第四章 基因的作用与环境因素的相互关系
基因与环境的相互作用
基因与环境的相互作用
基因与环境的相互作用一直以来都是许多科学领域的研究重点。基因决定了一个个体的遗传特征,而环境则对基因表达产生影响。在科学研究中,人们会尝试探究基因和环境之间的关系,以了解它们在生物发展和行为表现中扮演的角色。
1. 基因和环境的定义
基因是构成生物遗传信息的DNA片段,它们以特定的方式组合形成遗传密码,并通过传递给下一代影响新个体的发展和特征。而环境则是指一个个体所处的外部条件,包括生物学、地理、社会和文化等诸多方面。
2. 基因和环境的相互作用
基因和环境之间存在着相互作用的关系,它们共同影响着个体的生理和行为特征。基因可以影响个体的易感性,它们对疾病的发病率和表现形式起着关键作用。同时,环境因素则可以影响基因的表达和功能。
3. 生物发展中的基因与环境作用
在生物发展的过程中,基因和环境相互作用决定了个体的形态和功能的发展。基因提供了生物的遗传信息,但生物的实际发育和功能取决于环境条件的适应性。例如,同一基因可能会在不同的环境下表现出不同的特征。基因和环境的互动还可以解释为什么同一个基因在不同的人群中表现出不同的外显形式。
4. 行为表现中的基因与环境作用
基因和环境的相互作用也解释了个体的行为表现。在心理学和行为
科学领域,基因和环境被认为是塑造个体行为的重要因素。基因可以
影响个体的行为倾向,而环境则会影响基因的表达和行为的塑造。例如,一个基因可能与情绪调节有关,而环境中的压力则会改变该基因
的表达,从而影响个体的情绪状态。
5. 基因与环境作用的研究方法
为了研究基因和环境的相互作用,科学家们采用了多种研究方法。
基因与环境相互作用
基因与环境相互作用
基因与环境是影响人类发展的两个重要因素,它们之间存在着相互作用的关系。基因决定了人类的遗传信息,而环境则塑造了人类的成长环境和生活条件。本文将探讨基因与环境相互作用的影响和意义,并分析它们在人类发展中的重要性。
1. 基因的作用:
基因是生物体内遗传信息的载体,它决定了人类的生物特征和潜在能力。基因的传递是通过遗传物质的转移实现的,从父母到子代。基因决定了人类的性别、肤色、身高等一系列的生理特征。同时,基因也影响着人类的智力、性格以及患病的风险等因素。
2. 环境的作用:
环境是人类发展的外部条件,它包括了生活环境、社会环境以及文化环境等方面。环境对人类的发展具有重要的影响力。良好的生活环境和教育资源可以提供必要的条件和机会,促进人类的全面发展。而贫困、落后的社会环境则会限制人的能力发挥。
3. 基因与环境的相互作用:
基因和环境之间的相互作用对人类的发展起着决定性的作用。基因可以影响人对环境的感知和适应能力。例如,一些人天生对音乐有着特别的天赋,这是基因在发挥作用。然而,环境也可以调节基因的表达。研究表明,人们在良好的教育和培养下,即使基因不具备某种特殊的能力,也可以通过后天的努力获得。
4. 基因与环境相互作用的重要性:
基因和环境相互作用对人类的发展和进步有着重要的意义。首先,它提醒我们不能仅仅看重基因的作用,而忽视环境的影响。人们往往倾向于认为基因决定了一切,但实际上环境的因素同样重要。其次,基因与环境的相互作用也为人类提供了改变命运的机会。无论一个人的基因条件如何,都可以通过改变自身的环境来提高潜能和发展。最后,基因与环境相互作用的研究有助于人类更好地了解自身的特点和潜力,从而作出更合理的个人决策。
基因的作用及其与环境的关系
GENETIC红S花 ZRRHJ×NC白花GrrENETICS
分符
ZH离规J合孟NC
ZHJNC
GENE粉T红I花CSRr
ZHJNC
律德
GENETI尔CS
GENETI红C花SRRZH粉JN红花CRr G白E花NrrETICS ZHJNC
ZHJNC G1ENE: TIC2 S :ZH1JNC GENETICS
GENETICS ZHJNC GENETICS ZHJNC
4.2.2 共显性(codominance)
ZH杂J合N子C的G一对EN等位E基TI因C同S时在Z一H个JN个体C中G得E到N表E达T。I如CS
GE人N类E的TMIC-NS血型Z系H统J。NC GENETICS ZHJNC
