徐旭娜
[摘 要]在生物界,有许多无法用孟德尔遗传规律解释的遗传模式,这些“别样”的遗传模式是高中生物主要内容的延伸,更是考试的热点。在教学中适时总结补充,将有利于学生开阔视野,丰富认知。
[关键词]单基因遗传 简单遗传模式 复杂遗传模式 多基因遗传
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 16746058(2015)260116
孟德尔提出的遗传规律所针对的是单基因控制的性状,并且是完全显性,但现实中有更多无法用孟德尔遗传规律解释的遗传模式。以下就将这些“别样”的遗传模式做一简单总结,以期为高中生物学习提供参考。
一、单基因控制的性状
基因通过控制蛋白质的合成而控制生物性状,根据控制某种性状的基因数量,可分为单基因控制的性状和多基因控制的性状。单基因控制的性状又分为简单遗传模式和复杂遗传模式。
(一)简单遗传模式
简单遗传模式即孟德尔遗传模式,是指孟德尔实验中性状的遗传模式,是单基因的完全显性。完全显性具体表现为具有相对性状的两个亲本杂交,F1完全显现出来的那个亲本性状,就是完全显性性状。当显性基因与隐性基因共存时,隐性基因的作用完全被掩盖,即显性对隐性为完全显性。高中课本重点学习了简单遗传模式,可分为常染色体遗传和伴性遗传。人类性状中有些是完全显性遗传,如“搭便车拇指”,即拇指末节能翘起超过30°的特点为完全显性性状,不能翘起超过30°的为隐性性状;杏仁眼是完全显性性状,圆眼是隐性性状;等等。
(二)复杂遗传模式
1.不完全显性。
不完全显性,又称为“半显性”,其特点是杂合子表现为双亲的中间性状。
不完全显性遗传模式实例:
紫茉莉开红花由基因R决定,开白花由基因R1决定。纯合子开红花植株与纯合子开白花植株杂交,F1代自交,后代表现型及比例为:红花∶粉红花∶白花=1∶2∶1,粉红色花的基因组成是RR1,这就是一个不完全显性的典型例子。出现新的中间状态的颜色是因为R基因编码的酶催化反应合成红色色素;R1基因编码的酶有缺陷,因此不能催化反应合成色素,RR1个体只含有一个拷贝的R基因,花中促进合成红色素的酶只有RR个体的一半,因此呈现粉红色。R1R1个体因为没有正常的酶,因此呈现白色。
2.共显性。
共显性指杂合子的一对等位基因各自都具有自己的表型效应,称为“共显性”。
共显性遗传模式实例:
纯合黑毛母鸡(WW)与白毛公鸡(BB)杂交,如果是简单的孟德尔遗传,后代是黑毛或白毛;如果是不完全显性,后代是灰毛。但是杂交后代(WB)的毛是黑白相间的,有些羽毛是黑毛,有些羽毛是白毛。人类共显性遗传的例子之一就是镰刀型细胞贫血症,基因型是杂合子的人既会产生正常血红蛋白,又会产生异常血红蛋白,这就是共显性。
3.多重等位基因、多种遗传模式。
生物界会出现控制同一性状的等位基因有两个以上的情形。这是因为等位基因是基因不定向突变的结果,控制某种性状的基因不断突变而产生多个等位基因。虽然每个二倍体个体只含有控制这种性状的单对基因,为纯合子或杂合子,但在种群中针对这种性状有多种基因型和表现型。多重等位基因控制的性状依然是单基因控制的性状。
多重等位基因、多种遗传模式实例:
人类ABO血型就是单基因控制但有多个等位基因的典型例子。ABO血型是由红细胞表面的某些分子决定的,决定血型的基因有IA、IB和i。IA和IB控制合成的物质分布在红细胞表面,i基因不会控制合成其中任何一种物质。当基因型为IAIB时,红细胞膜表面两种物质都存在,表现为AB型血;当基因型为IAIA或IAi时,红胞膜表面只存在IA控制合成的物质,表现为A型血;当基因型为IBIB或IBi时,红胞膜表面只存在IB控制合成的物质,表现为B型血;当基因型为ii时,红细胞膜表面两种物质都没有,表现为O型血。由此可见,A、B基因之间的遗传模式为共显性;A基因和B基因对于i基因分别为完全显性,这样就由三个等位基因,两种遗传模式,造成人类ABO血型的四种表现型。
二、多基因遗传
多基因遗传指某个性状受两对甚至更多对基因控制的遗传模式。这些基因可能在一对同源染色体上,也可能位于非同源染色体上。多对基因共同控制的性状表现差别很大。每对基因依然像孟德尔遗传一样用大小写字母表示,但每个用大写字母书写的基因都对性状的表达起了同样一小部分作用,它们之间有累加效果,每对基因的杂合子都代表过渡型。多基因控制的性状通常会在最大值和最小值之间呈现连续变化。
多基因遗传实例:
人的肤色、身高和眼睛的颜色等都是多基因控制的性状。肤色的研究提示由3~4对基因控制。假设人的肤色受四个基因的控制:A、B、C和D,当肤色最浅的人(aabbccdd)和肤色最深的人(AABBCCDD)结婚,后代(AaBbCcDd)的肤色是中间状态,这些孩子的后代的肤色在祖父母的浅肤色和深肤色之间变化不一。
总之,基因之间相互作用,基因与环境之间相互作用,基因控制性状的模式多种多样。
(责任编辑 黄春香)