遗传的特殊现象归纳.ppt

生物遗传中的特殊现象 一 基因的显性 一 等位基因间的相互作用具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交 F1的全部个体 都表现出显性性状 并且在表现程度上和显性亲本完全一样 这种显性表现叫做完全显性 孟德尔所研究的7对相对性状 都属于完全显性 在生物界中 遗传的完全显性现象是比较普遍的 但是 大量的动植物杂交试验也表明 有时候F1所表现的显性是不完全的 如不完全显性和共显性等现象 1 不完全显性在生物性状的遗传中 如果F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间 这种显性表现叫做不完全显性 例如 在紫茉莉的花色遗传中 纯合的红色花 RR 亲本与纯合的白色花 rr 亲本杂交 F1的表现型既不是红色花 也不是白色花 而是粉色花 Rr F1自交后 在F2中出现了三种表现型 红色花 粉色花和白色花 并且它们之间的分离比是1 2 1 如右图 这一结果表明 在等位基因Rr中 红色花基因R对白色花基因r是不完全显性 2 共显性在生物性状的遗传中 如果两个亲本的性状同时在F1的个体上显现出来 而不是只单一的表现出中间性状 这种显性表现叫做共显性 例如 红毛马 RR 与白毛马 rr 交配 F1是两色掺杂在一起的混花毛马 Rr 马的毛色遗传表明 Rr这一对等位基因之间互不遮盖 红色毛与白色毛这两个亲本所具有的性状都在杂合体 F1 身上同时得到了显现 二 条件显性显隐性可随所依据的标准而更改 如人类中有一种严重的疾病 叫做镰刀型细胞贫血症 在遗传上通常说是由一对隐性基因HbSHbS控制的 把这种病人的血球放在显微镜下观察 不使之接触氧气 全部红血球都变为镰刀形 杂合体的人 HbAHbS 似乎是完全正常的 没有相应病状 不过把他们的血液放在显微镜下检验 不使之接触氧气 红血细胞也有一部分成为镰刀形 从这个例子看来 所谓显性其实是相对的 如下表 这样看来 所谓显隐性关系 是看所依据的标准而定 标准不同 显隐性关系也就改变了 三 显性与环境的影响生物体在整个发育过程中 不仅要受到基因的控制 还要受到环境条件的影响 1 外界环境 同一株水毛茛 裸露在空气中的叶和浸在水中的叶 就表现出了两种不同的形态 前者呈扁平状 后者深裂而呈丝状 这种现象表明 在不同的环境条件下 同一种基因型的个体 可以有不同的表现型 玉米中有些隐性基因 例如其中一对是aa 使叶内不能形成叶绿体 造成白化幼苗 它的显性等位基因A是叶绿体形成的必要条件 AA和Aa的种子在不见光的暗处发芽 长成的幼苗也是白化 而在光照下发芽 则长成的幼苗就成绿色 如下表 营养 温度 日照长短等影响性别分化 具体内容详见后面 2 内部环境 控制雄性和雌性山羊角的基因型是一样的 但公羊的角比母羊的角更重 更卷曲 雄孔雀的尾屏色彩丰富 华丽 雌孔雀的尾屏相对不发达 这些差异都是由于不同的激素造成的 而激素又是由其他一些基因决定的 由此可见 基因型相同的个体在不同条件下可发育成不同的表型 因此 表现型是基因型与环境相互作用的结果 二 表型模写环境改变所引起的表型改变 有时与由某基因引起的表型变化很相似 这叫做表型模写 例如黑腹果蝇的野生型是长翅的 而突变型 vgvg 是残翅的 长翅对残翅是显性 用一定的高温处理残翅果蝇的幼虫 以后个体长大羽化为成虫后 翅膀接近于野生型 不过它们的基因型还是vgvg 它们和一般突变型个体 vgvg 交配 并在常温下培育子代时 子代个体的翅膀都是残翅的 所以在这个例子中 用高温处理残翅个体 可使突变型个体模写野生型的表型 31 大部分普通果蝇身体呈褐色 YY 具有纯合隐性基因的个体yy呈黄色 但是 即使是纯合的YY品系 如果用含有银盐的饲料饲养 长成的成体也为黄色 这种现象称为 表型模写 是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型 1 对果蝇基因组进行研究 应测序哪几条染色体2 用15N对果蝇精原细胞的一个染色体上的DNA分子进行标记 在正常情况下 n个这样的精原细胞减数分裂形成的精子中 含15N的精子数为 3 已知果蝇白眼为伴X隐性遗传 显性性状为红眼 A 现有一对亲本杂交 其子代中雄性全部为白眼 雌性全部为红眼 则这对亲本的杂交组合的基因型是 4 从变异的类型看 