ZHJNLMCLM GE红N细E胞T膜IC上S具有ZMH抗J原NC MG血E型NETICS
GENETICS ZHJNC GENETICS ZHJNC
Z第HJN四C 章GENE基TIC因S 的ZH作JNC用G及ENE其TICS GENETICS ZH与JN环C 境GE的NET关ICS系ZHJNC
ZHJNC GENETICS ZHJNC GENETICS
GENEETxItCeSnsZiHoJnNsCofGMENeEnTdIeClSiaZnHJNC ZHJNC GENETGICeSneZtiHcJsNC GENETICS
基因与环境的相互作用
基因与环境的相互作用
基因与环境的相互作用是指人类的基因与周围环境之间存在着微
妙的相互作用关系。一方面,基因会影响人类的行为和心理特点,而
另一方面,环境也会影响基因的表达和调控。这种相互作用是非常复
杂的,涉及到生物学、心理学、社会学等多个领域,但它对于我们理
解人类行为和健康的影响至关重要。
在基因和环境之间存在的相互作用中,基因在一定程度上决定了
人类的行为和心理特点。例如,在基因上存在的薄弱点可能会使一些
人更容易患上心理疾病,比如抑郁症和焦虑症。此外,基因也会影响
人类的认知和行为特征,例如人的性格、思维方式或记忆力等方面。
但是,在基因的影响下,环境和生活方式也会对人的表现产生重
要影响。例如,我们所处的文化和社会环境可能会决定一个人的性格
和行为习惯。此外,生活方式,如饮食和体育锻炼习惯,也会对基因
的表达产生重要影响。这就解释了为什么相同基因结构的人在不同环
境下表现出截然不同的行为和表现。
同时需要注意的是,基因和环境之间相互作用的复杂性也使我们
必须更加关注人的整体健康。不仅仅是从基因的角度出发,而且也要
考虑到人的生活方式、心理状态、社会支持和心理行为等方面。因此,我们需要对基因和环境的相互作用进行深入研究,以理解人类的生物
学和心理学特性,并构建一个更加健康的生活模式。在研究中我们需
要以人的整体健康为出发点,并提高我们对基因与环境互相依存、相
互关联的理解,进而帮助人类实现更加优秀的发展和更健康的生活方式。
第四章 基因的作用及其与环境的关系
有一种翻毛鸡,羽毛是反卷的。 这种鸡与正常的非翻毛鸡有一对基因 的差异,翻毛鸡是FF,正常鸡是ff F对f是不完全显性 FF与ff交配, 得 到杂合体Ff,是轻度翻毛。子二代是 1/4翻毛,2/4轻度翻,1/4正常。Ff与 ff回交得1/2轻度翻毛,1/2正常。翻 毛由一对基因差异造成。
三、表现度和外显率 同一基因型的不同个体基因表达的变异 表现度(expressivity):即某一基因型的不同个体的在 表现型上表达的变化程度。
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。 人类的 MN 血型
镶嵌显性(Mosaic dominance) 异色瓢虫(Harmonia axyridis)是蚜虫的天敌。异色瓢 虫的鞘翅有很多色斑变异。 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(谈家帧,1946)
二
性状的多基因决定和基因的多效性 性状的形成: 由一系列代谢过程来实现,代谢过程 中还有复杂的调控, 同时,不同代谢过程之间还有相互 作用,相互影响。 S1 → S2 → ••• → Sn → P ↑ ↑ ↑ E1 E2 ••• En 基因是用来编码酶或蛋白质的。 一个性状的形成是很多基因表达的结果。(多因一效)
不完全显性 紫茉莉(Mirabilis jalapa) 红花(CC)×白花cc) ↓ F1 粉红色(Cc) (双亲的中间型。这似乎违背了孟德尔 颗粒遗传原理。) ↓ F2 1/4红花,2/4粉红,1/4白花 白花基因 c 在杂合体Cc 中没有被“污染”,保持其纯 洁性,在F2又按原样分离出来。F1的中间类型是 C基因对 于c基因不完全显性所造成。F2的表型及基因型比均为1:2: 1 其它: 家蚕的皮肤斑纹 PsPs 黑缟蚕 pp白蚕 Psp淡黑缟 人的卷发 WW 卷发 ww直发 Ww 中度卷
第四章基因的作用与环境因素的相互关系
第四章基因的作用与环境因素的相互关系基因和环境因素是影响个体发育和特征表达的两个主要因素。基因是
