基因互作及其与环境的关系
第三章作业答案
第三章基因的作用及其与环境的关系一、名词解释1、基因型效应：通常情况下，一定的基因型会导致一定表型的产生，这就是基因型效应。
2、反应规范：遗传学上把某一基因型的个体，在各种不同的环境条件下所显示的表型变化范围称为反应规范。
3、修饰基因：能改变另一基因的表型效应的基因。
它通过改变细胞的内环境来改变表型。
4、表现度：是指杂合体在不同的遗传背景和环境因素影响下，个体间基因表达的变化程度。
5、外显率：指在特定环境中，某一基因型(常指杂合子)个体显示出预期表型的频率(以百分比表示)。
6、不完全显性（半显性）：具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1表现双亲性状的中间类型，称之为不完全显性。
7、镶嵌显性（嵌镶显性）：具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1个体上双亲性状在不同部位镶嵌存在的现象。
8、共显性（并显性）：双亲的性状同时在F1个体上表现出来的现象。
9、表型模写：因环境条件的改变所引起的表型改变，类似于某基因型引起的表型变化的现象。
10、显性致死：只有一个致死基因就引起致死效应的。
在杂合状态下即可致死。
11、隐性致死：等位基因的两个成员一样时，才起致死作用。
12、复等位基因：同源染色体的相同座位上存在三个或三个以上的等位基因,这样的一组基因成为复等位基因。
13、顺式AB型：I A和I B位于同一条染色体上，另一条同源染色体上没有任何等位基因，血型是AB型，基因型I AB i。
14、基因互作：非等位基因之间相互作用而影响性状表现的现象。
15、互补作用：独立遗传的两对基因，分别处纯合显性或杂合显性状态时，共同决定一种新性状的发育。
当只有一对基因是显性（纯合或杂合），或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状，这种作用称为互补作用。
F2性状的分离比是9:7。
16、积加作用：两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时则能产生第二种相似的性状，当两对都是隐性基因时则表现出第三种性状。
F2产生9:6:1的比例。
基因互作及其与环境的关系
性状和基因的关系
• “一对一”的关系 • 基因型改变，表现型随着改变；环境改变，表现
型也随之改变。
• 表型（P）=内因+外因=基因（G）+环境 （E） 这里含义指表型的产生是一个复杂的过程，它
的产生既受环境（内环境和外环境）的影响，也 受基因（等位基因和非等位基因）的影响。
第一节 环境的影响和基因的表型效应
1. 33±0.04
42. 56±3.48
78. 51±12.23
CCFF 14
1. 34±0.05
41. 64±3.15
82 .57±18.11
DDEE 27
1. 35±0.05
41. 36±2.31
73. 85±19.99
DDFF 1
1.4
41. 5
38. 00
注：因为DDFF个体数太少（n<2)，未能参与组间均数的显著性检验
镶嵌显性与共显性的区别：是在显性表现的范围上存在差异， 共显性的遗传表现是全身性的，而镶嵌显性的遗传表现是局部 性的。
人的血型系统
1901年生物学家兰德斯特勒发现了第一个血型系统，即ABO血型系统。他将人类的 血型分为A型、B型和O型三种。两年后，他的学生又发现了AB型，因而形成了沿用 至今的完整的ABO血型系统。 随着医学、生物学的发展，新的血型系统不断被发 现，至今为止，仅根据红细胞抗原的差异而确定的血型系统(简称红细胞型)，被 世界公认的已达15个之多，如ABO、MN、Rh血型系统等等。其中每一个血型系统又 可以分出若干个亚型。
囊疝者=15：1；母猪全部正常。
•只要有一个显性基因存在就表现相同的影响，而隐性性 状只有在隐性纯合的条件下才表现。
Photo: Inger Catrinius Pig with inguinal hernia is examined by veterinary students
生物工程专业《遗传学》教学大纲
