遗传学的三大定律ppt课件

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。
2.3. 1.4 一因多效
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)
2.3.2.1 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。
❖ 图 染色体复制后含有两条纵向并列的染 色单体
2.4.1.2 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。
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。
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。
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 1. 完全显性(complete dominance) ：F1表现与亲本之一
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128~185%)、还可扩大栅栏细胞的直径。
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。。
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Ｂ掩盖了另 一对非等位显性 基因Ｙ的表现。 Ｆ２中的分离比 是：１２：３： １
狗毛色的显性上位遗传
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.
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
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
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；
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，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。
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)．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。
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。 3．许多基因同一性状：多因一效：
2.2 从基因型到表型基因与环境作用状的表现，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。
❖ 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。
❖ 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。
4.镶嵌显性
❖ 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
2.3.1.2致死基因：是指当其发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。
当相对性状为不完全显性时，其表现型与基因型一致。
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
↓
SS
Ss
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，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。
如香豌豆：
P
白花CCpp × 白花ccPP
↓
F1 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+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
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。
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 轻时就丧失生命。
2.3.1.3 复等位基因：
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。
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.
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。 Ｆ２中的分离比 为：９：３：４。
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。
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
(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。
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。
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_，
红色胚乳的植株的基因型必须是：A1_A2_C_R_prpr。
(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。
(4) 末期(telophase)和胞质分割 (cytokinesis)：
❖ 两组子染色体到达两极，染色体的螺旋结构 逐渐消失，又出现核的重建过程。两个子核 形成后，接着便发生细胞质的分割过程，把 母细胞分隔成两个子细胞，细胞分裂结束(图)。