生物体内储存的遗传信息,决定了个体的遗传特征和潜在能力。环境因素
则包括个体周围的各种外部条件和影响,如营养、生活方式、文化传统等。基因与环境因素之间存在着复杂的相互作用和影响关系,这种相互作用决
定了个体的发展和适应能力。
基因对个体发育的影响是通过基因表达来实现的。基因的表达是指基
因内信息的转录和翻译过程,从而导致特定基因产生相应的蛋白质或RNA
分子。这些蛋白质和RNA分子进一步参与了许多生物过程,如细胞分裂、
信号传导、代谢调控等,从而影响个体的生长和发育。
然而,基因不能单独决定个体的性状和表现,环境因素也扮演着重要
的角色。环境因素可以改变基因表达,并调节基因对个体的影响。环境因
素可以通过多种途径影响基因表达,如甲基化、组蛋白修饰、转录因子结
合等。这些调控机制可以改变基因的活性和表达水平,从而影响个体的性
状和特征。
例如,研究发现环境中的营养因子和饮食习惯可以影响基因表达和个
体的发育。营养因子可以通过改变DNA甲基化和组蛋白修饰来调节基因的
表达。另外,一些营养物质也可以作为转录因子的共基因参与基因表达的
调控过程。因此,适当的营养摄入和健康饮食习惯可以帮助个体充分发挥
潜能,促进健康和良好发育。
此外,基因和环境因素之间的相互作用还决定了个体对环境的适应能力。个体的基因组可能包含对特定环境条件的适应性基因或易感性基因。
当个体处于特定环境中时,适应性基因能够增强个体的适应能力并提高生
存竞争力。然而,当个体暴露在不利环境中时,易感性基因可能导致易感
探究基因与环境的相互作用关系
探究基因与环境的相互作用关系人类与自然界都是多因素、多层次、动态的系统,人类的生命
和健康受基因和环境的相互作用所影响。那么,基因和环境之间
存在何种作用关系呢?本文将从生命的本质、基因与环境的定义、相互作用关系的途径以及现代科技的发展等方面来阐述。
一、人类生命的本质
基因和环境是构成人类生命的两个因素,而人类生命的本质是
基因表达和调控的产物。基因是生命的基本单位,它是遗传信息
的载体、生命的发动机。环境是指个体生长、发展和存活过程中
不断改变和影响它的各种外部条件,如日照、气候、物质和社会
文化等。在人类生命的发展过程中,基因和环境不仅相互作用,
而且相互影响,进而共同塑造构成个体特征的表型。因此我们不
能把基因和环境看做是两个不同的维度,而是相辅相成、相互作
用的一个整体。
二、基因与环境的定义
基因是DNA序列上的一段编码区域,它包括了生物体遗传信息的全部或部分,并由一定的物质基础所组成。
环境是指个体所处的物理、化学和生物等外界因素,它包括生物体在生物圈内所遭受的全部改变和影响。不同层次的环境包括微观环境和宏观环境。微观环境包含细胞和组织的细小环境,如细胞膜、胞质液和细胞核周围空间等;宏观环境通常是指外部环境,如气候、土壤和水质等。基因和环境这两个定义,固然有区别,但相对的它们的相互作用影响可能会互为因果,进行相互调整的。
三、基因与环境的相互作用途径
基因和环境之间的相互作用途径有多种,包括基因-基因的相互作用、基因-环境的相互作用、环境-环境的相互作用等。
1.基因-基因的相互作用
基因的相互作用与连锁遗传相关,它意味着多个基因间的线性或不线性相互作用,能而不是只有单一基因的效果。连锁遗传是
孟德尔遗传ppt课件
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4 重叠作用(duplicate effect)
重叠作用是指不同对基因互作时,对表现型产生 相同的影响,F2 产生 15∶1 的比例。
这类表现相同作用的基因,称为重叠基因。 荠菜三角形蒴果与卵圆形蒴果植株杂交,F1全是
三角形蒴果。 F2分离为 15/16三角形蒴果∶1/16 卵形蒴果。(图)
2
例1.水毛茛
(Ranunculus aguatilis)
3
藏报春(Primula sincnsis) 在20℃时花为红色,在30ºC
时花为白色。 喜马拉雅白化兔 25ºC
同一环境条件下,基因型不同可产生不同的表型; 同一基因型个体在不同条件下也可发育成不同的表型。
4
例2.太阳红玉米
太阳红玉米基因与环境相互作用的关系
显性致死基因:在杂和状态表现致死效应的基因。
