遗传学第二章孟德尔式遗传分析.ppt

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发表论文：,1865,年在布隆,博物学会上报告，,1866,年在学会会刊上发表,“,植物杂交实验,”,定律：分离率和自由组合率,孟德尔实验,孟德尔的功绩：,采用,32,个品种,观察了,7,对性状,经,8,年研究，,发现了,2,个定律,:,分离,和,自由组合,定律，创立了,“,遗传学,”,孟德尔的豌豆杂交实验,7,对性状的结果,2.84:1,277,矮,787,高,高植株,高植株,矮植株,3.14:1,207,顶生,651,腋生,腋生,花腋生,花顶生,2.82:1,152,黄,428,绿,绿色,绿色,黄色豆荚,2.95:1,299,瘪,882,鼓,鼓胀,膨大,缢缩豆荚,3.15:1,224,白,705,紫,紫花,紫花,白花,3.01:1,2001,绿,6022,黄,黄色,黄叶,绿色子叶,2.96:1,1850,皱,5474,圆,圆形,圆形,皱缩子叶,F,2,比例,F,2,F,1,豌豆表型,孟德尔式遗传分析,Key words,显性,dominant,隐性,recessive,基因型,genotype,表型,phenoty,分离定律law of segragation,自由,组合定律,law of independent assortment,第一节、基本概念,显性性状：杂合体中表现出来的性状。,隐性性状：杂合体中被掩盖的性状。,基因型：生物个体或细胞的基因组成。,等位基因：同源染色体上占据相同座位的两个不同形式的基因。,杂合体：基因座上两个不同的等位基因的个体。,纯合体：基因座上两个相同的等位基因的个体。,回交：杂交的子一代与亲代的交配形式。,测交：杂合个体与纯合隐性个体的交配形式。,正交、反交。,图示：,基因座位,等位基因,基因型,杂合体,P,亲本,一母本,父本,杂交,自交（自花传粉，同种类型相交）,F1,杂种第一代,F2,杂种第二代,遗传符号,基因的基础字母通常取自突变或者异常性状的名称,可以是一个单字母，一个缩写，或者一个基因名称的前几个字母,一般地，显性等位基因用第一个大写字母（,A,）,或第一个字母大写,(,Pb,),，或者所有字母大写,(,HIS4,),；而一个隐性的等位基因用全部的小写字母表示,(,a,、,pb,、,his4,),其他系统：果蝇黑色由隐性等位基因,e,控制，而野生型是灰色的，由显性等位基因,e,+,控制,二倍体生物基因型表示：,+/a,Aa,A/a,细菌中，突变等位基因通常在基因后面用负号在上角标额外标示出来，如,pro,A,-,孟德尔的豌豆（,Pisum sativum,）豌豆具有稳定的可以区分的性状,豌豆是自花授粉（而且是闭花授粉）植物，因此没有外来花粉混杂,杂交也容易：人工去雄，用外来花粉授粉也很容易,豌豆豆荚成熟后籽粒都留在豆荚中，便于各种类型籽粒的准确计数,孟德尔工作的再发现,1900,年,荷兰的,De Vries,用月见草等为材料,德国的,Correns,用玉米和豌豆为材料,奥地利的,Tschermak,用豌豆为材料,发表了与孟德尔相同的论文，并且都引用了孟德尔的工作,六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果,3.01:1,44892,1347,3,7,黄色,绿色子叶,总数,3.01:1,36186,109090,黄色,绿色子叶,Darbishire,1909,2.80:1,514,1438,黄色,绿色子叶,Lock,1905,3.05:1,3903,11903,黄色,绿色子叶,Bateson,1905,2.94:1,445,1310,黄色,绿色子叶,Hurst,1904,3.01:1,1190,3580,黄色,绿色子叶,Tschermak,19,0,0,3.08:1,453,1394,黄色,绿色子叶,Correns,19,0,0,3.01:1,2001,6022,黄色,绿色子叶,孟德尔,1865,绿,黄,F2,比例,F2,亲 代,实 验 者,遗传学奠基人,孟德尔,第二节 分离定律,(Law of Segregation),一、分离定律,P,X,F1,F2,子一代,(first filial generation),表现,“,显性,”,现象，子二代,(second filial generation),出现,“,分离,”,现象,颗粒式遗传,(particulate inheritance),与混合式遗传,(blending inheritance),对一对性状的观察得出了三条规律,（,1,）,F1,代的性状一致，通常和一个亲本相同。