编辑:
2016-03-10
孟德尔为了确定几对相对性状由于杂交而结合于杂种中时,是否也能应用上述一对相对性状的规律,他做了两对相对性状和三对相对性状的杂交,证明这个规律同样有效。例如:圆粒黄色(AABB)×皱粒绿色(aabb),F1全部为圆粒黄色,F2有4种表现型:315个圆黄、108个圆绿、101个皱黄、32个皱绿,比例接近9∶3∶3∶1。
将F2的种子全部种下去,得到9类植株,这9类植株的分离情况,按所结种子性状归类得到如下结果:
1 38株全部圆黄种子 和亲本一样保持稳定 AABB
1 35株全部圆绿种子 和亲本一样保持稳定 AAbb
1 28株全部皱黄种子 和亲本一样保持稳定 aaBB
1 30株全部皱绿种子 和亲本一样保持稳定 aabb
2 65株有圆黄和圆绿分离 只有一对性状分离 AABb
2 68株有皱黄和皱绿分离 只有一对性状分离 aaBb
2 60株有圆黄和皱黄分离 只有一对性状分离 AaBB
2 67株有圆绿和皱绿分离 只有一对性状分离 Aabb
4 138株分离出圆黄、圆绿、皱黄、皱绿 二对性状都分离 AaBb
孟德尔以其敏锐的数学头脑从上列各类比例中看出:这是组合系列中的各项式比值,把A与a和B与b这两对性状各自的分离比例(AA+2Aa+aa)和(BB+2Bb+bb)组合起来就可得到上述的比例。孟德尔得到了两对性状的组合规律后,自然地得到三对性状的组合规律。实验结果和他的预期比例完全相符。
孟德尔为了解释上述实验的结果,进一步分析了杂种中生殖(卵)细胞和花粉细胞的性质。他推论在杂交后代中出现稳定类型,说明受精的卵细胞和花粉细胞中必然具有相同的因子,而且一株杂种植株或一朵花中就能产生稳定的后代,可见杂种的子房和花药中形成不止一种性细胞。子房和花药中有多少种性细胞,就会有多少种稳定类型。如果杂种产生的各类卵细胞以及各类花粉细胞数目相等,就可解释各个杂种中的后代分离表现。这样孟德尔设计了自己首创的测交实验。例如,圆粒黄色与皱粒绿色杂交,F1与皱粒绿色进行正反交,预期结果为:
(1)杂种卵细胞AB,Ab,aB,ab与花粉细胞ab杂交得到
AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1∶1∶1∶1
(2)杂种花粉细胞AB,Ab,aB,ab与卵细胞ab杂交得到
AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1∶1∶1∶1
实验结果和他的理论预期结果几乎完全一致。
正交实验结果:31粒圆黄,26粒圆绿,27粒皱黄,26粒皱绿。
反交实验结果:24粒圆黄,25粒圆绿,22粒皱黄,27粒皱绿。
由于隐性亲本性状不能遮盖显性性状,并能显出纯隐性性状,这样的测交结果就能直接反映出F1杂种所产生配子的类型和数目,因而从测交子代的表现型可以直接判断杂合子的基因组成,这也是测交的作用。
孟德尔在解释上述现象时指出:哪一种花粉细胞和卵细胞结合,全出于偶然。就一对性状而言,杂种Aa产生相等数量的A和a卵细胞以及相等数量的A和a花粉细胞。任一A或a花粉细胞和A或a卵细胞结合的机会相同。受精结果,就会得到组合AA+2Aa+aa。进一步得到多对性状的组合。
通过测交实验结果可以引申出以下结论。
(1)成对的遗传因子在杂合状态互不污染,保持其独立性,形成配子时相互分离,分别进入不同的配子中(即分离定律)。
(2)不同相对性状的遗传因子在F1杂合状态时,虽同处一体,但互不混淆,各自保持其独立性。形成配子时,同一对遗传因子各自独立地分离;不同对的遗传因子则自由组合(即自由组合定律)。