❖亨廷顿氏病
37
6、复等位现象
复等位基因(multiple alleles):在群体中,同源染 色体的相同位点上,可以存在两个以上的等位基因, 遗传学上把这种等位基因称为复等位基因。 复等位现象(multiple allelism):一个基因存在 很多等位形式。
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F1全是三角形蒴果。 F2分离为 15/16三角形蒴果∶ 1/16卵形蒴果。
63
P
三角形 × 筒形
AABB ↓ aabb
基因的作用及其与环境的关系
玫瑰冠的遗传
P 玫瑰冠 单冠
↓
F1
玫瑰冠
↓互交
F2 玫瑰冠:单冠 = 3 :1
豌豆冠的遗传
P 豌豆冠 单冠
↓
F1
豌豆冠
↓互交
F2 豌豆冠:单冠 = 3:1
不同鸡冠的杂交
P
玫瑰冠 豌豆冠
↓
F1
胡桃冠
↓互交
F2 胡桃冠 玫瑰冠 豌豆冠 单冠
93
32
28 10
思考题
亲本基因型为Rr Pp与rr pp时, F2 的基因型及对应4种鸡冠的表型和 比例如何?
§4.1 基因作用与环境
4.1.1 怎样看待基因的作用? “好基因”与“坏基因” 基因的决定作用 改变基因的环境
4.1.2 基因与环境的关系
环境相同,GT不同,PT不同 同一GT,环境不同,PT不同 癌症: 环境、生活方式和饮食
习惯>基因
Reaction norm
一种基因型的个体在不同环境条 件下, 其表型变化的可能范围
1
聋哑
2
♂
↓
全部聋哑
4.5.3 上位效应
两对独立遗传的基因, 其中一对基因抑 制或掩盖另一对基因的作用, 不同对基 因间的相互作用称epistasis
上位/下位基因; 显性/隐性上位
隐性上位
环境与基因作用的关系
第一节、环境的影响和基因的表型效应 第二节、致死基因 第三节、复等位现象 第四节、非等位基因间的相互作用
第一节 环境的影响和基因的表型效应
各种性状的特点也必须在一定的环境条 件下才能实现;
环境条件不同也可以使性状发生差异, 正 像基因型造成的差异一样
一、环境与基因作用的关系
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, 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。
Y
y
是不是水稻中单是Wx或wx就可以决定硬稻或糯稻的 性质????….
其实跟个体的很多基因都有关系,只不过在Wx和wx这 对基因有差异时,才显示出有关的性状差异来.
Genotype-Phenotype Relationship
Environment
Rase
Rase gene
二、性状的多基因决定
例:玉米
例:豌豆花色基因C/c实际上是与植株色素形 成一系列生长反应相关,同时还控制种皮颜色 (C-灰色种皮,c-淡色种皮)、叶腋色斑(C-有黑 斑,c-无黑斑)。
三、基因的多效性(pleiotropism)
例 有一种翻毛鸡,羽毛是反卷的,翻毛鸡与正常鸡 交配,F1代是轻度翻毛,子二代是1/4翻毛,2/4轻 度翻毛,1/4正常,由此可以初步看出,翻毛鸡与正 常鸡是由一对基因的差别造成的,且翻毛对非翻毛 是不完全显性;另外,F1与正常的非翻毛鸡回交, 子代得1/2轻度翻毛,1/2正常,这更支持一对基因 的解释。但翻毛鸡与正常鸡在许多性状上存在差别 ,如下表所示。
基因的作用及其与环境的关系
本资料仅供教学使用
两对非等位基因间互作的类型
(共同决定一个单位性状时)
本资料仅供教学使用
ABO 血型特例—孟买型
本资料仅供教学使用
Rh血型与母子间不相容
�
Rh血型:根据个体红细胞表面的一种特殊的粘多糖 (Rh抗原)的有无分阳性(Rh+)、阴性(Rh-)。 Rh阳性含有Rh抗原,Rh阴性既无Rh抗原,又无抗Rh 抗原的抗体。
�
有2种情况可使Rh阴性个体产生抗Rh抗原的抗体:
本资料仅供教学使用
本资料仅供教学使用
�
�
子女的血型是像父或像母的,但实际上子女的血型不一定 跟父母亲是相同的;相反,如果子女的表型与父亲或母亲 相同,那也不一定就能肯定是他们的子女。 请试着推算一个AB型的丈夫和一个O型的妻子,能否生出 一个O型的孩子?
