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文檔簡介

第一章緒論1.遺傳學的涵義及其研究內(nèi)容;涵義:現(xiàn)代觀點是研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)和功能的科學;涵蓋兩方面的內(nèi)容:研究基因的結(jié)構(gòu)、傳遞和表達規(guī)律的科學(基因?qū)W)。研究基因組的結(jié)構(gòu)與功能,基因組的DNA序列與生物學功能間的聯(lián)系(基因組學)。2.遺傳學發(fā)展史的里程碑事件;(一)、古代遺傳學知識的積累栽培作物(粟、黍、水稻、小麥、菽)、馴養(yǎng)動物(豬,羊,狗)——有意識或無意識地從事性狀選擇。在歐洲,宗教神學的統(tǒng)治使遺傳知識帶上了濃厚的神學、神秘主義色彩。集中表現(xiàn)為生物物種神創(chuàng)論和不變論(二)、近代遺傳學的奠基拉馬克:器官用進廢退與獲得性狀遺傳(生物變異的根本原因是環(huán)境條件的改變)達爾文:泛生假說(生物性狀變異都能夠傳遞給后代)魏斯曼:種質(zhì)連續(xù)論孟德爾:遺傳因子假說生物性狀受細胞內(nèi)遺傳因子(hereditaryfactor)控制遺傳因子在生物世代間傳遞遵循分離和自由組合規(guī)律(三)、遺傳學的建立和發(fā)展初創(chuàng)時期(1900-1910)柯倫斯、狄·弗里斯和丘歇馬克分別重新發(fā)現(xiàn)孟德爾規(guī)律,宣告遺傳學的誕生。全面發(fā)展時期(1910-1952)(1).細胞遺傳學時期(1910-1940)1910,摩爾根等:連鎖互換定律(2).生化及微生物遺傳學時期(1940-1952)1941,Beadle&Tatum:一個基因一個酶1944,Avery等:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化1952,Hershey&Chase:噬菌體重組7.分子遺傳學時期(1953-)1953年Watson和Crick提出DNA分子雙螺旋(doublehelix)模型60年代遺傳學成為生物科學的排頭兵70年代基因工程限制性內(nèi)切酶和一系列核酸酶的分離純化1972,BergDNA體外拼接1973,CohenDNA重組,構(gòu)建了細菌雜交質(zhì)粒80年代“聚合酶鏈反應法”(PCR)90年代人類基因組計劃(HumanGenomeProject,HGP)3.了解遺傳學的應用。(一)、遺傳學與農(nóng)牧業(yè)提高農(nóng)牧漁林的產(chǎn)量,改善其品質(zhì)NormanBorlaug超級墨西哥小麥品種(二)、遺傳學與醫(yī)藥業(yè)探究疾病的發(fā)病機制,攻克重大疾病防治遺傳學在制藥、基因工程領域發(fā)揮了巨大的作用(三)、遺傳學與社會和法律環(huán)境、資源的保護,應對全球變化應用于法醫(yī)如親子鑒定、身份確定等Chapter2孟德爾定律名詞解釋1.基因(gene):基因組中一段具體的、可以編碼蛋白質(zhì)或RNA的DNA序列。2.基因座(locus):基因在染色體上的位置。3.等位基因(allele):在一對同源染色體同一個基因座上的一對基因。復等位基因(multi-alleles):在群體中占據(jù)某同源染色體同一基因座的兩個以上的決定同一性狀的基因稱復等位基因。4.野生型(基因)與突變型(基因)自然界中出現(xiàn)最多的性狀—野生型其他性狀—突變型;相應地,控制野生型性狀及突變型性狀的基因—野生型基因(+)和突變型基因(-)5.純合體和雜合體:同源染色體同一基因座位上具有相同等位基因的個體或細胞稱為純合體;帶有不同形式等位基因的個體或細胞稱為雜合體6.顯性性狀—雜合體所表現(xiàn)出來的性狀隱性性狀—雜合體不表現(xiàn),只在純合體才表現(xiàn)的性狀顯性基因—顯性性狀相對應的基因,大寫字母表示隱性基因—隱性性狀相對應的基因,小寫字母表示7.表(現(xiàn))型與基因型表型——個體在生長發(fā)育過程中表現(xiàn)出來的性狀基因型——個體或細胞的遺傳(基因)組成相同的表型,基因型可能不同。孟德爾的遺傳分析方法:孟德爾的實驗材料——豌豆(Pisumsativum)真實遺傳(true-breeding)的性狀,各品種間有著顯著的形態(tài)差異。(紫花與白花;黃色和綠色種子)閉花授粉,無外來花粉混雜(可控性強)。豌豆豆莢成熟后籽粒留在豆莢中,便于計數(shù)。合理的實驗設計單因子雜交實驗,即不論其他性狀的差異如何,只觀察和分析在一個時期內(nèi)的一對性狀差異,最大限度排除各種復雜因素干擾。數(shù)學和統(tǒng)計學分析法基于初步實驗結(jié)果建立假設,設計進一步的實驗來驗證,并運用科學的數(shù)學統(tǒng)計方法解釋結(jié)果。孟德爾2個定律的核心分離定律:一對等位基因在雜合子中,各自保持其獨立性,在配子形成時,彼此分開,隨機進入不同的配子。分離定律的核心問題:等位基因的分離自由組合定律:支配兩對(或兩隊以上)不同性狀的等位基因,在雜合狀態(tài)保持獨立性。配子形成時,各等位基因彼此獨立分離,不同對基因間又可自由組合。自由組合的核心:非等位基因的自由組合3.孟德爾分離比實現(xiàn)的條件子一代產(chǎn)生兩種配子的數(shù)目是相等的,生活力一樣;雌雄配子結(jié)合的機會是相等的;后代的存活幾率是相等的;顯性是完全的。偏離正常分離比的因素個體發(fā)育上的差異產(chǎn)生配子數(shù)目的差異受精能力的差異不完全顯性或共顯性4.孟德爾的顆粒遺傳思想單位性:每一個遺傳因子(基因)是一個相對獨立的功能單位,即控制性狀發(fā)育的因子都有其相對獨立的行為和功能的單位性。純潔性:等位基因互不混淆,不污染。因子的等位性:在有性生殖的二倍體生物中,控制成對性狀的基因是成對的,形成配子時,只有成對的等位基因才相互分離。2檢驗第三章遺傳的染色體學說1.名詞:染色質(zhì):存在于真核生物間期細胞核內(nèi)的易被堿性染料著色的無定形物質(zhì)。由線性、完整、雙螺旋DNA分子+圍繞的組蛋白和非組蛋白所組成,是伸展開的DNA蛋白質(zhì)纖絲。細胞分裂間期遺傳物質(zhì)的存在形式染色體:是染色質(zhì)在細胞分裂過程中經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮、精巧包裝而形成的,具有固定形態(tài)的遺傳物質(zhì)的存在狀態(tài)。高度螺旋化的DNA蛋白質(zhì)纖維,包括原核生物及細胞器在內(nèi)的基因載體的總稱。染色體類型:染色質(zhì)纖維螺旋體染色質(zhì)纖維螺旋體2.細胞周期:由細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程,所需的時間稱為細胞周期時間。聯(lián)會復合體:同源染色體配對聯(lián)會形成的一種梯狀結(jié)構(gòu)。交叉:在2同源染色體間有若干處發(fā)生交叉(crossingover)而相互連接,交叉是染色單體發(fā)生交換的形態(tài)學結(jié)果。