得以表现的性状为,显性,，未能表现的性状称,隐性,，此称,F1,一致性法则。,（,2,）在杂种,F2,代中，初始亲代的二种性状（显性和隐性）都能得到表达；,（,3,）这两性状的比例总为,3,：,1,。,P,F1,F2,X,X,分离定律的核心问题：,等位基因,的分离,分离律的实质,控制性状的一对等位基因在产生配子时 彼此分离，并独立地分配到不同的性细 胞中。,分离律的意义,（,1,）具有普遍性,遗传病约有,4344,种（,1988,年）,侏儒（先天性软骨发育不全）,显性 裂手裂足,舞蹈病（,Huntington,）,为什么出现,3,：,1,？,-,孟德尔的假设,遗传状性由遗传因子（,hereditary determinant/factor,）决定,:,颗粒式,遗传因子成对存在,:Aa,每一生殖细胞（花粉或卵细胞）只含有每对遗传因子中的一个,在每对遗传因子中，一个来自于父本雄性生殖细胞，一个来自母本雌性生殖细胞,形成生殖细胞时，每对遗传因子相互分开（分离），分别进入生殖细胞中,生殖细胞的结合（形成一个新个体或合子）是随机的,红花因子和白花因子是同一遗传因子的二种形式,孟德尔假设的验证,-,测交（,Test Cross,）,测交的目的是找出一个基因型未知的个体产生多少不同种类的配子；测交亲本的基因型是纯合隐性,P,纯种红花 白花,CC X cc,F1,红花 白花,Cc X cc,测交一代,F1,的配子,隐性亲本的配子,C,c,c,Cc,cc,红花 白花,孟德尔假设的验证,-,回交（,backcross,）,P BB X bb,黑色皮毛雌性 白色皮毛雄性,F1 Bb,黑色雄性和雌性,F1,代回交：,Bb X BB,黑色皮毛雄性后代 黑色皮毛母本,回交后代：,1/2BB:1/2Bb,全部为黑色后代,孟德尔假设的验证,-F3,P,纯种红花 白花,CC X cc,F1,红花,Cc,(,子一代全是红花,),F2,红花 红花 白花,1CC 2Cc 1cc,(,子二代的表型是,3,：,1,，基因型是,1,：,2,：,1),F3,红花 红花 红花 白花 白花,CC 1CC 2Cc 1cc cc,(,子二代红花中又有,2/3,在子三代中分离为,3,：,1),分离比实现的条件,子一代个体形成的二种配子数目是相等的，它们的生活力是一样的,子一代的二种配子的结合机会是相等的,3,种基因型的存活率到观察时为止是相等的,显性是完全的,偏离正常分离比的因素,个体发育上的差异,受精能力的差异,产生配子数目的差异,不完全显性或共显性,分离定律的应用,第三节 自由组合定律（,Law of IndependentAssortment,）,101,黄色皱缩 ：,32,绿色皱缩,黄色 饱满,X,绿色 皱缩,黄色饱满,315,黄色饱满 ：,108,绿色饱满：,亲组合（,parental combination,）：黄色饱满,绿色皱缩,;,重组合（,recombination,）：黄色皱缩,绿色饱满,颗粒式遗传的另一个基本概念：决定着不相对应的性状的遗传因子在遗传传递上有相对独立性，可以完全彻开,黄色饱满9,：绿色饱满,3,：黄色皱缩,3,：绿色皱缩,1,自由组合律的内容：,即在配子形成时各对等位基因彼此分离后，独立自由地组合到配子中,自由组合律的实质：,配子形成时非同源染色体自由组合,RRYY(,黄色 饱满）,X rryy(,绿色 皱缩）,RrYy(,黄色 饱满）,配子,RY,rY,Ry,ry,RY,RRYY,RrYY,RRYy,RrYy,rY,RrYY,rrYY,RrYy,rrYy,Ry,RRYy,RrYy,RRyy,Rryy,ry,RrYy,rrYy,Rryy,rryy,黄色对绿色显性，黄色：绿色,=3,：,1,圆形对皱缩显性，圆形：皱缩,=3,：,1,结论：每对基因间可彼此分离，两对基因间又可自由组合。