本资料仅供教学使用
植物也有血型?
�日本曾经发生一起许久未能侦破的案件。一妇女于夜 间死于卧室,鲜血染红了床铺(自杀还是他杀)? – 死者血型O型,枕头上血型为AB型,凶手是谁? – 荞麦皮枕头化验为AB型。 �山本茂研究了500多种植物,逐一查明了它们的血型系 统: �苹果、萝卜、草莓、山茶、南瓜等60多种植物是O型 血;罗汉果等30多种植物是B型血;荞麦、金银花、李 子、单叶枫等是AB型血,只是至今尚未发现A型血的植 物。 �破案时采样,不能混入植物的叶、花、果之类
基因与环境的交互作用
基因与环境的交互作用
基因与环境的交互作用指的是基因在特定环境下发挥作用,同时环境也会影响基因的表达和功能。基因是生物体遗传信息的载体,而环境则包括物理环境、化学环境和社会环境等方面,它们与基因之间相互作用。这种交互作用影响着个体的发育、行为和健康。
基因与环境的交互作用可以通过以下几个方面体现:
1. 基因调节环境反应:基因可以调节个体对环境的反应,某些基因可能使个体更容易受到环境的影响,而某些基因则可能使个体对环境不敏感。例如,一个基因可能使个体更易受到环境污染物的损害,而另一个基因则可能使个体对环境污染物相对抵抗。
2. 环境影响基因表达:环境因素可以影响基因的表达。例如,营养不良、压力等环境因素都可以改变基因的表达模式,从而影响个体的生理功能和疾病风险。
3. 基因-环境互作:基因和环境之间的相互作用可以对个体的特征和行为产生持久影响。例如,在某些基因型下,受到婴儿期早期养育环境的影响可能会增加患抑郁症的风险,而在其他基因型下,这种环境影响可能相对较小。
综上所述,基因与环境的交互作用对个体的生理和行为都有重要影响。通过深入研究基因与环境之间的相互作用,可以更好
地理解疾病的发生机制,为个体健康提供更精准的预防和治疗方法。
遗传学第四章基因的作用及其与环境的关系
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4、随所依据标准的不同显隐性关系 发生改变
在遗传上通常由一对隐性基因HbSHbS控制, 杂合体的人(HbAHbS)在表型上是完全正常的, 没有任何病症,但是将杂合体人的血液放在 显微镜下检验,不使其接触氧气,也有一部 分红细胞变成镰刀形,基因型和表型的关系 见表。
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3、超显性
杂合体Aa的性状表现超过纯合显性AA的现象即为 超显性。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。
下面我们用图解的方式说明各种显隐性的相对关系。
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图 显隐性关系相对性图解
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1、表型模写(phenocopy)
但是,这些果蝇的后代仍然是野生型的长翅。 实验说明,某些环境因素(如温度)影响生物体 幼体特定发育阶段的某些生化反应速率,这 些环境因素的变化使幼体发生了相似于突变 体表型的变化,但其基因型是不变的。
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2、外显率(penetrance)
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。
譬如说,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,则不能形成叶绿 体,我们就可以说在无光的条件下,基因A的外显 率为0。
第四章 基因的作用及其与环境的关系
第四章基因的作用及其与环境的关系
基因和表型效应(Phenotypic effect)之间的关系远远不是“一对一”的,某一基因的存在,不一定总有某一表型效应的出现。等位基因间的显隐性关系就说明这方面的问题,由于显性基因的存在,隐性基因的作用就被掩盖了。以下我们将要讨论到,不仅环境条件的影响可以改变基因的表型效应,而且基因与基因间的相互关系也是多种多样的。
第一节环境的影响和基因的表型效应
环境与基因作用的关系从远古时代起,人们就知道,生物体必须在一定的环境中发育,人和动物必须吃东西才能生长发育,因此各种性状特点也必须在一定的环境条件之下才能实现。而且更重要的是,环境条件不同也可使性状发生差异,正象基因型不同可造成性状差异一样。
