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1、 马铃薯遗传马铃薯遗传育种学育种学授课教师：康授课教师：康 俊俊第一章第一章 经典遗传与细胞质遗传经典遗传与细胞质遗传 第一节第一节 遗传变异与环境遗传变异与环境一一 概念概念 1.遗传遗传：2.变异：变异：3.形状：形状：4.单位形状单位形状：5.相对性状相对性状：一、遗传性一、遗传性 遗传在生物界是一个基本的现象，这是自遗传在生物界是一个基本的现象，这是自从有了生命现象以后就伴随着的。从有了生命现象以后就伴随着的。正是由于有了遗传才使得生物的种性得以正是由于有了遗传才使得生物的种性得以稳定，才使得这个世界稳定，才使得这个世界“大马生小马大马生小马”。(一一)古代遗传学知识的积累古代遗传学知
2、识的积累(二二)近代遗传学的奠基近代遗传学的奠基 1.1.拉马克拉马克：器官器官用进废退用进废退与与获得性状遗传获得性状遗传 2.2.达尔文达尔文：泛生假说泛生假说 3.3.魏斯曼魏斯曼：种质连续论种质连续论 4 4.孟德尔孟德尔：遗传因子假说遗传因子假说(三三)遗传学的建立和发展遗传学的建立和发展 1.1.初创时期初创时期(1900-1910)(1900-1910)2.2.全面发展时期全面发展时期(1910-1952)(1910-1952)3.3.分子遗传学时期分子遗传学时期(1953-)(1953-)遗传学的发展史遗传学的发展史 主要的认识过程是主要的认识过程是:细胞细胞细胞核细胞核染色体
3、染色体遗传物质（遗传物质（DNADNA）基因基因 基基因因与与细细胞胞的的关关系系：生生殖殖细细胞胞或或体体细细胞胞中中，细细胞胞核核内内都都存存在在着着一一些些容容易易被被碱碱性性染染料料染染成成深深色色的的物物质质，叫叫染染色色体体。染染色色体体有有遗遗传传物物质质（DNADNA分分子子），遗遗传传物物质质上有许多基因。它们之间的包容关系如下：上有许多基因。它们之间的包容关系如下：三、三、遗传学的应用遗传学的应用v1.1.对对生命本质的探索生命本质的探索v2.2.生物进化生物进化理论的基础理论的基础v3.3.指导动植物、微生物遗传改良指导动植物、微生物遗传改良工作工作提高育种工作的预见性提
4、高育种工作的预见性创造新的遗传变异创造新的遗传变异提高选择可靠性与效率提高选择可靠性与效率定向创造和重组遗传变异等定向创造和重组遗传变异等二、变异性二、变异性 变异是广泛存在的事实。如果仅有遗传而无变异，变异是广泛存在的事实。如果仅有遗传而无变异，现在世界上的生物仍然是远古时期的那些古老的物种。现在世界上的生物仍然是远古时期的那些古老的物种。可遗传的变异：可遗传的变异：由于遗传物质的改变而导由于遗传物质的改变而导致的变异是能够遗传的，也正是育种工作所致的变异是能够遗传的，也正是育种工作所要利用的。在要利用的。在 不可遗传的变异：不可遗传的变异：外界环境条件是导致生外界环境条件是导致生物体产生变
5、异的重要原因，物体产生变异的重要原因，变异分类：变异分类：三三 遗传变异与环境遗传变异与环境 “适者生存，劣者淘汰适者生存，劣者淘汰”。从进化的角度来看，遗传与变。从进化的角度来看，遗传与变异是进化的材料，环境决定进化的方向。异是进化的材料，环境决定进化的方向。考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行考察生物遗传与变异应该在给定环境条件下进行 遗传、变异和选择是生物进化和新品种选遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素育的三大因素 生物进化就是环境条件生物进化就是环境条件(选择条件选择条件)对生物对生物变异进行自然选择，在自然选择中得以保存变异进行自然选择，在自然选择中得以保存的变异
6、传递给子代的变异传递给子代(遗传遗传)，变异逐代积累，变异逐代积累导致物种演变产生新物种导致物种演变产生新物种2 2.遗传、变异和选择遗传、变异和选择 3 3 小结小结 1.1.遗传、变异、性状、单位性状、相对性状的概念遗传、变异、性状、单位性状、相对性状的概念 2.2.遗传、变异的含义及其与环境的关系；遗传、变异的含义及其与环境的关系；2.2.拉马克、达尔文、魏斯曼、高尔顿及孟德尔的遗传观念拉马克、达尔文、魏斯曼、高尔顿及孟德尔的遗传观念 及其在遗传学发展中的作用。及其在遗传学发展中的作用。3.3.生物进化与新品种选育的三大因素；生物进化与新品种选育的三大因素；1、遗传、遗传 是指生命在世代
