基因互作用及环境的关系

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1、孟德尔遗传复习题,57,2, 基因型为AaBbCCddEeFF的个体，可能产生配子类型数是多少？,57,3,解 因为在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。根据F1的配子类型数等于n，而该个体为三对基因杂合（Aa、Bb、Ee），另外三对基因（CC、 dd 、FF）为纯合，所以可按三对基因杂合的F1形成配子来考虑，即 2n=23=8。,57,4,2 基因型为AaBbCc的二亲本，所产生的基因型为aabbcc的子代的比例是多少？,57,5,解 因在形成配子时各基因对是独立分配的，故形成的含三小字母（a，b和c）之配子的频率为（1/2）3（各独立事件之概率的乘积）。 又由于在形成合子时，各类

2、型的两性配子结合是随机的，因此，三小字母之配子（abc）结合为三小字母纯合个体（aabbcc）的频率，是该配子概率的乘积，即：（1/2） 3（1/2） 3 =1/64,57,6,第四节 基因的相互作用及其与环境的关系,57,7,一 基因型与表型 （P28）,表型是不同基因间以及基因与环境之间极复杂的相互作用的结果。 例如 残翅果蝇的发育，不同温度培养导致翅型的变化。 1 表型模拟 环境因素所诱导的表型类似于基因突变所产生的表型，这种现象称为表型模拟（phenocopy），不能遗传。 如“反应停”模拟了“Holt-oram”综合征的表型。又如野生型果蝇在“高温”处理后获得了一些突变型（如残翅）。

3、,57,8,显性和发育条件(环境),1 性别 2 年龄 3 阳光 4 温度 5 营养,57,9,2.外显率与表现度,外显率（penetrance） 一定基因型（显隐性都可）的个体在特定的环境中形成预期表型 比例，一般用百分率表示。如果蝇的间断翅脉基因的外显率只有90%。 由于外现不完全，在人类一些显性遗传病的系谱中，可以出现隔代遗传(skipped generation)现象。 如显性遗传病颅面骨发育不全症（P29）。,表现度(expressivity) 即杂合体在不同的遗传背景和环境因素的影响下，个体间的基因表达的变化程度。如人类中的短食指（第二指）症；遗传性舞蹈病（P30）； 可人工干预，

4、如苯丙酮尿症。,因此 ，外显率是指一个基因效应的表达或不表达，不管表达的程度如何；而表现度则适用于描述基因表达的程度。,57,10,孟德尔比率表现的前提： 1 纯系。 2 性状由一对基因控制，完全显性。 3 配子发育良好，无选择受精。 4 所有配子的存活率相同。 5 实验群体要大。,57,11,概念： 1、一因多效（pleiotropism)：指的是基因的多效性，即一个基因可以引起多个表型效应。 2、多因一效（multigenic effect):指某个性状的表现受多个基因的控制。,57,12,二 等位基因间的相互作用,由一对等位基因决定的相对性状中，显性是不完全的，称为不完全显性；或是出现其

5、他的遗传现象。 1 不完全显性 如紫茉莉的花色遗传（P30）、金鱼草的花色；人类中的卷发。,57,13,2 并显性(codominance),一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象叫做并显性遗传。 如人类的MN血型。 基因型 表型 LMLN x LMLN LMLM M LMLN MN 1/4 LMLM LNLN N 1/2 LMLN 1/4 LNLN,57,14,57,15,3 镶嵌显性(mosaic dominance),一个等位基因影响身体的一部分，另一个等位基因则影响身体的另一部分，而在杂合体中两个部分都受到影响的现象称为镶嵌显性（谈家桢，1946）。 如瓢虫鞘翅色斑的镶嵌显性

