基因的作用及其与环境的关系

第三章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一．遗传和环境基因型+环境→表型环境因素包括：内在环境：如性别、年龄、背景基因型等外在环境：如温度、营养、光照等温度的影响藏报春（Primulasincnsis）在20℃时花为红色，在30ºC时花为白色。

喜马拉雅白化兔

25ºC时在体温较低的部分的毛都是黑色的，其余部分全为白色。但在30ºC以上的环境里长出的毛全为白色。

二．反应规范（normofreaction）一种特定基因型在不同环境条件下所产生的表型并不是无限的，而是在一定的范围之内。三．表现度（expressivity）表现度：在有特定基因型并表现其表型的个体之间，对性状的表现程度不同。

如果蝇的细眼性状：同样基因型的个体，有些眼睛小如针尖，有些则接近正常大小。

四.外显率（penetrance）

有特定基因型的个体显示预期表型的比例。果蝇的间断翅脉表型由ii基因型产生。

ii个体相互杂交，后代90％为间断翅脉10％正常↓↓后代90％为间断翅脉，后代90％为间断翅脉，

10％正常10％正常这种分离可一直持续下去。原因：ii基因型外显不全，外显率90％。五．拟表型或表型模拟果蝇残翅

vgvg基因型在25˚C发育为残翅，30˚C发育为接近正常翅。

高温模拟了正常翅的表型。短肢畸型（phcomelia）由基因突变造成。也可由药物反应停（thalidomide）造成。

第二节基因的多效性和性状的多基因决定基因的多效性：指一个基因的多方面的表型效应。

例如：豌豆红花基因C，有三方面较明显的表型：红花、叶腋部红色斑点、种皮灰褐色。

鸡翻毛基因的多效性

FF：翻毛，Ff：轻度翻毛，ff：正常

心脏扩大、脾大，循环系统异常FF翻毛鸡→保温差→代谢加快多吃多排，消化器官异常甲状腺、肾上腺等内分泌器官异*常→生殖力下降

基因的多效性是普遍的现象。原因：体内生理生化反应之间存在复杂的联系，一个基因产物可能影响多个生化反应，从而影响多个表型。2.性状的多基因决定如玉米糊粉层颜色的决定

A1/a1决定花青素有无，A1完全显性

A2/a2也决定花青素有无，A2完全显性

C/c决定糊粉层颜色的有无，C完全显性

R/r决定糊粉层和植株颜色的有无，R完全显性

A1_A2_C_R_：糊粉层红色，缺少任何一个显性基因：糊粉层无色

Pr：糊粉层紫色，pr：糊粉层红色

A1_A2_C_R_Pr_：糊粉层紫色，

A1_A2_C_R_prpr：糊粉层红色性状的多基因决定是普遍的现象第三节显隐性关系的扩展一.不完全显性不完全显性（incompletedominance）也称半显性（semidominance）

P

红花×白花黑羽×白羽黑缟蚕×白蚕↓↓↓

F1

粉红灰羽灰缟蚕↓↓↓

F2

红花粉红白花黑羽灰羽白羽黑蚕灰缟白蚕

1：2：11：2：11：2：1

柴茉莉花色鸡的羽色家蚕的体色

(a)(b)(c)P棕色×白色透明鱼×非透明鱼↓↓

F1

淡棕半透明↓↓

F2

棕色淡棕白色透明鱼半透明非透明

1：2：11：2：1

马的皮毛金鱼身体的透明度

(d)(e)

不完全显性的遗传方式二、共显性（codominance，也称并显性）

人MN血型遗传

M×

N(LMLM

)(

LNLN

)(LMLN

)MN

×MN

MMNN1:2:12009年竞赛题19．一对MN血型的夫妇生育有六个孩子，这六个孩子中有三个M血型，两个MN血型

和一个N血型的概率是

A．1／1024

B．15／1024

C．1／512

D．15／256

C63C310.2530.520.25三.嵌镶显性（mosaicdominance）鞘翅瓢虫（Harmoniaaxyridis）

四．显隐性的相对性

1.标准不同显隐性不同2.不同环境条件对显隐性的影响(1)外部环境金鱼草有红色花和淡黄色花两种不同的品系外部环境红色花×淡黄色↓光充足、低温：红色花完全显性光不足、温暖：淡黄色完全显性光充足、温暖：粉红色并显性

(2)内部环境香石竹有红花和白花两种不同的品系

深红色花×白色↓花初开：白色花完全显性逐渐变为：浅红色不完全显性最后：深红色完全显性

第四节．复等位基因

1.人类ABO系统血型

血型表型基因型抗原抗体基因和产物

(在细胞膜上)(在血清中) AIAIA,IAiAβ（抗B）IA(9q34)N-乙酰半乳糖转移酶

BIBIB,IBiB α（抗A)IB(9q34)

半乳糖转移酶

ABIAIB

A，B-二者兼有

O ii -α,β（抗A抗B）i(9q34)