有絲分裂與減數(shù)分裂的染色體行為;有絲分裂:前期(prophase):染色體細絲開始螺旋化,縮短變粗;每一染色體含有縱向并列的兩條染色單體;紡錘體形成。中期(metaphase):前中期,核膜崩解;紡錘體的細絲—紡錘絲與染色體的著絲粒區(qū)域的動粒連接;染色體向赤道面移動,著絲粒區(qū)域排列在赤道板上。后期(anaphase):姊妹染色單體分開,產(chǎn)生兩個子染色體,被紡錘絲拉向兩極。末期(telophase)和胞質(zhì)分割(cytokinesis):兩組子染色體到達兩極,染色體的螺旋結(jié)構(gòu)逐漸消失,出現(xiàn)核的重建過程;兩個子核形成后,接著便發(fā)生細胞質(zhì)的分割過程,把母細胞分隔成兩個子細胞,細胞分裂結(jié)束。減數(shù)分裂:前期I:細線期(Leptotene):染色體已在間期復制,每一染色體含有2染色單體,但在此期看不出雙重性。偶線期(Zygotene):兩個同源染色體開始聯(lián)會(synapsis),出現(xiàn)聯(lián)會復合體(synaptonemalcomplex)。粗線期(Pachytene):染色體繼續(xù)縮短變粗,2條同源染色體配對完畢。原本2n條染色體,經(jīng)配對后形成n組染色體,每組有2條同源染色體,這種配對的染色體叫雙價體(二價體)。粗線期最后,可看到每一染色體含有2條染色單體(姊妹染色單體)。雙線期(Diplotene):雙價體中的2條同源染色體開始分開,分開不完全,并不形成2個獨立的單價體,在2同源染色體間有若干處發(fā)生交叉(crossingover)而相互連接,交叉是染色單體發(fā)生交換的形態(tài)學結(jié)果。交叉數(shù)目逐步減少,在著絲粒兩端的交叉向兩端移動,稱為交叉端化。濃縮期(終變期,Diakinesis):2個同源染色體仍有交叉聯(lián)系,為n個雙價體。染色體變得更為粗短,螺旋化達到最高度,雙價體開始向赤道面移動,分裂進入中期I。中期I各個雙價體排列在赤道面上,兩個同源染色體上的著絲粒逐漸遠離,雙價體開始分離,但仍有交叉聯(lián)系著。后期I雙價體中的2條同源染色體分開,向兩極移動,每一染色體有兩個染色單體,在著絲粒區(qū)相連(相當于有絲分裂前期的一條染色體)。每極得n條染色體,后期I時染色體數(shù)目減半。雙價體完全隨機移向兩極。末期I核膜重建,核仁重新形成,接著進行胞質(zhì)分裂,成為2個子細胞Note:末期I的染色體只有n個,但每個染色體具有兩條染色單體;有絲分裂末期的染色體數(shù)為2n個,每個染色體只有一條染色單體前期II、中期II、后期II和末期II的情況和有絲分裂過程完全一樣,也是每一染色體具有兩條染色單體,所不同的是染色體在第一次分裂過程中已經(jīng)減數(shù),只有n個染色體了。減數(shù)分裂的遺傳學意義;保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性。雙親性母細胞(2n)經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生性細胞(n),實現(xiàn)了染色體數(shù)目的減半。雌雄性細胞融合產(chǎn)生的合子及其所發(fā)育形成的后代個體就具有該物種固有的染色體數(shù)目(2n),保持了物種的相對穩(wěn)定。為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎。二價體隨機取向和非姊妹染色單體間的交叉導致同源染色體間的片段交換,使子細胞的遺傳組成更加多樣化,為生物變異提供更為重要的物質(zhì)基礎4.遺傳的染色體學說內(nèi)容基于孟德爾遺傳因子與減數(shù)分裂過程中染色體行為有平行關(guān)系——染色體可能是基因載體的學說,即遺傳的染色體學說。在真核生物中基因是成對存在(等位基因);染色體成對存在(同源染色體);形成配子時,等位基因相互分離,分別進入不同配子中;一對同源染色體在1st減數(shù)分裂相互分離,移向細胞兩極;非等位基因在形成配子時自由組合,進入配子中;非同源染色體同樣如此。Chapter4性別決定與伴性遺傳性別決定類型性染色體決定性別的類型:XY型:包括人在內(nèi)的哺乳動物,某些昆蟲、魚類、海膽等。ZW型(ZZ雄,ZW雌):性比一般是1:1。鱗翅目昆蟲,某些兩棲類、爬行類、鳥類、魚類(長蛇鯔)和鹵蟲XO型(雌性為2A+XX,雄性為2A+X):一部分昆蟲(蝗蟲、蟋蟀、蟑螂)和少數(shù)深海魚(星光魚,夜燈魚)蜜蜂型:受精卵發(fā)育成蜂王(皇)及職蜂(2n=32);未受精卵發(fā)育成雄蜂(n=16)。(2)基因性別決定:基因性別決定這種類型主要存在于低等生物與植物中,性別由單個基因決定沒有性染色體之分。例:噴瓜(3)(非遺傳決定)環(huán)境與性別決定。例:海生蠕蟲后螠(4)性激素在性別決定中的作用果蠅的性別決定CalvinB.Bridges:性指數(shù)決定性別。Sex-switchgene:Sxl(sexlethal)位于XChromosomes受X染色體和常染色體上其他gene的調(diào)節(jié)。Numerator(分子)elementsDenominator(分母)elements人類的性別決定:SRY基因。決定人的性別的就是位于Y染色體上的SRY基因,對人類雄性性腺的形成起決定作用。SRY編碼的基因產(chǎn)物通過活化其他染色體的一些基因觸發(fā)睪丸的形成。伴性遺傳種類及特點(1)X連鎖隱性遺傳(血友病h,紅綠色盲b,G-6PD缺乏癥)與性別有關(guān)(男性患者多于女性);交叉遺傳(絞花遺傳criss-crossinheritance)外祖父的性狀通過女兒在外孫身上表現(xiàn),或女兒象父親,兒子象母親;隔代遺傳(不會直接由父親傳給兒子)(2)X連鎖顯性遺傳抗維生素D佝僂病,Xg血型患者雙親中有一方患此病,女患者多于男性男性患者的女兒都是患者,兒子正常;女性患者的子女有1/2可能患病。(3)Y染色體上的基因遺傳(毛耳)1.Onlymalesareaffected2.Ispassedfromfathertoallsons3.Doesnotskipgenerations(4)Z染色體上的基因遺傳遺傳的染色體學說的直接證明(假設-驗證方法)布里吉斯模型:1、初級后代的細胞學研究表明雌性為XXY,雄性為XO,證實了布里吉斯的推論;2、次級后代的細胞學研究表明雌性為XXY,雄性為XY,和推理相符;布里吉斯的實驗最終將W/W+基因定位在X染色體上,為遺傳的染色體學說提供了有力而直接的證據(jù),使遺傳學向前邁出了重要的一步。劑量補償效應和Lyon假說劑量補償效應:在XY性別決定機制的生物中,使性連鎖基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應。Lyon假說:1.正常雌性哺乳動物的體細胞,兩條X染色體只有一條在遺傳上有活性,另一條無活性。使X連鎖基因得到劑量補充,保證染色體為XX的雌性和XY的雄性具有相同的有效基因產(chǎn)物2.