第七章基因与行为.ppt
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1、现在学习的是第1页,共27页一、行为(一、行为(behavior)n行为则是生物体对内外环境的变化或信号刺激所行为则是生物体对内外环境的变化或信号刺激所作出一种生理反应。作出一种生理反应。n行为(行为(Behavior):):是环境因素不断地对发育过是环境因素不断地对发育过程中的神经回路施加影响,由成千上万个神经元程中的神经回路施加影响,由成千上万个神经元整合活动的结果。按其决定因素可分为本能的和整合活动的结果。按其决定因素可分为本能的和习得的行为两种:本能性的行为、习得性的行为习得的行为两种:本能性的行为、习得性的行为.现在学习的是第2页,共27页先天性行为先天性行为 动物生来就有的,主要是
2、先天遗传因素决定的。包括性行为动物生来就有的,主要是先天遗传因素决定的。包括性行为(sexual behaviorsexual behavior),),情绪行为(情绪行为(emotional behavioremotional behavior)和动机行和动机行为(为(motivated behaviormotivated behavior)。)。n趋性趋性:动物对外界刺激最简单的定向反应。:动物对外界刺激最简单的定向反应。:动物对外界刺激最简单的定向反应。:动物对外界刺激最简单的定向反应。例如:昆虫鱼类的趋光性、臭虫的趋热性、蚊子的趋化性例如:昆虫鱼类的趋光性、臭虫的趋热性、蚊子的趋化性例如
3、:昆虫鱼类的趋光性、臭虫的趋热性、蚊子的趋化性例如:昆虫鱼类的趋光性、臭虫的趋热性、蚊子的趋化性现在学习的是第3页,共27页n n非条件反射:非条件反射:非条件反射:非条件反射:通过遗传获得的,没有高级神经中枢参与的通过遗传获得的,没有高级神经中枢参与的通过遗传获得的,没有高级神经中枢参与的通过遗传获得的,没有高级神经中枢参与的先天性反射。先天性反射。先天性反射。先天性反射。例如:缩手、膝跳、吮吸、眨眼等例如:缩手、膝跳、吮吸、眨眼等例如:缩手、膝跳、吮吸、眨眼等例如:缩手、膝跳、吮吸、眨眼等现在学习的是第4页,共27页n本能:本能:本能:本能:由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生而构成由一系
4、列非条件反射按一定顺序连锁发生而构成由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生而构成由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生而构成的反射活动。的反射活动。的反射活动。的反射活动。例如:例如:例如:例如:蜜蜂采蜜、蜘蛛织网、蚂蚁筑巢蜜蜂采蜜、蜘蛛织网、蚂蚁筑巢现在学习的是第5页,共27页n印随:印随:刚出生(孵化)的动物总是紧跟它所看到的第一个大的行动刚出生(孵化)的动物总是紧跟它所看到的第一个大的行动目标行走。目标行走。后天性行为后天性行为 动物在生长过程中,通过积累生活经验和动物在生长过程中,通过积累生活经验和“学学习习”逐渐建立起来的新的行为。逐渐建立起来的新的行为。现在学习的是第6页,共27页n模
5、仿:模仿:幼年的黑猩猩通过观察,很快就能学会用树枝幼年的黑猩猩通过观察,很快就能学会用树枝“钓钓”白蚁吃。白蚁吃。后天性行为后天性行为 动物在生长过程中,通过积累生活经验和动物在生长过程中,通过积累生活经验和“学学习习”逐渐建立起来的新的行为。逐渐建立起来的新的行为。现在学习的是第7页,共27页n条件反射:条件反射:动物在幼年以后动物在幼年以后的生活中通过学习逐渐形成各的生活中通过学习逐渐形成各种条件反射,以适应环境的变种条件反射,以适应环境的变化。所以动物建立后天性行为化。所以动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。的主要方式是条件反射。后天性行为后天性行为 动物在生长过程中,通过积累生活经
