优选基因的作用及其与环境的关系
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。
比如，双生子研究通过比较同卵双生子和异卵双生子的相似性来确定基因和环境对特定特征的影响程度。
关联研究通过分析基因变异和某一特征之间的联系来评估基因与环境之间的相互作用程度。
结语：基因与环境的相互作用是一个复杂而多样化的领域，涉及到生物学、心理学、行为科学等多个学科。
了解基因和环境之间的关系有助于我们更好地理解个体的发展和行为表现。
生物基因与环境的相互作用
生物基因与环境的相互作用生物基因与环境的相互作用是指基因和环境之间相互影响、相互作用的过程。
基因是生物体遗传信息的载体，而环境则包括生物生活的各个方面，如气候、地理条件、饮食习惯等。
本文将探讨生物基因与环境之间的相互作用对生物体发展和适应的影响。
一、基因对环境的适应性调节基因在一定程度上决定了生物体的形态、结构和功能，使其能够适应不同环境条件。
例如，高海拔地区的藏民族人群在长期的进化过程中，由于某些基因的存在，他们能够适应恶劣的气候和氧气稀薄的环境，如更高的红细胞数和血红蛋白含量，有利于吸氧和运输氧气。
这种基因与环境的相互作用使得藏民族在高原地区有较强的生存能力。
二、环境对基因的表达调控环境可以影响基因的表达，即在不改变基因本身的情况下，通过调控基因的活性和表达方式，进而影响生物体的表型特征。
例如，幼苗在缺氮条件下，一些作物品种的根部会表达出一些特殊的氮转运基因，以增加对氮的吸收能力，从而提高幼苗的生长速度和产量。
这表明环境对基因的表达有重要的调控作用。
三、基因与环境的相互作用对疾病易感性的影响生物体的基因组和外界环境对疾病易感性有着重要的影响。
一些疾病的易感基因可能在不同环境条件下表现出不同的效应。
例如，对于某些遗传性疾病，个体是否发病可能依赖于特定的环境条件。
这意味着基因与环境的相互作用是疾病发生的重要因素之一。
四、基因和环境的相互作用对行为的影响生物体的行为也受到基因和环境之间的相互作用影响。
某些行为特征可能是由基因决定的，但环境也可能通过调节基因的表达来影响行为的发展和表现。
例如，一些研究表明，环境对婴儿早期的情绪发展和社交行为有着显著的影响，而这些行为特征可能受到基因的调控。
总结起来，生物基因与环境之间存在着密切的相互作用关系。
基因决定了生物体的遗传信息和潜在能力，而环境则影响着基因的表达，并通过调控基因活性和表达方式来影响生物体的表型特征和适应能力。
基因和环境的相互作用还影响着疾病易感性和行为发展。
第4章 基因的作用及其与环境的关系
镶嵌 显性 (Mos aic domi nanc
e)
致死基因 Lethal genes
使生物体不能存活的等位基因 （A gene whose expression results in the
death of the organism, usually during embryogenesis.） 隐性致死和显性致死 （these can be either recessive or dominant in nature）Leabharlann aaa a
a a aa
The AY allele is a dominant coat color allele that is lethal when carried in homozygous form.
Lethal Alleles
Recessive lethal(隐性致死) if heterozygote is viable, homozygous mutants die; common, e.g. Yellow (AY) in mice Curly wing (Cy翻翅) in Drosophila Dominant lethal (显性致死) if either heterozygotes or homozygous mutants die; rare, e.g. Huntington disease（亨亭顿舞蹈症）
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.