玉米中有些隐性基因(例如其中一对是aa)使叶内不能形成叶绿体,造成白化幼苗,它的显性等位基因A是叶绿体形成的必要条件。AA种子在不见光的暗处发芽,长成的幼苗也是白化;而在光照下发芽,则长成的幼苗就成绿色。由此可见,基因型相同的个体在不同条件下可发育成不同的表型。所以A基因不是决定叶绿体形成的必然性,而是决定叶绿体形成的可能性。这个可能性要在一定的条件之下才能实现,光线就是条件之一。具有A基因的个体,也就是说AA或Aa个体,非但有可能形成叶绿体,也有可能不形成叶绿体,只要不给光线,就能实现这后一种可能性。基因型不是决定着某一性状的必然实现,而是决定着一系列发育可能性,究竟其中哪一个可能性得到实现,要看环境而定。我们说,基因型决定着个体的“反应规范”(reaction norm),这意思是说,基因型决定着个体对这种或那种环境条件的反应。AA和Aa个体与 aa个体的反应规范是不同的:前者在光照下反应为绿色,黑暗中反映为白色;后者则在光照下反应为白色,黑暗中反映也为白色。AA个体和Aa个体的反应规范相同,但基因型不同,这可以从它们后代的有无分离得知。
基因与环境的相互作用初识基因表达与环境因素的关系
基因与环境的相互作用初识基因表达与环境
因素的关系
基因与环境的相互作用——初识基因表达与环境因素的关系
基因与环境是影响生物个体发展和行为的两个重要因素,它们之间的相互作用成为了现代生命科学的研究热点之一。本文将初步探讨基因表达与环境因素的关系,旨在更好地理解基因与环境之间的相互作用对个体形成和发展的影响。
一、基因表达的概念与机制
基因是生物体内的遗传信息载体,基因表达是指基因通过转录、翻译等过程转化为蛋白质的过程。基因表达的机制包括转录调控和翻译调控等多个层次。
1. 转录调控
转录是基因表达的第一步,它在转录因子的作用下,将DNA转录成mRNA。转录调控包括启动子、转录因子与DNA结合、染色质状态等多个层面的调节。
2. 翻译调控
翻译是基因表达的第二步,它将mRNA转化为蛋白质。翻译调控主要通过mRNA的结构和翻译因子的调节来实现。
二、环境对基因表达的影响
环境是指个体所处的生活、学习和工作环境,包括物理、化学和社会等多个方面。环境对基因表达产生影响的机制主要有DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等。
1. DNA甲基化
DNA甲基化是指DNA上的甲基基团结合到CpG位点上,从而影响基因的转录。环境因素如饮食、生活方式和毒物暴露等均可影响DNA 甲基化状态,从而改变基因表达。
2. 组蛋白修饰
组蛋白修饰是指化学修饰因子如乙酰化、甲基化等结合到染色质蛋白上,从而影响染色质的结构和转录状态。环境因素可以通过改变组蛋白修饰的模式来影响基因表达。
3. 非编码RNA
非编码RNA是指无编码蛋白质的RNA分子,如微小RNA和长非编码RNA等。这些RNA分子可以通过与mRNA结合或调控转录因子的表达来影响基因表达。环境因素可通过影响非编码RNA的表达或活性来调节基因表达。
大学生物遗传学:孟德尔定律的扩展--基因的作用及其与环境的关系
第一节 环境的影响和基因的表型效应
• • • • • 三、显隐性关系的相对性 (五)条件显性 由于环境条件的改变,显性从一种性状变为另一种性状的现象。 金鱼草花色的遗传 红花 × 乳黄花色
• • • F1
低温光足 红花
高温光弱 乳黄花色
还有人秃顶基因B,Bb基因型男性表现秃顶,女性正常。
一条带 Hb 共显性
不完全显性, HbS 显性
结论
HbS 隐性
镰形细胞贫血症
表现型
基因型
临床表现 正常 正常
镰刀形红 细胞有无 无 有
HbAHbA HbAHbS
HbSHbS
HbS对HbA
患病
隐性
有
显性
第二节
致死基因
致死基因:能够导致生物体死亡的基因。 按致死程度划分 全致死:致死率达90% 半致死:致死率达50% 弱致死:致死率达10%以下
但有些情况下,胎儿可以活着产下来,但是新生儿全身浮肿,有 重症黄疸和贫血,称之新生儿溶血症。
母体产生的抗体
胎儿的抗原
新生儿溶血的机制
第四节 非等位基因之间的相互作用
一、基因互作的类型
(一)互补作用 (二)积加作用 (三)重叠作用 (四)上位作用
(五)抑制作用
第四节 非等位基因之间的相互作用
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– An environmentally caused condition has symptoms and a recurrence pattern similar to those of a known inherited trait (Infection)
Rh阴性的个体反复接受Rh阳性的血液
在人类中Rh血型有18个以上的复等 位基因,若以18个复等位基因计算, 则人类Rh血型基因型有多少种?
在一个复等位基因系列中
如果n个复等位基因
基因型:n +
n(n-1) 2
n 种纯合体
n(n-1) 种杂合体 2
老鼠毛色
Three mouse coat patterns determined by one gene with three alleles.
A gene's whose effect on the phenotype is profoundly negative, and causes the organism to exhibit many disadvantageous characteristics, which can eventually lead to death.---Online Biology Dictionary 使生物体不能存活的等位基因
