一代好婆娘，十代好儿郎村里来个好嫂子，带好一村好姑娘,民间俗语,基因的认识,在染色体上的位置是固定的表达是稳定的由其序列决定每个细胞中的两个成员不同组织不同阶段不同环境,的定位:,1.生物学科中一门十分重要的理论科学-直接探索生命起源和生物进化的机理;2.又是一门紧密联系生产实际的基础科学-指导生物育种、医疗、保健。,学习应具备的基础:,具备生物学、植物学、动物学、微生物学、生物化学、植物生理学、数理统计、细胞学等课程的知识。,遗传与变异现象与基本规律阐明生物遗传、变异现象及其表现规律,学习的目的(必要性):,遗传的本质与内在规律探索遗传、变异
3、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,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(育种)实践,10/25,第一章 绪 论第二章 遗传的细胞学基础第三章 遗传物质的分子基础第四章 孟德尔遗传第五章 连锁遗传和性连锁第六章 染色体变异第七章 细菌和病毒的遗传,第八章 基因的表达与调控(第二节后自学)第九章 基因工程和基因组学第十章 基因突变第十一章 细胞质遗传第十二章 遗传与发育(自学)第十三章 数量遗传第十四章 生物进化与群体遗传,目 录,11/25,绪论 Introduction,一、遗传学研究的对象二、遗传学的发展简史三、遗传学的应用四、遗传学的特
4、点与学习方法本章要点,12/25,1.遗传学的研究对象,遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学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，以及在子代与子代之间表现出一定差异的现象。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；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，也不存在遗传的问题,13/25,2.遗传、变异和选择,遗传、变异和选择是生物进
5、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)对生物变异进行自然选择，在自然选择中得以保存的变异传递给子代(遗传)，变异逐代积累导致物种演变、产生新物种动、植物和微生物新品种选育(育种)实际上是一个人工进化过程，只是以选择强度更大的人工选择代替了自然选择，其选择的条件是育种者的要求,14/25,3.遗传、变异与环境,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”。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：可遗传变异和不可遗传变异环境引起的变异中包含可以遗传给后代的特性，也包含只在生物当代表现出来，而不能传递给后代的变异
6、东（西）汉的著名唯物主义者王充(王阳明)在论衡中指出：某些偶然变异是不可遗传的考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行,15/25,二、遗传学的发展简史,*(一)、古代遗传学知识的积累(二)、近代遗传学的奠基1.拉马克：器官用进废退与获得性状遗传2.达尔文：泛生假说3.魏斯曼：种质连续论4.高尔顿：融合遗传假说5.孟德尔：遗传因子假说(三)、遗传学的建立和发展1.初创时期(1900-1910)2.全面发展时期(1910-1952)3.分子遗传学时期(1953-),16/25,*(一)、古代遗传学知识的积累,18世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。人类在利用和改造生物的过程中，逐渐积累对生
7、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在欧洲，宗教神学的统治使遗传知识带上了浓厚的神学、神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论和不变论,我国古代关于遗传学的认识,春秋计倪：桂实生桂，桐实生桐。吕氏春秋.用民篇：夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。论衡.讲瑞篇王充（东汉初年，公元27104）：“龟故生龟，龙故生龙，形色小大，不异于前者也。见之父，察其子孙，何为不可知？”论衡.奇怪篇：“物生自类本种，夫含血之类，相与为牝牡，牝牡之会，皆见同类之物。不相与合者，异类故也。天地之间，异类之物，相与交接，未之有也。”,
8、王充认为各种生物都能相当稳定地将本种类的特征遗传给后代，他的“物生自类本种”命题是对生物遗传性的概括。他讲的“本种”显然具有“种”的概念的含义，他并且把在自然条件下能不能互相交配、产生后代作为种的基本特性。王充认为生物性状的遗传，是在生殖过程中通过种子实现的。各种生物“因气而生，种类相产。万物生天地之间，皆一实也”（论衡.物势篇）；“草木生于实核，出土为栽蘖，稍生茎叶，成为长短巨细，皆有实核。”（论衡.初禀篇）他实际上已经提出了关于生物性状遗传的气种说。,我国古代关于遗传学的认识,这与1600多年后的生物分类学家林耐（17071778）关于物种“按照生殖规律”产生的概念十分相似，不能不说是一种
9、天才的古代自然思想。,19/25,1.拉马克：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”规律拉马克的主要研究领域是生物物种进化，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,器官用进废退和获得性状遗传假说用进废退：生物变异的根本原因是环境条件的改变获得性状遗传：所有生物变异(获得性状)都是可遗传的，并在生物世代间积累,（二）近代遗传学的奠基,20/25,2.达尔文：泛生假说(hypothesis of pangensis),达尔文在解释生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，认为：遗传物质是存在于生物器官中的“泛
10、子/泛生粒”；遗传就是泛子在生物世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,21/25,3.魏斯曼：种质连续论,新达尔文主义在生物进化方面支持达尔文的选择理论，但在遗传上否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者种质连续论(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，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，不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗传；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一定分子性质的物质(种质)在世代间