基因的作用及其与环境的关系
6
水稻穗形基因- 不完全显性
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其它例子
• 人的卷发 • 马的毛色 • 茉莉花色
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等位基因显性程度
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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 传现象叫共显性遗传(也叫并显性遗传)。即杂合 子表现出两种纯合子的表现型称为共显性。例如， 人类的MN血型。
累加作用是指几个非等位基因共同作用决定某 一性状的表现，每个基因只有一部分作用。
37
两对基因都是隐 性时，形成长圆 形，只有显性基 因A或B存在时， 形成圆球形，A和 B同时存在时，则 形成扁盘形。
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重叠作用(Overlap 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。 例如将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。
新表型 上位性(epistasis)
3. 基因与环境相互作用
2
3
不完全显性 (incomplete dominance) 部分显性 (partial dominance) 半显性 (semi-dominance)
F1表现双亲性状的中间型，称之为不完全显性。
4
金鱼草(snapdragons)
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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。
例如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。
基因重要作用与其与环境关系
3、孟买型与H抗原
O型血没有A、B抗原，但有一种H抗原，A、B型血也有H 抗原，这种抗原是通过从云豆中提取的一类蛋白质——植 物凝聚素PHA检测到H抗原的存在。
* 当相对性状为不完全显性时，其表现型与基因型一致。
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： 1 1 ： 2 ： 1
1 ：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
基因的重要作用和其与环境的关系
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。
(二)显隐性的相对性
鉴别性状的显性表现也取决于所依据的 标准而改变。
例如，孟德尔根据豌豆种子的外形，发现圆粒对皱粒 是完全显性。但是，如果用显微镜检查豌豆种子淀粉 粒的形状和结构，可以发现纯合圆粒种子的淀粉粒持 水力强，发育完善，结构饱满；纯合皱粒种子的淀粉 粒持水力较弱，发育不完善，表现皱缩；而F1杂合种 子的淀粉粒，其发育和结构是前面两者的中间型，而 外形是圆粒的。故从种子外表观察，圆粒对皱粒是完 全显性，但深入研究淀粉的形态结构，则可发现它是 不完全显性。
3基因的作用及其与环境的影响
3基因的作用及其与环境的影响
基因是生物体内控制其遗传性状的基本单位，对生物的功能和形态起着重要的影响。
本文将介绍三种基因的作用及其与环境的影响。
首先，基因对生物的遗传性状起着决定性的作用。
基因是DNA分子上的特定序列，含有编码氨基酸序列的基因会参与蛋白质的合成。
蛋白质是构成细胞和组织的重要组成部分，对于生物的功能起着至关重要的作用。
不同的基因组合会导致不同的蛋白质合成，从而影响生物的性状和表现。
其次，基因也与环境相互作用，共同塑造生物的性状。
虽然基因决定了生物的遗传性状，但环境也能够对基因表达产生影响。
这个过程称为基因表达调控。
环境条件如温度、光照、营养等因素可以激发或抑制基因的表达。
例如，植物在缺少光照的条件下会产生更多的色素以吸收更多的光能。
这样的例子表明，在特定环境下，基因表达会发生变化，从而影响生物的性状。
最后，基因还可以通过与环境相互作用产生适应性进化。
适应性进化是生物基因组通过突变等机制对环境变化作出响应的过程。
在环境变化的压力下，基因组中有利突变的个体会更容易适应新环境，从而具有更高的生存竞争力。
适应性进化可以导致基因的频率改变，使得未来的后代能够更好地适应环境。
综上所述，基因对生物的遗传性状起着决定性的作用，同时也与环境相互作用，共同塑造生物的性状。
基因通过编码蛋白质的合成影响生物形态和功能；同时，环境也能够调控基因的表达，影响生物的性状；而适应性进化是基因通过与环境相互作用对新环境产生适应的重要途径。
