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1、第三章第三章 基因的作用及其与环境的关系基因的作用及其与环境的关系第一节第一节 环境的影响和基因的表型效应环境的影响和基因的表型效应一、基因作用和环境的关系一、基因作用和环境的关系表现型表现型 = = 基因型基因型 + + 环境条件环境条件1 1、性状表现和环境、性状表现和环境环境内环境：如年龄、性别、背景基因型外环境：阳光、温度、营养条件性别性别绵羊角的遗传杂合体Hh雌性 表现为无角雄性 表现为有角人类秃顶的遗传男性BB 秃顶Bb 秃顶女性BB 秃顶Bb 不秃顶年龄年龄某些遗传病遗传病早发性 如黑尿症晚发性 如舞蹈病玉米的遗传太阳红植株有阳光 表现红色无阳光 不表现红色阳光阳光温度温度金鱼草
2、的遗传微生物的营养缺陷型lys 缺陷型基本培养基+ lys 生长基本培养基 - lys 致死营养营养红花x象牙色 F1低温强光 花为红色高温遮光 花为象牙色花为象牙色温度对猫毛色表现的影响2 2、反应规范（、反应规范（reaction normreaction norm）反应规范：基因型对环境反应的幅度。反应规范：基因型对环境反应的幅度。水毛莨同一植株叶子同一植株叶子在水上在水上：扁平状扁平状在水下：分裂成条状在水下：分裂成条状反应规范大反应规范大某些大豆一定光照下一定光照下 开花开花超过光照度界限超过光照度界限 不开花不开花反应规范大反应规范大西红柿不同日照度下不同日照度下 都开花结实都开花
3、结实反应规范小反应规范小反应规范大，对生物的适应性是有意义的。反应规范小，在遗传上保持稳定性，对选种有利。水毛莨叶子的遗传3 3、外显率和表现度、外显率和表现度外显率（外显率（penetrancepenetrance）：）：某一基因型个体显示预期表型的比例某一基因型个体显示预期表型的比例。MendelMendel研究的七对相对性状在研究的七对相对性状在F2F2代：显性基因外显率为代：显性基因外显率为100%100%隐性基因外显率为隐性基因外显率为 0 0表现度（表现度（expressivityexpressivity）：）：个体间基因表达的变化程度。个体间基因表达的变化程度。人类多指遗传：受显
4、性基因控制，外显率：人类多指遗传：受显性基因控制，外显率：90% 90% 外显不全外显不全表现度差异较大。表现度差异较大。并指多指二、性状的多基因决定（多因一效二、性状的多基因决定（多因一效 ）性状的多基因决定（多因一效）性状的多基因决定（多因一效）是指某一性状的发育是受许是指某一性状的发育是受许多基因控制的现象。多基因控制的现象。玉米胚乳颜色的遗传：玉米胚乳颜色的遗传：A1A1、a1a1和和 A2A2、a2 a2 基因决定花青素的有无基因决定花青素的有无C C、c c 基因决定糊粉层颜色的有无基因决定糊粉层颜色的有无R R、r r 基因决定糊粉层和植株颜色的有无基因决定糊粉层和植株颜色的有无
5、PrPr存在时，胚乳表现紫色存在时，胚乳表现紫色 ，否则（，否则（prpr存在）表现为红色存在）表现为红色A1 A2 C R Pr 表现为紫色胚乳A1 A2 C R pr 表现为红色胚乳前体物质甲物质乙物质丙物质丁紫色素A1A1A2A2C CR RPrPr生物体内复杂有机物的合成，是通过一系列生生物体内复杂有机物的合成，是通过一系列生 化过程来完成的，而这一系列生化过程又是受一系化过程来完成的，而这一系列生化过程又是受一系 列基因所控制。列基因所控制。三、基因的多效性（一因多效）三、基因的多效性（一因多效）一因多效：指的是一个基因影响许多性状发育的现象。一因多效：指的是一个基因影响许多性状发育
6、的现象。例如：翻毛鸡的遗传例如：翻毛鸡的遗传翻毛与正常是由一对基因翻毛与正常是由一对基因 F F、f f 所控制的。所控制的。基因基因 F F的表现型是极其多效的。的表现型是极其多效的。原因原因：（：（1 1）基因的直接产物或由基因的直接产物酶所直接控制的代）基因的直接产物或由基因的直接产物酶所直接控制的代谢产物本身就有多效性。（谢产物本身就有多效性。（2 2）某一基因的变化，一方面影响以该）某一基因的变化，一方面影响以该基因为主的生化过程，另一方面势必影响与这一过程有关的其他基因为主的生化过程，另一方面势必影响与这一过程有关的其他生化过程，从而影响其他性状的发育。生化过程，从而影响其他性状的
7、发育。 四、显隐性关系的相对性四、显隐性关系的相对性1 1、不完全显性（、不完全显性（incomplete dominanceincomplete dominance）例如：紫茉莉花色的遗传例如：紫茉莉花色的遗传不完全显性的基本机理：不完全显性的基本机理：基因对于代谢过程的控制，不仅有基因对于代谢过程的控制，不仅有定性作用定性作用，而且有，而且有定定量作用量作用，如果说某些性状的发育需要两个相同的基因同时存在，如果说某些性状的发育需要两个相同的基因同时存在时才能发挥作用的话，那么，只有一个基因时，也就只能发挥时才能发挥作用的话，那么，只有一个基因时，也就只能发挥部分的作用，在此情况下就表现为不
