遺傳學(xué)第二章第四節(jié)基因的相互作用

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1、2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 第三章 基因的作用及其與環(huán)境的關(guān)系 第一節(jié) 環(huán)境的影響和基因的表型效應(yīng) 一、基因作用和環(huán)境的關(guān)系 表現(xiàn)型 = 基因型 + 環(huán)境條件 1、性狀表現(xiàn)和環(huán)境 環(huán)境 內(nèi)環(huán)境：如年齡、性別、背景基因型 外環(huán)境：陽光、溫度、營養(yǎng)條件 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 性別 綿羊角的遺傳 雜合體 Hh 雌性 表現(xiàn)為無角 雄性 表現(xiàn)為有角 人類禿頂?shù)倪z傳 男性 BB 禿頂 Bb 禿頂 女性 BB 禿頂 Bb 不禿頂 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 年齡 某些遺傳病 遺傳病 早發(fā)性 如黑尿癥 晚發(fā)性 如舞蹈病 玉米的遺傳

2、太陽紅植株 有陽光 表現(xiàn)紅色 無陽光 不表現(xiàn)紅色 陽光 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 溫度 金魚草的遺傳 微生物的營養(yǎng)缺陷型 lys 缺陷型 基本培養(yǎng)基 + lys 生長 基本培養(yǎng)基 - lys 致死 營養(yǎng) 紅花 x象牙色 F1 低溫強(qiáng)光 花為紅色 高溫遮光 花為象牙色 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 溫度對貓毛色表現(xiàn)的影響 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2、反應(yīng)規(guī)范（ reaction norm） 反應(yīng)規(guī)范：基因型對環(huán)境反應(yīng)的幅度。 水毛莨 同一植株葉子 在水上 ： 扁平狀 在

3、水下：分裂成條狀 反應(yīng)規(guī)范大 某些大豆 一定光照下 開花 超過光照度界限 不開花 反應(yīng)規(guī)范大 西紅柿 不同日照度下 都開花結(jié)實(shí) 反應(yīng)規(guī)范小 反應(yīng)規(guī)范大，對生物的適應(yīng)性是有意義的。 反應(yīng)規(guī)范小，在遺傳上保持穩(wěn)定性，對選種有利。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 水毛莨葉子的遺傳 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 3、外顯率和表現(xiàn)度 外顯率（ penetrance）：某一基因型個(gè)體顯示預(yù)期表型的比例 。 Mendel研究的七對相對性狀在 F2代：顯性基因外顯率為 100% 隱性基因外顯率為 0 表現(xiàn)度（ expressivity）：個(gè)體間基因表達(dá)的變化程度。 人

4、類多指遺傳：受顯性基因控制，外顯率： 90% 外顯不全 表現(xiàn)度差異較大。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 并指 多 指 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 二、性狀的多基因決定（多因一效） 性狀的多基因決定（多因一效） 是指某一性狀的發(fā)育是受許 多基因控制的現(xiàn)象。 玉米胚乳顏色的遺傳： A1、 a1和 A2、 a2 基因決定花青素的有無 C、 c 基因決定糊粉層顏色的有無 R、 r 基因決定糊粉層和植株顏色的有無 Pr存在時(shí)，胚乳表現(xiàn)紫色 ，否則（ pr存在）表現(xiàn)為紅色 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 A1 A2 C R Pr 表現(xiàn)為紫色

5、胚乳 A1 A2 C R pr 表現(xiàn)為紅色胚乳 前體 物質(zhì)甲 物質(zhì)乙 物質(zhì)丙 物質(zhì)丁 紫色素 A1 A2 C R Pr 生物體內(nèi)復(fù)雜有機(jī)物的合成，是通過一系列生 化過程來完成的，而這一系列生化過程又是受一系 列基因所控制。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 三、基因的多效性（一因多效） 一因多效：指的是一個(gè)基因影響許多性狀發(fā)育的現(xiàn)象。 例如：翻毛雞的遺傳 翻毛與正常是由一對基因 F、 f 所控制的。 基因 F的表現(xiàn)型是極其多效的。 原因 ：（ 1）基因的直接產(chǎn)物或由基因的直接產(chǎn)物酶所直接控制的代 謝產(chǎn)物本身就有多效性。（ 2）某一基因的變化，一方面影響以 該基因?yàn)橹鞯纳^程

