遗传学复习要点

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0.细菌的遗传分析

F因子将供体细胞的基因导入受体，形成部分二倍体的过程叫性导或F－导。

F 因子整合进细菌染色体→[Hfr] → F’→与F－接合→ 产生部分二倍体。

F’和λd颗粒不同，它加进了细菌的基因，并不减少本身的基因。

F’因子也没有蛋白质外壳包装的问题，所以长度不为包装所限制。

细菌的转化和转导作图：

转化：没有噬菌体作介导，由DNA直接转入受体细胞的过程，称为转化。

细菌的转导与作图

转导：以病毒作为载体把遗传信息从一个细菌细胞传到另一个细菌细胞。转导分为一般性和特殊性转导

转导病毒产生的频率非常低。由于噬菌体外壳蛋白决定噬菌体附着细胞表面的能力，因此，这种噬菌体颗粒仍然具有侵染性。它感染细菌细胞，并将其内含物－细菌的DNA片断注入其中。进入的DNA片段可以和寄主细胞DNA发生重组，形成遗传结构发生重组的细菌细胞－转导体。

② 共转导频率与图距的关系式

1966年，T.T Wu (Harvard University)得到了一个共转导频率与从接合实验中得到的图距相连系的数学表达式：

（4）局限性（特异性）转导与作图

由温和噬菌体进行的转导叫做局限性转导 （specialized transduction）。该噬菌体DNA整合进细菌染色体中时，都占有一个特定的位置，所以只转移细菌染色体的特定部分。

细菌同源重组的特点

细菌的转化、接合和转导重组都是同源重组。

细菌中的重组发生在一个完整的环状双螺旋DNA分子与一个单链或双链DNA分子片段之间，而且没有相对应的（相反的）重组子。

重组发生在单链DNA片段和完整的双链DNA之间， 且供体单链与受体DNA之间结合形成一段异源双链区，最后结果取决于错配修复。

无重组发生：校正切除的是异源双链区中的属原供体单链的核苷酸。

若无修复校正作用，则该细菌分裂后产生两个细胞，一个是受体的基因型，另一个是重组体的基因型。

高效率标记：有些遗传标记在转化中很少发生校正作用，或校正切除几乎总是在受体DNA上，因此转化频率较高，这类遗传标记称为～。

低效率标记：另一些遗传标记在转化中的校正切除总是倾向于发生在供体单链上，因而表现出很低的转化频率，这类标记称为～。

大肠杆菌的接合重组是在Hfr细胞与F－细胞之间进行，前者为供体，后者为受体。接合时DNA重组的机制类似转化，但过程更为复杂。

细菌的转导重组则不同于转化与接合重组机制。其重组都是在双链DNA片段和完整DNA分子之间发生，转导DNA以双链形式被注入受体细胞，然后以双链形式结合进受体染色体中。

1.病毒的遗传分析

虽然将真核生物中两点测交和三点测交的基本原理和方法应用于噬菌体杂交，但是两者在杂交机制上完全不同：

① 噬菌体在杂交中，每个亲代对子代所提供的遗传贡献取决于感染细菌时每种亲代噬菌体的相对数量。如基因型A与基因型B的亲代比＝10：1，则产生重组子代的数量A型常多于B型子代数。