表型模写 属于 理由5 现有一只黄色果蝇 你如何判断它是否属于 表型模写 请写出方法步骤 结果预测及结论 3条常染色体 X Y 2n XaXaXAY 不可遗传变异 仅仅是由于环境因素的影响造成的 遗传物质并没有发生改变 5 方法步骤 第一 用该未知基因型黄色果蝇与正常黄色果蝇yy交配 第二 将这些卵孵化出的幼虫用不含有银盐的饲料饲养 其它条件均为适宜条件 第三 待幼虫羽化成成虫后 观察其颜色 A如果后代中出现了褐色果蝇 则说明所检测的果蝇为 表型模写 如果后代全为黄色 则说明所测黄色果蝇的基因型是yy 而不是 表型模写 例8已知家鸡的突变类型无尾 M 对普通类型有尾 m 是显性 现用普通有尾鸡自交产的受精卵来孵小鸡 在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素 孵化出的小鸡就表现出无尾性状 1 普通有尾鸡自交产的受精卵的基因型是 如果不在孵化早期向卵内注射胰岛素 正常情况下表现型应是 2 孵化早期一般是指胚胎发育的期 3 你认为上述实验中胰岛素的作用是 4 请设计实验探究你在 3 中的假设 简要写出实验步骤 实验结果和结论 答案 4 让上述注射胰岛素后产生的无尾鸡 成熟后雌雄交配 1分 所产受精卵正常孵化 不注射胰岛素 观察后代相关性状表现 1分 如果后代出现无尾鸡 则证明胰岛素的作用是诱导基因发生突变 1分 如果后代全部表现出有尾性状 则证明胰岛素的作用并非诱导基因突变 只是影响了鸡的胚胎发育的正常进行 1分 mm 有尾 卵裂和囊胚 诱导基因m突变为M 或影响胚胎的正常发育 三 致死基因致死基因是指某个基因的存在能使个体或配子致死 有以下几种情况 一 据致死基因的显隐性可分为 1 隐性致死 指隐性基因纯合时 对个体有致死作用 如镰刀型细胞贫血症是隐性致死的 即纯合体HbSHbS是致死的 隐性纯合子的患者不到成年就会死亡 植物中常见的白化基因也是隐性致死的 因为不能形成叶绿素 最后植株死亡 2 显性致死 基因的致死作用在杂合体中表现的 如人的神经胶症基因只要一份就可引起皮肤的畸形生长 严重的智力缺陷 多发性肿瘤 所以这对基因是杂合的个体在很年轻时就丧失生命 二 据致死基因发生作用的不同发育阶段可分为 1 配子致死 指致死基因在配子时期发生作用 从而不能形成具有生活力的配子 如雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶和窄叶两种类型 宽叶 B 对窄叶 b 呈显性 等位基因位于X染色体上 Y染色体上无此基因 窄叶基因 b 会使花粉致死 因此 对于基因型为XbY的雄性个体来说 只能产生含有Y染色体的雄配子 2 合子致死 指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用 从而不能形成活的幼体或个体早夭的现象 如 黄鼠Aa 黄鼠Aa 1AA 死亡 2Aa 黄鼠 1aa 黑鼠 原因是黄鼠基因A影响两个性状 即毛皮颜色和生存能力 毛皮颜色方面 黄鼠基因A对黑鼠基因a是显性 杂合体Aa的表型是黄鼠 生存能力方面 黄鼠基因A具有隐性效应 因为黄鼠基因要在纯合体AA时才引起合子的死 镰刀型细胞贫血症是一种遗传病 隐性纯合子 aa 的患者不到成年就会死亡 可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰 但是在非洲流行恶性疟疾 一种死亡率很高的疾病 的地区 带有这一突变基因的人 Aa 很多 频率也很稳定 对此现象合理解释是A 杂合子不易感染疟疾 显性纯合子易感染疟疾B 杂合子易感染疟疾 显性纯合子不易感染疟疾C 杂合子不易感染疟疾 显性纯合子也不易感染疟疾D 杂合子易感染疟疾 显性纯合子也易感染疟疾 A 人群中共有AA Aa aa三种基因型 若只淘汰aa 则a的基因频率渐降 Aa的频率就不能保持稳定 和题不符 可见淘汰aa同时 AA也被淘汰 例题1 大豆是两性花植物 下面是大豆某些性状的遗传实验 大豆子叶颜色 BB表现深绿 Bb表现浅绿 bb呈黄色 幼苗阶段死亡 和花叶病的抗性 由R r基因控制 遗传的实验结果如下表 组合母本父本F1的表现型及植株数一子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病F1子叶深绿抗病220株 