,自由组合的核心问题：,非等位基因,的自由组合,回交验证,多基因杂种,杂交中包括的基因对数与基因型和表现型的关系,杂交中包括的基因对数,显性完全时子二代的表型数,子一代杂交形成的配子数,子二代的基因型数,子一代配子的可能组合数,分离比,1,2,2,3,4,(3+1),1,2,4,4,9,16,(3+1),2,3,8,8,27,64,(3+1),3,4,16,16,81,256,(3+1),4,；,n,2,n,2,n,3,n,4,n,(3+1),n,孟德尔自由组合定律的意义,(1),自由组合定律广泛,存在，如蜜蜂的腐臭,病（,foul brood,）,;,(2),使生物群体中存在着多样性，,使得生物,得以生存和进化,;,(3),可应用于育种。,独立分配定律的应用,理论上遗传比率的计算：,1.,棋盘法（,punnett square,庞纳特方格）,RRYY X rryy,RrYy,RY,rY,Ry,ry,RY,RRYY,RrYY,RRYy,RrYy,rY,RrYY,rrYY,RrYy,rrYy,Ry,RRYy,RrYy,RRyy,Rryy,ry,RrYy,rrYy,Rryy,rryy,9/16 R_Y_,圆形 黄色,3/16 R_y_,圆形 绿色,3/16 r_Y_,皱缩 黄色,1/16 rryy,皱缩 绿色,2.,分支法（,branch diagram,forked-line,）,AaBbCc X AaBbCc,3C 27ABC,3B c 9ABc,3A 3C 9AbC,b c 3Abc,3C 9aBC,3B c 3aBc,a 3C 3abC,b c 1abc,AA X aa BB X bb,1BB 1AABB,1AA 2Bb 2AABb,1bb 1AAbb,1BB 2AaBB,2Aa 2Bb 4AaBb,1bb 2Aabb,1BB 1aaBB,1aa 2Bb 2aaBb,1bb 1aabb,第四节 家系分析及常见人类遗传病介绍,男性，未受累,男性，受累,女性，未受累,女性，受累,男性，死亡,婚配,男性，杂合子，常染色体隐性性状杂合子,女性，杂合子，,X,连锁隐性性状杂合子,子代,常用系谱符号,先证者,第一次被发现的具有某种异常性状的人。,家族法,进行调查时完全和家系成员见面以了解患病情况的方法。,家族史法,通过知情者了解家族患病情况的调查方法。,三代,指从本身一代起向上推算三代和向下推算三代。,直系亲属,相互之间有直接血缘关系的人，包括生育自己和自己生育的上下各代。,旁系亲属,相互之间有间接血缘关系的人，凡是出自祖,/,外祖父母的血亲，除直系外，都是旁系血亲,近亲,两个人在几代之内曾有共同祖先。,近亲结婚,指三代以内有共同祖先的男女相互婚配,52,、常染色体显性遗传：基因位于常染色体上，单个拷贝就能表现性状。,（）、常染色体显性遗传一般规律,:,家族性高胆固醇血症,ABO,、,Rh,血型遗传,1,）家族性高胆固醇血症,病症：血中胆固醇增高，早熟性动脉粥样硬化，在生命早期发生心肌梗死或突发心脏病。,机理：低密度脂蛋白富含胆固醇。肝细胞表面低密度脂蛋白受体缺乏，使低密度脂蛋白不能进入肝细胞被分解，在血液中浓度增高。,53,Aa,aa,子一代,母本,P,F1,父本,Aa,aa,1,1,：,A,a,a,Aa,aa,a,Aa,aa,父本,Aa,母本,aa,常染色体显性遗传病通常是在正常纯合子个体和受累杂合子个体之间的婚配。就如家族性高胆固醇血症，相对比较常见，杂合子的概率是,1/500,，其后代为受累纯合子的概率约是,1/500X1/500X1/4,，为百万分子一。,54,常染色体显性遗传以垂直方式，从一代传递到下一代。,子代受累的概率是,50%,，是预期值，实际可能发生偏差，就如生男孩、女孩，概率是乘积。,56,家族性高胆固醇血症是常染色体显性遗传，诊断一名患者就可以立即鉴别一群高胆固醇血症和动脉粥样硬化的高危人群。所有一级亲属有,50%,患病的可能，因进行检查。高胆固醇血症在儿童中也存在，所以可在早期进行检查，通过饮食和药物加以预防。,57,预防措施：对可能出生新生儿溶血症的,Rh,阴性母亲，在第一胎分娩后的,48,小时内，肌肉注射抗,Rh,的,球蛋白，使产妇在开始产生抗体之前，就把不相容的,Rh,阳性细胞排除掉。,如第一胎堕胎或流产，在怀第二胎时，也会产生新生儿溶血症。