表现度和外显率的关系
人类多指(趾)( Brachydactyly)的遗传, 受显性基因控制 外显率为90%,外显不全; 表现度:多指的数量、大小表现程度不一致 既有表现度又有外显率的问题
多指畸形 Polydactyly
表现度:多指的大小表现不一致
Both the degree of penetrance (complete or incomplete) and expressivity (invariant or variable) are influenced by modifier genes and the environment.
老鼠毛色基因 Mouse coat colors
black yellow
agouti
Agouti × agouti Yellow × yellow Agouti × yellow
All agouti 刺豚鼠皮毛上的深浅环纹
2/3 yellow, 1/3 agouti ?
1/2 yellow, 1/2 agouti
- gene expression and the resultant phenotype are often modified – interaction between a genotype and the internal and external environment. 表现度(Expressivity):是指某一特定的基因 型在不同个体间的表现程度。 举例:人类成骨不全
外显率 Penetrance
For some genes, a given genotype may or may not show a given phenotype Level of penetrance=proportion of individuals of a particular genotype that have the same phenotype.(一定基因型的个体在特定的环境 条件下形成预期表型的比例) 举例:黑腹果蝇隐性间断翅脉 90%
Pleiotropy-the sickle cell example
HbA is a normal allele for one polypeptide chain in the hemoglobin molecule HbS is a mutant form of the allele, which produces abnormal hemoglobin polypeptides The genotype HbS/ HbS causes the disease sickle cell anemia. The abnormal hemoglobin clumps together in red blood cells.
病因:这是母儿间Rh 血型的不相容现象(incompatibility)
(i)RR和Rr个体的红血球表面有一种特殊的粘多糖,叫做Rh 抗原,呈Rh阳性,rr个体没有这种粘多糖,是Rh阴性;
(ii)rr个体在正常情况下并不含有对Rh 阳性细胞的抗体;
解释:Rh阴性的母亲怀了Rh阳性的胎儿。
– 是环境变化的影响产生的表型,并不会传至下一代。 – 例1:残翅果蝇的幼虫在高温下饲养 – 例2:人类隐性遗传病短肢畸形,孕妇服用药物以
后引起的表型变化。
Penetrance and Expressivity – Modifications of Phenotypes Associated with Particular Alleles
镶嵌 显性 (Mos aic domi nanc
e)
致死基因 Lethal genes
A gene whose expression results in the death of the organism, usually during embryogenesis. -The American Heritage® Dictionary of the English Language: Fourth Edition. 2000
More than 2 alleles per gene ABO blood type in humans (3 alleles)
A – genotypes IAIA or IAi B – genotypes IBIB or IBi AB – genotype IAIB O – genotype ii
– Yellow (AY) in mice – Manx (M) in cats(马恩
岛无尾猫,)
– Curly wing (Cy翻翅) in Drosophila
• Dominant lethal if either heterozygotes or homozygous mutants die; rare, e.g. Huntington disease(亨亭顿舞蹈症)
In CODOMINANCE, both alleles are expressed and functional, though they may be different.