7、间的延续，也就是亲代和子代是指生命在世代间的延续，也就是亲代和子代间的相似现象。间的相似现象。金丝猴的后代还是金丝猴金丝猴的后代还是金丝猴梅花鹿的后代仍然是梅花鹿梅花鹿的后代仍然是梅花鹿2、变异、变异变异：指亲子间和子代个体间的差异。变异：指亲子间和子代个体间的差异。不同的小鼠不同的小鼠梅花鹿的后代仍然是梅花鹿梅花鹿的后代仍然是梅花鹿3、性状、性状 生物体所表现出的外部形态特征及内部生理生化特生物体所表现出的外部形态特征及内部生理生化特性以及行为方式。性以及行为方式。豌豆的圆粒与皱粒豌豆的圆粒与皱粒番茄的红果与黄果番茄的红果与黄果4、单位性状、单位性状 把总体的性状区分开来，作为一个一个的把总
8、体的性状区分开来，作为一个一个的单位进行研究，这区分开的单个性状即称单位单位进行研究，这区分开的单个性状即称单位性状性状 孟德尔孟德尔在研究豌豆等植物的性状遗传时，在研究豌豆等植物的性状遗传时，把植株所表现的性状总体区分为各个单位作把植株所表现的性状总体区分为各个单位作为研究对象，这样区分开来的性状称为单位为研究对象，这样区分开来的性状称为单位性状。豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、性状。豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、豆荚形状、豆荚（未成熟的）颜色、花序着豆荚形状、豆荚（未成熟的）颜色、花序着生部位和株高等性状，就是生部位和株高等性状，就是7 7个不同的单位性个不同的单位性状。状。5、相对性状
9、、相对性状 同种同种生物生物同一同一性状的性状的不同不同表现类表现类型。型。(单位性状的不同表现单位性状的不同表现)兔的白毛与黑毛兔的白毛与黑毛(一一)古代遗传学知识的积累古代遗传学知识的积累 1818世纪中叶以前，遗传学基本上属于萌芽时期。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，逐渐积累对生物遗传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。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直观，并更多地注意
10、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、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。集中表现为神秘主义色彩。集中表现为生物物种神创论生物物种神创论和和不变论不变论1.1.拉马克拉马克：用进废退和获得性状遗传用进废退和获得性状遗传 拉马克拉马克认为：生认为：生物物种是物物种是可变的可变的；遗传变异遵循遗传变异遵循“用用进废退和获得性状进废退和获得性状遗传遗传”规律规律 v器官用进废退和获得性器官用进废退和获得性状遗传假说状遗传假说用进废退：用进废退：生物变异的生物变异的根本原因是环境条件的根本原因是环境条件的改变改变 获得性状遗传：所有生获得性状遗传
11、：所有生物变异物变异(获得性状获得性状)都是都是可遗传的，并在生物世可遗传的，并在生物世代间积累代间积累2.2.达尔文达尔文：泛生假说泛生假说 v 达尔文在解释生物进化时也对生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：遗传物质是提出了泛生假说，认为：遗传物质是存在于生物器官中的存在于生物器官中的“泛子泛子/泛生粒泛生粒”；遗传就是泛子在生物世代间传递；遗传就是泛子在生物世代间传递和表现和表现(无解剖学依据无解剖学依据)v 达尔文也承认获得性状遗传的一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些观点，认为生
12、物性状变异都能够传递给后代递给后代3.3.魏斯曼魏斯曼：种质连续论种质连续论 种质连续论种质连续论 多细胞生物由种质和体质组成：种质指生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，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负责营养活动种质是“潜在的潜在的”，世代相传，世代相传，不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗传；传；新达尔文主义新达尔文主义 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，魏斯曼是其首创者传上否定获得性状遗传，魏斯曼是其首创者4 4.