6、，另一方面勢必影響與這一過程有關(guān)的其 他生化過程，從而影響其他性狀的發(fā)育。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 四、顯隱性關(guān)系的相對性 1、不完全顯性（ incomplete dominance） 例如：紫茉莉花色的遺傳 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 不完全顯性的基本機(jī)理： 基因?qū)τ诖x過程的控制，不僅有 定性作用 ，而且有 定 量作用 ，如果說某些性狀的發(fā)育需要兩個(gè)相同的基因同時(shí)存在 時(shí)才能發(fā)揮作用的話，那么，只有一個(gè)基因時(shí)，也就只能發(fā)揮 部分的作用，在此情況下就表現(xiàn)為不完全顯性。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 例如：玉米胚乳顏色的

7、遺傳 基因 Y 、 y 控制胚乳色澤 其中：基因 Y使玉米胚乳形成玉米黃素，胚乳表現(xiàn)黃色 基因 y不能使玉米胚乳形成玉米黃素，胚乳表現(xiàn)白色 YYY x yyy YYy YYY YYy Yyy yyy 深黃色 黃色 黃白色 白色 P F1 F2 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2、鑲嵌顯性（ mosaic dominance） 鑲嵌顯性： 是指兩個(gè)雜交親本所具有的性狀在 F1代中各自在雜合 體不同部位獨(dú)立表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。這就是所謂基因的定位作用。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 金魚雜交實(shí)驗(yàn)： 普通金魚（ TT） x 透明金魚（ tt） 五花魚 （ Tt）

8、 1/4普金 2/4五花 1/4透明 TT Tt tt T基因控制合成 Tyr 氧化酶，該酶能將體內(nèi)的 Tyr 氧化 分解成不同類型的黑色素，而使金魚表現(xiàn)不同的顏色 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 3、并顯性（共顯性）（ codominance） 并顯性：是指一對等位基因的兩個(gè)成員所決定的性狀在雜合體中共 同表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。 例如：人類的 ABO血型、 MN血型 IA基因控制形成 A抗原 IB控制形成 B抗原 在雜合體 IAIB中， A抗原和 B抗原同時(shí)表現(xiàn)出來，子代表現(xiàn)為 AB血型 MN血型是 LM、 LN這一對等位基因共同作用的結(jié)果 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院

9、生物系 葉亞新 4、條件顯性（ conditional dominance） 分枝型小麥 x 普通小麥 F1 一般條件 普通小麥 普通顯性 優(yōu)越條件 分枝型小麥 分枝顯性 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 5、顯隱性關(guān)系隨所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)而改變 例如：人類的鐮形細(xì)胞貧血癥 標(biāo)準(zhǔn) Hb A Hb A Hb A Hb S Hb S Hb S Hb S 對 Hb A 臨床角度 正常 正常 有病 隱性 鐮形細(xì)胞有無 無 有 有 顯性 鐮形細(xì)胞數(shù)目多少 無 少 全部是 不完全顯性 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 6、表

10、型模寫（ phenocopy） 表型模寫 ：指環(huán)境改變引起生物個(gè)體產(chǎn)生與由于基因引起的表型 變化相識(shí)似的表型變化。 研究的意義 ：（ 1）推測基因在何時(shí)發(fā)生作用 （ 2）推測基因如何起作用 羽化成蟲，翅膀接近野生型 果蠅；殘翅幼蟲 適當(dāng)高溫處理 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 第二節(jié) 致死基因 致死基因（ lethal gene ）： 導(dǎo)致生物個(gè)體死亡的基因。 致死基因的作用有兩類 ： 隱性致死，顯性致死 一、隱性致死 特點(diǎn)：雜合體正常，隱性純合致死 實(shí)驗(yàn)： 第一組 黃鼠 x 黑鼠 - 黃鼠 2378 黑鼠 2398 第二組 黃鼠 x 黃鼠 - 黃鼠 2396 黑鼠 123

11、5 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 用 AY、 a 表示黃黑這一對性狀基因 從體色看 ： AY對 a是顯性 從存活性看 ： a對 AY是顯性 AY基因具有多效性，它既是影響 毛色的顯性基因，又是影響生活力的 隱性致死基因，在純合體 AYAY時(shí)引起 個(gè)體死亡 AYa x AYa 1/4AYAY 1/2AYa 1/4AYa 黃鼠 黃鼠 死亡 黃鼠 黑鼠 黃鼠：黑鼠 = 2 ： 1 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 二、顯性致死 特點(diǎn)：雜合體就表現(xiàn)致死效應(yīng) 一般，親代不帶有顯性致死基因，個(gè)體的 致死基因的來源