Most genes have more than two alleles in a population. (IA, IB, i)
不完全显性(Incomplete dominance)
杂合体表型为双亲中间型
Heterozygous expresses a different phenotype from either homozygous. Usually intermediate between the two. CRCR = Red CWCW = White CRCW = Pink
Normal red blood cell Sickled red blood cell
Pleiotropy (one gene, many pheotypic effects)
二、等位基因间的相互作用
不完全显性(incomplete dominace) 共显性(codominance) 镶嵌显性(Mosaic dominace) 致死基因(lethal genes) 复等位基因(Multiple Alleles)
Some Alleles are Lethal in Homozygous Form
The Ay allele is a dominant coat color allele that is lethal when carried in homozygous form.
显性致死基因(dominant lethal) 只要有一个拷贝就会导致个体死亡。
一般人都能合成H抗原
hh相当于 抑制基因
Rh血型与母子间不相容
发生:(i)多次输血之后;
(ii)经产妇之中。
症状:母亲血液中的抗体通过胎盘进入胎儿,使胎儿的红细
胞破坏,造成胎儿死亡,活下来的胎儿全身浮肿,有重症黄疸的贫 血,肝腹脾中有活动旺盛的造血巢,血液中有很多有核红血细胞, 所以一般称为新生儿溶血症(erythroblastosis fetalis)
人类的Huntington disease基因H:
杂合体 (Hh)的 个体在30岁 以后脑神经 发生渐进性 损坏,直到 死亡。
American folk singer and composer Woody Guthrie died from this disease at age 39.
复等位基因(Multiple Alleles)
Mirabilis jalapa(紫茉莉)
共显性 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 2 alleles affect the phenotype in separate, distinguishable ways Example of MN blood type in humans MM – protein M on red blood cell surface NN – protein N on red blood cell surface MN – both proteins on red blood cell surface LM LM gives M phenotype LM LN gives MN phenotype LN LN gives N phenotype LM LN X LM LN produces 1/4 LM LM, 1/2 LM LN, 1/4 LN LN
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ABO血型的遗传与生化
ABO抗原的前体
Gal:D-半乳糖 Fuc:L-岩藻糖 Nacgal:N-乙酰基半乳糖苷
H或O抗原
A抗原
B抗原
The ABO gene is located on chromosome 9 (9q34.1)
孟买型(bombay phenotype)与H抗原
1952 年在孟 买发现的, 无B、A、H、 抗原
A:IAIA, IAi B:IBIB, IBi O :ii AB:IAIB
镶嵌显性(Mosaic dominance)
1946年,谈家桢先生 建立了瓢虫鞘翅色斑的 遗传模型,发现瓢虫鞘 翅色斑遗传的镶嵌显性。
Tan C C. Mosaic Dominance in the Inheritance of Color Patterns in the Ladybird Beetle, Harmonia axyridis. Genetics, 1946, 31: 195-210.
these can be either dominant or recessive in nature(显性致死和隐性致死)
Lethal Alleles
• Recessive lethal if heterozygote is viable, homozygous mutants die; common, e.g.
第四章 基因的作用 与环境因素的相互关系
一、基因型和表现型 二、等位基因间的相互作用 三、非等位基因间的相互作用
一、基因型和表现型
• 基因型+环境=表现型 • 表型模写(Phenocopies) • 外显率(Penetrance) • 表现度(Expressivity)
表型模写( Phenocopies)
Establishing a Dominance Series
Conclusion: A > at > a
烟草的自交不亲和性
●栽培的普通烟草为自花授粉植物,但烟草属中有 两个野生种(Nicotiana forgationa与N. alata)表现出 自交不亲和性。