6、遗传（P31）。,57,16,57,17,4 致死基因（lethal genes ）,指那些使生物体不能存活的等位基因。 (a).隐性致死基因：隐（或显）性基因在杂合时不影响个体的生活力，但在纯合状态有致死效应的基因叫隐性致死基因。如小鼠的黄色毛皮遗传。 (b).显性致死基因：杂合状态即表现致死作用的基因。 如II型家族性高脂蛋白血症。,57,18,57,19,隐性致死 纯合下致死,显性致死 杂合下即可致死,全致死 致死率90%以上,亚致死 致死率50%90%,半致死 致死率10%50%,弱致死 致死率10%以下,57,20,复等位基因(multiple alleles),在群体中占据某同源染

7、色体同一座位的两个以上的、决定同一性状的基因定义为复等位基因。一般而言，n个复等位基因就有n+n(n-1)/2种基因型，其中n种纯合体，n(n-1)/2种杂合体。 如人类的ABO血型；孟买型血型。,57,21,57,22,57,23,57,24,57,25,三非等位基因间的相互作用,当几个处于不同染色体上非等位的基因影响同一性状时，也可能产生基因的相互作用。生物的多数性状都不是单个基因决定的，几乎都是基因相互作用的结果。所谓相互作用，一般是指基因的代谢产物间的互作，少数情况涉及基因的直接产物，即蛋白质之间的相互作用。非等位基因相互作用的典型结果是孟德尔比率被修饰。 1 基因互作 比率9：3：3

8、：1，但产生新性状 。例如鸡冠的遗传： 单冠 X 单冠 全部单冠 胡桃冠 X 胡桃冠 全部胡桃冠 玫瑰冠 X 豌豆冠 全部胡桃冠,57,26,57,27,57,28,2 互补基因(complementary gene),若干非等位基因只有同时存在时才出现某一性状，其中任何一个基因发生突变时都会导致同一突变型性状，这些基因称为互补基因，孟德尔比率被修饰为：。 如甜豆花色和白花三叶草叶片含氰(HCN)的遗传。 原因是代谢合成途径必须是多基因同时作用，缺一不可。,57,29,57,30,57,31,白花三叶草叶片含氰(HCN)的遗传,hhDD X HHdd 非毒 非毒 HhDd 含氰 9 H-D-

9、3 H-dd 3 hhD- 1 hhdd 含氰 非含,前体物 产氰糖苷酶 含氰糖苷 氰酸酶 氰 geneD geneH,57,32,3 抑制作用 inhibition effect,显性基因抑制了另一对基因的显性效应，这种基因称为 抑制基因(suppressor)。本身不能独立地表现任何可见的表型效应，但可完全抑制其他非等位基因的作用，孟德尔比率修饰为13：3。 例如：家蚕的茧色（p38） 鸡羽毛的颜色,57,33,57,34,4 上位效应,一对基因影响了另一对非等位显性基因的效应，这种非等位基因间的相互作用方式称为上位性(epistasis)。与显隐性相似，但区别在于显性是一对等位基因中一个

10、基因掩盖了另一个基因的作用，而上位效应是非等位基因间的掩盖作用，掩盖者称为上位基因，也称为异位显性。,57,35,(a).隐性上位 上位可以由一对隐性基因所引起，即aa 掩盖了的作用，称为隐性上位(recessive epistasis) ，孟德尔比率被修饰为： （家鼠及家兔的毛色） 。,57,36,57,37,(b).显性上位,基因I掩盖了另一对非等位显性基因的表现所致，所以称为显性上位，在此， I是上位性的，而下位性的。孟德尔比率被修饰为：。 （南瓜及燕麦颖色，狗的毛色）,57,38,57,39,57,40,叠加效应（重叠效应）：指两对或两对以上的显性基因对表型能产生相同的作用，只要有其中

11、任何一个显性基因存在，这个性状就能表现出来。 特征比率15：1，例如：荠菜的蒴果的形状,叠加效应(duplicate effect),57,41,57,42,几个非等位基因共同作用决定某一性状的表现， 每个基因只有一部分作用。,6 累加作用 (additive effect ),57,43,57,44,总 结,57,45,基因互作练习题,57,46,1 在金鱼草中，花色是由一对等位基因决定的：基因R引起红色，r决定白色。叶形是由另外一对独立遗传的等位基因控制的：N基因引起狭形叶，n决定阔叶。真实遗传的红花阔叶植物与另一真实遗传的白花狭叶植物杂交，F1为粉红花中宽叶。若F1自交，F2的基因型和表