13、孟德尔孟德尔：遗传因子假说遗传因子假说v遗传因子假说认为：遗传因子假说认为：生生物物性性状状受受细细胞胞内内遗遗传传因因子子(hereditary factor)(hereditary factor)控制控制遗遗传传因因子子在在生生物物世世代代间间传传递递遵遵循循分分离离和和独独立立分分配配两两个个基基本规律本规律v这这两两个个遗遗传传基基本本规规律律是是近近现现代代遗遗传传学学最最主主要要的的、不不可可动动摇摇的的基础基础1 1.初初创时期创时期(1900-1910)(1900-1910)(1).(1).19001900年，年，狄狄弗里斯弗里斯 、柴马克和柯伦斯分别重新发现孟德柴马克和柯伦斯
14、分别重新发现孟德尔规律，是遗传学学科建立的标志。尔规律，是遗传学学科建立的标志。19061906 年年，贝特生提出以贝特生提出以GeneticsGenetics作作为该学科的学科名为该学科的学科名 (2).(2).1901-19031901-1903年，狄年，狄弗里斯发表弗里斯发表“突变学说突变学说”(3).(3).19031903年，年，SuttonSutton和和BoveriBoveri分别提出染色体遗传理论，认为分别提出染色体遗传理论，认为：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合起来结合起来 (4)
15、.(4).19091909年，约翰生发表年，约翰生发表“纯系学说纯系学说”，并并提出提出“gene”gene”的概念的概念，以代替孟德尔所谓的以代替孟德尔所谓的“遗传因子遗传因子 2.2.全面发展时期全面发展时期(1910-1952)(1910-1952)(1).(1).细胞遗传学细胞遗传学/经典遗传学经典遗传学 摩尔根等：性状连锁遗传规律摩尔根等：性状连锁遗传规律 (2).(2).数量遗传学与群体数量遗传学与群体遗传学遗传学基础基础 费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用费希尔等：数理统计方法在遗传分析中的应用 (3).(3).微生物遗传学及生化遗传学微生物遗传学及生化遗传学 194119
16、41，比德尔等：一个基因一个酶，比德尔等：一个基因一个酶 19441944，阿委瑞：肺炎双球菌转化，阿委瑞：肺炎双球菌转化 19521952，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组，赫尔歇和蔡斯：噬菌体重组 (4 4).).其其它研究方向它研究方向 19271927，穆勒等：人工诱变，穆勒等：人工诱变 19371937，布莱克斯里等：植物多倍体诱导，布莱克斯里等：植物多倍体诱导 杂种优势的遗传理论杂种优势的遗传理论3.3.分子遗传学时期分子遗传学时期(1953-)(1953-)v19531953年年WatsonWatson和和 CrickCrick提出提出DNADNA分子双螺旋分子双螺旋(double(double helix)helix)模型，是分子遗传学模型，是分子遗传学及以之为核心的分子生物学及以之为核心的分子生物学建立的标志；建立的标志；v2020世纪世纪7070年代以来，分子遗年代以来，分子遗传学、分子生物学及其实验传学、分子生物学及其实验技术得到飞速发展。技术得到飞速发展。细胞、细胞核、染色体、细胞、细胞核、染色体、DNADNA的关系图解的关系图解 细胞核电子显微图细胞核电子显微图