动物遗传学课件2

动物遗传学孟德尔遗传
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基因型：个体的基因组合 CC、Cc、cc
表现型：生物体所表现的性状 红花、白花
❖ 等位基因：在同源染色体的相同位置，控制 同 一性状的成对异质基因。
纯合基因型 ：等位基因一样 CC、cc – 纯合体 稳定遗传
杂合基因型 ：等位基因不同 Cc、- 杂合体 不稳定遗传
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动物遗传学孟德尔遗传
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二 结果分析
1 先按一对相对性状杂交的试验结果分析：
黄∶绿=(315+101)∶(108+32)=416∶140=2.97∶1≈3∶1
圆∶皱=(315+108)∶(101+32)=423∶133=3.18∶1≈3∶1
∴两对性状是独立互不干扰地遗传给子代，每对性状的分离符合 3∶1比例。
F2出现两种重组型个体，说明控制两对性状的基因在从F1遗传 给F2 时，是自由组合的。
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2. 选择豌豆做材料的原因 豌豆的形状和色泽极易区分和分析； 豌豆为自花授粉植物，易于杂交。
3.孟德尔试验成功的原因 前人的试验有两个问题：没有对杂交子代按性状分
类计数和没有运用统计分析； 孟德尔成功之处在于：运用假说-推理方法，注意实
验材料的选择，引入群体分析和数量统计分析；
纯合一 F1 分离。13
五、分离定律的应用 1.通过性状遗传研究，可以预期后代分离的类型和 频率进行有计划种植，以提高育种效果，加速育种 进程。 如水稻抗稻瘟病 抗(显性)× 感(隐性) ↓ F1抗 ↓ F 2抗性分离 有些抗病株在F3 还会分离。
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2.良种生产中要防止天然杂交而发生分离退化，去杂 去劣及适当隔离繁殖。

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四、实验步骤(2)
(4) 用移液器吸取总DNA或质粒样品4μl于封口膜 上，再加入2μl 的6X载样缓冲液，混至3-5V/cm，可见到 溴酚蓝条带由负极向正极移动，电泳约30min60min。
⑹ 将凝胶放入EB染液中染色5-10min,用清水稍微 漂洗。
⑺ 将染色后的凝胶置于紫外透射检测仪上，盖上 防护观察罩，打开紫外灯，可见到发出荧光的 DNA条带。
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结果与分析
图1 猪基因组DNA1%琼脂凝胶电泳图
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结果与分析
图2 PCR产物琼脂凝胶电泳图 (1、2、3、4为PCR产物，M为DL2000Marker)
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二、实验目的
掌握琼脂糖凝胶电泳分离DNA 的原理和方法
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三、实验材料、器具及药品
➢ 猪基因组DNA及PCR产物 ➢ 电泳仪，电泳槽，电子天平，移液器，枪头，
微波炉，紫外透射检测仪等。 ➢琼脂糖，1XTAE电泳缓冲液，溴化乙锭（EB），6X载 样缓冲液 ：Ⅰ 0.25%溴酚蓝 ，0.25%二甲苯青 ，40% 蔗糖水溶液;Ⅱ 0.25%溴酚蓝 ，0.25%二甲苯青 ，30% 甘油水溶液
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四、实验步骤(1)
⑴ 1g 琼脂糖加入100ml 1×TAE电泳缓冲液中，摇匀。 在微波炉中加热至琼脂糖完全溶解。（冷却到60℃， 加入100μl的0.5mg/ml EB，并摇匀。）
⑵ 用胶带将制胶板两端封好，插入适当梳子，将溶解的 琼脂糖（约50℃）倒入，室温冷却凝固