生物工程专业《遗传学》教学大纲（课程编码081801032）一、课程说明1.课程学时、学分及分配课程总学时90，总学分5，开课学期第5学期。
2.课程类别专业主干课。
3.课程教学目标与要求遗传学是现代生物学中进展最迅速、与其它自然科学、社会科学与技术科学交叉最多的学科之一，是新技术革命的动力学科。
本课程内容涉及知识面广、实验性强、学习难度大。
教学要突出重点，明确难点、疑点，精简适当。
注重理论的同时强化实验环节，提高学生综合能力。
通过本门课程的学习，使学生在有限的时间内，系统地熟悉遗传学的基本知识，掌握基本理论与基本技能，触摸到本学科进展动态的前沿，认识到遗传学在生物学领域中的重要位置，为将来习惯本质工作及科研的需要奠定坚实的基础。
4.参考教材与参考书目参考教材：普通遗传学（面向21世纪课程教材）杨业华高等教育出版社2000.8参考书目：遗传学（第二版上下）刘祖洞高等教育出版社 1999.6 遗传学王亚馥戴灼华高等教育出版社 2000.7新编遗传学教程李惟基中国农业大学出版社 2002.1现代遗传学赵寿元乔守怡高等教育出版社 2001.8 5.课程教学重点与难点标注*为重点内容，难点是交换值的计算、真菌类的遗传分析、噬菌体的遗传及重组的分子基础、遗传工程等内容。
6.课程教学方法与手段注重理论与实验密切配合，强化实验环节，采取灵活多样的教学方式，利用现代化教学手段，开发遗传学的CAI课件，使学生真正成为教学过程的主体。
7.课程考核方法与要求平常成绩（包含作业、测验等）与期中考试占成绩30%，期末考试成绩占70%。
8.实践性教学内容安排本课程的实践教学内容，由遗传学实验课独立完成，全面内容见《遗传学实验课》教学大纲。
9.先修课程与后续课程本课程与生物化学、微生物学、植物生理学与动、植物学、细胞生物学、胚胎学课程均有联系，特别是与生物化学、微生物学与细胞生物学的联系更为密切。
细胞的形态、结构、分裂等内容需要细胞生物学或者者是植物学、动物学中全面讲授；而DNA、RNA与蛋白质的合成、DNA损伤与修复由生物化学讲授；微生物的形态结构及生活史由微生物学讲授。
动物遗传育种学 基因互作及其与环境的关系
喜马拉雅兔
2、性状的多基因决定 多因一效（multigenic effect）
玉米胚乳
A1、a1和A2、 a2都决定花青素的有无； C和c决定糊粉层颜色的有无； R和r决定糊粉层和植株颜色的有无； A1、A2 、C、R都存在时，胚乳是红色的； 如果再有Pr存在时，则胚乳呈紫色； Pr和pr决定胚乳的颜色，紫色或红色。
ii基因
H 抗原
一个孟买个体的家系
I
O型
B型
II A型
III O型
“O”型
AB型
先证者带有IB基因， 但其表达受到hh基因型 的抑制。（系近亲结婚
所生）
Rh血型与新生儿溶血
Rh血型是与 ABO 血型和 MN 血型独立的另一血型系统；最早
在恒河猴（Rhesus macacus）中发现可与人红细胞交叉反应的抗
1、互补基因（complementary gene）:
两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合状态时， 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。
白花三叶草
hhDD X HHdd (不含氰） (不含氰）
HhDd （含氰）
9D_H_ 3D_hh 3ddH_ 1ddhh
两对或两对以上的显性基因对表型能 产生相同的作用，只要其中任何一个显性 基因存在，性状就能表现出来。
特征比率15：1
荠菜的蒴果形状
小结
本章要点
1. 基本概念
基因多效性 表现度 外显率 表型模写 不完全显 性 共显性 复等位基因 致死基因 上位效应
2. 非等位基因间的相互作用的种类和 特点
4、复等位基因 Multiple alleles
在群体中占据某同源染色体同一座位的两个以上的， 决定同一性状的基因
遗传学————刘祖洞chapter4