12、： 1、突變的結(jié)果 2、由親本所帶的亞致死基因傳給子代的，而在子代表現(xiàn)顯 性 致死效應(yīng) 致死基因的發(fā)病時(shí)間 ： 可以發(fā)生在不同的發(fā)育階段，分為 ： 配子致死 合子致死 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 第三節(jié) 復(fù)等位基因 一、什么是復(fù)等位基因 復(fù)等位基因（ multiple allelism）： 是指位于同一基因座位中兩個(gè)以 上且作用類似的一組等位基因。 復(fù)等位基因的多態(tài)現(xiàn)象（ polymorphism of multiple allelism）： 如有 n 個(gè)復(fù)等位基因，則有 n（ n+1） /2 種基因型，其中 n 個(gè)純合體， n（ n-1） /2 個(gè)雜合體，這稱為復(fù)等位

13、基因的多態(tài)現(xiàn)象。 表示方式： IA、 IB、 C+、 Cch、 Ch、 Ca 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 二、人的 ABO 血型 血型（ blood group）： 是指紅細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)（或粘多糖）的 特異性，在作用上，這類蛋白質(zhì)都是抗原（ antigen） ABO血型是受 IA、 IB、 I 三個(gè)復(fù)等位基因所控制 IA和 IB 對 i基因均為顯性， IA、 IB 之間為等顯性 GENOTYPES BLOOD GROUP ii O IAIA 、 IAi A IBIB 、 IBi B IAIB AB 2021年 4月

14、6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 ABO血型的遺傳關(guān)系 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 ABO 血型輸血的可能性 輸血原則： 1、 應(yīng)輸同型血 2、 O型血可以輸給任何血型的個(gè)體 3、 AB型的人可以接受任何血型的血 4、 AB型血只能輸給 AB型的人 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 ABO血型的一些特例 1、順式 AB（ cis AB）型 一般情況下， IA、 IB基因位于一對同源染色體上，稱為反式 AB（ trans AB） 極少數(shù)由于交換重組， IA、 IB 位同一染色體上稱為順式 AB 2021

15、年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2、孟買型（ Bombay phenomenon） 現(xiàn)象： 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 三、人的 Rh血型 根據(jù) Fish學(xué)說 ： 一個(gè)人的紅血球若能和抗 Rh抗體凝集，稱為 Rh陽性 一個(gè)人的紅血球若不能和抗 Rh抗體凝集，稱為 Rh陰性 Rh血型由第一號(hào)染色體短臂上緊密連鎖的三個(gè)位點(diǎn)決定，每個(gè)位點(diǎn) 上個(gè)有一對等位基因，分別為： C c 、 D d 、 E e 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年

16、 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 不管 Rh+或 Rh- ，在正常個(gè)體的血液中均無相應(yīng)抗體存在。 產(chǎn)生抗體的兩種情況： 1、 Rh-個(gè)體反復(fù)接受 Rh+血液 2、 Rh-母親懷了 Rh+的胎兒 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 新生兒溶血癥的機(jī)制 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 四、植物的自交不親和（自交不育） 煙草中有 S1、 S2、 S3 - S15等一系列的 自交不親和復(fù)等位基因 （ self-sterility alleles），彼此之間不存在顯隱性關(guān)系，具有 S1基 因的單倍體花粉不能在

17、有 S1基因的二倍體植株的柱頭上順利萌發(fā)， 由于同類相抗，自交不育，保證了自花授粉。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 第四節(jié) 非等位基因間的相互作用 非等位基因的相互作用 ：是指非同源染色體上基因的相互作用。 非等位基因相互作用的表現(xiàn)形式： 一類是非等位基因間的互補(bǔ)或累積效應(yīng) 一類是非等位基因間的相互抑制作用 實(shí)例 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 一、非等位基因間的互補(bǔ)和累積效應(yīng) 1、互補(bǔ)作用 （ c

18、omplement effort） 互補(bǔ)作用 ： 是指互補(bǔ)基因相互作用所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象。 互補(bǔ)基因： 是指不同對的通過相互作用產(chǎn)生新性狀的基因。 特點(diǎn) ：當(dāng) n 個(gè)非等位基因同時(shí)存在時(shí)，由它們共同決定某一性狀 的表現(xiàn)，其中任一基因發(fā)生突變，都會(huì)改變原來的性狀而表現(xiàn)同 一的表型效應(yīng)。 遺傳比例 9： 7 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 人的先天性聾啞遺傳 聾和啞是兩種性狀，聾是 先天的，啞是后天的。 控制聾啞的基因有三對： D d、 E e 、 C c ，有一對純合 的隱性聾啞基因 dd 或 ee 或 cc 的人都是先天性聾

19、啞 聾啞母 x 聾啞父 ddEE DDee 正常子女 DdEe 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2、累加作用（ additive effort） 累加作用： 當(dāng) n 個(gè)同效基因共同存在時(shí)，產(chǎn)生一種新的性狀， 而單獨(dú)存在時(shí)，只發(fā)揮部分作用，這種作用稱為累加作用 。 同效基因： 是指影響某一性狀發(fā)育的多對有相同效應(yīng)的非等 位基因。 遺傳比例 9： 6： 1 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 豬毛色的遺傳 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 3、重疊作用（ duplicate effort） 重疊作用 ： 單個(gè)同效顯性基因的存在就能使性狀得以完全

