《遗传学》总结
第八章 数量性状遗传
1微效基因 一些性状或遗传病不是决定于一对主基因,而是由很多对基因共同决定,这些基因对表型的影响小,故称为微效基因。
2加性效应 多对微效基因累加起来可以形成明显的表型效应,称为加性效应。 3多基因遗传 生物和人类的性状或疾病除了受微效等位基因即遗传基础的影响外,也受环境因素的作用。这类遗传性状或遗传病的遗传方式称为多基因遗传。如身高,体重,糖尿病等的遗传。
4多基因遗传的数量性状(quantitative character)为连续变异的性状,可以正态分布曲线表示。人的身高、血压和智力都是多基因性状。
单基因的质量性状(qualitative character)则呈不连续变异(2个或3个波峰)。如侏儒症身高的变异分布。
5不连续(discontinuous)变异:群体内个体间性状表现为类别差异,可以进行类型划分(分组)、计算类型间个体数的比例。(质量性状,qualitative character)。如:豌豆花色、子叶颜色、籽粒饱满程度等等。
连续(continuous)变异:群体内个体间表现为数量化差异,不能按表现型进行分组。(数量性状,quantitative character)。人的身高、植株生育期、果实大小、种子产量等。
、质量性状的特征: 1.性状表现:不连续性(间断性)变异; 2.遗传基础:受一对或少数几对主效(major)基因控制; 3.环境作用:不易受环境条件的影响,互作较简单; 4.研究方法:可对杂交、自交、测交后代群体(分离群体)进行表型类型分组,并对各组个体数比例进行分析研究。 、数量性状的特征: 1.性状表现为连续变异; 2.受多基因(polygenes)控制、无明显的主效基因; 3.易受环境条件的影响,并表现较复杂的互作关系; 4.不能对后代进行分析,所以不能完全采用质量性状的研究方法,而要采用数理统计方法,根据各世代统计量及世代间关系进行研究。
6数量性状的多基因遗传假说
数量性状是许多彼此独立的基因作用的结果,每个基因对性状表现的效果较微,但其遗传方式仍然服从孟德尔的遗传规律。(1)各基因的效应相等。(2)各个等位基因的表现为不完全显性或无显性,或表现为增效和减效作用。(3)各基因的作用是累加的。 特点 数量性状是许多对微效基因或多基因(polygene)的联合效应所造成。
每一对基因对性状表型的表现所产生的效应是微小的。
微效基因的效应是相等而且相加的,可称多基因为累加基因。 微效基因间无显隐性的之分。
微效基因对环境敏感,易受环境的影响而发生变化。
8数量性状的连续变异是遗传变异和非遗传变异共同作用的结果,但在纯系内,基因型一致,
1
变异只是环境影响的结果,在纯系内进行的选择无效。 如果性状的差异主要由基因的差异所造成,选择有效。
9杂交(hybridization):指通过不同基因型个体间交配而产生后代的过程。
10自交(selfing):即植物通过自花授粉(self-fertilization)方式产生后代的过程,其雌雄配子来源于同一植株或同一朵花。
11近交(inbreeding),也称近亲交配、近亲繁殖。指血统或亲缘关系相近的个体间交配,也就是指基因型相似的个体间交配。
12近交系数: F 一个个体从某一祖先得到一对纯合的,而且遗传上相同的基因的概率 同胞兄妹婚配 1/4
舅甥女间婚配(隔代婚配) 1/8 表兄妹婚配:1/16 见PPT
13一对基因杂合体自交后代基因型纯合。自交r代后Fr+1代中:杂合体?r,纯合体1-?r; 随r增大, 杂合体?0,但不会消失(极限为零)。
第九章遗传物质的改变(一)染色体畸变 (此章整理的内容均为老师所给重点!)