深入理
解基因与环境的互动关系，对于我们对生物进化、物种多样性和环境适应的认识有着重要意义。
高考生物基因与环境的相互作用
高考生物基因与环境的相互作用高考，是每个学生所经历的一场重要考试，而生物科目在其中扮演着重要的角色。
在生物科目中，基因与环境的相互作用是一个核心概念，它对于我们理解生物世界的本质和人类遗传学的研究具有重要意义。
本文将对高考生物科目中基因与环境的相互作用进行讨论。
一、基因与环境的概念及相互作用原理基因是生物体内控制遗传性状的单位，它以DNA分子的形式存在于细胞中。
环境是指生物体所处的外部条件和内部条件。
基因与环境之间的相互作用是指基因与环境之间的相互影响和互动关系。
在生物界中，基因与环境的相互作用是各种生物现象和进化过程发生的基础。
基因与环境之间的相互作用原理可以总结为两个方面。
一方面，基因可以受到环境的影响而发生变化，这被称为基因的表达受环境调控。
环境因素，如温度、光照、营养等，可以影响基因的表达方式，从而导致相应的表型变化。
另一方面，环境可以受到基因的影响而发生变化，这被称为环境的遗传表现。
基因携带的遗传信息可以影响个体对环境的感知和适应能力，从而对环境产生反馈，引起环境的变化。
二、高考生物基因与环境的相互作用实例在高考生物科目中，基因与环境的相互作用体现在多个方面。
以下以几个具体实例进行说明。
1. 营养与基因的相互影响营养是维持生物生命活动所必需的物质，而基因则是决定个体对营养的吸收和利用能力的因素之一。
不同的基因类型会对个体对营养的需求和吸收有所影响。
例如，在人体中，基因型具有乳糖不耐受性的人在摄入乳糖后会出现不适症状，而没有这种基因型的人则可以正常消化吸收乳糖。
2. 温度对基因表达的调控温度是生物体生活中不可或缺的环境因素之一，它可以对基因的表达产生重要影响。
例如，温度可以调控植物开花的时间。
在寒冷的环境下，一些植物会延迟开花以避免受到低温的伤害，而在温暖的环境下，则会提前开花以适应较高的温度。
3. 基因对环境适应的影响基因在个体对特定环境的适应中起着重要作用。
例如，高原地区的人具有更高的红细胞计数和氧气合成能力，这使得他们能够更好地适应高海拔的低氧环境。
基因与环境的相互作用
基因与环境的相互作用人类的发展与进化是一个复杂而多维度的过程，基因与环境的相互作用在其中发挥着重要的作用。
基因决定了个体的遗传特征，而环境则塑造和调节这些遗传特征的表现。
基因与环境的相互作用深刻地影响着个体的生理和心理特征，以及其对外界刺激的反应。
一、基因对环境的塑造作用基因是个体遗传信息的承载者，它们通过遗传方式传递给后代。
一些基因具有显著的表型效应，直接影响个体的生理和心理特征，如眼睛的颜色、血型等。
这些基因会在一定程度上塑造个体与环境的互动方式。
例如，一些基因可能使个体更容易产生对特定刺激的敏感性，或者对某种环境条件更具适应性。
基因还可以影响个体的健康状况和易感性，如患某些遗传性疾病的风险。
二、环境对基因的调节作用环境对个体的发展和表现具有重要影响。
环境因素包括生活条件、教育、文化背景等，它们与个体的基因相互作用，共同塑造个体的特征和行为。
环境对基因的调节作用主要体现在以下几个方面：1. 表观遗传调控环境因素可以通过表观遗传调控来影响基因的表达。
表观遗传调控是指在不改变DNA序列的情况下，通过改变DNA的甲基化、组蛋白修饰等方式来调节基因的表达。
环境因素可能影响这些表观遗传标记的变化，从而改变基因的功能和表达方式。
2. 基因表达调节环境因素可以通过各种途径调节基因的表达水平。
例如，饮食和营养状况可以通过调节基因的表达来影响个体的健康和发育。
此外，环境刺激也可以影响神经递质的释放，从而影响与行为相关的基因的表达。
3. 突变和自然选择环境因素可能导致基因的突变，有些突变可能对个体的生存和繁殖产生有利或不利的影响。
自然选择会选择适应环境的突变基因，逐渐积累在种群中，从而促进物种的进化。
三、基因与环境的相互作用对个体的影响基因与环境的相互作用不仅决定了个体的特征，还影响了个体的行为、认知和健康等方面。
1. 行为和认知基因和环境共同决定了个体的行为和认知方式。
基因可能对个体的智力、个性特征等方面产生影响，而环境则在个体的成长过程中塑造和调控这些行为和认知特征。
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3、表现度(expressivity)
❖ 个体间这种基因表达的变化程度叫表现度。 ❖ 表现度的不同等级往往形成一个从极端的表
现过渡到“无外显”的连续系列。因此，外 显率是指一个基因效应的表达或不表达，而 不管表达的程度如何；而表现度则适用于描 述基因表达的程度。
3、表现度(expressivity)