② 噬菌体的基因重组发生在噬菌体的DNA复制以后，因此从单个混合感染的细菌中可以得到亲代噬菌体和重组噬菌体；

③ 噬菌体不同基因型之间可以发生多次交换

④ 在噬菌体中基因重组率可以随着宿主细胞裂解时间的延长而增加。

因此噬菌体杂交时，应注意：

① 控制每种亲代噬菌体基因型的投放量。

② 控制允许发生复制和重组的时间。

只有控制这两个因素并在标准条件下进行杂交，所得重组率才能用于绘制近似的遗传图。

顺式排列的效应不同于反式排列的效应的现象被称为顺反位置效应。

Benzer将这样一个不同突变之间没有互补的功能区称为顺反子（cistron），即遗传的功能单位就是一个顺反子。

基因内的互补与基因间的互补的主要区别：

① 任何两个不同基因间的突变总是互补的，即基因间互补普遍存在，而同一基因内不同位点突变绝大多数不能互补，只有少数例外；

② 基因内两个突变能互补的也只能是点突变，无缺失，这种突变的功能效应一定是错义突变，绝不是无义突变或移码突变；

③ 基因内互补作用的酶活性往往明显低于正常水平，最多只有野生型酶活性的25% ，且所形成的蛋白质也常有某种异常，如温度稳定性或pH依赖性。

缺失作图就是利用一系列缺失突变型，把所要测定的突变型和这一系列缺失突变型分别进行重组测定，凡是能和某一缺失突变型进行重组的，它的位置一定不在缺失范围内，凡是不能重组的，它的位置一定在缺失范围内。通过与一系列的缺失突变型进行重组的结果，可以精确确定某待测突变型（点突变）的位置。

缺失和基因突变之间一个重要的区别是缺失不能回复到野生型。

2.数量性状遗传分析

重点：1、数量性状及其特性——呈连续变异的复杂性状的遗传规律及其基因理论

2、遗传率的估算方法

3、近亲繁殖与杂种优势

4、运用通径分析的原理计算近交系数和亲缘系数的方法。

数量性状包括两大类：

一、表现连续变异的性状，如牛的泌乳量、农作物的产量、棉花纤维、羊毛的长度等等；

二、表型呈非连续变异，而遗传物质的数量呈潜在的连续变异的性状，即只有超越某一遗传阈值时才出现的性状，如动、植物甚至包括人类的抗病力、死亡率以及单胎动物的产仔数等性状，称为阈性状。

（2）数量性状的特点：

1）数量性状可以度量；

2）数量性状呈连续性变异；

3）数量性状的表现容易受到环境的影响；

4）控制数量性状的遗传基础是多基因系统

多基因假说的要点

① 数量性状是许多对微效基因或多基因的联合效应共同作用的结果。

② 多基因中的每一对基因对性状表型的表现所产生的效应是微小的。多基因不能予以个别辨认，只能按性状的表现一并研究。

③ 微效基因的效应相等而且相互累加。（可称多基因为加性基因——additive gene）

④ 微效基因之间一般不存在显隐性关系。（通常用大写拉丁字母表示增效，小写字母表示减效）

⑤ 微效基因对环境敏感，因而数量性状的表现容易受环境因素的影响而发生较大变化，难以识别个别基因的作用。

⑥ 多基因往往有多效性。一方面对于某种数量性状起微效基因的作用，同时在其他性状上可以作为修饰基因（改变其他基因效果的基因）而起作用，使之成为其他基因表现的遗传背景。

⑦ 多基因与主效基因（major gene）一样都由染色体所携带，并同样具有分离、重组、连锁等性质。在个别情况下，多基因的效应不是累加而是累积的（如果实的体积），有时，某几对基因间也表现显性，以致表型分布呈现偏态。

数量性状基因数的估计：4n = F2代个体总数/ F2代中极端个体数

在统计分析中，

群体平均数度量了群体中所有个体的平均表现;

群体方差和标准差则度量群体中个体的变异程度。

∴ 对数量性状方差和标准差的估算和分析是进行数量性状遗传研究的基础。

（2）基因型值的尺度

设A1A1，A1A2，A2A2的基因型值分别为a，d，-a。

基因型值的坐标：

离差从纯合体的中点0量起，d可正可负，因而A1A2可以在0的任何一边。

0点：两纯合体基因型值的算术平均值，作为量度a和d的原点。

“a”: 表示从0点量起朝着坐标正的方向的一个增量，属于A1A1的基因型值的增量（-a正好相反）。

“d”: 表示杂合体的数值，取决于显性度，可正可负。

（1）无显性时d=0，表示杂合体的累加效应完全等于纯合体的平均效应。

（2）部分显性时，a﹥d﹥0（或-a﹤d﹤0）表示杂合体的累加效应与A1A1相似（或与A2A2相似），d偏于a的一边，说明A1对A2有部分显性；d偏于-a一边，则说明A2对A1有部分显性。

