孟德爾遺傳定律的拓展(轉載)

教材中的孟德爾遺傳定律適用於每對等位基因在一對同源染色體上的情況,即每對基因都必須市獨立的,且每對基因只對應一種性狀,但在生物界實際的遺傳中,還存在一些特例,本文將這些實例進行了總結並將各實例的計算方法做了分析。其中計算方法可利用孟德爾的3:1和9:3:3:1靈活變化,重新構建數學模型。

一、復等位基因 復等位基因的表示方法:用一個字母作為該基因座位的基本符號,不同的等位基因就在這個字母的右上方作不同的標記,基本符號的大小寫表示該基因的顯隱性。以人的ABO血型為例,它是由一組復等位基因控制的,分別表示為IA,IB和i,共三個基因相互等位,即位於同源染色體的同一個座位上。對於同一個人來說,只能具有其中的兩個基因,因為人的同源染色體只有兩條,每條上只帶有一個決定血型的基因,但在人群中卻有三個復等位基因存在。 IA控制A血型,IB控制B血型,i控制O血型,IA,IB對i都為顯性,IA,IB之間為共顯性。復等位基因的遺傳同樣遵循分離規律。

基因型和表現型 IA IA, IA i A型 IB IB, IBi B型 IAIB AB型 ii O型 共6種基因型,4種表現型。

二、 特殊的遺傳現象

1.不完全顯性:

F 1 表現為雙親性狀的中間型,稱為不完全顯性。在這種情況下,顯性純合體與雜合體的表現不同,雜合體的表現型介於顯性純合體和隱性純合體之間,所以又稱為半顯性。

2.共顯性:

在 F 1 代個體上,兩個親本的性狀都同時表現出來的現象成為共顯性。如:

紅毛牛 × 白毛牛

紅毛白毛混雜

↓自交

1/4紅毛 2/4紅白毛 1/4白毛

3.互補作用 兩對獨立遺傳的基因決定同一個單位性狀,當它們同時處於顯性純合或雜合狀態時,決定一種性狀(相對性狀之一)的發育,當只有一對基因處於顯性純合或雜合狀態時,或兩對基因均為隱性純合時,則表現為另一種性狀。這種基因互作的類型稱為互補,發生互補作用的基因稱為互補基因。例如:香豌豆花色的遺傳 : 香豌豆有許多不同花色的品種。白花品種A與紅花品種O雜交,子一代紅花,子二代3紅花:1白花。另一個白花品種B與紅花品種O雜交,子一代也是紅花,子二代也是3:1。但白花品種A與白花品種B雜交,子一代全是紫花,子二代9/16紫花,7/16白花。 從子一代的表現型看,白花品種A和B的基因型是不同的,若相同,子一代應該全是白花。品種A和B均有不同的隱性基因控制花色,假定A有隱性基因pp,B有隱性基因cc,品種A的基因型為CCpp,B為ccPP。兩品種雜交,子一代的基因型為CcPp,顯性基因C與R互補,使花為紫色。F2中,9/16是C-P-基因型,表現為紫花,3/16是C-pp,3/16是ccP-,1/16是ppcc,均表現為白花。 P 白花品種A × 白花品種B CCpp ↓ ccPP F1 紫花 CcPp ↓ 自交 F2 9C-P- : (3C-pp : 3ccP- : 1ccpp ) 紫 白花 在這個試驗中,F1和F2的紫花植株與它們的野生祖先的花色相同。這種現象稱為返祖遺傳。紫花性狀決定了兩種顯性基因的互補。在進化過程中,顯性C突變成c,產生一種白花品種,P突變成p,成為另一種白花品種,兩個白花品種雜交後,兩對顯性基因重新組合,又出現了祖先的紫花。 4.上位性兩對獨立遺傳的基因共同對一個單位性狀發生作用,其中一對基因對另一對基因的表現有遮蓋作用,這種現象稱為上位性。

(1) 顯性上位作用燕麥中,黑穎品系與黃穎品系雜交,F1全為黑穎,F2中12黑穎:3黃穎:1白穎。 P 黑穎 × 黃穎 BByy ↓ bbYY F1 BbYy黑穎 ↓自交 F2 (9B-Y-:3B-yy): 3bbY- : 1bbyy 黑穎 黃穎 白穎 黑穎與非黑穎之比為3:1,在非黑穎中,黃穎和白穎之比也是3:1。所以可以肯定,有兩對基因之差,一對是B-b,分別控制黑穎和非黑穎,另一對是Y-y,分別控制黃穎和白穎。只要有一個顯性基因B存在,植株就表現為黑穎,有沒有Y都一樣。在沒有顯性基因B存在時,即bb純合時,有Y表現為黃色,無Y時即yy純合時表現為白色。B的存在對Y-y有遮蓋作用,叫做顯性上位作用。B-b對Y-y是上位,Y-y對B-b為下位。這個例子很容易直觀地理解,黑色素顏色很深,既然有黑色素存在,有無黃色素就區別不出,一定要沒有黑色素,才看得出有沒有黃色素的存在。

(2)隱性上位作用

在家兔中,灰兔和白兔雜交,F1全是灰兔,F2中9灰:3黑:4白。有色個體(包括灰與黑)與白色個體之比為3:1,而在有色個體內部,灰與黑也是3:1,可以認為也是兩對基因的差異。 灰色 × 白色 CCGG ↓ ccgg 灰色CcGg   ↓自交 9灰 : 3黑 : 4白 C-G- C-gg (ccG- +ccgg) 每一個體中至少有一個顯性C存在,才能顯示出顏色來。沒有C時,即cc純合,不論是GG,Gg,還是gg都表現為白色。一對隱性基因純合時(cc),遮蓋另一對非等位基因(G-g)的表現,這種現象稱為隱性上位作用。其中C-C對g-G是上位,G-G對c-C是下位,兩對非等位基因間的這種關係稱之為上位效應。 基因C可能決定黑色素的形成,cc 基因型無黑色素形成。G-g控制黑色素在毛內的分布,沒有黑色素的存在,就談不上黑色素的分布,所以凡是cc個體,G和g的作用都表現不出來。

5.抑制作用 在兩對獨立基因中,其中一對並不控制性狀的表現,但當它處於顯性純合出和或雜合狀態時,對另一對基因的表達有抑制作用。這種基因稱之為抑制基因。 以上情況雖然與教材中的計算有所不同,但基本上還是在分離定律和自由組合定律基礎上的延伸,所以只要讓學生真正領會分離定律中的3:1和自由組合定律中的9:3:3:1的實質,然後在這個基礎上靈活變化就可以了。

推薦閱讀:

拓展閱讀:雷峰塔:那個夕陽下的「老衲」
《荷塘月色》拓展閱讀
拓展閱讀:梅魂
拓展閱讀:水木清華,立德立言,無問西東
「四個全面」:拓展中國道路的科學引領

TAG:遺傳 | 轉載 | 定律 | 孟德爾 | 拓展 |