普通遺傳學串講

1、會計學1普通遺傳學串講普通遺傳學串講1. 染色質染色質(chromatin)染色質染色質：間期細胞核內由：間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組、組蛋白、非組蛋白和少量蛋白和少量RNA組成、易被堿性染料染色的線組成、易被堿性染料染色的線性復合結構。包括性復合結構。包括常染色質常染色質和和異染色質異染色質。 常染色質常染色質(euchromatina) 間期著色淺、螺旋化程度低、較伸展間期著色淺、螺旋化程度低、較伸展。 異染色質異染色質(heterochromatin) 間期著色深、螺旋化程度高、凝集狀態(tài)間期著色深、螺旋化程度高、凝集狀態(tài) 一一. . 染色體的形態(tài)、結構和數(shù)目染色體的形態(tài)、結構和數(shù)目

2、 同源染色體同源染色體(homologous chromosome)細胞中形態(tài)、細胞中形態(tài)、結構和功能相同的一對染色體。（一個來自父方，一個來自結構和功能相同的一對染色體。（一個來自父方，一個來自母方）母方） 非同源染色體非同源染色體(non-homologous chromosome) 細胞中形態(tài)、結構和功能不同的染色體互稱為非同源染色體細胞中形態(tài)、結構和功能不同的染色體互稱為非同源染色體。 姊妹染色單體姊妹染色單體(sister chromatid)：染色體通過復制形染色體通過復制形成的由同一著絲粒所連接在一起的兩條遺傳內容一樣的子染成的由同一著絲粒所連接在一起的兩條遺傳內容一樣的子染色體

3、。色體。 非姊妹染色單體非姊妹染色單體(non-sister chromatid) ：同源染色同源染色體中來自父方染色體的單體與來自母方染色體的單體互稱為體中來自父方染色體的單體與來自母方染色體的單體互稱為非姊妹染色單體。非姊妹染色單體。間期間期早前期早前期晚前期晚前期中期中期后期后期末期末期有有 絲絲 分分 裂裂 有絲分裂的意義？有絲分裂的意義？減數(shù)分裂的意義？減數(shù)分裂的意義？一一.孟德爾孟德爾的雜交試驗（單位性狀）的雜交試驗（單位性狀） 推論推論1.一種性狀受一種一種性狀受一種“遺傳因子遺傳因子”控制。控制。2.“遺傳因子遺傳因子”在在體內成雙體內成雙，一個來自父方，一個，一個來自父方，一

4、個來自母方。來自母方。3.雜種的雜種的“遺傳因子遺傳因子”彼此不同，各自彼此不同，各自保持獨立性保持獨立性,，且存在且存在顯隱顯隱關系。關系。4.形成配子時，兩個形成配子時，兩個“遺傳因子遺傳因子”彼此彼此分離分離，分別，分別隨機的進入不同配子中。隨機的進入不同配子中。一一. 兩對相對性狀的雜交試驗兩對相對性狀的雜交試驗圓粒圓粒 : 皺粒皺粒 = (315+108) : (101+32) = 3.18 : 1黃色黃色 : 綠色綠色 = (315+101) : (108+32) = 2.97 : 1實際比理論實際比理論 少少 多多 多多 少少 F2 紫、長紫、長 紫、圓紫、圓 紅、長紅、長 紅、

5、圓紅、圓 總數(shù)總數(shù) P_L_ P_ll ppL_ ppll實際個體數(shù)實際個體數(shù) 226 95 97 1 419按按9:3:3:1的理論數(shù)的理論數(shù) 238.5 78.5 78.5 26.2 419兩組雜交試驗的共同結果：兩組雜交試驗的共同結果： 都不符合獨立遺傳都不符合獨立遺傳 F2中親本組合實際數(shù)獨立遺傳理論數(shù)中親本組合實際數(shù)獨立遺傳理論數(shù) 重新組合實際數(shù)獨立遺傳理論數(shù)重新組合實際數(shù)獨立遺傳理論數(shù)連鎖現(xiàn)象連鎖現(xiàn)象：原來為同一親本所具有的兩個性狀：原來為同一親本所具有的兩個性狀, 在在F2中有連系在一起遺傳的傾向。中有連系在一起遺傳的傾向。三三. 連鎖遺傳現(xiàn)象的特征連鎖遺傳現(xiàn)象的特征1. 單基因

