遗传学的三大定律ppt课件

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1、2.2 从基因型到表型基因与环境作用的关系,2.2 从基因型到表型：基因与环境作用的关系,生物性状的表现，不只受基因的控制，也受环境的影响，也就是说，任何性状的表现都是基因型和内外环境条件相互作用的结果。,例1玉米中的隐性基因a使叶内不能形成叶绿体，造成白化苗，显性等位基因A是叶绿体形成的必要条件。在有光照的条件下，无论AA，Aa个体都表现绿色，aa个体表现白色；而在无光照的条件下，无论AA，Aa还是aa都表现白色。,表2-6 太阳红玉米基因与环境相互作用的关系,这个例子说明环境的变化可引起表型的变化，甚至可使基因的显隐性关系也发生变化。,1. 表型模写：有时，基因型改变，表型随着改变，环境改

2、变，有时表型也随着改变，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，这叫表型模写。注意：模写的表型性状是不能遗传的。,2. 外显率： 外显率是指某一基因型个体显示其预期表型的比率，它是基因表达的另一变异方式。 例：玉米形成叶绿素的基因型AA或Aa，在有光的条件下，应该100%形成叶绿体，基因A的外显率是100%；而在无光的条件下，基因A的外显率为0。 例：在黑腹果蝇中，隐性的间断翅脉基因i的外显率只有90%，那也就是说90%的ii基因型个体有间断翅脉，而其余10%的个体是野生型，但它们的遗传组成仍然都是ii。,3. 表现度：基因的表达在程度上存在一定的差异，即基因的表型效应会

3、有各种变化，将个体间这种基因表达的变化程度叫表现度。例：人类成骨不全是一种显性遗传病，杂合体患者可以同时有多发性骨折(骨骼发育不良、骨质疏松)，蓝色巩膜（眼球壁后部最外面的一层纤维膜呈白色）和耳聋等症状，也可能只有其中一种或两种临床表现，所以说这基因的表现度很不一致。,2.3基因间的相互作用： 孟德尔规律的扩展,1900年，孟德尔规律重新发现后 世界上出现遗传学 研究的高潮。许多学者从不同角度探讨了遗传学的各种问题，其研究 工作巩固、补充和发展了孟德尔规律。,2.3.1 等位基因的相互作用,2.3.1.1 显隐性关系的相对性,完全显性(complete dominance) ：F1表现与亲本之

4、一完全一样，而非双亲的中间型或同时表现双亲的性状。2. 不完全显性(incomplete dominance) ：F1表现为双亲性状的中间型。,不完全显性,F1为中间型，F2分离，说明F1出现中间型性状并非是基因的掺和，而是显性不完全；当相对性状为不完全显性时，其表现型与基因型一致。,例如：,金鱼草（或紫茉莉） P 红花 白花RR rr F1 粉红Rr F2 红: 粉红: 白1RR : 2Rr : 1rr,3.共显性(并显性) F1同时表现双亲性状，而不是表现单一的中间型。,例如: 贫血病患者 正常人红血球细胞镰刀形 红血球碟形ss SSSs,红血球细胞中即有碟形也有镰刀形这种人平时不表现病症

5、，在缺氧时才发病。,3. 超显性 杂合体Aa的性状表现超过纯合显性AA的现象。例如果蝇杂合体白眼w+/w的荧光素的量超过白眼纯合体w/w和野生型纯合体w+w+所产生的量。这就是所谓的杂种优势。,4.镶嵌显性,双亲的性状在后代同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式。 例：异色瓢虫色斑遗传。与共显性并没有实质差异。,5随所依据标准的不同显隐性关系发生改变,表2-6 镰形细胞贫血显隐性关系的相对性,显性致死基因在杂合体状态时就可导致个体死亡。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，所以该基因杂合的个体在很年 轻时就丧失生命。,2.3.1.2致死基因：是指当其发