12、型预期频率怎样？ 红花阔叶RRnn*白色狭叶rrNN 粉色中宽叶 RrNn,57,47,解 题目给定：这两对基因（R，r ；N，n）是独立遗传的，且表型为显性不完全。 比例 基因型 表型 1/16 RRNN 红花狭叶 2/16 RRNn 红花中宽叶 1/16 RRnn 红花阔叶 2/16 RrNN 粉花狭叶 4/16 RrNn 粉花中宽叶 2/16 Rrnn 粉花阔叶 1/16 rrNN 白花狭叶 2/16 rrNn 白花中宽叶 1/16 rrnn 白花阔叶,57,48,2 在家狗中，基因型A-B-为黑色，aaB-赤褐色，A-bb红色，aabb柠檬色。一个黑狗与拧檬色狗配生一柠檬色小狗。如果这

13、个黑狗与另一只基因型相同的狗交配，预期子代的比例如何？,57,49,解（基因互作） 由题意可知：该黑狗的基因型为:AaBb。这样，它与同基因型者交配，子代情形是： 9/16 A-B- 3/16 A-bb 3/16 aaBb 1/16 aabb 黑色 红色 赤褐色 柠檬色,57,50,3 一个短尾耗子与一正常尾耗子交配，产生的后代中长尾与短尾类型之比为：。而二短尾类型交配时，子代中短尾：正常尾：。请用适当的符号图示并说明这些结果，并指出，引起短尾形状的基因是显性还是隐性。,57,51,解 我们令T 代表短尾基因，号代表正常尾的基因（当然，在这里令t代表正常尾基因也是适合的，不过，人们通常是用号代

14、表野生型）。从第一交配分离比推知，短尾一定为杂合子，并且短尾基因为显性。 但，题目给定：短尾：长尾：。可见，有的T/T未计入。于是推知，纯合子T/T不成活。因此，可以这样说：基因T就短尾形状而言为显性，就致死效应而言为隐性基因。,57,52,4 两个开白花的香豌豆杂交，F1全开紫花。F1随机交配产生了96株后代，其中53株开紫花，43株开白花。 1 F2接近什么样的表型比？ 2 涉及那类基因互作？ 3 双亲的可能基因型是什么？,57,53,1 接近9：7的比例。 2 基因互补 3 AAbb和aaBB,57,54,5 一个白狗与一个褐色狗交配，F1全是黑色狗。在F1*F1的交配中，生了19个 黑

15、色小狗，8个白色小狗和7个褐狗。试根据这些数据确定真实遗传的狗的毛皮颜色的遗传基础。,57,55,隐性上位遗传 AAbb白*aaBB褐 F1 AaBb黑 * AaBb黑 9/16A-B- 3/16aaB- 3/16A-bb 1/16 aabb 黑 褐 白 白,57,56,6 在鹰类中，有一种鹰，绿色条纹鹰与全黄色鹰交配，子代全绿色和全黄色，其比例为1：1。当全绿F1彼此交配时，产生比例为6：3：2：1的全绿，全黄，绿条纹和黄条纹的小鹰。你如何解释这个现象？,57,57,解 从F2分离子代来看，有4种表型。因此羽色由两对基因决定的。 全色：条纹为3：1。可见，全色与条纹由一对等位基因控制，且全色对条纹显性。 绿：黄为2：1，一方面表明，绿与黄是由一对基因决定的，同时发现3：1的分离比被修饰。也就是减少了1/4比例的纯合子。因此假定决定颜色的基因中，隐性纯合致死。 aaBb绿条纹*AABB全黄色 AaBb全绿色；AaBB全黄色 全绿F1自交出现上述比例。,