第四章基因的作用及其与

基因的作用及其与环境的关系第四章一、教学目的1、深刻理解环境影响和基因的表型效应2、深刻理解致死基因，复等位基因3、了解非等位基因间的相互作用二、教学重点1、表现度、外显率、显隐性关系的相对性2、复等位基因三、教学难点1、表现度和外显率2、互补基因，修饰基因、上位基因孟德尔两大遗传定律，讲的都是生物的一个基因决定生物的一种性状，但是基因和表现之间远远不是一对一的关系。也就是说，某一基因的存在，不一定总有某一表型的出现。在自然界不仅环境条件可以改变基因的表型效应，而且基因与基因间的相互关系也影响着表现效应。 基因型是生物性状发育的内因 ,而环境条件是生物性状发育的外因 ,表现型则是基因型与环境条件相互作用的结果 .第一节 环境的影响和基因的表型效应一、多因一效1、多因一效：指多个基因控制一种性状的表现。2、例子 :： 在玉米中，叶绿素的形成至少与50多因一效现象广泛存在于动物、植物和人类 (人的身高、 肤色等 )。二、一因多效1、一因多效：指一个基因能够影响多个性状的表现。2、例子： 控制豌豆红花的基因 C， C还能影响到叶腋的红色斑点，种皮的颜色等。多个非等位的显性基因有关，其中任何一个显性基因发生变化，都会阻碍叶绿素的形成。 在果蝇中，正常翅膀的形成，至少与 43个非等位基因有关 。 翻毛鸡的翻毛基因 (F)，可以使鸡毛上翻，还可使鸡体温降低，心脏、脾脏扩大，代谢作用增强，食量加大，生殖力降低等。三、基因表达的变异 表现度和外显率1、表现度 、概念：某一基因在不同的生物个体中所表现的程度 (基因表现 ) 。 、 A例：人的成骨不全是一种显性遗传病，也就说这种病是由显性基因控制，杂合体患者可以同时有多发性骨折、蓝色巩膜和耳聋等症状；但也可只有其中一种或两种表现。所以这个基因的表现度很不一致。B例：C例：2、外显率 、外显率：某一基因在群体中得以表现的百分率。 、例子A：某个显性基因的效应总是表达出来，外显率是 100%，如豌豆红花、籽粒饱满、黄色的基因等。B：黑腹果蝇中，隐性间断翅脉基因 i的外显率不全，只有 90%，也就是说在 100个 ii基因型的个体中，只有 90个表现间断翅脉，其余 10个不表现间断翅脉（野生型）。四、显隐性关系的相对性前面讲的豌豆 7对相对性状的遗传， 显性杂合体与显性纯合体在性状的表现上完全相同，称为完全显性。 但在以后的实验中，发现有些显性现象是不完全的或者显隐性关系可随所依据的标准而改变。1、不完全显性 不完全显性： F1代表现出双亲性状的中间类型。 例子： A、 紫茉莉花色遗传B、2、镶嵌显性 镶嵌显性：等位基因的作用，在杂合体的某一部位上都得到了表现。 例子：瓢虫鞘翅色斑的遗传3、并显性（共显性或等显性或无显性） 并显性：等位基因所控制的性状，同时在 F1的个体上显现出来。 例子： A、人类镰刀型贫血病P 红细胞 碟形 (SS) x 红 细胞镰刀形 (ss)F1 (Ss)红细胞碟形和镰刀形B、人的 MN血型的遗传也是一个典型的共显性例子4、显隐性可随所依据的标准而更改所谓显隐性，是看所依据标准而定的。标准不同，显隐性关系就改变了。如豌豆籽粒：A、从外形看：饱满对皱缩是完全显性；B、从淀粉形状和数目看：却是不完全显性。5、环境对显隐性的影响显隐性关系可以受生物内外环境的影响，如年龄、性别、健康和营养。例如：在奶牛中，毛红褐色与红色是一对相对性状， 杂种牛的毛色与性别有关，雄牛是红褐色，雌牛是红色。 这个例子说明，基因的表达与内环境有关。五、表型描写1、表型描写：环境改变所引起的表型改变，有时与某基因引起的表型变化很相似。2、例子：果蝇常见的类型，即野生型的长翅，突变型是残翅 ，长翅对残翅是显性。