无相应产物 孟买型

O□〇B

HhiiHh

IB_

A□〇“

O”

HH

IAi

hhIBi

O

〇〇AB

Hhii

HhIAIB

孟买型血型的谱系

IAA抗原＋少量H抗原

H

IB

前体H抗原B抗原＋少量H抗原

iH抗原抗原形成的途径和相关的基因2.Rh血型与新生儿溶血症

Rh+:RR,RrRh-:rr

新生儿溶血

母体产生的抗体

胎儿产生的抗原

Rh阴性母亲怀有Rh阳性胎儿时发生新生儿溶血的机制

表.一定数量等位基因构成基因型的数目

等位基因基因型种类纯合子种类 杂合子种类

1 1 1 0 23 2 1 3 633 4 10 4 6 515 5 10 n n(n+1)/2 n n(n-1)/2

2009年竞赛题17．一个二倍体物种，在A基因座位上有10个复等位基因，在B基因座上有8个复等位

基因；A、B两个基因不连锁。请问可能存在的基因型有几种？

A．18

B．1260

C．80

D．180

1980（10*11/2*8*9/2）4．致死基因1905年法国学者居埃诺（LucienCuenot）发现黄鼠不能真实遗传黄色×野鼠色黄色×黄色

野鼠色黄色野鼠色黄色

1/21/21/32/3

AyA×AyA

黄↓黄

AyAyAyAAA(死亡)黄色野鼠色

2：1

Ay决定毛皮黄色，显性影响存活力，纯合致死，隐性致死基因曼岛猫（Manxcat）

致死等位基因（lethalallele)通常是生存的必要基因（essentialgenes）显性致死（dominantlethal）：杂合即致死，隐性致死（recessivelethal）：纯合致死不同基因致死作用可能发生在不同时期不同基因致死作用程度不同第五节非等位基因间的相互作用共上位效应鸡冠性状的遗传P玫瑰冠RRpp×豌豆冠rrPPF1胡桃冠RrPp

互交F2胡桃冠玫瑰冠豌豆冠单冠

9R–P–：3R–pp：3rrP–：1rrpp

“上位”基因（epistaticgenes）“下位”基因（hupostaticgenes）绿色×白色兰色×黄色

虎皮鹦鹉

AABB×aabbAAbb×aaBB↘↙

绿色AaBb↓互交

绿色兰色黄色白色

A_B_A_bbaaB_aabb9:3:3:1

共上位效应

A

无色素元兰色＋

绿色无色素元黄色

B

共上位效应的生化机制二.互补效应(complementeffect）

P

紫花×白花

CCPP↓ccpp

F1

紫CcPp↓互交

F2

紫花白花

C_P_(C_ppccP_ccpp)

9:7

香碗豆花色的互补效应

CP

无色无色的紫色素色素元中间产物

互补效应的生化机制三、抑制效应（suppressioneffect）家蚕茧色的遗传

P

白茧×黄茧Y黄茧

IIyy↓iiYYy白茧

F1

白茧IiYyI抑制↓互交i不抑制

F2

I_Y_I_yyiiY_iiyy9白3白3黄1白白:黄＝13：3抑制效应I↓抑制

Y

白色色素黄色色素

抑制效应的生化机制抑制效应的生化机制：

无色前体物质

IY无色产物黄色产物四、显性上位（dominantepistasis）P黑颖×白颖B形成黑色素

BBYY↓bbyyb不形成黑色素

F1黑颖BbYyY形成黄色素

↓y不形成黄色素

F2黑颖黑颖黄颖白颖

(B_Y_B_yy)bbY_bbyy12:3:1

B/b对Y/y上位燕麦颖片颜色的遗传

深色复盖浅色

B

白色色素黑色

黑色

白色色素黄色

Y

燕麦颖片颜色的遗传机制+五.隐性上位（recessiveepistasis）

家兔毛色的遗传

P

灰色CCGG×白色ccgg↓

F1

灰色CcGg↓

F2

C_G_C_gg(ccG_ccgg)

灰色黑色白化白化

9:3:4C/c决定黑色素是否形成,G/g决定色素在毛皮的分布，C/c对G/g上位六.互加效应（adititiveeffect）P棕红×白色

AABB↓aabb

F1

棕红AaBb↓

F2

棕红淡棕淡棕白色

A_B_（A_bbaaB_）

aabb

9:6:1

猪毛色遗传的互加效应

猪的毛色

A

无色淡棕

棕红无色淡棕

B

互加效应的生化机制

互加效应

南瓜的果形

扁形×长形

AABBaabb

扁形

AaBb

互交扁形球型长形

A_B_A_bbaaB_aabb9:6:1七.重复效应(duplicateeffect)

荠菜的果型P

三角形×筒形

AABB

↓

aabb

F1

三角形AaBb↓

F2三角形三角形三角形筒形

(A_B_A_bbaaB_)aabb

15:1

重复效应的生化机制

A

筒形三角形＋三角形