第四章 基因的作用及其与环境的关系1、从基因与性状之间的关系，怎样正确理解遗传学上内因与外因的关系？2、在血型遗传中，现把双亲的基因型写出来，问他们子女的基因型应该如何？（1） i I i I B A ⨯; （2） i I I I B B A ⨯; （3） i I i I B B ⨯解： ABO 血型为孟德尔式遗传的复等位基因系列，以上述各种婚配方式之子女的血型是：（1）↓1AB 型： 1A 型： 1B 型： 1O 型（2）↓1AB 型： 1A 型： 2B 型（3）↓3B 型： 1O 型3、如果父亲的血型是B 型，母亲是O 型，有一个孩子是O 型，问第二个孩子是O 型的机会是多少？是B 型的机会是多少？是A 型或AB 型的机会是多少？解：根据题意，父亲的基因型应为i I B，母亲的基因型为ii ，其子女的基因型为：↓ 1B 型： 1O 型第二个孩子是O 型的机会是05，是B 型的机会也是0.5，是A 型或AB 型的机会是0。
4、分析图4－15的家系，请根据分析结果注明家系中各成员的有关基因型。
解：5、当母亲的表型是ORh -MN ，子女的表型是ORh +MN 时，问在下列组合中，哪一个或哪几个组合不可能是子女的父亲的表型，可以被排除？ABRh +M ， ARh +MN ， BRh -MN ， ORh -N 。
解：ABO 、MN 和Rh 为平行的血型系统，皆遵循孟德尔遗传法则；ABO 血型是复等位基因系列，MN 血型是并显性，Rh 血型显性完全。
可见，血型为ABRh +M ，BRh -MN 和ORh -N 者不可能是ORh +MN 血型孩子的父亲，应予排除。
6、某个女人和某个男人结婚，生了四个孩子，有下列的基因型：iiRRL M L N，I A iRrL N L N，iiRRL N L N，I B irrL M L M，他们父母亲的基因型是什么？解：他们父母亲的基因型是：I A iRrL M L N，I B iRrL M L N7.兔子有一种病，叫做Pelger异常（白血细胞核异常）。
基因互作
雌性为隐性
从性遗传
类型
范例
基因型
从性显性 人类早秃
b+b+
b+b
bb
从性显性 绵羊长角
h+h+
h+h
hh
表型 ♀♂ 正常 正常 正常 早秃 早秃 早秃
有角 无角 无角
有角 有角 无角
（二）致死基因 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。
A
IAIA,IAi
A
β（抗B） A抗原
B
IBIB,IBi
B
α（抗A)
B抗原
AB
IAIB
AB
-
A、B抗原
O
ii
-
αβ（抗A抗B）无相应产物
下图为某一家族的族谱。在一次实验中，将不同家族成员的 血浆和血球两两混合配对，以测试血液凝固情况，若凝固为 （p），不凝固为（a），空白表示试验中未测试该组合。族 谱中成员1的表型为AB型Rh阴性，成员2的表型为B型Rh阳性
( LMLM ) M × N( LNLN )
( LMLN )MN × MN
M MN N 1: 2 : 1
4.镶嵌显性（mosaic dominance） 双亲的性状在后代的同一个体不同部位表 现出来，形成镶嵌图式。
5.从性显性
基因在常染色体上，因受到性激素 的作用，基因在不同性别中表达不同。 如：人的早秃基因：男性为显性,
一因多效 ：一个基因影响许多性状的 发育往往是多个性状同时表现出来。
3.表现度与外显率
表现度（expressivity):指一定的基因型 在不同的遗传背景和环境因素的影响下， 表型表现程度的差异。
3孟德尔遗传2
1900年，孟德尔规律重新发现使世界 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。下面从几个方面做一简单 介绍。
本章重点
1、显隐性关系的相对性。 2、复等位基因。
3、致死基因。
4、非等位基因间的相互作用。 5、多因一效与一因多效。
第一节 环境的影响和基因的表型效应 Section 1 The effects of environment and gene on phenotypes
1、环境的作用
藏报春（Primula sincnsis）
P
红花×白花 ↓
黑羽×白羽 ↓ 灰羽
黑缟蚕×白蚕 ↓ 灰缟蚕
F1
粉红
↓
F2 红花 粉红 白花 1 ： 2： 柴茉莉花色 (a) 1
↓
黑羽 灰羽 白羽 1 ： 2 ： 1 鸡的羽色 (b)
↓
黑蚕 灰缟 白蚕 1 ：2 ：1
家蚕的体色 (c)
P
棕色×白色
↓
透明鱼 ×非透明鱼
↓ 半透明 ↓
F1
淡棕 ↓