孤独的天才——孟德尔
格 雷 戈 尔 ·孟 德 尔 ， 天 主 神 父 。 1856年开始在修道院的花园做豌豆 遗传试验。1865年发表了题为《植 物杂交实验》的划时代论文，但当 时并未引起人们注意。直到1900年 才引起遗传学家、育种家的高度重 视，被誉为遗传学的奠基人。
时代背景
18世纪杂交实验的目的是为了探讨杂交能否产生新种
19世纪动、植物的杂交研究朝着两个方向发展：
①生产的目的，即为了提高农作物的量和培养观赏植物新品种。
②理论研究的目的，即以杂交试验为手段来探讨生物的遗传和变异
的奥秘。
虽然目的不同，但结果相似，即在杂交试验中，人们观察到杂种性状的 一致性和杂养后代性状的多态性等遗传现象。为什么会产生这种有规则 的遗传现象？对于这个问题当时未做出令人满意的解释。所以，探讨生 物性状的遗传问题就成为19世纪生物学家们迫切需要解决的重大课题。
第一节 孟德尔定律—分离定律
植物杂交试验的符号表示：
豌豆一对性状杂交实验的遗传图解
P：亲本，杂交亲本；
♂：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本； P
×
♀：作为母本，提供胚囊的亲本；
×：表示人工杂交过程；
F1
F1：表示杂种第一代；
：表示自交，采用自花授粉方式传粉
受精产生后代。
F2
F2：F1代自交得到的种子及其所发育形 成的的生物个体称为杂种二代。
第一节 孟德尔定律 三、孟德尔定律的补充与发展—等位基因
（一）不完全显性现象 (1)镶嵌型显性 指显性现象来自两个亲本，两个亲本的基因作用，可以在 不同部位分别表示出非等量的显性。 (2)中间型 指F1的表型是两个亲本的相对性状的综合，看不到完全的 显性和完全的隐性。
基因分离定律的实质：等位基因随着同源染色体的分开而分离。 自由组合定律的实质：等位基因分离，非同源染色体上的非等位基 因自由组合。

狭义定义
遗传(heredity)：指生物亲代与子代之间，以及子代 和子代个体之间的相似性 变异(variation)：指生物在亲代与子代之间，以及在 子代和子代个体之间的差异 广义定义 遗传：同种个体之间的相似性
变异：同种个体之间的差异
Heredity，inheritance 遗传
The genetic transmission of characteristics from parents to offspring.
第二节 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
三、遗传学的建立和发展
四、分子遗传学(molecular genetics)
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，逐渐积累对生物遗
传和变异的认识以及对遗传本质的探索和猜测。
源于法语、拉丁语“heredite”，意为“继承，遗产”。
生物性状世代传递的现象－－子代与亲代相似。 生物按照亲代所经历的同一发育途径和方式，摄 取环境中的物质建造自己，产生与亲代相似的复本的 一种自身繁殖过程。
variation 变异
Marked difference or deviation from the normal or recognized form, function, or structure. 生物性状在世代传递过程中出现差异的现象 －－子代与亲代不完全相同。
Darwin理论的primary gap：
不知道变异（variation）和遗传（inheritance）的本质和基础是 什么。有利的变异是如何来的？又是如何传下去的？面对质疑和 批评，1868年他又出版了第二本书Variations in (of) Animals and Plants Under Domestication，试图对可遗传性的变异如何随时间 的流逝而形成提供更准确的解释。

成一圈，染色体的着丝点和纺锤丝连接起来。这
时染色体缩短到比较固定的状态，适宜进行形态 和数目的观察。
极面观
侧面观
３、后期：
每个染色体上的着丝点分裂为二，于是每
个染色单体成为了一个独立的子染色体，被纺锤 丝分别拉向两极。
４、末期：
分裂后的两套染色体各在一极聚集，变细
变长，纺锤丝逐渐消失，核仁、核膜重新出现， 最后形成了两个 子细胞。
细胞是构成生物机体的形态结构和生命活动的基
本单位，即结构和功能单位。
一、细胞膜
由三层结构组成，主要成分是类脂和蛋白
质，细胞膜是保持细胞形状ห้องสมุดไป่ตู้支架，有保护细胞
免受外界环境损害的能力。细胞膜还是细胞与细
胞外环境之间联系的唯一途径，也是进行许多化 学反应的表面。细胞膜表面具有抗原，且不同物 种间的抗原有差别。
变异的根本原因，提出了器官的用进废退、获得
性状遗传。 1859 年 ， 达 尔 文 （ 英 ） 发 表 了 《 物 种 起 源》，提出了自然选择和人工选择的进化学说。 1892 年，魏斯曼（德）提出环境只能影响
体质，不能影响种质，获得性状不能遗传。
2.孟德尔遗传学建立 1866年，孟德尔（奥） 首次提出分离和独立分配 两个遗传基本规律，认为 性状遗传是受细胞内遗传 因子控制的。 1900 年，孟
同一物种的染色体数目是恒定的，而且个
体中的每一个细胞染色体数目也相同。 在体细胞中，染色体成对存在，这两个成 对的染色体的形态、大小、着丝点位置都相同 （性染色体可能例外），称为同源染色体。
因性别不同而有一对大小、形态、作用不 同且与性别发育有关的染色体称为性染色体。
这两个性染色体在雌性哺乳动物中形态是
度的必然趋势。分裂后的细胞又开始自己的生长，