,马凡氏综合征,长染色体显性遗传,1/20,000,人,突变发生在：,fibrillin gene on chromosome 15,结缔组织缺陷,患者体型细长而高，四肢及指,(,趾,),细长，临床上称为蜘蛛指,(,趾,),，并伴有高颧弓，眼内晶状体脱位，加固关节的韧带变性，造成关节囊松弛，同时还会产生一系列心血管疾病，如主动脉瘤、主动脉瓣和二尖瓣关闭不全等。,马凡氏综合征与体育,2009年9月6日晚上9点，NBL联赛沈阳东进队球员武强经过抢救无效之后死亡，死亡原因确诊为马凡氏综合征。,马凡氏综合征,8金获得者：菲尔普斯,美国女排上世纪80年代的传奇主攻手海曼和我国上世纪90年代的男排副攻手朱刚,明星级“马凡”患者梦八队的普林斯,意大利小提琴大师帕格尼尼、俄罗斯钢琴大师拉赫玛尼诺夫、美国蓝调吉他大师约翰逊,著名的“马凡”嫌疑人还有刘备(大耳朵、手长过膝)、诗鬼李贺(细瘦、长爪、早夭),Abraham Lincoln?,Descendents of Lincolns great-great grandfather(8,th,generation)diagnosed with Marfans,Lincoln could have had a mild form of Marfans,Should we test Lincolns DNA?,马凡氏综合征,哈布斯堡唇,64,（）、常染色体显性遗传的特殊表现：,）生殖细胞突变（,II,型成骨不全，软骨发育不全,）：,II,型成骨不全：,病症,:,是一种产期致死性,常染色体显性疾病，患者出生时即有数不清的骨折,常在出生后几周或几个月内死亡。,机理：形成骨骼的胶原缺乏。,65,II,型成骨不全,患者在出生后几周或几个月内就死亡，是一种不能生育的致死性疾病，所有的病例都是由双亲之一生殖细胞发生新的突变引起，是散发病例。,66,软骨发育不全,：,病症：短肢性侏儒症。,机理：成纤维细胞生长因子受体基因突变，影响,软骨发育,。,该病导致生育力明显下降，,80%,以上的病例属患者双亲之一的生殖细胞发生突变，是散发病例。,67,有证据表明，父亲年龄的增高可能增加突变风险。,软骨发育不全,中突变的基因编码,III,型成纤维细胞生长因子受体，这种受体介导纤维细胞生长因子对,软骨,的效应。几乎所有受累个体都有这个基因的完全相同的核苷酸突变。,68,2,）、外显率不完全：红斑性肢痛病,病症：红、热、足痛和偶尔手痛。,外显率：是指突变基因在临床上的表达与否，表现为全或无的现象。如果一种疾病的外显率达,90%,，这意味着携带突变基因的个体表达该病的概率为,90%,。,69,3,）、延迟发病：多囊肾病、亨廷顿舞蹈症,1,）多囊肾病：双侧肾肿大并有许多囊肿，血尿，高血压，腹痛和进行性肾衰竭，许多病人通常直到岁或更晚才发生症状。直到岁肾脏这种特征性囊肿才能用超声和放射学的技术检测出来。,70,）亨廷顿舞蹈症：进行性神经性疾病，其特征为运动异常（舞蹈症），痴呆，平均发病年龄大约岁。,71,多囊肾病、亨廷顿舞蹈症发病较晚,有可能携带致病基因的个体在疾病出现症状之前生育后代并死于无关的原因，在系谱图上不显示出来，表现为形状隔代遗传。,72,4,）、,生殖系嵌合体,：,I,型神经纤维瘤,病症：皮肤上有棕色斑点，称“牛奶咖啡斑”，表皮和皮下良性纤维瘤沿神经生长。,偶尔会在一个早先没有该病家属史的家系中发现两个或更多的常染色体显性遗传病儿童。因为新的突变是罕见事件，不可能出现重复突变受累个体。更为可能的解释是生殖系嵌合体，亲代的生殖母细胞发生突变，导致生殖细胞的一部分或全部带有突变。,73,5,）早显现象：强直性肌营养不良,病症：肌无力，肌肉收缩松弛。,遗传特点：在连续世代中发病年龄一代比一代早，且病症加重。,原因：在基因,3,非翻译区存在一个,GCT,三连体重复。正常个体,5-35,拷贝，受累个体,50,，在连续世代中,重复数目增加，表现为发病年龄一代比一代早，且病症加重。,74,75,（,5,）、纯合性受累个体,两个杂合性受类个体婚配可产生纯合性受类后代。,在大多数病例中，纯合性受类个体比杂合性受类个体严重。,家族性高胆固醇血症纯合子胆固醇高水平增高，并在儿童中发生动脉粥样硬化心血管病。,相反，亨廷顿舞蹈症纯合子并不比杂合子病情严重。