8、完全显性。部分的作用，在此情况下就表现为不完全显性。例如：玉米胚乳颜色的遗传例如：玉米胚乳颜色的遗传基因基因 Y Y 、y y 控制胚乳色泽控制胚乳色泽其中：基因其中：基因 Y Y使玉米胚乳形成玉米黄素，胚乳表现黄色使玉米胚乳形成玉米黄素，胚乳表现黄色基因基因 y y不能使玉米胚乳形成玉米黄素，胚乳表现白色不能使玉米胚乳形成玉米黄素，胚乳表现白色YYY x yyyYYyYYY YYy Yyy yyy深黄色 黄色 黄白色 白色PF1F22 2、镶嵌显性（、镶嵌显性（mosaic dominancemosaic dominance）镶嵌显性：镶嵌显性：是指两个杂交亲本所具有的性状在是指两个杂交亲本
9、所具有的性状在F1F1代中各自在杂合代中各自在杂合体不同部位独立表现出来的现象。这就是所谓基因的定位作用。体不同部位独立表现出来的现象。这就是所谓基因的定位作用。金鱼杂交实验：金鱼杂交实验：普通金鱼（普通金鱼（TTTT） x x 透明金鱼（透明金鱼（tt tt）五花鱼五花鱼（TtTt ）1/41/4普金普金 2/42/4五花五花 1/41/4透明透明TT TT TtTt tt ttT T基因控制合成基因控制合成 TyrTyr 氧化酶，该酶能将体内的氧化酶，该酶能将体内的TyrTyr 氧化氧化 分解成不同类型的黑色素，而使金鱼表现不同的颜色分解成不同类型的黑色素，而使金鱼表现不同的颜色3 3、并
10、显性（共显性）（、并显性（共显性）（codominancecodominance）并显性：是指一对等位基因的两个成员所决定的性状在杂合体中共并显性：是指一对等位基因的两个成员所决定的性状在杂合体中共同表现出来的现象。同表现出来的现象。例如：人类的例如：人类的ABOABO血型、血型、MNMN血型血型I IA A基因控制形成基因控制形成A A抗原抗原 I IB B控制形成控制形成B B抗原抗原在杂合体在杂合体I IA AI IB B中，中，A A抗原和抗原和B B抗原同时表现出来，子代表现为抗原同时表现出来，子代表现为ABAB血型血型MNMN血型是血型是LMLM、LNLN这一对等位基因共同作用的结
11、果这一对等位基因共同作用的结果4 4、条件显性（、条件显性（conditional dominanceconditional dominance）分枝型小麦分枝型小麦 x x 普通小麦普通小麦F1一般条件一般条件 普通小麦普通小麦 普通显性普通显性优越条件优越条件 分枝型小麦分枝型小麦 分枝显性分枝显性5 5、显隐性关系随所依据的标准而改变、显隐性关系随所依据的标准而改变例如：人类的镰形细胞贫血症例如：人类的镰形细胞贫血症6 6、表型模写（、表型模写（phenocopyphenocopy）表型模写表型模写：指环境改变引起生物个体产生与由于基因引起的表型：指环境改变引起生物个体产生与由于基因引起
12、的表型 变化相识似的表型变化。变化相识似的表型变化。研究的意义研究的意义：（：（1 1）推测基因在何时发生作用）推测基因在何时发生作用 （2 2）推测基因如何起作用）推测基因如何起作用羽化成虫，翅膀接近野生型羽化成虫，翅膀接近野生型果蝇；残翅幼虫果蝇；残翅幼虫适当高温处理适当高温处理第二节第二节 致死基因致死基因致死基因（致死基因（lethal gene lethal gene ）：）：导致生物个体死亡的基因。导致生物个体死亡的基因。致死基因的作用有两类致死基因的作用有两类：隐性致死，显性致死隐性致死，显性致死一、隐性致死一、隐性致死特点：杂合体正常，隐性纯合致死特点：杂合体正常，隐性纯合致死
13、 实验：实验：第一组 黄鼠 x 黑鼠 - 黄鼠 2378 黑鼠 2398第二组 黄鼠 x 黄鼠 - 黄鼠 2396 黑鼠 1235 用用A AY Y、a a 表示黄黑这一对性状基因表示黄黑这一对性状基因 从体色看从体色看： A AY Y对对a a是显性是显性 从存活性看从存活性看： a a对对A AY Y是显性是显性A AY Y基因具有多效性，它既是影响基因具有多效性，它既是影响毛色的显性基因，又是影响生活力的毛色的显性基因，又是影响生活力的隐性致死基因，在纯合体隐性致死基因，在纯合体A AY YA AY Y时引起时引起个体死亡个体死亡AYaAYa x x AYaAYa1/4AYAY 1/2A
14、Ya 1/4AYa1/4AYAY 1/2AYa 1/4AYa黄鼠黄鼠 黄鼠黄鼠死亡死亡 黄鼠黄鼠 黑鼠黑鼠黄鼠：黑鼠黄鼠：黑鼠 = 2 = 2 ： 1 1二、显性致死二、显性致死特点：杂合体就表现致死效应特点：杂合体就表现致死效应一般，亲代不带有显性致死基因，个体的一般，亲代不带有显性致死基因，个体的致死基因的来源致死基因的来源：1 1、突变的结果、突变的结果2 2、由亲本所带的亚致死基因传给子代的，而在子代表现显性、由亲本所带的亚致死基因传给子代的，而在子代表现显性致死效应致死效应致死基因的发病时间致死基因的发病时间：可以发生在不同的发育阶段，分为可以发生在不同的发育阶段，分为 ：配子致死配子致死合子致死合子致死第三节第三节 复等位基因复等位基因一、什么是复等位基因一、什么是复等位基因复等位基因（复等位基因（multiple multiple allelismallelism）：