孟德尔发现的两个遗传基本规律,解释了他的实验结果,他所创造的测交实验证实了他发现的两个规律是正确的。
4.显性的相对性
在谈到性状的显隐性时,一般是指性状的表现只受一对等位基因的控制。孟德尔研究过的豌豆7对性状表现完全显性。但后来发现由一对等位基因决定的相对性状中,显性有的是不完全的,或是出现其他的遗传现象。但这并不有悖于孟德尔定律,而是其进一步的发展和扩充,现介绍几种。
(1)不完全显性(incomplete dominance) 把紫茉莉开红花(CC)的品种与开白花(cc)的品种杂交,F1杂合子(Cc)的花为粉红色,是双亲的中间型。这似乎违背了孟德尔颗粒遗传原理。事实却不然,当F1杂合子间自交时,F2中有1/4红花,2/4粉红花,1/4白花。白花基因c在杂合子中没有被“污染”,保持其纯洁性,在F2又按原样分离出来。F1的中间型是C基因对于c基因不完全显性所造成的。
F2的表现型及基因型之比均为1∶2∶1,即当相对性状为不完全显性时,表现型和其基因型的比例是一致的。
人的天然卷发也是由一对不完全显性基因决定的,其中卷发基因W对直发基因w是不完全显性。纯合子WW的头发十分卷曲,杂合子Ww的头发卷曲程度中等,ww则是直发。
(2)共显性(codominance) 一对等位基因的两个成员在杂合子中都表达的遗传现象叫共显性。人类的MN血型是继ABO血型后被检出的第二种血型,首先由Landsteiner和Levine发现。由于MN血型是使用免疫血清检出的,故取M和N两个字母作为MN血型的符号。它的遗传是由一对等位基因决定的,为纪念上述两位科学家,故以LM、LN表示这一对等位基因。MN血型分为M型、MN型和N型3种表现型。M型个体的红细胞表面有M抗原,由LM基因决定,N型有N抗原,由LN基因决定,MN型既有M抗原又有N抗原,LM和LN基因并存,它们互不遮盖。3种表现型的基因型分别为LMLM、LNLN和LMLN。MN血型表明LM和LN这一对等位基因的两个成员分别控制不同的抗原物质,这两种物质在杂合子中同时表现出来。就这种血型而言,在人类中可能有6种婚配方式。下表表示系谱分析后不同婚配方式和其子女的血型分布。MN血型遗传同样说明分离定律的普遍性。
MN血型遗传
表现型 |
基因型 |
家庭数 |
实得子女数 |
理论比 |
M MN N |
M MN N |
|||
M×M |
LMLM×LMLM |
24 |
98 - - |
1 - - |
镰刀型细胞贫血症也是共显性的一个例子。正常人红细胞呈碟形,镰刀型细胞贫血症患者的红细胞呈镰刀形。正常人与镰刀型细胞贫血症患者结婚所生子女,红细胞既有正常碟形的,又有镰刀形的,平时并不表现严重的病症,只有在缺氧条件下才发病。
(3)镶嵌显性(mosaic dominance) 在F1个体上,双亲的性状在不同部位镶嵌存在,称为镶嵌显性。这是我国著名遗传学家谈家桢教授于1946年在研究异色瓢虫鞘翅色斑的遗传时发现的。
异色瓢虫有很多鞘翅色斑的变异。鞘翅底色为黄色,不同的类型在底色上呈现不同的黑色斑纹。黑缘型鞘翅的前缘呈黑色,均色型的后缘呈黑色。纯种黑缘型与纯种均色型个体杂交,F1个体上既不表现黑缘型,也不表现均色型,而出现了一种新的色斑类型,好像双亲的鞘翅叠起来了,其黑色部分都表现出来,呈镶嵌现象。当把子一代个体再相互交配,F2中1/4是黑缘型,2/4新类型即镶嵌型,1/4均色型。异色瓢虫镶嵌显性的实质是:在个体发育过程中,一对基因的表达时间不同,黑缘型基因只在鞘翅前缘体细胞内合成黑色素,在其他细胞中呈抑制状态;均色型基因只在鞘翅后缘的体细胞中发挥作用,在其他细胞中不表达。