6、验和动物在生长过程中,通过积累生活经验和“学习学习”逐渐建立起来的新的行为。逐渐建立起来的新的行为。现在学习的是第8页,共27页现在学习的是第9页,共27页第一节、单细胞生物趋性行为第一节、单细胞生物趋性行为单细胞的原生动物和无神经系统的海绵动物也有感受和应答的能单细胞的原生动物和无神经系统的海绵动物也有感受和应答的能力,它们也表现出不同的行为。力,它们也表现出不同的行为。原生动物的行为最简单,一般认为只有趋性,它们能感受到环境中的刺激原生动物的行为最简单,一般认为只有趋性,它们能感受到环境中的刺激并靠近或远离之。并靠近或远离之。现在学习的是第10页,共27页第二节、昆虫行为的遗传学分析第二节
7、、昆虫行为的遗传学分析n蜂王又称母蜂,个体大,发育完善,专司生育产卵;蜂王性成熟后,一般在晴暖无风的蜂王又称母蜂,个体大,发育完善,专司生育产卵;蜂王性成熟后,一般在晴暖无风的天气飞出巢,在空中飞翔时与几只雄蜂进行交配。后终生不再交配,其受精囊中已贮存天气飞出巢,在空中飞翔时与几只雄蜂进行交配。后终生不再交配,其受精囊中已贮存大量精子,可供一生产卵受精用。寿命大量精子,可供一生产卵受精用。寿命2-3年,最长年,最长8年。年。n雄蜂唯一的职能是与蜂王交配,繁殖后代,交配后即死去。雄蜂唯一的职能是与蜂王交配,繁殖后代,交配后即死去。30-50天天n工蜂是生殖器官发育不完全的雌性蜜蜂,没有生殖能力。
8、个体较小,它们的职能进一步工蜂是生殖器官发育不完全的雌性蜜蜂,没有生殖能力。个体较小,它们的职能进一步细分。专职负责采集花粉、花蜜、酿蜜、饲喂幼虫和蜂王,并承担抵御敌害等工作。工细分。专职负责采集花粉、花蜜、酿蜜、饲喂幼虫和蜂王,并承担抵御敌害等工作。工蜂个体行为不受思维控制,行为能力也不是依赖后天学习获得的,这与高等动物的行为蜂个体行为不受思维控制,行为能力也不是依赖后天学习获得的,这与高等动物的行为有本质的不同,所以学习和理解蜜蜂的行为,不能从蜜蜂的有本质的不同,所以学习和理解蜜蜂的行为,不能从蜜蜂的“意图意图”猜想,而应该从因果猜想,而应该从因果机制理解,也就是说蜜蜂行为是接受某种刺激的
9、结果,受遗传因素影响,如蜜蜂的机制理解,也就是说蜜蜂行为是接受某种刺激的结果,受遗传因素影响,如蜜蜂的“攻击攻击性性”就是主要受遗传控制的。就是主要受遗传控制的。1、蜜蜂的洁巢行为、蜜蜂的洁巢行为现在学习的是第11页,共27页第二节、第二节、昆虫行为的遗传学分析昆虫行为的遗传学分析n某些特殊的基因控制着工蜂清除封盖巢房中的虫蛹尸体的行为(某些特殊的基因控制着工蜂清除封盖巢房中的虫蛹尸体的行为(洁巢行为洁巢行为)。有一种基)。有一种基因的工蜂只把死虫的巢房封盖咬开,但不去拖死虫;含有另一种基因的工蜂能将打因的工蜂只把死虫的巢房封盖咬开,但不去拖死虫;含有另一种基因的工蜂能将打开巢房盖的死幼虫或蛹
10、拖出,但却从不咬开巢房盖。开巢房盖的死幼虫或蛹拖出,但却从不咬开巢房盖。1、蜜蜂的洁巢行为、蜜蜂的洁巢行为(卫生的)(卫生的)uurr u r(卫生的)(卫生的)+F1u ru ru ru r+(卫生的)(卫生的)uurru ru u r r u u r r u u r r u u r r+卫生的;卫生的;会打开蜂室会打开蜂室会搬尸体;会搬尸体;不卫生不卫生现在学习的是第12页,共27页n生物随着地球、太阳、月亮的周期性变化,逐渐形成的周期性、有生物随着地球、太阳、月亮的周期性变化,逐渐形成的周期性、有节律的行为就是节律行为。如昼夜节律、月运节律、季节节律等。节律的行为就是节律行为。如昼夜节律
11、、月运节律、季节节律等。n有些生物大约每隔有些生物大约每隔24小时就出现一次周期性节律,这种活动、生理小时就出现一次周期性节律,这种活动、生理机能与地球的昼夜相联系,称为昼夜节律,如昼行性(蜂、蝶、机能与地球的昼夜相联系,称为昼夜节律,如昼行性(蜂、蝶、鸣禽)、夜行性(鼠、蝙蝠、猫头鹰)、晨昏性(夜鹰)鸣禽)、夜行性(鼠、蝙蝠、猫头鹰)、晨昏性(夜鹰)n月节律多指海洋动物的活动与潮汐、潮落相联系。潮汐是随日月月节律多指海洋动物的活动与潮汐、潮落相联系。潮汐是随日月位移的引力而发生周期涨落现象。生活在潮间带动物的活动规律,位移的引力而发生周期涨落现象。生活在潮间带动物的活动规律,大多与潮汐规律相