1、染色体结构变异四大类型:缺失 、重复、易位、倒位 A缺失( deletion 或 deficiency):染色体丢失了片段。(顶端缺失 中间缺失 顶端着丝点染色
体)
缺失的遗传效应:
1.缺失对个体的生长和发育不利: ①.缺失纯合体很难存活;
②.缺失杂合体的生活力也很低; ③.含缺失染色体的配子一般败育; ④.缺失染色体主要是通过雌配子传递。
2.含缺失染色体的个体遗传反常(拟显性现象) 拟显性现象:一个显性基因的缺失,致使原来不应显现出来的一个隐性等位基因的效应显现
了出来的现象
B重复(duplication):染色体多了与自己相同的某一区段。(顺接重复 反接重复 着丝点所在区
段重复)
重复的遗传效应
1.扰乱基因的固有平衡体系 2.重复引起表现型变异
C易位(Translocation):染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上。(简单易位 嵌入
易位 相互易位) 易位的遗传效应
1.半不育是易位杂合体的突出特点:相邻式分离 交替式分离 2、造成染色体融合而改变染色体数 罗伯逊易位:
又称为着丝粒融合,在两条近端着丝粒的非同源染色体之间,其各自着丝粒断裂,两条长臂进行着丝粒融合形成一条大的亚中着丝粒染色体,短臂或融合或消失,改变了原有连锁关系的一种易位方式。
2
3.易位会降低邻近易位接合点基因之间的重组率
4.易位可以改变原来的基因连锁群 基因:连锁遗传 —— 独立遗传
D倒位 (inversion):染色体某一区段的正常顺序颠倒了。(臂内倒位 臂间倒位)
倒位圈是由一对染色体形成(而缺失杂合体或重复杂合体的环或瘤则是由单个染色体形成)。在倒位圈内外,非姐妹染色单体之间均可发生交换。 倒位的遗传效应
1.倒位杂合体部分不育 2.位置效应
3.降低倒位杂合体上连锁基因的重组率 4.倒位可以形成新种,促进生物进化
2、平衡致死系(Balanced lethal system) :利用倒位杂合体的交换抑制效应,以永久的杂合状态,同时保存两个隐性致死基因的品系。又叫永久杂种(permanent hybrid)。
特点:两个基因,任何一个出现纯合,都是致死的,只有两个基因都为杂合状态的个体才能
够保留下来。
3、高等植物的单倍体是高度不育的?
4、同源多倍体:指增加的染色体组来自同一物种,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。异源多倍体:指增加的染色体组来自不同物种,一般是由不同种属间的杂交种染色体加倍形成的。 多倍体的形成
①.未减数分裂配子的结合;
②.合子加倍、人工处理、秋水仙素处理。
第十章 遗传物质的改变(二)基因突变 (下划线标记:老师所给重点)
1基因突变 (Gene Mutation):指染色体上某一基因位点内部发生了化学性质的变化,与原
来
基因形成对性关系。如:高秆基因D突变为矮秆基因d。是生物进化原材料的主要源泉。 细胞自发突变的频率很低。突变可以发生于生物个体发育任何时期,性细胞突变频率要比 体细胞大。基因突变通常独立发生:某一基因位点的一个等位基因发生突变时,不影响另一 个等位基因,即等位基因中两个基因不会同时发生突变(AA,aa)。
①.性细胞:AA Aa 为隐性突变,当代不表现,F2表现。 aa Aa 为显性突变,当代即能表现。
②.体细胞: aa Aa,当代即能表现,与原性状并存,形成嵌合体。
2基因突变表现出以下几个方面的普遍特征: (一)、突变的重演性和可逆性
重演性:同一生物的不同个体间可以多次发生同样的突变。 可逆性:象许多生化反应过程一样是可逆的 (二)、突变的多方向性与复等位基因
复等位基因:位于同一基因位点上的各个(两个以上)等位基因的总体。复等位基因并不存 在于同一个体中 (同源多倍体除外),而是存在于同一生物群内。复等位基因的出现,增加 生物多样性,提高生物的适应性,提供育种工作更丰富的资源,便于人们在分子水平上进 一步了解基因内部结构。人类血型由三个复等位基因IA、IB和 i 所决定,其中IA、IB对 i 基因均为显性,IA与IB间无显隐性关系 (二者同时存在时,能表现各自的作用)。