失活隨機。在同一哺乳動物體細胞中,有些細胞父源X染色體失活,有些細胞母源X染色體失活。3.失活發(fā)生在胚胎發(fā)育的早期。某一細胞的一條X染色體一旦失活,這個細胞的所有后代細胞中該X染色體均處于失活狀態(tài)。4.雜合體雌性在伴性基因的作用下是嵌合體(mosaic):某些細胞中來自父方的伴性基因表達,某些細胞中來自母方的伴性基因表達,這兩類細胞隨機相嵌存在。Chapter5基因的相互作用及其與環(huán)境的關(guān)系基因型+環(huán)境=表型基本概念基因型+環(huán)境=表型環(huán)境與基因作用的關(guān)系:同一基因型在不同的條件下,表型可能不同。不同的基因型在同一條件下,表型可能相同。多因一效基因多效性:(一因多效)一個基因可以引起多個表型效應,叫基因的多效現(xiàn)象。表現(xiàn)度:具有相同基因型個體間基因表達的變化程度。外顯率:特定環(huán)境下,某一基因型顯示預期表型的個體比率,是基因表達的一種變異方式。一般用%表示。表型模寫:環(huán)境改變所引起的表型改變,與由某基因引起的表型變化相似的現(xiàn)象等位基因的相互作用:不完全顯性:雜合體的表型介于兩純合親本之間的現(xiàn)象共顯性:兩純合親本的表型同時在子一代中表現(xiàn)出來的現(xiàn)象復等位基因:在群體中占據(jù)某同源染色體同一座位的兩個以上的,決定同一性狀的基因致死基因:隱性致死:如人的鐮刀形細胞貧血病顯性致死:如人的神經(jīng)膠質(zhì)癥,致病基因只要有一份就可引起畸形生長,嚴重的智力缺陷,多發(fā)性腫瘤配子致死:配子時期致死合子致死:胚胎時期或者成體階段致死與環(huán)境有關(guān)的致死:如某些選育的花卉,在園丁的精心培育下可正常繁殖,否則就會死亡。非等位基因間的相互作用的種類和特點:互補基因:兩對獨立遺傳基因分別處于純合顯性或雜合狀態(tài)時,共同決定一種性狀的發(fā)育,當只有一對基因是顯性,或兩對基因都是隱性時,則表現(xiàn)為另一種性狀。9:7基因互作:比率仍然為9:3:3:1,但產(chǎn)生新性狀抑制基因:本身不一定具有表型效應,但它可完全抑制其它基因的表達的基因。13:3上位效應:影響同一性狀的兩對非等位基因中的一對基因(顯性或隱性)掩蓋了另一對顯性基因的作用時,所表現(xiàn)的遺傳效應稱為上位效應1)隱性上位:在兩對互作基因中,一對隱性基因?qū)α硪粚蚱鹕衔恍宰饔茫?:3:4(家鼠及家兔的毛色)2)顯性上位:顯性基因起遮蓋作用12:3:1(南瓜及燕麥穎色)疊加(重疊)效應:兩對或兩對以上的顯性基因?qū)Ρ硇湍墚a(chǎn)生相同的作用,只要其中任何一個顯性基因存在,性狀就能表現(xiàn)出來。15:1第六章真核生物染色體作圖連鎖遺傳規(guī)律的內(nèi)容及連鎖與交換的遺傳機制;連鎖:處于同一條染色體上的基因遺傳時較多的聯(lián)系在一起的現(xiàn)象。重組:同源染色體上的不同對等位基因之間的重新組合現(xiàn)象連鎖互換定律:處于同一染色體上的兩個或兩個以上基因遺傳時,聯(lián)合在一起的頻率大于重新組合的頻率重組類型的產(chǎn)生:配子形成過程中,同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生局部交換的結(jié)果與自由組合定律的區(qū)別:1.染色體同源(不同源)2.重組類型是染色體內(nèi)(間)3.受限對象:染色體本身長度(染色體對數(shù))重組率、染色體圖距概念及交換值的測定、計算方法三點測交:一次測交同時包括3個基因,同時考察3個基因的順序。包括單交換和雙交換。單交換(SCO):在考察區(qū)域內(nèi)的非姊妹染色體單體發(fā)生了一次交換;雙交換(DCO):在考察區(qū)域內(nèi)的非姊妹染色體單體發(fā)生了兩次交換?;蜷g距離、交換值、遺傳距離的關(guān)系;雙交換的特點:雙交換比率最低若連鎖,非交換>單交換>雙交換雙交換結(jié)果:3個基因中只有中間基因位置發(fā)生改變,另兩個基因位置不變;重組值的校正:雙交換后,頭尾兩基因發(fā)生兩次單交換,但看不到重組;計算理論上的重組值時要加上兩次雙交換值。熟悉三點測驗連鎖分析步驟與計算方法。分析歸類:把一次交換產(chǎn)生的配子(表型)歸為一類,填入表中。2.確定基因順序3.統(tǒng)計各類型的數(shù)據(jù)4.計算重組值三點試驗的分析方法(小結(jié))歸類,將8種表型按對等交換類型分為4組,統(tǒng)計數(shù)目;找出親本類型和雙交換類型,確定正確的基因次序;計算中間基因與兩端基因的重組值,即得圖距;繪圖,標出順序和距離。三點測交的優(yōu)缺點:一交三點試驗中得到的三個重組值是在同一基因型背景,同一環(huán)境下得到的,三個重組值可以嚴格地相互比較;可以得到雙交換的資料;三隱性純合體不易獲得或保存干涉(染色體干涉):發(fā)生一次單交換后會影響臨近發(fā)生另一次單交換。如果一個交叉的發(fā)生減少另一交叉發(fā)生的概率稱為正干涉,如果增加后者發(fā)生的概率稱為負干涉。并發(fā)系數(shù):干涉的大小用并發(fā)系數(shù)(C)表示:干涉=1-并發(fā)系數(shù)連鎖群:彼此連鎖,具有一起往下傳遞的趨勢的許多基因,構(gòu)成一個連鎖群;某種生物的連鎖群的數(shù)目等于該生物的染色體對數(shù)(單倍體數(shù))。Chapter7染色體畸變.染色體組型分析果蠅唾腺染色體1#:性染色體,端著絲粒;2,3#:中部著絲粒;4#:最小—點狀染色體唾腺細胞數(shù)目不增加,但細胞的體積增大。唾腺細胞同源染色體配對,經(jīng)210-215次復制,每次復制后不分開而并列聚合在一起,形成粗約為其它體細胞染色體200倍的可見、巨大的染色體(多線染色體)。特征:染色體巨大伸展;體細胞聯(lián)會;形成染色中心;具有深淺不同、疏密相間的橫紋。染色體研究技術(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異的4種類型;缺失的類型——末端缺失與中間缺失缺失的細胞學效應:中間缺失的雜合體可觀察到缺失圈(環(huán)),頂端缺失的區(qū)段較長,缺失雜合體在雙線期交叉尚未完全端化的正常染色體和缺失染色體聯(lián)會形成二價體,會出現(xiàn)非姊妹染色體單體的末端長短不等缺失的遺傳學效應:相對于其它染色體畸變,缺失后果較嚴重,缺失雜合體既可表現(xiàn)為致死、不育及各種性狀。例如:貓叫綜合征(cri-du-chatsyndrome,46,5p-),慢性骨髓性白血病(46,22q-,也稱費城染色體,Ph)。重復:類型:1.染色體內(nèi)重復:順向重復(銜接重復)、反向重復(倒位重復)2.染色體間重復:重復片段存在于另一同源染色體上,不等交換產(chǎn)生重復及缺失的染色體重復的細胞學效應:在重復雜合體中可觀察到各種類型的重復圈(環(huán)),可通過染色體組型或分帶技術(shù)進行觀察。重復的遺傳學效應:相對于缺失較緩和,嚴重時致死。重復對表型的主要效應:基因劑量效應。