在辣椒的遗传研究中发现,紫花×白花→F1个体的花的边缘为紫色,中央为白色。
(4)环境对基因表现型效应的影响 从基因型到表现型是一个复杂的形态、生理和生化过程,它是在环境条件的影响下,经个体发育过程逐步实现的。
例如,在植物中的条件显性,就是由于环境条件的改变,显性可从一种性状变为另一种性状。以曼陀罗茎色的遗传为例,当紫茎与绿茎杂交后,F1在夏季田间里生长,茎是紫色的,说明紫茎对绿茎为显性。但F1在温度较低、光照较弱条件下生长,茎为淡紫色,又呈现不完全显性,说明显隐性可依条件而更改。又如,金鱼草红花品种与象牙品种杂交,F1如果培育在低温、强光照条件下,花为红色,如果在高温、遮光条件下,花为象牙色。石竹的花苞有白和暗红颜色之分,让开白花的植株与开暗红花的植株杂交,F1开花初期,花色为纯白,以后慢慢变为暗红色。这是因为植株内的酸碱度在开花期发生了变化,结果影响了花色的表现。
在动物中,性别也影响性状的表现,如牛或羊的角的有无受一对等位基因的控制,无角对有角为显性。在母牛和母羊中,杂合子表现为无角,即完全显性,而在公牛和公羊中,杂合子则表现有角,即不完全显性。人类的秃顶也随性别而不同,在男性中秃顶基因表现为显性,即BB和Bb都为秃顶;在女性中秃顶基因则表现为隐性,即Bb不秃顶。此外还有一种叫做限性遗传的现象。它是指常染色体上的基因只在一种性别中表达,而在另一种性别中完全不表达。这常常与两性生理构造上的差异有关。例如,女性子宫阴道积水、男性的尿道下裂等均为常染色体遗传。致病基因虽在两性中都存在,但在一种性别中因缺乏适宜的表达器官而不表现性状。
(5)遗传印记 遗传印记是一种新发现的在人类、小鼠等物种中的遗传现象。孟德尔遗传规律认为遗传物质不论来自双亲中的哪一方,都具有相同的表现型效应,等位基因不会因为位于不同亲代来源的染色体上而产生不同的效应。越来越多的研究资料表明,来自父母双方的同源染色体或等位基因存在功能上的差异,不同性别的亲代传给子代同一染色体或基因,可以引起不同的表现型,这种现象称为遗传印记,或基因组印记(genomic imprinting)或亲代印记(parental imprinting)。
1991年Dechiara等将胰岛素样生长因子II(简称IGFII)基因转移到小鼠基因组中。IGFII具有生长激素作用,该基因分为有功能型和无功能型两种。在转基因小鼠子代中,如果是有功能型的IGFII基因来自雌鼠,无功能型的IGFII基因来自雄鼠的杂合子鼠,它的表现型则与无功能型基因纯合子的缺陷一样,有生长缺陷。而IGFII无功能型基因来自雌鼠,有功能型的IGFII基因来自雄鼠的杂合子代小鼠,则表现型正常。这说明有功能型的IGFII基因由雄鼠或雌鼠传给子代,可以产生不同的表现型效应。有人估计在人类基因组中约有近100个印记基因。
精品小编为大家提供的高一生物必修2第一单元学习要点,大家仔细阅读了吗?最后祝同学们学习进步。
相关推荐:
标签:高一生物知识点
威廉希尔app (51edu.com)在建设过程中引用了互联网上的一些信息资源并对有明确来源的信息注明了出处,版权归原作者及原网站所有,如果您对本站信息资源版权的归属问题存有异议,请您致信qinquan#51edu.com(将#换成@),我们会立即做出答复并及时解决。如果您认为本站有侵犯您权益的行为,请通知我们,我们一定根据实际情况及时处理。