,76,例：常染色体,显性基因的遗传,人类耳垂,AA,、,Aa:,有耳垂；,aa:,无耳垂,77,例：常染色体显性基因的遗传（,2,）,人类多指,78,2,、常染色体隐性遗传,1,）、常染色体隐性遗传一般规律：,白化病、先天性高度近视等,AR,系谱特点：,1,、隔代表现；,2,、男女机会均等；,3,、非患病双亲（杂合子）可有患病子代，概率为,1/4,；,4,、近亲婚配容易出现。,79,Aa X Aa,aa,Aa,a,Aa,AA,A,a,A,父本,Aa,母本,Aa,1AA,：,2Aa,：,1aa,正常,3,：白化,1,常染色体隐性遗传家系特征：水平遗传，不是垂直的，受累个体一般仅限于单个同胞，而且在多个世代中不会出现此病。,80,Aa X aa,aa,Aa,a,aa,Aa,a,a,A,父本,Aa,母本,aa,Aa 1 :aa1,纯合受累个体和杂合携带者婚配，其子代中将有50%的概率为纯合受累个体，表现隐性性状，结果其遗传模式与常染色显性相似，称为拟显性。,81,常染色体隐性遗传例子：,A,、先天性代谢缺陷：,黑尿病：缺尿黑酸氧化酶。,白化病：缺酪氨酸酶。酪氨酸要经过酪氨酸酶的作用，才能形成黑色素。,苯丙酮尿症：缺苯丙氨酸羟化酶。苯丙氨酸不能转变为酪氨酸。,82,半乳糖血症：缺葡萄糖,-1-,磷酸尿苷转移酶，不能代谢半乳糖。半乳糖在血中累积。,临床症状：呕吐和腹泻，肝脏逐渐肿大，生长延缓，智力低下，往往在婴儿期死亡。,如发现得早，食物中不含有乳糖、半乳糖（不能喂奶），则生长发育可以相当正常。,83,Tay-Sachs,病（,GM,2,神经节苷酯贮积症）：缺乏一种溶酶体酶,氨基己糖苷酯酶,A,活性，退行性神经性疾病，在北欧犹太人中约占,3%,。,84,B,、镰状细胞贫血：在非裔美国人中约占,8%,。镰状细胞阻塞微循环，导致内脏器官严重损伤。,85,86,2,）常染色体隐性遗传病识别,由于双亲都是携带者，子女受累的风险仅为,1/4,，因此，大多数常染色体隐性遗传病受累个体呈现散发病例，即在一个家庭中，仅有一个受累成员。,常染色体隐性遗传病不在连续时代中出现。,从表面性状较难识别常染色体隐性遗传病。,有力的工具是鉴别杂合子即携带者。,87,先天性代谢缺陷：通常携带者酶的活力比正常者显著降低，无临床症状。,镰状细胞贫血：正常血红蛋白,A,，镰状血红蛋白,S,。,正常,纯合子,血红蛋白是,AA,、杂合子血红蛋白,A/S,、镰状血红蛋白,纯合子,SS,三者电泳速度不一样。,正常等位基因,Hb,A,表达,正常血红蛋白,A,，,突变等位基因,Hb,S,表达,镰状血红蛋白,S,。,显性或隐性是性状而不是基因。,88,从,DNA,水平鉴别携带者。,89,3,）基因座异质性：先天性耳聋,来之两个先天性耳聋家系纯合子，其子代全部正常，原因：两个耳聋隐性基因不在同一个基因座上。,90,4,）近亲结婚（亲属级别、亲缘系数、近交系数）：,常染色体隐性遗传病需要两个隐性等位基因纯合才表现疾病，概率通常很低，近亲结婚大大提高常染色体隐性遗传病发病概率。,91,近交系数：,近亲结婚同一基因座上基因纯合的概率,。,第五节、孟德尔定律的扩展,一、显隐性关系的相对性,:,、显性现象的表现：,1.,完全显性：,F1,表现与亲本之一相同，,而非双亲的中间型或者,同时表现双亲的性状；,2.,不完全显性：,F1,表现为双亲性状的中间型。例如：,金鱼草（或紫茉莉）,红花,r,白花,RRrr,粉红,Rr,红粉红白,1RR2Rr1rr,F1,为中间型，,F2,分离说明,F1,出现中间型性状并非是基因,的掺和，而是显性不完全；,当相对性状为不完全显性时，其表现型与基因型一致。,二、非等位基因间的相互作用：,试验已发现基因与性状远不是一对一的关系，很多情况,是两个或更多基因影响一个性状。,就两对性状而言，,F2,表现型呈,9:3:3:1,的分离比例是符合,独立分配规律，表明是由两对基因自由组合、独立起作用的,结果。,在,F2,表现型不符合,9:3:3:1,分离比例的情况中，有一些是,属于两对基因间相互作用的结果基因互作。,基因互作：不同基因间相互作用、影响性状表现的现象。