例:果蠅的棒眼,位于X染色體上的棒眼基因(B)對野生型(B+)不完全顯性,重棒眼(BD)對棒眼也表現(xiàn)為不完全顯性。易位的類型:平衡易位(相互易位):兩條非同源染色體互相交換染色體片段的易位。較常見,研究得較多。不平衡易位(移位):一條染色體的片段轉(zhuǎn)移到另一非同源染色體上的易位。羅伯遜易位(著絲粒融合):兩條近端著絲粒的非同源染色體在著絲粒區(qū)發(fā)生橫向斷裂后重新融合而成。平衡易位的細胞學效應:雜合體在減數(shù)分裂時可見十字型結(jié)構(gòu),分裂后期會產(chǎn)生單環(huán)狀或雙環(huán)狀結(jié)構(gòu)。平衡易位的遺傳學效應::鄰近分離產(chǎn)生不育的配子,只有交互分離才可產(chǎn)生可育的配子。易位的發(fā)生導致連鎖群的改變(位置效應),非同源染色體上的基因間的自由組合受到嚴重抑制。倒位:一個染色體上同時出現(xiàn)兩處斷裂,中間的片段倒轉(zhuǎn)180o重新連接起來,隨之使這一片段上的基因排列的順序顛倒。倒位的類型:臂內(nèi)倒位:不包括著絲粒區(qū)域的倒位。臂間倒位:包括著絲粒區(qū)域的倒位。倒位的細胞學效應:倒位雜合體在減數(shù)分裂時可能有三種不同的配對方式。倒位的遺傳學效應:交換抑制:無論是臂內(nèi)倒位還是臂間倒位,如果在倒位的區(qū)域內(nèi)發(fā)生交換,交換的兩個染色單體都會出現(xiàn)缺失或重復,不能形成正常的配子,最終重組子被顯著地減少或受到抑制,從而降低了倒位雜合體的連鎖基因重組率。因為倒位雜合體的大多數(shù)含交換染色單體的孢子是不育的,所以倒位的另一個明顯的遺傳效應就是導致倒位雜合體的部分不育。交換抑制的例外只有發(fā)生交換的兩條染色體才產(chǎn)生不育配子;如果在倒位區(qū)域內(nèi)發(fā)生雙線雙交換,產(chǎn)生可育配子;如果交換后產(chǎn)生缺失及重復的范圍很小,配子可能可育。平衡致死系利用所謂的倒位產(chǎn)生的交換抑制效應來保存致死突變品系。致死突變品系在自交過程中每代產(chǎn)生1/3的野生型,不利于品系的保存。保持平衡致死系統(tǒng)的條件:一對同源染色體的兩個成員各帶有一個座位不同的隱性致死基因;這兩個非等位的隱性致死基因始終處于個別的同源染色體上。整倍體:整倍體是體細胞的染色體數(shù)為基本染色體組(x)整數(shù)倍的個體。類型:單倍體:單元單倍體:2倍體產(chǎn)生的單倍體,含1個基本染色體組。多元單倍體:多倍體產(chǎn)生的單倍體,具多個基本染色體組多倍體:同源多倍體異源多倍體非整倍體:在整倍體的基礎上增加或減少一條或幾條染色體的細胞、組織或個體;類型:染色體減少:單體(2n-1),缺體(2n-2)、雙單體(2n-1-1)遺傳學效應:二倍體生物的單體一般不能存活,極少數(shù)情況可存活:果蠅或人的XO;多倍體植物的單體對植物的生活能力影響不是很大,自然界中較為常見。染色體增加:三體(2n+1)、雙三體(2n+1+1)、四體(2n+2)遺傳學效應:三體相對于單體來說,對個體生活能力影響小一些,自然界中可見到由單倍體產(chǎn)生的三體,也可見到由二倍體產(chǎn)生的三體。第八章遺傳的分子基礎名詞:DNA的變性:(熔解),在溫度、pH等因素作用下,DNA分子的氫鍵受到破壞,雙鏈分開成為單鏈的過程。復性:(退火),是變性的逆過程,DNA互補配對成為雙鏈的過程。順反子:順式、反式結(jié)構(gòu)的遺傳學效應不同的現(xiàn)象稱為順反位置效應;將具有順反位置效應的功能單位稱為順反子.轉(zhuǎn)座因子:可在染色體內(nèi)或染色體間及染色體與質(zhì)粒(plasmid)間,從一個位置轉(zhuǎn)移到另一位置的一段脫氧核糖核酸序列。4種類別:插入序列/復合轉(zhuǎn)座子/非復合轉(zhuǎn)座子/轉(zhuǎn)座噬菌體遺傳學效應:(1)引起插入突變;(2)插入位置上出現(xiàn)新的基因;(3)造成插入位置上出現(xiàn)受體DNA的少數(shù)核苷酸對的重復;(4)某些轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座后原來位置上保持原有的轉(zhuǎn)座因子,僅是其拷貝的轉(zhuǎn)座;(5)轉(zhuǎn)座排它性(6)插入位點的專一性(7)促使插入位點染色體發(fā)生缺失(8)打開臨近的沉默基因;(9)切離(Excision):轉(zhuǎn)座因子可以從原來的位置上消失,這種現(xiàn)象稱為切離。原核基因組與真核基因組的比較;1.真核生物基因組比較大。2.真核生物的一個基因組包括若干個染色體,一般不呈環(huán)狀。3.真核生物的DNA全長都與蛋白質(zhì)穩(wěn)定地結(jié)合,構(gòu)成染色體。原核生物的DNA并不是全長與蛋白質(zhì)穩(wěn)定地結(jié)合。4.真核生物DNA上有大量的重復序列。編碼序列僅占基因組的0.5-5%,而原核生物基因則大多是編碼序列。5.真核生物基因組存在無功能的假基因。6.原核生物的基因組中功能相關(guān)的基因常聚集在一起構(gòu)成操縱子。真核生物的基因組雖然作用上密切相關(guān)的基因聚集在一起的情況也并不少見,但關(guān)于操縱子的確切報道還絕無僅有。經(jīng)典、現(xiàn)代以及分子遺傳學關(guān)于基因的概念的描述(基因概念的發(fā)展);經(jīng)典:1866年,G.J.孟德爾提出了遺傳因子的概念。1909年,丹麥遺傳學家約翰遜提出基因,并提出了基因型和表現(xiàn)型這個術(shù)語。1910年,美國遺傳兼胚胎學家T.H.摩爾根:(1)基因可以發(fā)生突變;(2)證實基因位于染色體上,呈直線排列;(3)非等位基因間可以發(fā)生交換。提出基因是一個功能單位,也是一個突變和交換單位的“三位一體”的概念;并把基因看成是不可分割的最小的遺傳單位。按照經(jīng)典遺傳學對基因的概念,基因具有下列共性:1.基因可自我復制并具有相對穩(wěn)定性,在減數(shù)分裂和有絲分裂中有規(guī)律地進行分配——這是染色體的主要特征之一;2.基因在染色體上占有一定的位置(位點),并且是交換的最小單位,即在重組時不能再分割的單位(即基因是一個重組單位);3.基因是一個突變單位,是以整體進行突變的;4.基因是一個功能單位,它控制著有機體生長和發(fā)育中的一個或某些性狀,如紅花、白花等?,F(xiàn)代:基因是DNA(RNA)分子上一段特定的核苷酸序列,它具有突變、重組、轉(zhuǎn)錄并產(chǎn)生基因產(chǎn)物(RNA或蛋白質(zhì))的遺傳學功能單位。中心法則的發(fā)展一、中心法則(centraldogma)的提出:1953年Watson&Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)后,1958年Crick在此基礎上對細胞內(nèi)遺傳信息流向進行了總結(jié),提出了中心法則:信息流向是單向的,不可逆的。二、中心法則的修正:對中心法則的挑戰(zhàn)朊病毒(Prion):感染性蛋白質(zhì)粒子.