6、差異決定的單位性狀，服從基因分離規(guī)律。單基因差異決定的單位性狀，服從基因分離規(guī)律。2. 無論何雜交組合無論何雜交組合, 多對性狀間不表現(xiàn)獨立遺傳。多對性狀間不表現(xiàn)獨立遺傳。(F29:3:3:1 Ft1:1:1:1）3. 雜合體形成的配子中，親型配子數(shù)重組型配子數(shù)。雜合體形成的配子中，親型配子數(shù)重組型配子數(shù)。4. 兩親型配子數(shù)相等，兩重組型配子數(shù)相等。兩親型配子數(shù)相等，兩重組型配子數(shù)相等。5. 重組率重組率50%。 假如假如ABC和和abc最多，最多，ABc和和abC最少，則最少，則位于中間的基因是位于中間的基因是C/c. 基因排列為基因排列為ACB 將雙交換型（將雙交換型（最少類型最少類型）與

7、親型（）與親型（最多最多類型類型）比較，有差異的基因位于）比較，有差異的基因位于中間中間。 估算重組率，換算成圖距。估算重組率，換算成圖距。 繪連鎖遺傳圖。繪連鎖遺傳圖。 求符合系數(shù)，判斷干擾程度。求符合系數(shù)，判斷干擾程度。干擾系數(shù)干擾系數(shù)I = 1-c.c 所以通常所以通常 0I 1 I 值越大，干擾越嚴重。如果值越大，干擾越嚴重。如果0, 負干擾。負干擾。符合系數(shù)符合系數(shù)(c.c) = 一般一般 0 c.c 1實際雙交換值實際雙交換值 理論雙交換值理論雙交換值一一. 基基 本本 概概 念念 基因突變基因突變：基因內部結構發(fā)生改變導致一種等位狀態(tài)變：基因內部結構發(fā)生改變導致一種等位狀態(tài)變?yōu)榱?/p>

8、一種狀態(tài)，為另一種狀態(tài)， 也稱點突變也稱點突變(point mutation)。 正向突變正向突變：背離野生型的突變。：背離野生型的突變。a+a 反向突變反向突變：轉向野生型的突變。：轉向野生型的突變。a a+ 突變體突變體： 由于基因突變而表現(xiàn)突變性狀的個體或細胞。由于基因突變而表現(xiàn)突變性狀的個體或細胞。 基因突變率基因突變率：生物體在每一世代中發(fā)生突變的機：生物體在每一世代中發(fā)生突變的機 率。率。 顯性突變顯性突變： 突變后的基因對原等位基因顯性。突變后的基因對原等位基因顯性。 隱性突變隱性突變：突變后的基因對原等位基因隱性。：突變后的基因對原等位基因隱性。 一一. 自發(fā)突變自發(fā)突變1.堿

9、基錯配堿基錯配2.自發(fā)損傷自發(fā)損傷 轉換（轉換（transition)（同型堿基替代）（同型堿基替代） eg.ATGC 顛換（顛換（transversion)（異型堿基替代）（異型堿基替代） eg.ATCG 堿基的缺失和重復堿基的缺失和重復 移碼突變（移碼突變（frameshift mutation)一一. 細菌營養(yǎng)缺陷型的檢出細菌營養(yǎng)缺陷型的檢出 影印培養(yǎng)法影印培養(yǎng)法MM-原養(yǎng)型原養(yǎng)型MM+lys賴氨酸缺陷型賴氨酸缺陷型MM+leu亮氨酸缺陷型亮氨酸缺陷型MM+arg精氨酸缺陷型精氨酸缺陷型四分子分析四分子分析(tetrad analysis) 單一減數(shù)分裂的四個產物留在一起稱四分子單一減數(shù)