Red Pink White 0(aa) 1(Aa） 2 (AA) Red Pink White 0(aa) 1(Aa） 2 (AA)
O AB i i × AB O AB O O IA IB
i
O
i
正常情况下，IA和IB是在一对同源染 色体上，称反式AB型(transAB) ，但 有极少数的人，由于交换使得IA和IB 位于同一条染色体上，另一条染色体 上没有任何等位基因。这种情况称为 (cisAB)。发生率为0.18‰。
第四章 基因的作用及其与环境的关系
人类中有一种隐性遗传病，叫做短肢畸形 (Phocomelia)，患者的臂和腿部分缺失。妇女在妊娠早期特 别是在第3—5周时，服用一种称为反应停(thalidomide)的 安眠药，这药在这个关键时刻延缓了胎儿四肢的发育，导致 了短肢畸形。 研究拟表型的意义有下列两点： (1) 什么时候进行处理，可以引起表型改变, 由此可以推 测基因在什么时候发 生作用。 (2) 用一些什么物理条件或化学药刘处理，可以引起哪 一些表型，类似哪一类突变型。由此可以推测基因 是怎样在起作用的。
一个颅面骨发育不全症的 家系(任在镐、刘祖洞等) 因为这病是由显性基因决定的 所以，所以II-2个体—定带有这个 显性基因，这样他才能起到承前 传后的作用。但他的表型是正常 的，所以出现了越代遗传现象。 III-1, III-4等个体是否一定带有这 个致病基因却不能肯定。
四、等位基因间的相互作用 同一基因座上等位基因间的关系 。这 种相互作用可通过分析杂合体（ 如：Cc ） 的表型来确定。 完全显性 孟德尔研究过的豌豆的7对性状中， 杂合体(Rr)与显性纯合体(RR)在性状的表 型上几乎完全不能区别，即两个不同的遗 传因子同时存在时，其中只有一个的表型 效应得以完全表现，这是一种最简单的等 位基因之间的相互作用即完全显性。
基因型决定着个体的反应规 范，而不是单一的表型. 即：一种基 因型 对应 一种反应规范，而不是 一种表型
环境
包括 外部环境 和 内部环境
对于某一基因而言，其他基因 就是他的环境（内部环境） 香豌豆中，有一隐性基因d影响花冠的颜色。
这是因为 dd 植株的细胞液pH比DD或Dd植株平均升 高0.6，使细胞液趋向碱性，而花青的反应一般在酸性带红 色，在碱性带蓝色。所以D／d这样的基因就可称之为修饰 基因(modifier gene), 因为它能改变另一基因的表型。
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人的血型系统
1901年生物学家兰德斯特勒发现了第一个血型系统，即 ABO血型系统。他将人类的 血型分为A型、B型和O型三种。两年后，他的学生又发现了AB型，因而形成了沿用 至今的完整的ABO血型系统。 随着医学、生物学的发展，新的血型系统不断被发 现，至今为止，仅根据红细胞抗原的差异而确定的血型系统 (简称红细胞型)，被 世界公认的已达15个之多，如ABO、MN、Rh血型系统等等。其中每一个血型系统又 可以分出若干个亚型。 MN血型系统：MN血型系统是由兰德斯特勒和列维利两人在1927年发现的，它根据 红细胞上所含M、N抗原的不同，将人体血液分为M型、N型和MN型三种。红细胞中 含有M抗原的为M型，含有N抗原的为N型，MN两种抗原都有的为MN型。MN血型系统 是独立于ABO血型系统之外的又一个红细胞型系统。M、N抗原在ABO系统四种血型 的血液中都可以见到，因而A、B、O和AB四型中的每一型又可以划分为M、N和MN三 型，形成12种血型。 MN血型系统也是法医实践中运用得比较广泛的一个系统 . 在ABO血型系统中，有一种RH血型。1940年科学家发现人红细胞上的Rhesus(Rh)系 统的抗原。他们把恒河猴的红细胞注射给兔子，发现被免疫的兔子血清内含有一 种抗体，能凝集85%欧洲血统人的红细胞。这些被凝集的红细胞叫做“恒河猴阳 性”。Rh,是英文恒河猴(Rhesus monkeys)头两个子母。在临床上，凡带有D抗原 者称为Rh阳性，不带D抗原者称为Rh阴性。
第一节 环境的影响和基因的表型效应
（四）拟表型 已知某种表型特征是基因突变的结果，而这种 表型特征也可由遗传因素之外的其他因素所致。 环境因素所诱导的表现型类似于基因突变所产 生的表现型，这种现象称为拟表型 (phenocopy)或表型模拟。 人的手掌骨异常 黑腹果蝇高温处理