,、互补作用（,complementary effect,）,、积加作用（,additive effect,）,、重叠作用（,duplicate effect,）,、显性上位作用（,epistatic dominance,）,、隐性上位作用（,epistatic recessiveness,）,、抑制作用（,inhibiting effect,）,第三章 基因的相互作用及其与环境的关系,第一节 等位基因间的相互作用,不完全显性（,Incomplete dominance),指杂合体的表型介于两纯合亲本之间的现象。,缺少显性关系，产生具有与两个纯合亲本截然不同的中间表型的杂合子的等位基因，成为不完全或者部分显性等位基因,在杂合子中，表型可以呈现为一个,“,混合物,”,，但是每一个等位基因保持了其单独的特性,不完全显性（,incomplete dominant,）,金鱼草花色,P R,1,R,1,(,红色,)X R,2,R,2,(,白色,),配子,R,1,R,2,F1,R,1,R,2,(,粉色,),F2 1/4,红色,:1/2,粉色,:1/4,白色,不完全显性：金鱼草的花,共（并）显性等位基因（,codominant allele,）,指两纯合亲本的表型同时在子一代中表现出来的现象。,缺少显隐性关系，在一定程度上都可以从表型上观察到的等位基因被称为共显性,这意味着每一个等位基因的表型效应在杂合状态下都是可以观察到的。因此，杂合基因型产生了一个与两种纯合基因型都显著不同的表型。,对于共显性等位基因，使用具有不同上角标的全部大写的基础符号。,人类控制,M-N,血型的等位基因是共显性的,用,L,M,和,L,N,表示,基因型,抗,M,抗,N,血型（表型）,L,M,L,M,+,0,M,L,M,L,N,+,+,MN,L,N,L,N,0,+,N,BB,黑色,X bb,白色,Bb,兰色,1/4BB,黑色,1/2 Bb,兰色,bb,白色,共显性：安达鲁逊鸡的羽毛,嵌镶显性,（,mosaic dominance,）,鞘翅瓢虫（,Harmonia axyridis,）,基因的显隐性与所依据的标准有关,依据的标准,Hb,A,Hb,A,Hb,A,Hb,S,Hb,S,Hb,SHb,S,对,Hb,A,从临床角度看,从镰刀形细胞有无来看,从镰刀形细胞数目来看,无临床症状 无临床症状 贫血患者,无 有 有,无 少 多,隐性,显性,无完全显性,第二节 致死基因,(lethal genes),致死等位基因（,lethal allele,）：指导致个体死亡的基因。,例：旗鱼有一个,Montezuma,品系，为淡橘红色带黑斑，野生型为橄榄绿带黑斑或黄色小斑。,Montezuma,品系自交：后代分离比为,1/3,野生型，,2/3Montezuma,（,2,：,1,）。,A a X A a,(Mon.)(Mon.),AA,Aa,aa,(,野生）,(Mon)(,死亡）,隐性致死 纯合下致死,显性致死 杂合下即可致死,全致死 致死率,90%,以上,亚致死 致死率,50%90%,半致死 致死率,10%50%,弱致死 致死率,10%,以下,配子致死（,gametic lethal,）,合子致死（,zygotic lethal,）,致死 基因：刺鼠皮毛颜色,第三节 基因与环境,基本概念：任何一个性状都是基因与环境相互作用的结果,一、,表型模拟（写）（,Phenocopy,）：指由环境因子引起的表型改变与由基因引起的表型改变相似的现象。,什么时间进行处理，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,用一些什么物理条件或化学试剂处理，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么在起作用的,二、外显率（,penetrance):,一定基因型的个体在特定环境中产生预期表型的比率。,环境条件或者遗传背景的不同可以导致在一个特定的基因座上遗传相同的个体表现出不同的表型。具有一个特定基因组合的个体的百分比，代表了该性状的外显率,人类多指（趾）病,P,正常,pp,。但是某些杂合,Pp,并不表现多指（趾）。如,20%,的,Pp,个体不表现多指（趾），则该基因的外显率是,80%,三、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。