6、挥作用时导致个体死亡的基因。,隐性致死基因只有在隐性纯合时才能使个体死亡。,在孟德尔以后的许多遗传研究中，发现了复等位基因 的遗传现象。 复等位基因（multiple alleles）：指在同源染色体 的相同位点上，存在三个或三个以上的等位基因。复等位基因在生物中是比较广泛地存在的，如人类的 ABO血型遗传，就是复等位基因遗传现象的典型例子。,2.3.1.3 复等位基因：,人类血型有A、B、AB、O四种类型，这四种表现型是 由3个复等位基因（ IA、IB、和i )决定的。IA与IB之间表示共 显性（无显隐性关系），而IA和IB对i都是显性，所以这3个 复等位基因组成6种基因型，但表现型只有4种

7、。,在一个正常二倍体的细胞中，在同源染色体的相同位点上只能存在一组复等位基因中的两个成员，只有在群体中不同个体之间才有可能在同源染色体的相同位点上出现三个或三个以上的成员。在同源多倍体中，一个个体上可同时存在复等位基因的多个成员。,植物的自交不亲和。大多数高等植物是雌雄同株的，其中有些能正常自花授粉，但有部分植物如烟草等是自交不育的。在烟草中至少有15个自交不亲和基因S1、S2、S15构成一个复等位系列，相互间没有显隐性关系。,2.3. 1.4 一因多效,示： 这些,2.3.2 非等位基因间的相互作用,1.基因互作 2.互补基因 3.抑制基因 4.上位效应 5.叠加效应(加性效应),2.3.2

8、.1 基因互作,不同对的两个基因相互作用出现了新的性状，叫基因互作。在F2出现9：3：3：1。,2.3.2.2 互补基因,几个等位基因同时存在才出现某一性状，其中任何一个发生突变都有表现为另一相同的突变性状。在F2出现9：7,两对独立遗传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，F2产生9:7的比例。互补基因：发生互补作用的基因。 如香豌豆：P 白花CCpp 白花ccPPF1 紫花(CcPp) F2 9 紫花(C_P_)：7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp),F2 9 紫花(C_P_)：7白花(3C_pp

9、+3ccP_+1ccpp),2.3.2.3 抑制基因（修饰基因）,有些基因可修饰其它基因的表型效应，这些基因叫抑制基因（修饰基因）。 在F2出现13：3,家蚕蚕色的遗传抑制基因,2.3.2.4 上位效应,某对等位基因受到另一对非等位基因的的影响，随着后者的不同而不同，这种现象叫上位效应。 上位效应分为：隐性上位和显性上位,1.显性上位：基因掩盖了另一对非等位显性基因的表现。中的分离比是：,狗毛色的显性上位遗传,2.隐性上位作用(epistatic recessiveness),在两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因 起上位性作用，F2的分离比例为9:3:4。,用真实遗传的黑色家鼠和白

10、化家鼠杂交，F1全是黑色家鼠。,F2代群体出现9/16黑色：3/16淡黄色：4/16白化。,上述实验中，隐性基因cc能够阻止任何色素的形成。因此只要cc基因存在即使其他基因的存在也不能呈现出颜色，而表现出白化， 没有cc基因，R基因控制黑色性状，r基因控制淡黄色性状。,上述上位作用与显性作用不同，上位性作用发生于两对不同等位基因之间，而显性作用则发生于同一对等位基因的两个成员之间。,隐性上位：上位可由一对隐性基因引起，即aa掩盖了B的作用，称为隐性上位。中的分离比为：。,所以，上述基因互作中，只是表现型的比例有所改变，而基因型的比例仍然和独立分配是一致的，这是孟德尔遗传比例的深化和发展。,(2

11、)基因间互作：指不同位点非等位基因相互作用共同控制一个性状，如上位性和下位性或抑制等。,基因互作的两种情况： (1)基因内互作：指同一位点上等位基因的相互作用，为显性或不完全显性和隐性；,2.3.2.5 基因相互作用的机理,在基因与性状的关系上，主要有以下几种情况：,1一个基因一个性状：孟德尔的分离规律和独立分配规律。,2二个基因 一个性状：基因互作。,如：(1)玉米：50多对基因 正常叶绿体的形成，其中任何一对改变，都会引起叶绿素的消失或改变。,(2)棉花：gl1-gl6 腺体，其中任何一对改变，也会影响腺体分布和消失。,(3)玉米：紫色胚乳植株的基因型必须是：A1_A2_C_R_Pr_，红