3
这三个复等位基因可组成 6种基因型和 4种表现型。基因突变的多方向性是相对的,只是 在复等位基因范围内突变。 (三)、突变的有害性和有利性
致死突变: 即导致个体死亡的突变。
纯合显性致死 (小鼠毛色遗传): 黑色 黄色,但从未获得纯合体。 杂合显性致死突变:
显性致死突变在杂合状态时即可死亡。不会产生纯合体。 例如:人的神经胶症突变基因, 隐性致死突变:
人的―异染白痴脑病‖由aa基因控制(隐性纯合致死)。植物白化病 伴性致死突变:
致死突变可以发生在常染色体上,也可发生在性染色体上,致死突变发生在性染色
体上可引起伴性致死。
(四)、突变的平行性? 3基因突变与性状表现 A显性突变和隐形突变
基因突变表现世代早晚和选出纯合株的速度因显隐性不同而不同 在自交的情况下:
d ?D 突变性状表现早(M1)、纯合迟(M3才能决定); ? 显性有杂合。
D ? d 突变性状表现迟(M2)、纯合早(M2)。
体细胞突变 (1)隐性基因 ?显性基因,当代个体以嵌合体形式表现出突变性状,要从中
选出纯合体,须通过有性繁殖自交两代。 (2).显性基因 ?隐性基因,当代为杂合体,但不表现、呈潜伏状态,要从中选出纯合体,只要通过有性繁殖自交一代即可。
基因突变表现因繁殖方式不同而不同
①.无性繁殖作物:显性突变即能表现,可以用无性繁殖法加 以固定;隐性突变则长期潜伏。 ②.有性繁殖作物:
a.自花授粉作物 突变性状即可分离出来。 b.异花授粉作物 自然状态,一般长期潜伏。
B大突变和微突变
大突变 为质量的变化 微突变 为数量的变化 微突变产生的有力突变的频率要高于大突变 4突变的检出
A果蝇基因突变的检出 X染色体的突变 CLB法(见课件)
常染色体突变 平衡致死系
4
B人突变的检出
家系分析(pedigree analysis)和出生调查
常染色体隐性突变难以检出:很可能是由于两个杂合个体的婚配,而不是由于隐性突变。 显性突变的起源比较容易检出。 在人类方面,突变率的估计方法之一是根据家系中有显性性状的患儿的出现。在这些家系中,祖先各代是没有这些性状的;如双亲一方也有同一遗传病,则这名患儿应除去不计。 举例:软骨发育不全(achondroplasia)由常染色体显性基因引起,患者四肢粗短。MΦrch (1941)调查,在94075活产儿中,发现10例为本病患者,其中2例的一方亲本也是本病患者,所以应该除去不计,其余8例的双亲正常,可以认为是新突变的结果。则每个基因的突变率是: (10-2)/ 2(94072-2)=4.2×10-5
目前用的较多的检出人类突变的另一方法,是筛选各种蛋白质或酶的微小变异例如:镰型细胞贫血症患者基因型Hbs Hbs 血红蛋白(S)( ?S?S)正常为 HbA HbA 血红蛋白(A)(?A?A)杂合体 Hbs HbA 具两种血红蛋白的A和S(?A?S)A与S两种血红蛋白电泳的迁移率不同,通过电泳可以分辩 5基因突变诱发的种类
物理因素 电离辐射 紫外线辐射
化学因素 烷化剂 甲基磺酸乙酯 [EMS] 硫酸二乙酯[DES]
抗生素 重氮丝氨酸、链霉素和丝裂霉素C等
碱基类似物 5 –溴尿嘧啶(Bu) 5 –溴脱氧尿核苷(BudR) 2 – 氨基-嘌呤(AP) ?
化学因素与物理因素相比,具有一定的特异性,可以进行相对的方向诱变。
突变体的表型特性:a形态突变 突变主要影响生物的形态结构,导致形状、大小、色泽等的改变。 b生化突变 突变主要影响生物的代谢过程,导致一个特定的生化功能的改变或丧失 c 致死突变 突变主要影响生活力,导致个体死亡。可分为显性致死或隐性致死 d 条件致死突变 在某些条件下是能成活的,而在另一些条件下是致死的
第十一章 遗传的分子基础
(下划线标记:老师所给重点) 1DNA作为主要遗传物质的直接证据
肺炎双球菌转化实验 噬菌体的侵染与繁殖 烟草花叶病毒的感染繁殖
5