,不同环境条件对显隐性的影响,2.,不同环境条件对显隐性的影响,(1)外部环境 红色花,淡黄色,光充足低温：红色花,光不足温暖：淡黄色,光充足温暖：粉红色,金鱼草有红色花和淡黄色花两种不同的品系,3,、反映规范,遗传学上将基因型对环境反映的幅度（范围）称为反映规范。,如：人的肤色，水毛茛,二、外显率（,penetrance):,一定基因型的个体在特定环境中产生预期表型的比率。,环境条件或者遗传背景的不同可以导致在一个特定的基因座上遗传相同的个体表现出不同的表型。具有一个特定基因组合的个体的百分比，代表了该性状的外显率,人类多指（趾）病,P,正常,pp,。但是某些杂合,Pp,并不表现多指（趾）。如,20%,的,Pp,个体不表现多指（趾），则该基因的外显率是,80三、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。,例：,果蝇细眼基因,与体内外环境密切相关。,外显率是指一个基因效应的表达或不表达，与表达程度无关，而表现度则适用于描述基因表达的不同程度,孟德尔研究的豌豆表型都是完全外显率和表现度的基因。,表型模写（,phenocpy),由于环境因素所引起的表型改变与某基因突变所引起的表性变化相一致的现象被称为表型模写。,第四节 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,果蝇眼色：,w,+,(,红色，野生型,)wco,(,珊瑚色,)w,bl,(,血色,)w,e,(,曙红色,)w,ch,(,樱桃色,)w,a,(,杏色,)w,h,(,蜜色,)w,bf,(,牛皮色,)w,t,(,淡色,)w,p,(,珍珠色）,w,i,(,象牙色,)w(,白色,),ABO,血型与孟买血型（,I,A,、,A,B,、,i),人类,ABO,系统血型表,血型表型 基因型 抗原 抗体 基因和产物,(,在细胞膜上,)(,在血清中,),A,I,A,I,A,I,a,i,A ,（抗,B,）,I,A,(9q34)N-,乙酰,半乳糖转移酶,B,I,B,I,B,I,b,i,B ,（抗,A),I,B,(9q34),半乳糖转移酶,AB,I,A,I,B,AB -,二者兼有,O,ii,-,（抗,A,抗,B,）,i(9q34),无相应产物,N,乙酰氨基半乳糖,N,乙酰氨基葡萄糖,半乳糖,岩藻糖,前体,孟买血型,：,H,基因突变，基因型为,hh,，只有前体物质，没有,A,、,B,、,H,抗原。,二、其它血型：,1,、,Rh,血型与新生儿溶血,最早在恒河猴（,Macaca rhesus),中发现可与人红细胞交叉反应的抗原，因此命名为,Rh,。,Rh,由三对等位基因控制：,Dd,Cc,及,Ee,，但只有,D,是强抗原，为,Rh,阳性；,d,为,Rh,阴性。,中国人大多为,Rh,阳性，,Rh,阴性只占,1.5%5%,。,2,、,Xg,血型：,X,连锁显性遗传。因此可作为,X,染色体的标记。,XO,个体：,X,染色体,26%,来自父亲，,74%,来自母亲。说明,XO,个体是,26%,由卵子发育不正常引起，,74%,由精子不正常引起。,XXY,个体：,60%,来自母亲，,40%,来自父亲。说明,60%,卵子发育不正常引起，,40%,精子精子不正常引起。,遗传统计方法简介,概率论与二项式,生男育女費猜疑,生男育女本是極平常的事，其或然率卻可用二項式的展開式來預測。設生男的機會為,p,，則育女的機自為,1-,p,或,q,。在理論上，若一對夫婦一連生下二個小孩，其生男育女之或然率為：,(,p,+,q,),2,=,p,2,+2,pq,+,q,2,二個都是男的機會為；一男一女的機會為；二個都是女的機會為，,假如一連生下三個小孩，其生男育女之或然率為：,(,p,+,q,),3,=,p,3,+3,p,2,q,+3,pq,2,+,q,3,連生三個都是男孩的機會為；二男一女的機會為，一男二女的機會為；一連生三個千金的機會為。,數學家喜歡用一般式來表示二項式展開式；,n,=,小孩子的數目；,m,=,生男發生之次數；,p,為生男的機會，,q,為育女之機會。,問；在,10,個小孩的家庭裏，,6,男,4,女發生之機會為多少？,答：,X,2,試驗,顯著程度的統計試驗通常在決定所得的數據是否足以證明某一假設。統計與遺傳的書籍都描述各種試驗的方法並指明在何種情況要用何種方法。