第二节 等位基因间的相互作用 （显隐性关系的相对性）
（一）外环境与表型 反应规范：遗传学上把某一基因型的个体，在各 种不同的环境条件下所显示的表型变化范围成为 反应规范。 基因型和表现型之 例如：玉米控制叶绿体形成的基因是一对等位基 间的关系远远不是 因，A对a是显性。AA、Aa 的个体在光下可以形 “一对一”的关系。 成叶绿体，aa个体光下不能形成叶绿体。 AA在 暗处也不能形成叶绿体。 说明基因型不是决定某一性状的必然实现，而是 决定发育性状的可能性，即决定着个体的反应规 范，AA和aa个体的反应规范不同。
第一节 环境的影响和基因的表型效应
（三）基因表达的变异 （1）表现度：是指杂合体在不同的遗传背景和环境因素 影响下，个体间的基因表达的变化程度。 例如多指是由显性基因控制的，带有一个有害基因的人都 会出现多指，但多出的这一手指有的很长，有的很短，甚 至有的仅有一个小小突起，表明都有一定的表型效应，但 变异程度不同。又如克汀病患者，同样患病，但症状有轻 有重，重者生活无法自理，轻者可以从事简单劳动，可以 做10以内的加减法。这就是表现度的不同。 （2）外显率：指在特定环境中，某一基因型(常指杂合子) 个体显示出预期表型的频率(以百分比表示)。也就是说同 样的基因型在一定的环境中有的个体表达了，而有的个体 可能没有表达，这样外显率就小于100％。 例如：颅面骨发育不全症，是显性遗传病，应该代与代 之间连续，但偶尔会出现代与代之间不连续现象，就是由 于显性基因外显不全。
性状和基因的关系
“一对一”的关系 基因型改变，表现型随着改变；环境改变，表现 型也随之改变。
表型（P）=内因+外因=基因（G）+环境 （E） 这里含义指表型的产生是一个复杂的过程，它 的产生既受环境（内环境和外环境）的影响，也 受基因（等位基因和非等位基因）的影响。
Байду номын сангаас
第一节 环境的影响和基因的表型效应
（一）完全显性 具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1只表 现出一个亲本的性状，即完全显性。 （二）不完全显性（半显性） 具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1表现 双亲性状的中间型，称之为不完全显性。例如：紫茉莉的 花色遗传。 红花亲本（RR）和白花亲本（rr）杂交，F1（Rr）为粉 红色。人的天然卷发也是由一对不完全显性基因决定的， 其中卷发基因W对直发基因w是不完全显性。纯合体WW 的头发十分卷曲，杂合体Ww的头发中等程度卷曲，ww 则为直发。有耳垂AA、Aa，无耳垂aa。眼睑单aa，双 AA、Aa（日本45岁80%延迟显性）
第一节 环境的影响和基因的表型效应
环境和基因的相互关系
第一节 环境的影响和基因的表型效应
（二）内环境与表型 修饰基因：能改变另一基因的表型效应的基因。 它通过改变细胞的内环境来改变表型。 例如：香豌豆植株的红花基因A，AA的个体红花 的颜色不同，有红色，偏蓝的红颜色。发现有另 外一对基因 D/d基因与此有关，DD和Dd基因型 的植株花色红色，而dd的花色偏蓝。原因dd植 株细胞液pH高（0.6），偏碱性，花青素在酸性 环境显红色，碱性条件下偏蓝色。D/d基因即修 饰基因。
第二节 等位基因间的相互作用
（3）镶嵌显性（嵌镶显性） 具有一对相对性状差异的两个纯合亲本杂交后，F1个体上双亲 性状在不同部位镶嵌存在的现象。异色瓢虫鞘翅色斑的遗传。
（4）共显性（并显性） 双亲的性状同时在F1个体上表现出来的现象。AB血型；MN 血型的遗传。MN血型人体内无天然抗体，输血是不用考虑 MN血型是否一致。
基因型：一个生物体的全部遗传组成的总和。 表型：机体除DNA外的所有性状和特征的总和。 基因型效应：通常情况下，一定的基因型会导致 一定表型的产生，这就是基因型效应。
主要内容
第一节 环境的影响和基因的表型效应 第二节 等位基因间的相互作用 第三节 非等位基因间的相互作用类型 第四节 多因一效与一因多效（育种学讲授） 第五节 复等位基因 第六节 不良基因