❖ 例如黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）常 见的类型，即野生型（+ +）是长翅的，而突 变的类型，即突变型（vgvg）是残翅的，长 翅对残翅是显性。用一定的高温处理残翅果 蝇的幼虫，以后个体长大，羽化为成虫后， 翅膀接近于野生型（图4-10）。不过它们的 基因型还是vgvg，因为它们和一般突变型个 体（vgvg）交配，并在常温下培育子代时， 子代个体的翅膀都是残翅的，所以在这个例 子中，用高温处理残翅个体，可使突变型个 体模写野生型的表型。
❖ 基因型、表型和环境三者的相互作用关系是 复杂的，下面介绍几个常用的基本概念，这 些概念对于研究和理解这三者的相互关系是 有益的：
1、表型模写(phenocopy) (P92)拟表型
❖ 我们有时会遇到这样的情况，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。
❖ 我们所看到的表型实际上是基因型与环境相 互作用的结果。这样我们就有了一个重要的 结论：对于一个好的品种，要获得理想的结 果，还必须有合适的生活条件，那我们也就 知道了为什么在南方好的品种，在北方就可 能是一个差的品种了，因为那里的环境条件 不适合这个品种基因型的表现。
第一节 环境的影响和基因的表型效应
第一节 环境的影响和基因的表型效应
❖ 这说明，在同一环境条件下，基因型不同可 产生不同的表型；另一方面，同一基因型个 体在不同条件下也可发育成不同的表型。
❖ 这也正反映了“外因是变化的条件，内因是 变化的根本，外因通过内因而起作用”的唯 物辩证观点，在这里外因是光线，内因是基 因型。
第一节 环境的影响和基因的表型效应
3、表现度(expressivity)
❖ 另外如人类中的短食指(第二指)是以简单的显 性遗传方式遗传的，然而具相同基因型Aa的 人第二指的短小程度有很大差异，有些人指 骨很短，而另一些人则只稍许短些。
第二节 基因间的相互作用——孟德尔 定律的扩展
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。
❖ 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。 这种畸形以前断断续续也有所发生，那是由 于隐性基因纯合化的缘故。可是到了60年代， 患者例数突然增多，引起了人们的重视。经 过调查研究，知道增多的原因是妇女在妊娠 早期，特别是在第3—5周时，服用一种称为 反应停（thali-domide）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。不过这是药物引起的表型变化， 使正常个体模写了突变型的表型。
❖ 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。
2、外显率(penetrance)
❖ 另外如在黑腹果蝇中，隐性的间断翅脉基因i 的外显率只有90％，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。
1、表型模写(phenocopy)
❖ 模写的表型性状是不能遗传的。上述例1中描 述的在黑暗条件下AA和Aa型植株的表型与aa 型植株相同，这实际上也是一种表型模写。
1、表型模写(phenocopy)
❖ 表型模写存在于各种生物中。如将孵化后4— 7天的黑腹果蝇的野生型(红眼、长翅、灰体、 直刚毛)的幼虫经35—37℃处理6—24小时(正 常培养温度为25℃)，获得了一些翅形、眼形 与某些突变型(如残翅vgvg)表型一样的果蝇。
优选基因的作用 及其与环境的关
系
2020/9/5
1
第4章 基因的作用 及其与环境的关系
P77
❖ 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
❖ 例1．(P77)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。
❖ 人类成骨不全(osteogenesis inperfecta)是一 种显性遗传病，杂合体患者可以同时有多发 性骨折(骨骼发育不良、骨质疏松)、蓝色巩膜 (眼球壁后部最外面的一层纤维膜呈白色)和耳 聋等症状，也可能只有其中一种或两种临床 表现，所以说这基因的表现度很不一致(图)。
图 一个成骨不全患者的家系图
❖ 研究表型模写的意义有下列两点：
（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剂处理， 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。
2、外显率(penetrance) （P82）
❖ 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2. 有一种太阳红玉米，植物表)。
条件：太阳 表型：红色 结论：红色显性，绿色隐性
条件：无太阳 表型：绿色 结论：绿色显性，红色隐性
❖ 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。
第一节 环境的影响和基因的表型效应