以蛋白質(zhì)為模板的肽鏈合成:蛋白質(zhì)翻譯后的加工Chapter9基因突變與重組基因突變類型;1.轉(zhuǎn)換(transition)DNA分子中的嘌呤為另一種嘌呤或嘧啶為另一種嘧啶所取代而引起的突變2.顛換(transversion)DNA分子中的嘌呤被嘧啶取代或嘧啶被嘌呤取代所引起的突變。3.移碼突變(frameshiftmutation)DNA分子中插入或缺失一個或少數(shù)幾個核苷酸,使整個閱讀框改變而引起的突變。分子效應:1.錯義突變(missensemutation)由于突變而導致一個氨基酸的密碼子被另一個氨基酸的密碼子所取代,大多數(shù)的突變屬于此類;2.同義突變(synonymousmutationorsilentmutation)基因發(fā)生突變,但仍編碼同一種氨基酸,這是因為密碼子有簡并性;3.無義突變(nonsensemutation)由于突變而使其某一編碼子突變?yōu)榻K止密碼子(UGA,UAG,UGG);4.延長突變(elongationmutation)這是一類剛好與無義突變相反的突變,是由于終止密碼子突變?yōu)榫幋a子,使肽鏈延長?;蛲蛔兊囊话闾卣?;1.突變的稀有性:自發(fā)突變的突變率一般很低。如果在人工誘變條件下,突變率會大幅升高,有時可達幾千倍。2.突變的隨機性:具有時間、個體、細胞和基因上的隨機性。在生物個體發(fā)育的任何時期,在體細胞或性細胞中都可發(fā)生,但性細胞發(fā)生頻率要比體細胞高些。3.突變的多方向性:基因的突變可以向多個方向進行,一個基因A可以突變?yōu)閍1、a2、a3……an等而構(gòu)成所謂的復等位基因(multiplealleles)。這些復等位基因可以從野生型基因突變產(chǎn)生,也可以從其它任何一個突變基因突變產(chǎn)生。4.重演性:同種生物的同一基因突變?yōu)橄嗤谋硇停梢栽诓煌瑐€體間重復出現(xiàn)。例如果蠅的白眼突變就曾發(fā)生過幾次。5.獨立性:一個基因突變不影響其等位基因和其他基因發(fā)生突變。6.平行性:具有類似遺傳基礎和性狀的不同物種可發(fā)生同類型基因突變型,如作物抗倒伏性。7.突變的可逆性:由野生型變?yōu)橥蛔冃停Q為正向突變(forwardmutation);反之有突變型也可變回成野生型,稱為逆向突變(reversemutation)。物理誘變因素:射線化學誘變劑及其作用機制烷化劑:乙基甲磺酸(EMS)、亞硝基胍(NG)等。作用機制:有一個或幾個不穩(wěn)定的烷基,可與核酸中的堿基起化學反應,置換其中某些基團的氫原子,從而改變堿基的化學結(jié)構(gòu),使DNA分子復制時出現(xiàn)堿基錯配,導致基因突變。亞硝酸(HNO2)作用機制:主要作用是氧化脫氨,C經(jīng)氧化脫氨后變?yōu)閁;A變?yōu)榇吸S嘌呤(H);G變?yōu)辄S嘌呤(X)。堿基類似物:5-溴尿嘧啶(5-BU)、2-氨基嘌呤作用機制:溴尿嘧啶有不同的構(gòu)型:以酮式存在時可與A配對,以烯醇式存在時可與G配對。與DNA分子中堿基結(jié)構(gòu)十分相似的化學物質(zhì)。當DNA復制時,這些類似物可以以假亂真摻入到DNA分子中而引起誤配,引發(fā)基因突變。吖啶類染料作用機制:可以插入DNA分子結(jié)構(gòu)中,誘發(fā)移碼突變,使DNA分子增加或缺失幾對核苷酸,在復制或轉(zhuǎn)錄時出現(xiàn)錯配,導致突變。羥基化劑羥胺(NH2OH),這一誘變劑幾乎只和C發(fā)生反應,而不與其它三種堿基發(fā)生反應。所以它只能引起G/C——A/T的轉(zhuǎn)換。DNA損傷修復的途徑;(以大腸桿菌為例)光復活作用/切除修復/重組修復/錯配修復/SOS修復系統(tǒng)Holliday模型異源雙鏈DNA聯(lián)會;2染色單體雙鏈DNA中各1單鏈為核酸內(nèi)切酶切斷;單鏈交換,形成重組連接點;連接,形成異源雙鏈;分支遷移;接合分子分開呈十字型結(jié)構(gòu);兩臂旋轉(zhuǎn),形成Holliday中間體;上下2單鏈由限制性內(nèi)切酶切斷;DNA連接,中間包含雜合雙鏈的2染色單體,兩旁基因(A和B,a和b之間)發(fā)生重組.雙鏈斷裂模型(doublestrandbreakmodel)a)核酸內(nèi)切酶在一條染色單體的雙鏈DNA分子切開一個雙鏈切口;b)切口在核酸外切酶的作用下被擴大成間隙,在兩端形成單鏈的DNA;c)一條單鏈3’游離端侵入另一條雙鏈的同源區(qū)形成D環(huán)結(jié)構(gòu);d)3’游離端延伸,取代原始鏈;e)另一條單鏈3’游離端也進行修復合成;F)產(chǎn)生了帶有兩個重組連接點的分子;G)重組連接點通過切割而解離導致發(fā)生遺傳重組。Chapter10核外遺傳母性影響:由于母體中核基因的某些產(chǎn)物在卵細胞的細胞質(zhì)中積累,子代表型不由自身的基因型所決定而出現(xiàn)與母體表型相同的遺傳現(xiàn)象。核外遺傳:也稱細胞質(zhì)遺傳、染色體外遺傳、非染色體遺傳,由核外(細胞質(zhì))的遺傳物質(zhì)所控制的遺傳。由于控制性狀的遺傳因子在細胞質(zhì)內(nèi)而不在細胞核內(nèi),其遺傳行為不符合孟德爾式遺傳。人線粒體基因組的結(jié)構(gòu)組成;人的線粒體基因組共編碼13個mRNA,2個rRNA及22個tRNA,總共只有37個基因線粒體與葉綠體基因組結(jié)構(gòu)上的差異。線粒體:動物細胞mtDNA一般在14~39kb,原生動物可達50kb。植物mtDNA比動物的大,可達200kb~2500kb。一個線粒體有1~幾個DNA分子,人線粒體有2~3個。不含反向重復序列。葉綠體:通常大小在120~160kb之間;一個葉綠體通常含有10~30個DNA分子。與線粒體不同的是含有反向重復序列Chapter11數(shù)量性狀遺傳數(shù)量性狀(QT):能夠度量的性狀,這些性狀呈連續(xù)變異,不能嚴格分類,沒有明確的界限。(由許多對微效基因(或稱多基因)的聯(lián)合效應造成的,表型具有正態(tài)分布特征的性狀。)數(shù)量性狀的多基因假說1909年瑞典遺傳學家Nilsson-Ehle的小麥籽粒顏色的雜交實驗,數(shù)量性狀的遺傳本質(zhì)——孟德爾式遺傳。多基因假說的要點:1.數(shù)量性狀是由許多對微效基因或多基因的聯(lián)合效應所造成的;2.每對基因的作用是微小的;3.微效基因大多情況下表現(xiàn)為相等而且累加的效應,也可稱為加性基因(additivegene);4.微效基因之間一般不存在顯隱形關(guān)系;5.微效基因易受環(huán)境因素的影響,即數(shù)量性狀是由遺傳與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果;6.多基因通常有多效性;7.多基因與主效基因(majorgene)由染色體攜帶,同樣具有分離、重組、連鎖等遺傳特性。數(shù)量性狀遺傳分析的重要參數(shù)——遺傳率:又稱遺傳力,數(shù)量遺傳的基本參數(shù)之一。廣義遺傳率(H2):遺傳方差在總的表型方差中所占的比例,是衡量基因型值在表型值中的相對重要性的一個遺傳參數(shù)。狹義遺傳率(h2):育種值方差在總的表型方差所占的比例。雜種優(yōu)勢:是生物界的普遍現(xiàn)象,兩個遺傳組成不同的親本的雜種第一代,在生長勢、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)上比其雙親優(yōu)越的現(xiàn)象數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀的差別:

質(zhì)量性狀數(shù)量性狀性狀主要類型品種特性、外貌特征生產(chǎn)、生長性狀遺傳基礎少數(shù)主基因控制遺傳關(guān)系較簡單微效多基因系統(tǒng)控制遺傳關(guān)系復雜變異表現(xiàn)方式間斷型連續(xù)型考察方式描述度量環(huán)境影響不敏感敏感研究對象家庭群體研究方法系譜分析,概率論生物統(tǒng)計近交的遺傳學效應:使原本是雜交繁殖的生物增加純合性,但往往伴同出現(xiàn)嚴重的近交衰退現(xiàn)象。近交的遺傳效應可以用近交系數(shù)(F)來表示,近交系數(shù)是度量個體近交程度的重要遺傳參數(shù);近交系數(shù)(F):個體在一個特定的基因座位上從它的某一祖先那里接受兩個遺傳上完全相同的等位基因的概率。近交系數(shù)的計算:1.統(tǒng)計近交環(huán)路中除去近交個體之外的個體總數(shù)n;2.近交系數(shù)F=環(huán)數(shù)*(1/2)^n雜種優(yōu)勢特點:F1雜種優(yōu)勢表現(xiàn)的特點綜合性雜種優(yōu)勢大小:決定于雙親性狀的相對差異和補充。雜種優(yōu)勢的大小與雙親基因型的高度純合有密切關(guān)系=4\*GB3④雜種優(yōu)勢的大小與環(huán)境條件具有密切關(guān)系F2的衰退表現(xiàn)產(chǎn)生的假說:(一)、顯性假說顯性基因互補假說顯性連鎖基因假說(二)、超顯性假說Chapter12群體遺傳學群體遺傳學的產(chǎn)生和發(fā)展產(chǎn)生:1908年,英國數(shù)學家G.H.Hardy和德國醫(yī)生W.Weinberg分別獨立提出群體遺傳平衡定律,為群體遺傳學誕生奠定了第一塊基石。發(fā)展:理論群體遺傳學時期實驗群體遺傳學時期分子群體遺傳學時期(孟德爾)群體:遺傳學中的群體是一群能夠相互交配的個體。通過個體間相互交配,孟德爾的遺傳因子以各種不同方式從一代傳遞到下一代。因此在遺傳學中又通常稱這種群體為“孟德爾群體”。基因庫:某一生物群體中所含有的全部基因的總和.基因頻率:一個群體內(nèi)某特定基因座(locus)上某種等位基因占該座位等位基因總數(shù)的比例基因型頻率;一個群體中特定基因型占群體內(nèi)全部基因型的比率,即特定基因型在群體內(nèi)出現(xiàn)的概率。遺傳結(jié)構(gòu):群體基因及其頻率和基因型及其頻率構(gòu)成,為群體的遺傳結(jié)構(gòu)。2.Hardy-Weinberg定律假設:一個隨機交配的大群體如果不受選擇、突變、遷移和遺傳漂變的影響,那么:1、群體的基因頻率不會改變;2、下一代的基因型頻率將保持不變遺傳平衡定律時提到的和隱含的主要條件有:隨機交配;大群體;無突變;無選擇;無其它基因摻入形式(最主要是遷移);對一個基因座位而言。群體遺傳學是研究當上述條件不滿足時,群體遺傳結(jié)構(gòu)的變化及其對生物進化的作用。意義:遺傳平衡定律是群體遺傳學的基礎;定律基本適用于分析、描述自然群體基因、基因型頻率變化規(guī)律;平衡群體的遺傳結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的;研究影響遺傳平衡的因素及規(guī)律也就是研究群體結(jié)構(gòu)改變(進化)的規(guī)律。3.Hardy-Weinberg定律的驗證設:親代(起始)群體中的基因型頻率為:AA Aa aaP0 H0 Q00.18 0.04 0.78根據(jù)下列公式可求:A的基因頻率p0=P0+?H0=0.18+1/2×0.04=0.20a的基因頻率q0=Q0+?H0=0.78+1/2×0.04=0.80起始群體隨機交配,相當于群體中攜帶A與a基因的雌雄配子隨機接合,于是子一代的基因型頻率:子二代的成員產(chǎn)生配子,其配子頻率(基因頻率)為:A的基因頻率p2=p12+p1q1=0.04+0.16=0.20a的基因頻率q2=q12+p1q1=0.64+0.16=0.80可以看出:經(jīng)過一代的隨機交配后,基因型頻率保持p12+2p1q1+q12不再發(fā)生改變;等位基因頻率則自始至終保持不變。改變基因頻率的因素及影響方式A、突變:一個等位基因突變?yōu)榱硪坏任换?,使群體內(nèi)的基因頻率發(fā)生變化。B、自然選擇:自然選擇的作用是指不同的遺傳變異體具有差別的生活力和(或)差別的生殖力(適合度(fitness),又稱適應值(adaptivevalue),用w表示:在一定環(huán)境下,一個個體能夠生存并將其基因傳遞給子代的相對能力。將具有最高生殖效能的基因型的適應值定為1,其它基因型在0~1之間。選擇系數(shù)(selectivecoefficient),用s表示:在一定環(huán)境下,某基因型在群體中不利于生存的程度;或自然選擇作用下降低的適合度,即s=1-w致死或不育的基因型,s=1,w=0)C、遺傳漂變:由于樣本取樣誤差造成基因頻率的隨機波動,漂變在所有群體中都會出現(xiàn),在小群體中更為明顯;遺傳漂變的原因1.受空間、食物和其他的重要資源的限制,群體的規(guī)模逐代減??;2.建立者效應(foundereffect)3.瓶頸效應遺傳漂變的作用1.改變?nèi)后w的基因頻率;2.使群體內(nèi)遺傳變異減??;3.促使不同群體間遺傳分化變大。5.遷移指個體從一個群體遷入另一群體或從一個群體遷出,然后參與交配繁殖,導致群體間的基因流動。6.遷移的作用:1.增加群體內(nèi)的變異2.防止群體出現(xiàn)遺傳分化E、交配體系1.隨機交配:2.非隨機交配:(選擇交配和近親交配)Chapter13育種學緒論養(yǎng)殖的水產(chǎn)生物種類:魚類:養(yǎng)殖種類146種,海水37;淡水109(2001)淡水養(yǎng)殖的四大家魚、鯉、鯽、鳊、魴、羅非魚等;海水養(yǎng)殖的鲆鰈類、石斑魚、真鯛、黑鯛、銀鯧等甲殼類:蝦蟹類20多種,三疣梭子蟹、中華絨螯蟹、中國對蝦、南美白對蝦等軟體動物(貝類):40多種;藻類:含單胞藻30多種;棘皮動物:海參、海膽等海水淡水養(yǎng)殖的珍珠;淡水養(yǎng)殖的龜、鱉、蛙等繁殖特征:群體大?。吼B(yǎng)殖種類個體小,群體大;生殖策略:無性生殖(分裂,出芽):分裂生殖,變形蟲;出芽生殖,水螅,??挥行陨常▎涡?,兩性):單性生殖,孤雌生殖;半單性生殖,雌核發(fā)育、雄核發(fā)育;兩性生殖。