其中最常用的方法為,(chi square),試驗，該方法可用於遺傳學上的很多種問題。之計算甚為簡易。假如,O,為各種項目之觀察數據，,E,為各種相對項目之預期數據，則：,如此所得之值，可由已知的表上,(Fisher,1944),查出或然率,p,，若,p,0.05,表示有意義之差異。也就表示觀察到的數據與預期的並不符合。,問：在一些先天性幽門狹窄症的病人當中，有男孩,25,名與女孩,5,名；此種比例是否與正常男女比例有差異？,答：如表二所示，先作試驗之分析，得知其,p,0.01,，因此先天性幽門狹窄症的患者當中，男女人數之比例與正常男女人數之比例有顯著之差異。換句話說男孩罹致此種疾病之或然率較高。,自由度v=（行数-1）（列数-1）,2,检 验,(chi-square test),第一节,2,分布和,2,检验的步骤,第二节 完全随机设计下两组频数分布的,2,检验,第三节 完全随机设计下多组频数分布的,2,检验,第四节 配对设计下两组频数分布的,2,检验,第五节,2,检验要注意的问题,第六节 四格表的确切概率法,一、,2,分布,2,分布是一种连续型随机变量的概率分布。,图 若干,2,分布的概率密度曲线,二、,2,检验的基本步骤,1.,建立假设,H,0,：无效假设,H1,：备择假设,2.,确定检验水准,3.,选择检验方法，并计算检验统计量,4.,确定,P,值，作出推断结论,P拒绝,H0,，接受,H1,P,，不拒绝,H0,2,检验的基本公式,2,=,（,A,T,）,2,/T,式中,A,代表每个格子的实际频数,(actual frequency),，即表中的基本数据；,T,代表每个格子的理论频数,(theoretical frequency),一、二分类情形,22,列联表（两个率比较）,例,7-1,某医师研究用兰芩口服液与银黄口服液治疗慢性咽炎疗效有无差别，将病情相似的,80,名患者随机分成两组，分别用两种药物治疗，结果见下表：,药物,疗效,合计,有效,无效,兰芩口服液,41(36.56),4(8.44),45(,固定值,),银黄口服液,24(28.44),11(6.56),35(,固定值,),合计,65,15,80,慢性咽炎两种药物疗效资料,建立检验假设并确定检验水准,H,0,:,两药的有效概率相同，,1,=,2,H,1,:,两药的有效概率不同，,1,2,=0.05,2.,计算检验统计量：,H,0,成立时，两组有效概率相同，近似地等,于合并估计的有效概率，由此得到四格表中每一格的理论数，,自由度为：,=(,行数,-1)(,列数,-1)=(2-1)(2-1)=1,3.,确定,P,值 查附表,8,4.,结论：按,=0.05,水准，拒绝,H0,，接受,H1,，两样本频率,的差别有统计学意义。可以认为，兰芩口服液和银黄口服,液的总体有效概率不同。前者,(911%),高于后者,(68.6%).,处理,属性,合计,阳性,阴性,1,组,a(T,11,),b(T,12,),a+b(,固定值,),2,组,c(T,21,),d(T,22,),c+d(,固定值,),合计,a+c,b+d,n,完全随机设计下两组频数分布的四格表,四格表专用公式：,(T,5,且,n,40),四格表校正公式,：当,(1,T,5,且,n,40),需校正,二、多分类的情形,2C,列联表（两个构成比比较）,例,7-2 1986,年某地城市和农村,20,至,40,岁已婚妇女避孕方法情,况，试分析该地城市和农村避孕方法的总体分布是否有差别？,组别,避孕方法,合计,节育器,服避孕药,避孕套,其他,城市,153,33,165,40,391,农村,320,75,43,18,456,合计,473,108,208,58,847,两种疗法缓解率的比较,处理,属性（水平）,合计,1,2,C,1,组,A,11,（,T,11,）,A,12,（,T,12,）,A,1c,（,T,1c,）,n,1,(,固定值,),2,组,A,21,（,T,21,）,A,22,（,T,22,）,A,2c,（,T,2c,）,n,2,(,固定值,),合计,m,1,m,2,m,c,n,完全随机设计下两组频数分布的,2C,表,统计量：,简化公式：,建立检验假设并确定检验水准,H,0,:,城市和农村已婚妇女避孕方法总体概率分布相同