适合性检验：
X c2
( O C 0.5) 2 C
当处理数为2时，
2 ( O C ) X2 C
一对相对性状时，O =观察数/4，C =理论数×3/4。 其他技术处理也很严密（严格而谨慎的去雄、授粉和 套袋手续以防花粉混杂）。
二、一对相对性状杂交实验结果


概念 所谓杂交指遗传学上具有不同遗传性状的个体之间的 交配，其后代叫杂种。 所谓相对性状指处于不同状态的具体性状；性状指生 物体外在的和内在的特征、特性或指标等。
亲本 F1代 F2代
白毛猪WW（♂）× 黑毛猪ww（♀） ↓ 白毛猪 Ww♂ × Ww♀ 显性现象 ↓ 1WW ： 2Ww ： 1ww 分离现象 白毛猪 黑毛猪
配子 类型
W WW Ww
w Ww ww
W w
假说的验证
分离假说是否能成立，关键在于杂合体内是 否真有显性因子和隐性因子同时存在，以及形成 配子时，成对的因子是否彼此分离。验证时利用 回交的方式，测定结果跟预期的结果是否一致。
显 性 性 状 （ dominant
character） 指 杂 交 时 两亲本的相对性状能在 F1代表现出来的相对性 状称为显性性状。F1代 指杂交亲本的后代，仔 一代。 隐 性 性 状 （ recessive character） 指 上 述 杂 交方式在F1代不能表现 出来的相对性状。
性状对数
F1性细胞 种 类 21=2 24=16 2n
F2基因型 种 类 31=3 34=81 3n
显性完全 时F2表型 21=2 24=16 2n
表型比
1 4 n
(3:1)1 (3:1)4 (3:1)n
第三节 孟德尔遗传定律的发展

毛色遗传
动物毛色的遗传涉及多个基因座位，不 同等位基因间的组合导致丰富的毛色表 现，如黑、白、棕、灰等。
VS
体型遗传
动物体型的遗传受多个基因控制，包括影 响骨骼发育、肌肉生长和脂肪沉积的基因 ，导致不同品种间体型差异显著。
04
动物群体遗传结构与进化
群体遗传结构组成要素
基因库
一个群体中全部个体的所 有基因的总和，包括各种 等位基因。
06
动物保护与人类利用中遗传学应用
濒危动物保护中遗传学方法和技术
遗传多样性保护
通过遗传学研究，了解濒危动物的遗传多样性， 制定保护策略，避免近亲繁殖导致的遗传问题。
种群恢复
利用遗传学技术，如人工授精、胚胎移植等，增 加濒危动物的数量，提高种群的生存能力。
遗传资源管理
建立濒危动物遗传资源库，保存和管理其遗传资 源，为未来的研究和保护提供基础。
THANKS
感谢观看
发展历程
从孟德尔的豌豆实验开始，经历了摩 尔根的果蝇实验、沃森和克里克的 DNA双螺旋结构发现等重要里程碑， 逐渐形成了现代遗传学的理论体系。
基因、DNA与遗传信息
基因
01
基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本遗传
单位。
DNA
02
DNA是脱氧核糖核酸的缩写，是生物体内存储遗传信息的主要
医学领域中动物模型在遗传学上应用
人类疾病模拟
通过遗传学手段，建立与人类疾病相似的动物模型， 用于研究疾病的发病机理、治疗方法等。
药物研发与测试
利用动物模型进行药物研发和测试，评估药物的疗效 和安全性。
基因疗法研究
通过动物模型研究基因疗法的可行性和有效性，为临 床应用提供依据。