生殖方式:卵生(體外受精發(fā)育;體內(nèi)受精,體外發(fā)育)卵胎生:體內(nèi)受精,胚胎營養(yǎng)來自卵黃,母體輸卵管壁提供水,礦物質(zhì)等營養(yǎng),這也是大部分軟骨魚類的生殖方式。胎生:胚胎與母體發(fā)生血液上的循環(huán)聯(lián)系,營養(yǎng)來自卵黃和母體。名詞解釋:育種:應用各種遺傳學方法,改造生物的遺傳結(jié)構(gòu),以培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種,簡言之,育種就是培育動植物和微生物新品種。水產(chǎn)生物育種;應用各種遺傳學方法,改造水產(chǎn)動物遺傳結(jié)構(gòu),培育出適合人類養(yǎng)殖生產(chǎn)活動需要的品種的過程。水產(chǎn)生物育種學:研究水產(chǎn)生物選育和繁殖優(yōu)良品種的理論與方法的科學。品種;由同一祖先通過多代人工選育而來的、具有一定形態(tài)特征,生產(chǎn)性狀和遺傳穩(wěn)定的群體,可用于生產(chǎn)和作為遺傳學研究的材料。品系;來源于一對親本(或共同祖先)形成的群體,具有突出特點和性狀、相對穩(wěn)定遺傳性和一定數(shù)量的個體群。育成品種;人類有意識選擇而成,人工品種自然品種;未經(jīng)任何人工選擇或育種活動,經(jīng)過簡單馴化或不經(jīng)馴化直接為人類養(yǎng)殖活動所利用的自然種原種;取自模式種采集水域或取自其他天然水域并用于增養(yǎng)殖的野生水產(chǎn)動物種以及用于選育種的原始親本品種應具有的條件;性狀和適應性相似;穩(wěn)定遺傳;生產(chǎn)性能(生長、繁殖、抗逆等);數(shù)量。育種的目標;生長特性和飼料轉(zhuǎn)化率;繁殖特性:成熟年齡與繁殖力;抗病能力;適應特性;體色與體型;產(chǎn)品品質(zhì)等育種方法。選擇育種雜交育種多倍體育種雌核發(fā)育和雄核發(fā)育性別控制細胞融合與核移植轉(zhuǎn)基因技術(shù)水產(chǎn)生物育種的成就與展望chapter14選擇育種名詞:選擇:就是選優(yōu)去劣,是指從自然的或人工創(chuàng)造的群體中淘汰不良變異、積累和鞏固優(yōu)良變異的有效手段。選擇育種:簡稱選育、或選種,是根據(jù)育種目標在現(xiàn)有品種或育種材料內(nèi)出現(xiàn)的自然變異類型中,經(jīng)比較鑒定,通過多種選擇方法,選優(yōu)去劣,選出優(yōu)良的變異個體,培育新品種的方法?,F(xiàn)實遺傳力:可表述為選擇差(S)可以遺傳給下一代的百分率,表示每單位選擇差在一個世代所取得的選擇效應。2.選擇的作用與原則;一、選擇的作用控制變異的發(fā)展方向促進變異積累加強創(chuàng)造新的品質(zhì)二、選擇育種的原則選擇適當?shù)脑疾牧希辉陉P(guān)鍵時期進行選擇;按照主要性狀和綜合性狀進行選擇3.選擇育種的方法和特點;個體選擇個體選擇(individualselection)是根據(jù)個體性狀的表現(xiàn)型值進行選擇的方法,即把表現(xiàn)型好的個體留作種用,把差的個體淘汰;中選個體通過自由交配繁殖,經(jīng)過連續(xù)幾代的選擇,提高性狀的純度,改善性狀。個體選擇又稱為混合選擇或集體選擇(massselection)。特點:對于質(zhì)量性狀、遺傳力較高的數(shù)量性狀采用該選擇方法簡單易行,且容易成功;如果數(shù)量性狀受許多微效基因控制,而且遺傳力較低,個體選擇的方法比較緩慢;不了解中選個體和淘汰個體的基因型,含有較大的誤差風險。家系選擇家系選擇:根據(jù)某個性狀或某幾個性狀明顯優(yōu)于其親屬、生產(chǎn)性能顯著高于親屬的混有不同類型的原始群里選出一些優(yōu)良個體留種,建立幾個或若干個家系并繁殖后代,逐代與原始群體及對照品種相比較,選留那些符合原定選擇指標的優(yōu)良系統(tǒng),進而參加品系產(chǎn)量測定。特點:近交和選擇是家系選育中建系的重要手段;“近親交配+嚴格選擇”,近親交配使是優(yōu)秀性狀的基因型得到進一步純合,同時使不良性狀充分表露出來,然后經(jīng)過嚴格選擇,淘汰表現(xiàn)不良性狀的隱形基因;優(yōu)點:促進群體遺傳基礎純合,形成純系或純種;對于遺傳力低的性狀,比混合選擇好;缺點:費空間、世代間隔長、可比條件要求苛刻。親本選擇(后裔鑒定)憑借子代表型平均值的測定來確定并選擇親本和親本組合的選擇育種方法,即根據(jù)后代的質(zhì)量對其親本作出評價的選擇方法。特點:缺點:后裔未達到度量之前,親本選擇無法進行;必須同時在相同環(huán)境中飼養(yǎng)很多后代;優(yōu)點:效果可靠。綜合選擇家系選擇+后裔鑒定+混合選擇一、無親緣關(guān)系的品種、種群等雜交建立若干家系,做生產(chǎn)性能鑒定,選出優(yōu)良家系;二、在2-3個較好家系中進行個體選擇;三、根據(jù)后代表現(xiàn)評價每一家系質(zhì)量,確定家系的育種價值。4.舉例說明選擇育種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應用“中科紅”海灣扇貝(GS-01-004-2006)“海大金貝”(GS-01-002-2009)中國對蝦“黃海1號”(GS-01-001-2003)中國對蝦“黃海2號”(GS-01-002-2008)建鯉(GS-01-004-1996)墨龍鯉(GS-01-004-2003)豫選黃河鯉(GS-01-001-2004)Chapter15雜交育種1.名詞:雜交:在遺傳學上,嚴格地講,將只要有一對基因不同的兩個個體進行交配的過程都統(tǒng)稱為雜交;在育種和生產(chǎn)實踐中,雜交一般指不同品系、品種間甚至種間、屬間和亞科間個體的交配;雜交育種:通過不同(品)種間雜交創(chuàng)造新變異,并對雜交后代培育、選擇以育成新品種的方法育成雜交:指將分屬不同品種(品系或自然種)、控制不同性狀的基因隨機結(jié)合,形成各種不同的基因組合,再通過定向選擇育成集雙親優(yōu)良性狀于一體的新品種的育種方法。簡單講,即通過雜交+選育育成新品種的雜交。回交:經(jīng)濟雜交:選擇兩個優(yōu)良品種相配,所得子一代雜交優(yōu)勢明顯,雜種全部為經(jīng)濟利用而不作種用,能迅速獲得顯著的經(jīng)濟效益。經(jīng)濟雜交成為廣泛應用的一種雜交方法。一般配合力:指某一親本品種與其他若干品種雜交后,雜種后代在某個性狀上的平均表現(xiàn);特殊配合力:是指兩個特定親本所組配的雜種的某一性狀的表現(xiàn)雜交的作用與遺傳學基礎;雜交的作用急劇地動搖遺傳的保守性;迅速和顯著提高雜種的生活力,獲得雜交優(yōu)勢(heterosis);豐富遺傳結(jié)構(gòu),雜交后出現(xiàn)新的遺傳類型,繼而擇優(yōu)選擇,培育出新品種。雜交的理論基礎:基因分離和重組;不產(chǎn)生新基因,而是利用現(xiàn)有的生物資源的基因和性狀重新組合(產(chǎn)生新組合),將分離于不同群體(個體)的基因組合起來,從而建立理想基因型和表現(xiàn)型。3.雜交育種方法和特點;雜交育種的種類雜交親本親緣關(guān)系:近緣雜交(品種內(nèi)和間雜交)、遠緣雜交(種、屬、科、目間);育種目標:育成雜交和經(jīng)濟雜交;雜交時通過性器官與否:有性雜交、無性雜交;雜交親本數(shù)目的多少:單交和復交4.雜交育種在水產(chǎn)生物中的應用“大連1號”雜交鮑(GS-02-003-2004)“蓬萊紅”扇貝(GS-02-001-2005)松荷鯉(GS-01-002-2003)大菱鲆“丹法鲆”(GS-02-001-2010)Chapter16多倍體育種1.誘導多倍體的方法與原理;1)物理方法:溫度休克(temperatureshock)引起細胞內(nèi)酶構(gòu)型的變化,不利于酶促反應,導致形成紡錘體所需的ATP的供應途徑受阻,抑制細胞分裂。冷休克:0-4℃熱休克:30-36℃處理時間:10~20min靜水壓