子叶浅绿抗病217株二子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病F1子叶深绿抗病110株 子叶深绿不抗病109株 子叶浅绿抗病108株 子叶浅绿不抗病113株 组合一中父本的基因型是 组合二中父本的基因型是 用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交 在F2的成熟植株中 表现型的种类其比例为 请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案 要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料 BbRR BbRr 子叶深绿抗病 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶浅绿不抗病3 1 6 2 用组合一的父本植株自交 在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料 四 复等位现象一个基因可以有很多等位形式 如a1 a2 an 但就每一个二倍体细胞来讲 最多只能有其中的两个 而且分离的原则也是一样的 像这样 一个基因存在很多等位形式 称为复等位现象 一 有显性等级的复等位基因兔毛的颜色有深灰色 银灰色 喜马拉雅型和白色 控制毛色的等位基因有4个 每一种都会产生不同的表现型 如下表 二 共显性的复等位基因人类的ABO血型是由三个基因控制的 它们是IA IB和i 但是 对于每个人来说只能有两个基因 在这三个基因中 IA和IB都对i为显性 而IA和IB之间则无显隐关系 或者说是共显性 不同基因组合 人的ABO血型可分为4种类型 A型 B型 AB型和O型 人类的血型和基因型的关系如下所示 IAIA和IAi在表型上相同 都是A型 IBIB和IBi在表型上相同 都是B型 IAIB杂合体中 IA和IB都是显性 表型是AB型 ii的表型是O型 六 不同对基因间的相互作用指位于不同对同源染色体上的两对或多对基因相互作用 控制生物遗传的现象 主要有以下几种情况 一 两对基因间的相互作用高中生物教材中讲述的基因的自由组合现象是分别位于两对同源染色体上的基因控制两对相对性状遗传的现象 而在生物界中还存在着一些其他情况 如位于两对同源染色体上的两对基因相互作用 控制生物同一性状的表现 主要有以下几种情况 1 基因互作 不同对的基因相互作用 出现了新的性状 这种现象叫做基因互作 F2表现型的比例仍然是9 3 3 1 但它与孟德尔的两对性状自由组合所产生的9 3 3 1的性状组合比是完全不同的 如 鸡冠的形状很多 除我们常见的单冠外 还有玫瑰冠 豌豆冠和胡桃冠等 其形状是由两对等位基因 P和p B和b 控制 两对基因按自由组合定律遗传 如下表 如果把豌豆冠的鸡跟玫瑰冠的鸡交配 F1代的鸡冠是胡桃冠 它不像任何一个亲体 而是一种新的类型 F1代个体间相互交配 得到F2代 它们的鸡冠有胡桃冠 豌豆冠 玫瑰冠和单冠 大体上接近9 3 3 1 其中胡桃冠和单冠是新出现的两种类型 遗传图解如下图 在这个例子中可以认为胡桃冠的形成是由于P与R的互作 单冠是由于p与r互作的结果 2 互补作用 两对独立遗传的基因分别处于纯合显性或杂合显性状态时共同决定一种性状的发育 当只有一对基因是显性 或两对基因都是隐性时 则表现为另一种性状 这种现象F2代出现两种表现型 比值为9 7 发生互补作用的基因称为互补基因 如 香豌豆中 只有当C R共同存在时才开红花 否则都开白花 白花品种A与白花品种B杂交 F1代全是红花 F2代红花 白花是9 7 相关遗传图解如右图所示 这里的C R即为互补基因 例题3 甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状 由非同源染色体上的两对基因共同控制 只有当同时存在两个显性基因 A和B 时花中的紫色素才能合成 下列有关叙述中正确的是 A 白花甜豌豆间杂交 后代不可能出现紫花甜豌豆B AaBb的紫花甜豌豆自交 后代中表现性比例为9 3 3 1C 若杂交后代性状分离比是3 5 则亲本基因型只能是AaBb和aaBbD 紫花甜豌豆自交 后代中紫花和白花的比例是3 1或9 7或1 0 D 4 抑制作用 在两对独立基因中 其中一对并不控制性状的表现 但当它处于显性纯合出杂合状态时 