（3）完全显性时，d=+a或-a。当d=+a时，A1A2的表型不能与A1A1相区别；d=-a时，则A1A2的表型完全与A2A2相同。

（4）超显性时，d﹥+a或d﹤-a表明杂合体的表现超过了纯合体的表现。

所以，d完全是显性效应的度量。一般用d/a来表示显性度。完全显性时，显性度d/a=1。

所谓遗传力就是遗传变量在总的表型变量所占的比值

狭义遗传力（narrow heritability，h2）指数量性状育种值方差（加性方差）占表型方差的比例。由于育种值是从基因型效应中已剔除显性效应和上位效应后的加性效应部分，在世代传递中是可以稳定遗传的，因此在育种上具有重要意义。

通常，与生物适应性无关的性状往往比与适应性有关的性状的遗传率要高一些。

一个重要原理：如果用来作为亲本的（父本和母本）基因型一致，则它们的表型方差全部由环境因素所造成，因为群体中VG=0，而由它们所产生的F1群体中基因型在每一个个体中都相同，因而VG亦等于0。于是我们称这一类群体为基因型一致的群体，它们的表型方差完全等于环境方差。

具体计算VE时有下列几种途径：

① VF1＝VE

②（VP1＋VP2）/2＝VE

③ 1/3(VF1+VP1+VP2)=VE

近交效应：

① 增加后代群体的纯合度

亲缘关系越近的个体近交，其后代纯合体比率就上升越快，如每代进行同一类型的近交，自交6代后纯合子的比率可达成100%。

② 衰退现象的出现

由于纯合子比率增加，使原来处于杂合状态被掩盖的隐性性状得以表现，表现为生活力、繁殖力下降。抗病力下降等，如植物白化的出现。

近亲婚配是指两个配偶在几代之内曾有共同祖先。一般追溯到四代，即在曾(或外曾)祖父母以下有共同祖先者均属近亲。有这种亲缘关系的人的婚配称为近亲婚配。

近交系数是指有亲缘关系的配偶，他们从共同祖先得到同一基因，又将这同一基因同时传递给他们子女使之成为纯合子的概率。

杂种优势（heterosis）：

指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代（F1），在生长势、生活力、繁殖力、适应性以及产量和品质等性状上比双亲优越的现象。利用杂种第一代这种超亲现象，以获得更大的经济效益，称为杂种优势利用。

2.杂种优势表现的特点：

(1) 杂种优势的复杂多样性。

杂种优势的表现因组合不同、性状不同、环境条件不同而呈复杂多样性。

(2) 杂种优势强弱和亲本性状的差异及纯度密切相关。

在双亲亲缘关系和性状有一定的差异的前提下，亲本的纯度愈高，则杂种优势愈强。

(3) F2及以后世代杂种优势衰退。

杂种优势形成假说：

显性说：杂种优势是双亲的显性基因集中在杂种中所引起的互补作用。

超显性说：该假说认为同基因座杂基因间及不同基因座之间，是复杂的互作关系，而不是显隐性关系，杂种优势的形成来源于基因的互作，其中包括同基因座在杂合状态下基因之间的互作和不同基因之间的基因互作（亦称上位性互作）。

3.核外遗传分析

在原核生物和某些真核生物的细胞质中，除了细胞器之外，还有另一类称为附加体和共生体的细胞质颗粒中也存在遗传物质。

核外遗传：由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律。

又称：细胞质遗传、非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传或母体遗传

二、核外遗传的特点：

（1）遗传物质在细胞器上，通过细胞质进行上下代的传递；

（2）不出现孟德尔式分离比，是非孟德尔式遗传；

（3）母本表型决定所有F1代的表型；

（4）正反交（A ♀×B♂ B♀×A♂）结果 不同。 通常显示逐代出现单亲遗传（uniparentalinheritance）

的现象，即：在所有的子代中，只出现一种（个）亲本的表现型，如母体遗传（maternal inheritance）；

（5）不能进行遗传作图；

母体影响（maternal influence）：由于母体中核基因的某些产物积累在卵母细胞的细胞质中，使子代表型不由自身的基因型所决定而出现与母体表型相同的遗传现象，称为母体影响。