抑制紡錘體的形成,阻止染色體移動,從而抑制分裂壓力大?。?00-750kg/cm22)化學方法:細胞松馳素B(CB):特異性破壞微絲,0.5-1.0mg/L,溶解在0.1%DMSO中使用;二甲氨基嘌呤(6-DMAP):蛋白質(zhì)磷酸化抑制劑;通過作用于特定的激酶,破壞微管聚合中心,濃度200-600μM;咖啡因:提高細胞內(nèi)Ca2+,引起微管二聚體的解聚,濃度5-15mM3)生物學方法:遠緣雜交、核移植和細胞融合2.多倍體鑒定的常用方法;1)染色體分析法2)流式細胞術(shù)3)極體計數(shù)法4)細胞測量法5)核仁計數(shù)法3.以三倍體貝類為例說明多倍體海產(chǎn)生物的生物學特性1)存活能力幼蟲成活率低:誘導劑的的毒性作用,致死基因的純合。幼貝及成體的成活率正常2)性腺發(fā)育及繁殖力:性腺發(fā)育程度低、繁殖力低、子代存活率低3)生長:三倍體貝類的生長快于相應的二倍體4)性比:大部分貝類三倍體的性比與二倍體差異不顯著;三倍體中雌雄同體比例較高、三倍體砂海螂77%為雌性,16具雌性特征,7%性腺不發(fā)育,無雄性個體。5)抗逆性饑餓饑餓130天長牡蠣的存活率低于二倍體病害感染MSX和Dermo150天,美洲牡蠣二倍體死亡率100%,三倍體97.7%有機農(nóng)藥三倍體長牡蠣對5種有機磷農(nóng)藥的抗性與二倍體無差異,但對多環(huán)芳烴3,4-苯并芘的抗性大于二倍體繁殖季節(jié)三倍體成活率較高生長優(yōu)良環(huán)境條件下三倍體生長快,在惡劣環(huán)境中則慢6)風味:三倍體的糖原含量變化,繁殖期間3n太平洋牡蠣的肝糖含量為2n的5倍;2n糖原含量降低72%,3n僅降低8%7)遺傳穩(wěn)定性:多倍體基因組不穩(wěn)定假說:三倍體-嵌合體-二倍體Chapter17單性生殖和性別控制1.名詞:雌核發(fā)育,卵子在同種或異種精子刺激下,依靠自身的細胞核發(fā)育成只具有母系遺傳物質(zhì)個體的一種特殊有性生殖方式。雄核發(fā)育,通過放射線照射等方法破壞卵子的遺傳物質(zhì),僅把卵子做為營養(yǎng)源,只依靠精子DNA進行發(fā)育的特殊的有性生殖方式。人工雌(雄)核發(fā)育,雌:通過用物理或化學方法遺傳失活的精子激活卵,精子不參與合子核的形成,卵僅靠雌核發(fā)育形成胚胎的現(xiàn)象。異育銀鯽,興國紅鯉為父本,方正銀鯽為母本屬間雜交(蔣一珪,1983),異源精子能刺激銀鯽卵子雌核發(fā)育,且能影響雌核發(fā)育子代的某些性狀,如子代的生長、性比、體色和肝臟的LDH同工酶等;為區(qū)別于傳統(tǒng)的雌核發(fā)育,把這種表現(xiàn)出異源精子生物學效應的雌核發(fā)育稱為異精雌核發(fā)育,異精雌核發(fā)育銀鯽的子代成為異育銀鯽。2.雌核發(fā)育二倍體的誘導方法;(貝類)抑制1stPb、2ndPb或第1卵裂;2N純合度:第1卵裂抑制型>2ndPb抑制型>1stPb抑制型3.人工雄核發(fā)育的誘導;利用γ、X射線、UV和化學誘變劑使卵子遺傳失活,通過抑制第一次卵裂使GN胚胎染色體加倍發(fā)育成雄核2n個體;也可通過雙精子融合,或利用4n得到的2n精子與遺傳失活卵授精的方法獲得雄核發(fā)育2n。4.性別控制的意義;1)提高群體生長率2)控制繁殖速度(羅非魚)3)延長有效生長期4)提高產(chǎn)品質(zhì)量5)提高與性別有關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)量5.魚類性別控制的方法與應用(舉例說明)方法:1)種間雜交2)人工誘導雌核(雄核)發(fā)育3)激素誘導4)魚類不育技術(shù)應用:1)羅非魚屬種間雜交能產(chǎn)生95%~100%的雄性后代,由于雄魚生長速度要比雌魚快30%,一個生長季節(jié)體重可達0.3~0.35Kg,具有較大的生產(chǎn)應用價值。2)莫桑比克羅非魚:性別控制和單性養(yǎng)殖,首創(chuàng)“三系”3)半滑舌鰨:性別控制和人工雌核發(fā)育Chapter18轉(zhuǎn)基因與生物安全性1.名詞:轉(zhuǎn)基因,通常是指在DNA操作過程中整合到動、植物受體細胞染色體上的外源基因。轉(zhuǎn)基因技術(shù);為了能夠使外源基因在動、植物體內(nèi)穩(wěn)定展現(xiàn)出相應的生物學表型,必須采用轉(zhuǎn)基因的重組子構(gòu)建技術(shù)、重組分子導入動植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化技術(shù)、轉(zhuǎn)基因在受體細胞染色體上的穩(wěn)定整合及可控表達技術(shù),這些技術(shù)統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。外源基因的組成:啟動子、目的基因、轉(zhuǎn)錄終止信號。啟動子的類型:病毒基因啟動子、高等動物啟動子和增強子、魚類基因啟動子目的基因的種類生長激素(GH)基因增加抗性的基因:抗凍蛋白(AFP)基因、抗病性基因、珠蛋白基因報告基因(reportergene)2.外源基因的導入的方法;顯微注射法電穿孔法精子載體法脂質(zhì)體法逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)染基因槍法外源基因的表達、整合和遺傳特點4.轉(zhuǎn)基因水產(chǎn)生物的安全評價包括哪些方面。受體魚的安全性調(diào)查基因操作過程的安全性轉(zhuǎn)基因動物的生態(tài)安全性遺傳安全性食用安全性Chapter19育種實踐中的分子標記技術(shù)1.名詞:分子標記;廣義:是指可遺傳的并可檢測的DNA序列或蛋白質(zhì);狹義:概念只是指DNA標記蛋白質(zhì)標記包括動植物蛋白、同工酶及等位酶(指由同一基因位點的不同等位基因編碼的酶的不同分子形式)。2.理想的分子標記的特點;(1)具有高的多態(tài)性;(2)共顯性遺傳,即利用分子標記可鑒別二倍體中雜合和純合基因型;(3)能明確辨別等位基因;(4)遍布整個基因組;(5

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