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• 大进化的形式 – 辐射（适应辐射） • 单源群 – 趋同 • 不同单源群 – 平行 • 同一或不同单源群同向进化 （009大进化形式图）
渐变形式与断续平衡形式
2019/12/26
• 人类起源与进化 分类系统： 哺乳动物纲 灵长目 人猿超科 人科 人属 智人种
2019/12/26
血红蛋白α 肌红蛋白 胰岛素 细胞色素 c 组蛋白 H4
进化速率（×10-9）aa·a 8.3 2.1 2.0 1.2 0.89 0.44 0.30 0.01
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遗传密码的通用性表明： 自然界所有生命形式都是相互关联
的。亲缘关系越是相近的物种，他们的 DNA或蛋白质大分子越是相似，反之差 别就大。
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思考题 1 简述生命史的几个主要阶段 2 达尔文进化学说的主要内容是什么？并加以解
释。 3 什么是分子进化中性论? 举例解释何为分子进
化速率. 4 何为小进化？简述小进化的单位和主要因素 5 何为大进化？举例说明大进化的形式有哪些？
有何区别？ 6 概述人类的起源
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– 分子进化中性论 基于对蛋白质和核酸分子的进化改变(
表现为蛋白质分子中的氨基酸替换和DNA分 子中的碱基替换)的比较研究。
显著特点： 进化速率相对恒定 进化的保守性
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生物大分子进化速率相对恒定： 以核酸和蛋白质的一级结构的改变，即
分子序列中核苷酸或氨基酸的替换数作为进化 改变量的测度，进化时间一年为单位，则生物 大分子随时间改变率几乎是恒定的。 （比较不同物种同源大分子的一级结构计算 ）
– 达尔文学说的第二次大修正 • “现代综合论”(the modern synthesis) ： – 是由遗传学家、生物系统学家、古生 物学家等综合了生物学各学科的成就 和多种进化因素而建立的现代进化理 论。主要是对“自然选择”学说本身 以及相关概念（如适应概念、物种概念）

实验动物学2-遗传学控制
目录
实验动物遗传学简介 实验动物遗传学控制方法 实验动物遗传学质量控制 实验动物遗传学在生物医学研究中的应用 实验动物遗传学发展前景与挑战
01
CHAPTER
实验动物遗传学简介
遗传物质是决定生物体遗传特征的物质基础，包括DNA和RNA。
遗传物质
基因与基因组
遗传规律
基因是遗传信息的单位，基因组则是生物体全部基因的集合。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验动物遗传学发展趋势
伦理和法律问题
01
涉及实验动物的伦理和法律问题，如动物福利、实验动物使用等，需要严格遵守相关规定和伦理准则。
疾病模型的局限性
02
尽管已经建立了许多人类疾病动物模型，但仍存在许多疾病难以在动物身上完全模拟，需要进一步探索和改进。
技术难题
03
基因编辑技术虽然取得了很大进展，但仍存在技术难度和应用限制，如脱靶效应、基因表达调控等。
表型特征分析
遗传学质量检测方法
制定实验动物遗传学质量标准，包括遗传背景、基因型、表型等方面的要求，确保实验动物的遗传稳定性。
建立遗传学质量控制的操作流程和规范，包括样本采集、检测方法、数据分析等方面的规定，确保检测结果的准确性和可靠性。
遗传学质量标准与规范
规范操作流程
遗传学质量标准
03
数据解读
在数据解读阶段结合遗传学质量控制结果，深入分析实验数据，挖掘遗传因素对实验结果的影响机制。
应用
重组近交系动物
基因敲除动物是指通过基因工程技术，使某一基因缺失或失活的动物；转基因动物是指将外源基因导入动物体内，使其在体内稳定表达的动物。
定义
可模拟人类疾病的基因缺陷或过表达。

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微生物遗传和生化遗传时期 （1941—1960）
• 1941 Beadle和 Totum 提出一基因一酶学说 • 1944 Avery 确定遗传物质为DNA • 1951 McClintock B. 发现跳跃基因或称转座 • 1953 Watson和 Crick建立双螺旋模型 • 1958 Kornberg 发现 DNA合成酶 • 在此期遗传的基本单位是顺反子（Cis—trons）
• 2, 第一章 绪论（2） • 2, 第二章 遗传的细胞学基础（2） • 3, 第三章 孟德尔遗传规律及其发展（4） • 4, 第四章 连锁遗传规律（4） • 5, 第五章 非孟德尔遗传 （4） • 6, 第六章 遗传的分子生物学基础 （4） • 7, 第七章 遗传信息的传递 （4） • 8, 第八章 遗传信息的改变 （4） • 9, 第九章 群体遗传学基础 （4） • 10, 第十章 数量遗传学基础 （4） • 11, 串讲
• 是研究各种生物的遗传信息传递及 遗传信息如何决定各种生物学性状 发育的科学。
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遗传、变异与进化
• 遗传（Heredity):
• 生物亲代繁殖与其相似的后代的现象。 • 普遍性 稳定性
• 变异（Variation)
• 后代个体发生了变化，与其亲代不相同的方面。 • 普遍性 绝对性
• 可遗传的变异 • 不可遗传的变异
• 杂合子后代体细胞内具有成双的 遗传因子(Aa)
• 等位的遗传因子独立分离
• 非等位遗传因子间自由组合地分配到配子中
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否定了 奠定了 提出了
Hypothesis of the Pangenesis Theory of particulate inheritance Law of segregation Law of independent assortment