对另一对基因的表达有抑制作用 这种基因称之为抑制基因 该种情况下F2代表现型有2种 比例为13 3 如 家蚕有结黄茧的 有结白茧的 黄茧基因是Y 白茧基因是y 抑制黄色出现的基因 I 对黄色出现的基因 i 是显性 把结黄茧的家蚕品种跟结白茧的欧洲品种交配 F1代全是结白茧的 把子一代结白茧的家蚕相互杂交 F2代结白茧的与结黄茧的比率是13 3 遗传图解如右图所示 例题6 天竺鼠身体较圆 唇形似兔 性情温顺 是一种鼠类宠物 该鼠的毛色由两对基因控制 这两对基因分别位于两对常染色体上 已知B决定黑色毛 b决定褐色毛 C决定毛色存在 c决定毛色不存在 即白色 现有一批基因型为BbCc的天竺鼠 雌雄个体随机交配繁殖后 子代中黑色 褐色 白色的理论比值为 A 9 3 4B 9 4 3C 9 6 1D 9 1 6 A 七 性别决定与性别分化 一 性别决定性别决定是指细胞内遗传物质对性别的作用而言 受精卵的染色体组成是性别决定的物质基础 不同的生物 性别决定的方式也不同 1 性染色体决定性别 多数雌雄异体或异株的动植物 雌雄个体的性染色体组成不同 它们的性别由性染色体差异决定 在受精的一瞬间就决定了 以后性别就按染色体决定的方向进行性别分化 最常见是XY型和ZW型性别决定 详见教材相关内容 除此以外 自然界中还有一些性染色体决定性别的方式 如蝗虫 蟑螂等的性别决定为XO型 雄性只有一个X性染色体而没有Y性染色体 所以形成含X和不含X的两种精子 雌性有一对X染色体形成含一条X的卵细胞 受精后的XX合子发育为雌性 XO合子发育为雄性 它们的理论比例是1 1 这种性别决定叫做XO型性别决定 它可以看作是XY型的一种变种 2 受精与否决定性别 蜜蜂雌性个体就是由受精卵发育而来的 雄蜂由未受精的卵子发育而来 子代中雄蜂的基因型与母本产生的卵子的基因型相同 成熟的雄蜂是通过 假减数分裂 产生精子的 具体过程如下 雄蜂的精原细胞染色体复制 本身略微增大 成为初级精母细胞 这样的初级精母细胞经减数分裂的第一次分裂 染色体数目并未减半 只是细胞质分成大小不等的两部分 大的那部分含有完整的细胞核 即形成次级精母细胞 小的那部分只不过是一小团细胞质而已 次级精母细胞经减数分裂的第二次分裂 姐妹染色单体相互分开 细胞质则进行不均等的分离 含细胞质多的那部分即精子细胞 将进一步变形发育成精子 含细胞质少的那部分则逐渐退化 雄蜂的一个初级精母细胞 通过这种减数分裂 只产生出一个精子 这种特殊的减数分裂被称为 假减数分裂 因此 雄性个体的基因型与其产生的精子的基因型相同 2 受精与否决定性别 蜜蜂雌性个体就是由受精卵发育而来的 雄蜂由未受精的卵子发育而来 子代中雄蜂的基因型与母本产生的卵子的基因型相同 成熟的雄蜂是通过 假减数分裂 产生精子的3 位置影响性别分化一般在雌雄同花的植物里 同一朵花原基上 靠近外边的细胞发育成雄蕊 靠近中央的发育成雌蕊 4 日照长短对性别分化的影响如大麻 在短日照 温室内 50 80 的雌株逐渐出现性转变为雄株 缩短光照 黄瓜多开雌蕊 2 性逆转 母鸡司晨 就是母鸡变公鸡后清晨啼鸣的记载 由于母鸡卵巢不能分泌雌性激素抑制精巢的发育 结果使退化了的精巢发育起来 并分泌出雄性激素 红海中的红鲷鱼由十几至几十条生活在一起 只有领头的是雄鱼 若雄鱼死亡 则其中最健壮的一条雌鱼很快会卵巢消失 精囊长出 变成雄鱼 有人曾将雌雄鱼用2个玻璃缸分装 靠得很近 可互相看见 雌鱼不会变成雄鱼 若鱼缸间用布隔开 使雌鱼看不到雄鱼 则雌鱼里会有一条变成雄鱼 可见鲷鱼是通过视觉引起性变化的 生活在澳大利亚的尖鳍鱼及某些两栖类也有类似变化 总之 雌雄异体的生物 幼体都有向雌雄两方面发育的可能 一般情况下 染色体决定了性别发育的方向 性染色体起了重要作用 但在内外环境如激素 营养 光照 温度影响下 虽不能改变性染色体 基因 的组成 也能引起表现型 性别 的改变 这表明性别表现取决于基因型和环境条件的相互作用 巩固训练 1 某种鼠中 黄鼠基因A对灰鼠基因a显性 短尾基因B对长尾基因b显性 且基因A或b在纯合时使胚胎致死 这两对基因位于非同源染色体上 现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配 理论上所生的子代中表现型比例为 A 2 1B 9 3 3 1C 4 2 2 1D 1 1 1 12 人类的皮肤含有黑色素