12、色胚乳的植株的基因型必须是：A1_A2_C_R_prpr。,3许多基因同一性状：多因一效：,4一个基因许多性状的发育：一因多效。, 孟德尔在豌豆杂交试验中发现：红花株 结灰色种皮 叶腋上有黑斑白花株 结淡色种皮 叶腋上无黑斑,这三种性状总是连在一起遗传，仿佛是一个遗传单位。, 水稻矮生基因：可以矮生、提高分蘖力、增加叶绿素含量(为正常型的128185%)、还可扩大栅栏细胞的直径。,5多因一效与一因多效现象从生物个体发育整体上理解：,(1)一个性状是由许多基因所控制的许多生化过程连续作用的结果；,(2)如果某一基因发生了改变 影响主要在以该基因为主的生化过程中，但也会影响与该生化过程有联系的其它

13、生化过程 从而影响其它性状的发育。,2.4. 遗传的染色体学说,2.4.1 染色体及其在细胞分裂中的行为,2.4.1.1 染色质与染色体,染色质(chromatin)是存在于真核生物间期细胞核内的一种易被碱性染料着色的无定形物质，是伸展开的DNA蛋白质纤维，每一条染色体是由一个线性的、完整的、双螺旋的DNA分子，加上围绕其中的组蛋白和非组蛋白所组成的，是细胞分裂间期遗传物质的存在形式。,染色体(chromosome)则是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质存在形式，是高度螺旋化的DNA蛋白质纤维。,图 染色体复制后含有两条纵向并列的染色单体,2.

14、4.1.2 染色体在有丝分裂中的行为,像细菌、蓝藻等原核类生物，体细胞和生殖细胞不分，细胞的分裂就是个体的增殖。而高等生物是通过单个细胞即合子(zygote)的一分为二、二分为四的细胞分裂发育而成的具有亿万个细胞组成的个体，譬如说人就是通过单个细胞即受精卵的细胞分裂发育而成的具有1014个细胞组成的。,2.4. 1.2染色体在有丝分裂中的行为,细胞的增殖是通过有丝分裂(mitosis)实现的，有丝分裂的结果是把一个细胞的整套染色体均等地分向两个子细胞，所以新形成的两个子细胞在遗传物质上跟原来的细胞是相同的。,1.细菌的有丝分裂,细菌属原核类(prokaryote)。细菌染色体位于细胞内的核区，

15、核区外面没有核膜，所以称为原核。每一原核类细胞中通常只有一个染色体，染色体的结构简单，是一个裸露的DNA分子。,细菌的有丝分裂,根据电镜观察，细菌染色体附着在一个称为间体(mesomere)的圆形结构上，这一结构是由细胞质膜内陷而成的。染色体分裂为二后，原有染色体和新复制的染色体分别附着在与膜相连的间体上(图)。,细菌的有丝分裂,细菌细胞的有丝分裂,Color-enhanced electron micrograph of E.coli undergoing cell division.,2.真核类的有丝分裂,因为真核类的细胞所含有的染色体数目往往较多，因而其细胞分裂也更为复杂。 有丝分裂过程

16、是一个连续的过程，但为说明的方便起见，通常将其分成前期、中期、后期和末期四个时期，在两次有丝分裂中间的时期称为间期。,图 真核生物细胞周期示意图,Figure 3-1. Stages of the cell cycle.,(1) 前期(prophase)：,间期核内的染色体细丝开始螺旋化，缩短变粗，染色体逐渐清晰起来。每一染色体含有纵向并列的两条染色单体，前期快结束时，染色体缩得很短。,(2) 中期(metaphase)：,中期开始时，核膜崩解，核质(nucleoplasm)与胞质混和。纺锤体的细丝纺锤丝(spindle fibers)与染色体的着丝粒区域连接。染色体向赤道面移动，着丝粒区域排列在赤道板上。这时最为容易计算染色体的数目。,(3) 后期(anaphase)：,每一染色体的着丝粒已分裂为二，相互离开。着丝粒离开后，即被纺锤丝拉向两极，同时并列的染色单体也跟着分开，分别向两极移动。这时染色体又是单条了，也可叫做子染色体。,