20、表 現(xiàn)，這種作用稱為重疊作用。 遺傳比例 15： 1 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 薺果的遺傳 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 二、非等位基因間的相互抑制類型 1、抑制作用（ inhibition effect） 抑制基因（ suppression gene）： 在兩對獨(dú)立基因中，其中一對顯 性基因本身不能控制性狀的表現(xiàn)，但對另一對基因的表現(xiàn)有抑制 作用，該基因稱為抑制基因。 由抑制基因引起的作用稱為 抑制作用 遺傳比例 13： 3 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 家蠶的遺傳 家蠶的繭有黃、白之分 白繭：隱性白 iiyy 亞洲種 顯

21、性白 IIyy 歐洲種 純合黃繭： iiYY 隱性白 x 黃繭 iiyy iiYY 黃繭 iiYy 顯性白 x 黃繭 IIyy iiYY 白繭 IiYy 13（白）： 3（黃） 9/16I_Y _ 3/16I_yy 1/16iiyy 3/16iiY_ I基因本身并不能獨(dú)立地表現(xiàn)任何可見的效應(yīng)，但能抑制另一個(gè) 非等位基因的作用 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 報(bào)春花花色的遺傳 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 2、上位作用（ epistasis） 上位作用： 是指一對基因的作用受到另一對非等位基因的影響，隨 另 一對基因的不同而表現(xiàn)不同的現(xiàn)象。 上位基因：

22、起抑制作用的基因。 下位基因： 被抑制的基因 顯性上位作用： 顯性基因起抑制作用。 遺傳比 12： 3： 1 隱性上位作用： 隱性基因起抑制作用。 遺傳比 9： 3： 4 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 （ 1）顯性上位作用（ dominant epistasis） 例如：燕麥穎片顏色的遺傳 黑穎和非黑穎的分離比為 3： 1 在非黑穎內(nèi)部，黃穎和白穎的分 離比為 3： 1 這說明是兩對基因的遺傳 假定 基因 B、 b控制黑穎和非黑穎 基因 Y、 y 控制黃穎和白穎 其中顯性黑穎基因 B 對顯性黃穎 基因 Y有上位作用。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 燕

23、麥穎片顏色的遺傳機(jī)制 基因 B控制黑色素的形成，而黑色素的顏色很深，故只要 B基 因存在， Y基因所控制的黃色素就無法區(qū)分，只有在無黑色素的 條件下，才可看見是否有黃色素。 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 南瓜皮色的顯性上位效應(yīng) 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 （ 2）隱性上位作用（ recessive epistasis） 隱性上位作用 ：是指在兩對互作基因中，其中一對隱性基因?qū)α?一對基因起上位作用。 例如：家兔毛色的遺傳 灰兔 x 白兔 灰兔 灰兔 黑兔 白兔 9 ： 3 ： 4 有色：白色 = （ 9： 3）： 4 = 12： 4 = 3： 1

24、由基因 C、 c控制 有色（灰色、黑色）由基因 G、 g控制 cc 對 G 和 g 起隱性上位作用 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 兔毛色的遺傳 基因 G決定毛色的分布 Tyr 黑色素 基因 C 灰兔 CCGG x 白兔 ccgg 灰兔 CcGg 9/16灰兔 C_G_ 3/16黑兔 C_gg 4/16白兔 (ccG_ 、 ccgg) 9 ： 3 ： 4 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色的遺傳 紅色粒 x 白色粒 CCprpr ccPrPr 紫色 CcPrpr 9/16紫色 3/16紅色 4/16白色 C_Pr_ C_prpr ( ccPr_ ccprpr) cc對 Pr、 pr 隱性上位作用 色 澤 C 有色 cc 白色 Pr 紫色 pr 紅色 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 上位作用與顯性作用的區(qū)別 上位作用發(fā)生在兩對非等位基因之間，而顯性作用發(fā)生在同 一對等位基因的兩個(gè)成員之間。 上位基因與抑制基因的異同 相同點(diǎn)： 兩者的作用均發(fā)生在兩對非等位基因之間，都對另一 對基因表現(xiàn)抑制作用 不同點(diǎn)： 上位基因本身有它自己獨(dú)立的效應(yīng)，而抑制基因本身 不能獨(dú)立地表現(xiàn)任何可見效應(yīng) 2021年 4月 6日 蘇州科技學(xué)院生物系 葉亞新 基因互作各種類型的比例