10、分裂的四個產物留在一起稱四分子，對四分子進行的遺傳分析即為四分子分析。，對四分子進行的遺傳分析即為四分子分析。2.第二次分裂分離（第二次分裂分離（M)基因與著絲粒間有基因與著絲粒間有交換，等位基因在第交換，等位基因在第二次減數(shù)分裂時才分二次減數(shù)分裂時才分開。子囊孢子中等位開。子囊孢子中等位基因的分離形式基因的分離形式M模模式式 。假設假設 有有A B C 三個染色體組三個染色體組 且有且有 A=a1a2a3 B=b1b2b3 E=e1e2e3一.一. 基本概念基本概念質量性狀：表現(xiàn)不連續(xù)變異、可明確分組的性狀。質量性狀：表現(xiàn)不連續(xù)變異、可明確分組的性狀。數(shù)量性狀：表現(xiàn)連續(xù)變異、不能明確分組的性

11、狀。數(shù)量性狀：表現(xiàn)連續(xù)變異、不能明確分組的性狀。二.二. 數(shù)量性狀的一般特征數(shù)量性狀的一般特征1. 可度量可度量2. 呈連續(xù)變異呈連續(xù)變異3.易受環(huán)境影響易受環(huán)境影響4.多基因控制多基因控制質量性狀與數(shù)量性狀的比較質量性狀與數(shù)量性狀的比較 質量性狀質量性狀 數(shù)量性狀數(shù)量性狀性狀主要類型性狀主要類型 品種特征、外貌特征品種特征、外貌特征 生產、生長性狀生產、生長性狀遺傳基礎遺傳基礎 少數(shù)主基因少數(shù)主基因 微效多基因微效多基因 遺傳關系簡單遺傳關系簡單 遺傳關系復雜遺傳關系復雜變異表現(xiàn)方式變異表現(xiàn)方式 間斷型間斷型 連續(xù)型連續(xù)型考察方式考察方式 描述描述 度量度量環(huán)境影響環(huán)境影響 不敏感不敏感 敏

12、感敏感研究水平研究水平 家庭家庭 群體群體研究方法研究方法 系譜分析、概率論系譜分析、概率論 生物統(tǒng)計生物統(tǒng)計質量性狀與數(shù)量性狀的比較質量性狀與數(shù)量性狀的比較 質量性狀質量性狀 數(shù)量性狀數(shù)量性狀性狀主要類型性狀主要類型 品種特征、外貌特征品種特征、外貌特征 生產、生長性狀生產、生長性狀遺傳基礎遺傳基礎 少數(shù)主基因少數(shù)主基因 微效多基因微效多基因 遺傳關系簡單遺傳關系簡單 遺傳關系復雜遺傳關系復雜變異表現(xiàn)方式變異表現(xiàn)方式 間斷型間斷型 連續(xù)型連續(xù)型考察方式考察方式 描述描述 度量度量環(huán)境影響環(huán)境影響 不敏感不敏感 敏感敏感研究水平研究水平 家庭家庭 群體群體研究方法研究方法 系譜分析、概率論系譜

13、分析、概率論 生物統(tǒng)計生物統(tǒng)計 1909年，年，Nilsson-Ehle 提出提出 “ 微效多基因假說微效多基因假說 ” 1943年，年，Mather 進一步補充進一步補充 一一. 其主要論點：其主要論點： 數(shù)量性狀受許多微效基因控制數(shù)量性狀受許多微效基因控制 遺傳方式服從遺傳學三大規(guī)律遺傳方式服從遺傳學三大規(guī)律 各對基因效應相等，作用累加各對基因效應相等，作用累加 各對基因表現(xiàn)不完全顯性或無顯性，或增效減效作用各對基因表現(xiàn)不完全顯性或無顯性，或增效減效作用一.一. 遺傳率的概念遺傳率的概念1. 廣義遺傳率廣義遺傳率(h2B )：遺傳方差占總方差的比值。：遺傳方差占總方差的比值。表型方差表型方

14、差VP = 基因型方差基因型方差VG 環(huán)境方差環(huán)境方差VEh2B = 100%遺傳方差遺傳方差 VG 總方差總方差VP 2. 狹義遺傳率狹義遺傳率(h2N)： 不固定不固定 累加效應引起的累加效應引起的加性方差加性方差VA 基因的作用基因的作用 顯性效應引起的顯性效應引起的顯性方差顯性方差 VD 上位性效應引起的上位性效應引起的上位性方差上位性方差 VI h2N 100基因加性方差基因加性方差VA 總方差總方差VP基因的加性方差占總方差的比值?；虻募有苑讲钫伎偡讲畹谋戎?。 可固定可固定一.一. 純系學說的論點純系學說的論點 純系：一個基因型純合植株的自交后代。純系：一個基因型純合植株的自交后

