发布网友 发布时间:2022-05-06 21:20
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热心网友 时间:2023-09-19 11:06
德国生物学家孟德尔从1857年起就开始在他任职的修道院后面的空地上,以豌豆作材料进行了许多杂交试验,经过八年的努力工作,他从他的实验结果分析中发现了分离定律和自由组合定律。
我们知道,豌豆是一种很容易栽培、生长期又短的严格自花授粉的植物。豌豆有许多不同的品种。在这些品种中,有高茎的和矮茎的,有开红花的,也有开白花的,种子有黄的和绿的,种皮有圆滑的和皱缩的,等等。孟德尔首先选择具有一对相对性状的豌豆进行杂交试验。例如他把纯的高茎豌豆和纯的矮茎豌豆作为亲本进行杂交,得到的杂种一代(F1)全部是高茎的,只表现一个亲本的性状。通常把这个在F1中表现出来的性状,叫做隐性性状。当用F1自交时,得到的杂种二代(F2)就不是只有高茎的性状,而是高茎和矮茎的性状都得到表现,不过矮茎的数目要少一些,高茎和矮茎的比例是三比一。
为什么会出现这种现象?孟德尔作了科学的分析,他认为F2不同类型的数目,是由于两种花粉细胞,对两种卵细胞随机受精的结果,从而推断出生物的性状是由某种遗传因子所控制的。比如说,豌豆的高茎和矮茎分别是由一对遗传因子决定的,高茎的遗传因子用DD表示,矮茎的用dd表示。在F1中表现出来的叫显性因子(如DD),没有表现出来的叫隐性因子。因此,当用F1自交时必然会发生分离,如图所示。纯合子表现为显性性状或隐性性状,所以得到显性和隐性的三比一的比例。例如,含有D和d的杂种一代在产生配子时,D和d的数目是相等的,而各种不同的配子在结合时又有着同等的机会,所以在F2中表现为DD(1)∶Dd(2)∶dd(1)或高∶矮=3∶1的规律。
这种解释是否正确,孟德尔用杂种子一代跟亲本回交的方法作了进一步的验证。他让子一代的杂合高茎(Dd)豌豆,与纯合显性亲本(DD)或纯合隐性亲本(dd)交配。按照上述分离假设,杂合子一代(Dd)必定产生D和d两种配子,而纯合亲本(DD或dd)只产生D或d一种配子。因此,让杂合一代跟纯合显性新本交配, 后代必定都是高茎豌豆,没有矮茎豌豆;如果让杂合一代跟纯合隐性亲本交配,其后代必定是高茎豌豆和矮茎豌豆各半。实验的结果跟预期的完全一致,证明分离假设是正确的。后来,人们发现很多生物性状的遗传都符合孟德尔的遗传因子杂交分离假设,因此就把孟尔发现的一对遗传因子在杂合状态下并不相互影响,而在配子形成时又按原样分离到配子中去的规律,叫分离定律。
分离定律告诉我们:第一,个体上的种种性状是由基因决定的;第二,基因在体细胞中成双存在,在生殖细胞中则是成单的;第三,基因由于强弱不同,有显性和隐性现象,F2显性和隐性的比率是三比一;第四,遗传性状和遗传基础是有联系又有区别的,遗传性状指的是个体所有可见性状的总和,遗传学上叫做表现型,而遗传基础则是指个体所有的遗传内容的总和,遗传学上叫做基因型。不同的基因型有不同的表现型,也可以有相同的表现型。例如:DD 的表现为高茎,dd的表现为矮茎;而DD和Dd则均表现为高茎。DD和Dd虽然表现型是相同的,但它们的基因型是不同的。因此,它们在性状遗传上是有差别的。DD的后代总是高茎,而Dd的后代则有分离。
分离定律对于我们掌握育种工作的主动权是很有帮助的。比方说,根据分离定律,F1往往表现一致,从F2开始会有连续几代的性状分离。因此,在动植物的杂交育种工作中,我们应从F2就要进行选择;同时,采取连续自交的方法,继续繁殖并观察后代的表现,以鉴定所选择的类型在遗传上是否稳定。
此外,分离定律还能帮助我们弄明白近亲繁殖不好的道理。分离定律告诉我们,儿女的基因一半来自父方,一半来自母方,因此父母的亲生儿女之间有二分之一的基因是相同的,依此类推,同胞兄妹之间有四分之一的基因是相同的,……就是说,近亲在遗传学上来说,意味着他们有很多基因是相同的。因为这个缘故,近亲结婚致病基因结合的机会比非近亲结婚大得多,从而使隐性遗传病的发生率增高。据估计,正常人身上每人都带有五六种隐性病基因,由于是杂合的,被等位的正常显性基因所掩盖,并不表现病态。在群体中,你带有这五六种隐性致病基因,他带有五六种隐性致病基因,不容易造成同一种隐性致病基因相遇(纯合)。在近亲之间,由于有许多基因是相同的,这就容易导致后代出现隐性遗传病患者。所以,我国的婚姻法规定“三代以内的旁系血亲”禁止结婚。