残翅果蝇在幼虫期用高温处理，个体成熟后翅膀会接近野生型，但这个果蝇的基因型并没有发生改变。这个例子说明，用高温处理残翅个体，可使突变型个体的翅膀描写野生型的翅膀。第二节 致死基因致死基因：能使生物个体致死的基因。一、隐性致死基因1907年，遗传学家发现在小鼠中，除灰色外，还有黑色和黄色的两个品种，黑鼠能真实遗传，而黄鼠不能真实遗传，其杂交实验的结果如下：A黑鼠 黑鼠 黑鼠B黄鼠 黑鼠 黄鼠 2387，黑鼠 2398C黄鼠 黄鼠 黄鼠 2396，黑鼠 1235从上面各组合交配看来，黑鼠为纯合体、黄鼠是杂合体； 黄色对黑色，黄色为显性性状，黑色为隐性性状：黄鼠与黄鼠交配，子代的分离比应该是3:1，为什么是 2:1呢？遗传学家研究发现： 黄鼠与黄鼠杂交，每窝小鼠数总比其它鼠杂交每窝小鼠数，大约少 1/4左右。 检查原因是有一部分受精卵发育到胚胎期时就死亡了。 那就是说，黄鼠基因 AV影响两个性状：毛皮颜色和小鼠的生存能力。 AV在体色上有显性效应，对黑色基因 A是显性，所以杂合体 AV A的表型是黄鼠。但黄色基因 AV在致死作用方面有隐性效应，因为纯合体 (AVAV)时，引起了胚胎死亡。二、显性致死基因1、显性致死基因：基因在杂合状态下就有致死效应。2、例子：人的神经胶症基因，就是显性致死基因。在人体只要有一个神经胶症基因的存在，即可引起皮肤畸形生长，多发性肿瘤，严重智力缺陷等。最后导致未成年个体的死亡。第三节 复等位现象在生物界，大多数基因只存在 2种等位形式，但也有一些基因存在很多等位形式。如瓢虫的鞘翅色斑基因就存在 3种等位形式： SE. SAu .S；再如决定人的 ABO血型基因也存在 3种等位形式： IA、 IB、 i。也就是说，复等位基因在生物界是存在的。复等位基因 :一个基因座位包括两个以上的等位基因，称为 “复等位基因 ”。对于一个二倍体个体来讲，它只能含有复等位基因中的两个成员，要么两个成员相同，要么两个成员不同。一、人类的 ABO血型1、特点：人类的 ABO血型系统由 IA、 IB、 I这 3个基因决定，它们为复等位基因。 IA、IB对 I都为显性、 IA、 IB为并显性，它们能组成6种基因型， 4种表现型，红细胞表面有抗原、血清中有抗体。如下表：表现型 基因型 红细胞表面抗原 血清中A型 IAIA、 IAi A 抗 B抗体 B型 IBIB、 IBi B 抗 A抗体 aAB型 IAIB A、 B 无O型 I I 无 抗 B抗体 抗 A抗体 a2、输血： 、同种血型可相互输血。 、 O型血是万能输血者， 、 AB型血是万能受血者。3、血型遗传二、 Rh血型与母子间不相容人类 Rh血型也是一种独立的血型系统。 1、 特点：中国人大多数是 Rh阳性 (RR 、 Rr) ,极少数是 Rh阴性 (rr ) 。2、 Rh溶血机理Rh阴性个体在一般情况下，不含对抗 Rh阳性的抗体，但有两种情况可以产生对抗 Rh阳性抗体。一是Rh阴性的人反复接受 Rh阳性血液，可能产生抗体，以后再输 Rh阳性血液时，就会发生溶血；二是 Rh阴性母亲怀了 Rh阳性的胎儿，在以后分娩时，阳性胎儿的红细胞进入母体血液循环，母体有可能产生对抗 Rh阳性细胞的抗体。在怀第二胎为Rh阳性时，母体的抗体进入胎儿血循环，就可导致胎儿红细胞破坏，引起胎儿死亡。三、家畜母子间血型不相容在马、驴和猪中，由于母畜与胎畜间的血型不相容，偶而也出现新生畜溶血症。母马和公驴杂交，新生骡溶血的发病率可高达 30%以上，而母马的抗体不是通过胎盘流向胎儿，而是直接进入初奶，造成幼畜溶血死亡。四、自交不亲和多数高等植物是 同株，很多低等动物是 同体，它