15、代。 論點：論點： 在混雜群體中進行選擇是有效的在混雜群體中進行選擇是有效的 純系內選擇是無效的純系內選擇是無效的 不同純系間的差異是穩(wěn)定遺傳的不同純系間的差異是穩(wěn)定遺傳的二.二. 純系學說的主要貢獻純系學說的主要貢獻 區(qū)分了遺傳的變異和不遺傳的變異區(qū)分了遺傳的變異和不遺傳的變異 首次提出了基因型和表現(xiàn)型兩個概念首次提出了基因型和表現(xiàn)型兩個概念三.三. 純系學說的相對性純系學說的相對性 純系實際上只是暫時的，局部的和相對的純系實際上只是暫時的，局部的和相對的2. 缺失作圖缺失作圖1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 正常正常9 10 11 12D11 2 3 4D2D1D2基因

16、型基因型噬菌斑數(shù)噬菌斑數(shù)百分率百分率(%)m r tu+ + +m + + r tum r + + tum + tu+ r +3467372952047485396516217233.536.15.04.68.29.31.61.712.920.8符合系數(shù)符合系數(shù)C = = = 1.231.7%+1.6% 3.3%12.9%20.8% 2.68% 性導性導 轉導轉導1957年年E.Wollman和和E.Jacob設計設計 Hfr菌株菌株 strs azir tonAr gal+ lac+ F菌株菌株 strr azis tonAs gal lac鏈霉素鏈霉素 疊氮化物疊氮化物 T1噬菌體噬菌體

17、半乳糖發(fā)酵半乳糖發(fā)酵 乳糖發(fā)酵乳糖發(fā)酵供體受體混合培養(yǎng)供體受體混合培養(yǎng)隔時取樣隔時取樣稀釋攪拌，中斷雜交稀釋攪拌，中斷雜交在含鏈霉素的完全培養(yǎng)基上選重組子在含鏈霉素的完全培養(yǎng)基上選重組子鑒定重組體基因型鑒定重組體基因型記錄重組體頻率及首次出現(xiàn)的時間記錄重組體頻率及首次出現(xiàn)的時間分析作圖分析作圖比較比較F、F+和和Hfr可知可知F因子的特點因子的特點： 是細胞質因子，可攜帶是細胞質因子，可攜帶1至多個緊密連鎖的基因。至多個緊密連鎖的基因。 高頻率轉移它的基因高頻率轉移它的基因 ( 如同如同F(xiàn)因子因子)。 有極高的自然整合率，且整合到細菌染色體一定有極高的自然整合率，且整合到細菌染色體一定 的的

18、座位上。座位上。Hfr2 pro+leu+gal+lac+F F lac- strrFlac+ strs F lac- strr lac+頻率低頻率低lac+頻率高頻率高一.一. 概念概念 細胞質基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律細胞質基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律,稱稱細胞質遺傳。細胞質遺傳。染色體外遺傳染色體外遺傳核外遺傳核外遺傳母性遺傳母性遺傳(少數(shù)例外少數(shù)例外)二二. 特點特點1. 正交、反交遺傳表現(xiàn)不同。正交、反交遺傳表現(xiàn)不同。 F1的表型與母本相同，的表型與母本相同， 后代表型分離不呈孟德爾比例。后代表型分離不呈孟德爾比例。2. 連續(xù)回交連續(xù)回交,細胞質基因及其控制的性狀仍不消失。細胞