12、适应。如藤壶、牡蛎等在涨潮时在水下觅食,大多与潮汐规律相适应。如藤壶、牡蛎等在涨潮时在水下觅食,蟹类在退潮时爬出洞穴在海滩觅食等蟹类在退潮时爬出洞穴在海滩觅食等n有些生物随着季节的改变而发生周期性的行为称为季节节律。例有些生物随着季节的改变而发生周期性的行为称为季节节律。例如许多鸟类在冬季来临之前迁往南方温暖的地区越冬,两栖类、如许多鸟类在冬季来临之前迁往南方温暖的地区越冬,两栖类、爬行类到冬季都有冬眠的行为,鱼类则有洄游行为等。爬行类到冬季都有冬眠的行为,鱼类则有洄游行为等。2、果蝇的生物学节律、果蝇的生物学节律现在学习的是第13页,共27页nperiod基因突变的果蝇,分为无节律的变化型。
13、生物节律短周基因突变的果蝇,分为无节律的变化型。生物节律短周期型(期型(19小时小时,per ),生物节律长周期型(生物节律长周期型(28小时小时,per )三种。)三种。nperiod基因表达的产物是一种核蛋白,基因表达的产物是一种核蛋白,mRNA和蛋白的合成与积累和蛋白的合成与积累是与昼夜节律相吻合。是与昼夜节律相吻合。nperiod基因的转录基因的转录mRNA,mRNA翻译成蛋白质,蛋白质含量增翻译成蛋白质,蛋白质含量增多抑制转录,多抑制转录,mRNA降低到一定水平又启动转录,从而调节动物个降低到一定水平又启动转录,从而调节动物个体的节律性活动(负反馈调节),在动物界具有普遍性。体的节律
14、性活动(负反馈调节),在动物界具有普遍性。2、果蝇的生物学节律、果蝇的生物学节律n1971年英国科学家在其研究的果蝇中发现了一只特殊果蝇,它的年英国科学家在其研究的果蝇中发现了一只特殊果蝇,它的生物钟只有生物钟只有21小时。科学家花了小时。科学家花了14年时间,直到年时间,直到1985年才找到了年才找到了引起这个果蝇生物钟异常的基因。这就是人类第一次发现与引起这个果蝇生物钟异常的基因。这就是人类第一次发现与X连锁的连锁的生物钟相关的基因,这个基因被命名为生物钟相关的基因,这个基因被命名为period“周期周期”。sl现在学习的是第14页,共27页nFruitless基因未突变的果蝇求爱基因未突
15、变的果蝇求爱行为正常,突变者求爱行为缺损。行为正常,突变者求爱行为缺损。n突变型果蝇支配腹部特有的肌肉突变型果蝇支配腹部特有的肌肉的神经元发育不正常。的神经元发育不正常。n突变型果蝇因支配腹部特有的肌肉的突变型果蝇因支配腹部特有的肌肉的神经元不正常,肌肉退化。神经元不正常,肌肉退化。n肌肉退化,无法进行求爱行为。肌肉退化,无法进行求爱行为。3、果蝇的性取向、果蝇的性取向现在学习的是第15页,共27页第三节、小鼠行为的遗传学分析第三节、小鼠行为的遗传学分析n英国爱丁堡大学心理学家英国爱丁堡大学心理学家Morris的水迷宫实验(将的水迷宫实验(将NMDA受体拮抗剂受体拮抗剂注入海马,在海马处记录不
16、到注入海马,在海马处记录不到LTP,同时小鼠记不住水迷宫中隐藏的同时小鼠记不住水迷宫中隐藏的平台位置)。鼠脑老化过程中学习记忆能力的增龄性减退与脑内脂褐平台位置)。鼠脑老化过程中学习记忆能力的增龄性减退与脑内脂褐素积累的关系素积累的关系 n利用基因工程技术,将利用基因工程技术,将NMDA受体的一个亚基的基因剔除,这种被剔受体的一个亚基的基因剔除,这种被剔除基因的小鼠海马区引导不出除基因的小鼠海马区引导不出LTP,同时小鼠记不住水迷宫中隐藏的平同时小鼠记不住水迷宫中隐藏的平台位置;通过转基因技术,使小鼠的海马过量表达台位置;通过转基因技术,使小鼠的海马过量表达NMDA受体时,则受体时,则海马处更
17、容易诱导海马处更容易诱导LTP,小鼠的记忆力变的更好,并且可以遗传。小鼠的记忆力变的更好,并且可以遗传。(1)鼠脑老化过程中学习记忆能力)鼠脑老化过程中学习记忆能力现在学习的是第16页,共27页n正常雌鼠的养育能力,营建一个窝,正常雌鼠的养育能力,营建一个窝,n雌鼠见到仔鼠,下丘脑长生雌鼠见到仔鼠,下丘脑长生FosB蛋白蛋白,表现对表现对幼鼠的哺乳、关怀。幼鼠的哺乳、关怀。n小鼠骨肉瘤基因小鼠骨肉瘤基因 fosB基因剔除,基因剔除,fosB fosB 不再表现母性行为。不再表现母性行为。-(2)雌鼠的养育能力)雌鼠的养育能力现在学习的是第17页,共27页第四节、人类行为的遗传学分析第四节、人类
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