第4章-基因的作用及其与环境的关系..上课讲义

第四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表型效应第二节显隐关系的扩展第三节复等位基因第四节基因间的相互作用与修饰第二节显隐关系的扩展孟德尔在植物杂交实验中所观察到的7对性状都属于完全显性和隐性的关系。

但并不是所有情况都如此。

有时会遇到一些例子在显隐关系上出现各种变异。

一、不完全显性不完全显性（incomplete dominance）又叫做半显性（semidominance），其特点是杂合子表现为双亲的中间性状。

如紫茉莉，红花品系和白花品系杂交，F1代既不是红花也不是白花，而是粉红花；F1互交产生的F2代有三种表现型，红花，粉红花和白花，其比例为1：2：1。

金鱼草的花色也是这样。

安大路西亚（西班牙南部一个区域）鸡的羽毛，家蚕的体色，马的毛皮，金鱼身体的透明度等都属于此类不完全显性。

为什么会产生不完全显性现象呢？以紫茉莉为例，两个正常的R 基因产生的酶的剂量才能产生足够的红色色素。

当基因发生无效突变时，便失去功能，不能催化红色素的产生，故rr为白色。

只有一个正常R基因，其产生的酶就只能产生部分的红色素，所以RR为红色，Rr 为粉红色，rr为白色。

马毛皮的颜色是因为D基因是淡化基因，马的棕色由bb决定DD不起淡化作用，dd起很强的催化作用，使皮毛呈白色，Dd只有一个d起淡化作用，使马呈淡棕色。

同样具有剂量效应。

我国学者陈桢曾系统地研究了金鱼的起源和遗传。

发现普通金鱼（TT）能合成酪氨酸氧化酶，使酪氨酸在细胞里合成各种色素，使金鱼呈现出绚丽的色彩。

有一种突变型（tt）是酪氨酸氧化酶缺陷型，不能合成色素颗粒，所以身体透明，从外面可以看到金鱼的内脏。

普通金鱼和身体透明的金鱼的F1代是一种半透明鱼，也就是说单个T基因合成的色素量不能完全改变透明状态，所以杂合体呈半透明状态.二、共显性杂合子的一对等位基因各自都有自己的表型效应，称为共显性（codominance）。

MN血型是很好的例子。

在人类的M-N血型系统中有三种血型，M， N，MN型。

第四章基因的作用及其与环境的关系基因是生物体内能够传递遗传信息的一个个单位，它决定了个体的遗传特征和发展。

而环境则是生物体所处的外部条件，包括生物的生活条件、周围的生物和非生物因素等。

基因与环境之间的关系对于生物的发展和适应性具有重要意义。

本章将介绍基因的作用及其与环境的关系。

一、基因的作用基因是生物体内可遗传的遗传物质基因组的一个个构成单位，它决定了个体的遗传特征和发展。

基因可以通过不同的方式发挥作用，主要有以下几个方面：1.遗传物质的存储：基因是生物遗传物质的存储单位，它包含了生物体内所有的遗传信息。

基因通过DNA分子的序列来存储和传递遗传信息，包括生物体的形态结构、生理功能和生物化学过程等各个方面。

2.遗传信息的转录和翻译：基因通过转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白质。

在转录过程中，RNA聚合酶将基因DNA的一部分复制为RNA分子，这个RNA分子被称为信使RNA(mRNA)。

在翻译过程中，mRNA通过核糖体与tRNA和氨基酸结合，形成蛋白质。

3.调控基因表达：基因还可以通过调控基因表达来发挥作用。

在细胞内，基因的表达受到多个调控元件的影响，包括启动子、转录因子和染色质结构等。

这些调控元件可以在不同的细胞类型和环境条件下改变基因的表达水平，从而调节生物的发育和适应性。

基因与环境之间存在着密切的相互作用和相互影响关系。

基因可以决定个体对环境因子的反应能力和适应性，而环境则可以调节基因的表达和功能。

1.基因与环境的相互作用：基因和环境因素之间存在着相互作用关系。

个体的遗传背景可以影响其对环境因子的反应能力和适应性。

例如，一些基因可能会增加人对环境中有害物质的敏感性，从而增加患其中一种疾病的风险。

相反，环境因素也可以影响基因的表达和功能。

环境因素，如营养和毒物暴露等，可以改变基因的表达水平，从而影响个体的生理和行为特征。

2.表观遗传学：表观遗传是指通过环境因子诱导的基因表达和功能变化，而不改变DNA序列的遗传变化。

基因的作用及其与环境的关系第四节基因的作用及其与环境的关系一、基因型和表型就整体而言,基因是指生物体遗传组成的总和,是性状得以表现的内在物质基础，表型是指生物表现出来的所有性状的总和,是基因型和内外环境条件相互作用的表现，在遗传学中,不可能去分析生物体全部基因型和全部表型,一般只研究个别或少数性状，基因型和表型之间远远不是“一对一”的。

生物的各种性状之所以得以表现,首先要有基因型作为物质基础,但其在生长发育过程中,基因得以表现还必须在一定的环境条件下才能实现，这种条件包括外界条件和内部条件,即基因之间相互作用。

表现型=基因型+环境不仅环境条件的影响可以改变基因的表型效应（生长发育必须在一定条件下才能实现）,而且基因与基因间的相互关系也是多种多样的。

我们已经知道,不同的基因型,可以表现为不同的表现型，而同一基因型在不同内外环境条件下,其表型也可能不一样。

举例：玉米的白化苗，A--遮光.基因型AA或Aa只是决定形成叶绿体的必要条件,否则aa不能形成但不是充分条件。

1、反应规范（reaction norm）基因型对环境反应的幅度说明：(1)基因型决定着个体对这种或那种环境条件的反应。

(2)反应规范有一定的范围。

(3)不同生物基因型的反应规范的宽窄不同。

质量性状：窄有些基因的表达很一致,有些基因的表型效应各有变化,这种变化有时由于环境因子的变动,或其他基因的影响,有时找不到原因，个体间基因表达的变化程度称为表现度。

2、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。

人类中成骨不全是显性遗传病,杂合体患者可以同时有多发性骨折,蓝色巩膜和耳聋等病状,也可只有其中一种或两种临床表现,所以这个基因的表现度很不一致。

造成表现度不一致的原因既可能是由于环境因子的影响又可能是由于个体内其他基因的影响，这些基因能改变另一基因的表型效应,称为修饰基因，如香豌豆有一隐性基因d影响花冠的颜色，，修饰基因的作用与环境条件的作用在本质上也有相似之处,因为修饰基因所起的作用也无非是造成一定的细胞内部环境,而环境条件影响基因效应,也必须通过造成一定的细胞内部条件来实现。