19、質基因及其控制的性狀仍不消失。 3. 非細胞器基因及其決定的性狀遺傳類似病毒的轉導。非細胞器基因及其決定的性狀遺傳類似病毒的轉導。一一 . 錐實螺外殼的旋轉方向錐實螺外殼的旋轉方向 右旋右旋左旋左旋1.紫茉莉的花斑葉色遺傳紫茉莉的花斑葉色遺傳2.玉米葉片的埃型條紋遺傳玉米葉片的埃型條紋遺傳3.衣藻的核外遺傳衣藻的核外遺傳4.衣藻葉綠體基因作圖衣藻葉綠體基因作圖一一. 葉綠體的遺傳表現(xiàn)葉綠體的遺傳表現(xiàn)一.一. 類型：類型：核不育型（由核基因控制）核不育型（由核基因控制） 細胞質不育型（由細胞質基因控制）細胞質不育型（由細胞質基因控制） 核質互作型（由核基因和胞質基因共同控制）核質互作型（由核基因

20、和胞質基因共同控制）二二. 核質互作不育型的遺傳方式核質互作不育型的遺傳方式 S胞質不育基因胞質不育基因 N胞質可育基因胞質可育基因 rf核不育基因核不育基因 Rf核可育基因核可育基因 基因型有六種：基因型有六種：S(rfrf) 不育不育 S(RfRf) 可育可育 S(Rfrf) 可育可育 N(rfrf) 可育可育 N(RfRf) 可育可育 N(Rfrf) 可育可育1. 多態(tài)性多態(tài)性 （polimophism) 一個基因或一個表型特征在群體內有多于一一個基因或一個表型特征在群體內有多于一種形式的現(xiàn)象。種形式的現(xiàn)象。2. 雜合性雜合性（heterozygosity,H) 指每個基因座上都是雜合的

21、個體的平均頻率。指每個基因座上都是雜合的個體的平均頻率。每個基因座為雜合子的頻率總和每個基因座為雜合子的頻率總和基因座總數(shù)基因座總數(shù)H = 一一. 多態(tài)性與雜合性多態(tài)性與雜合性二.二.群體保持遺傳多態(tài)性的方式群體保持遺傳多態(tài)性的方式 1. 過渡性多態(tài)性過渡性多態(tài)性 定向選擇的副產品定向選擇的副產品 a1a2等位基因，等位基因，a1有利頻率會增加有利頻率會增加 a2不利頻率會減少不利頻率會減少 a1a2雜合體仍存在雜合體仍存在 2. 平衡多態(tài)性平衡多態(tài)性 雜合體頻率相對持久雜合體頻率相對持久 通過分裂選擇和雜合體先進性的平衡選擇保持通過分裂選擇和雜合體先進性的平衡選擇保持 3. 中性突變中性突變

22、遺傳漂變遺傳漂變二二. 物種形成的機制物種形成的機制生殖隔離生殖隔離1. 合子前隔離機制合子前隔離機制 ：阻止受精和雜種合子形成：阻止受精和雜種合子形成 地理和生態(tài)隔離地理和生態(tài)隔離 季節(jié)性和時間隔離季節(jié)性和時間隔離 行為隔離（僅限于動物）行為隔離（僅限于動物） 機械隔離機械隔離 生理隔離生理隔離2. 合子后隔離機制合子后隔離機制 能正常受精并形成雜種合子，但合子無生活力或形能正常受精并形成雜種合子，但合子無生活力或形成育性下降或不育的雜種。成育性下降或不育的雜種。 雜種無生活力或生活力很弱雜種無生活力或生活力很弱 雜種不育雜種不育 F2以后衰退以后衰退 一一. 基本概念基本概念 1. 群體群

23、體(population)：屬于同一個種的由許多相互交配：屬于同一個種的由許多相互交配的（或潛在又相互交配能力的）個體組成的群落。的（或潛在又相互交配能力的）個體組成的群落。 2. 基因庫基因庫(gene pools)：一個群體所包含的基因總數(shù)。：一個群體所包含的基因總數(shù)。 3. 基因型頻率基因型頻率(genotype frequency)：某種基因型個體在：某種基因型個體在全部個體中所占的比例。全部個體中所占的比例。 4. 基因頻率基因頻率(gene frequency)：指一個群體中，在一個：指一個群體中，在一個基因位點上某等位基因所占的比例。基因位點上某等位基因所占的比例。二二. 基因頻率和基因型頻率的關系基因頻率和基因型頻率的關系