11、传递实现的,王廷相（14741544）的“气种说”与300多年后魏斯曼（18341914）于1892年提出的“种质说”很相似。,22/25,*4.高尔顿：融合遗传假说,融合遗传认为：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、群体遗传的产生和发展奠定了基础,23/25,5.孟德尔：遗传因子假说,遗传因子假说认为：生物性状受细胞内遗传因子(hereditary factor)控制遗传
12、因子在生物世代间传递遵循分离和独立分配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,24/25,1.初创时期(1900-1910),(1).1900年，狄弗里斯、柴马克和柯伦斯分别重新发现孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。1906 年，贝特生提出以Genetics作为该学科的学科名（字根genet出生、祖先；词根genesis“起源”，引申为“出生、传代”遗传）(2).1901-1903年，狄弗里斯发表“突变学说”。进化的主要因素突变。(3).1903年，Sutton和Boveri分别提出染色体遗传理论：遗传因子位于细胞核内染色体上，从而将孟德尔遗传规律与细胞学研究结
13、合起来(4).1909年，约翰生发表“纯系学说”，并提出“gene”的概念，以代替孟德尔所谓的“遗传因子”。词根gen“产生”。(5).1908年，哈德和温伯格分别推导出群体遗传平衡定律,（三）遗传学的建立和发展,25/25,2.全面发展时期(1910-1952)(pp:24),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(pp:2-4)(1).细胞遗传学/经典遗传学(1910-1940)1910，摩尔根等：性状连锁遗传规律（基因论：基因在染色体上直线排列）(2).数量遗传学与群体遗传学基础(1920-)费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用,26/25,2.全面发展时期(19
14、10-1952)(pp:24),(3).微生物遗传学及生化遗传学(1940-1953)1941，比德尔等：一个基因一个酶1944，阿委瑞：肺炎双球菌转化（证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质）1952，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组（同位素示踪：再次确认了DNA是遗传物质。）(4).其它研究方面1927，穆勒等：人工诱变1937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导 杂种优势的遗传理论,27/25,3.分子遗传学时期(1953-),1953年Watson和 Crick提出DNA分子双螺旋(double helix)模型，是分子遗传学及以之为核心的分子生物学建立的标志；20世纪70年代以来，分子遗传学、分子生物
15、学及其实验技术得到飞速发展。,28/25,3.分子遗传学时期(1953-),建立了以DNA重组技术为核心的遗传工程，为生物遗传定向操作奠定了基础；取得了人类、多种农业和实验生物基因组的DNA序列信息(结构基因组学)；开创了功能基因组学研究(后基因组学)。,*新研究领域开创与分支学科形成的要素：代表性人物；新的研究技术与方法体系：物理学、化学、数学等学科的新理论与技术；开创性的研究成果(代表性的试验)。,29/25,三、遗传学的应用,1.对生命本质的探索生命现象的遗传统一性生命科学在分子水平上的统一2.生物进化理论的基础遗传学研究生物在少数几个世代繁育过程中表现出来的遗传、变异现象与规律生物进化
16、研究生物在长期历史过程中的遗传与变异规律及发展方向,30/25,三、遗传学的应用,3.指导动植物、微生物遗传改良工作提高育种工作的预见性创造新的遗传变异提高选择可靠性与效率定向创造和重组遗传变异等进入分子设计育种时代,分子植物育种学,南京农业大学农学院,31,分子植物育种学,南京农业大学农学院,32,33/25,三、遗传学的应用,*4.提高医疗卫生水平遗传病的遗传规律研究、诊断与治疗(基因制剂与基因疗法)细胞组织癌变机制、诊断与防治病原物(细菌、病毒)致病的遗传机理及其防治生物工程药物生产等,34/25,思考,种瓜得瓜，种豆得豆/一人生九子，九子各不同不是一家人，不进一家门/新疆的哈密瓜；大板
17、城的姑娘/秃发为何男子多于女子美国的太空超人计划/“核营养保健品”以你现有知识，请你举些遗传与本专业有关的具体例子并加以说明。,35/25,*四、遗传学的特点与学习方法,试验研究材料：所有动植物和微生物生物形态、生理、生态及农艺特征(性状)通过生物体内的生理、生化过程表现 以生物细胞内遗传物质为基础，在特定环境下 采用一定的物理、化学与数学方法,综合性强生物学(动植物、微生物学)、细胞学、生理学、生物化学的基础 土壤学、农业气象学生态学等相关学科的基础知识 物理、化学和数学(包括生物统计)方法,36/25,*四、遗传学的特点与学习方法,理论性普通遗传学细胞遗传学数量遗传学群体遗传学生化遗传学分
18、子遗传学等,实践性与应用性产生于生产与生活实践 直接指导人类科学研究与生产实践工作,本课程的定位：普通遗传学,37/25,*四、遗传学的特点与学习方法,学习方法善于联系相关学科与实践、勤于思考、切忌死记硬背注重相互交流、讨论形成遗传的观念，从遗传与变异角度思考问题,38/25,Genetics is like riding a bike,easy when you know how,but impossible until you try it.Genetics is considered by some students to be the most difficult aspect of biology.This is often because you have to think about it.From:Instant Notes in Genetics,39/25,本章要点,1.遗传、变异的含义及其与环境的关系；2.生物进化与新品种选育的三大因素；3.遗传学发展史上作出重要贡献的著名人物的遗传观念、理论及其在遗传学发展中的作用（如：孟德尔、摩尔根、瓦特生和克里克等）。,
