内容来自 教辅主编王友祺。
基本定义与概念
基因
基因概念
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等位基因:位于同源染色体上的同一位置,控制同一对相对性状的基因。
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非等位基因:
(1) 同源染色体上不同位置控制不同相对性状的基因。(连锁)
(2) 非同源染色体上的基因。(自由组合) -
复等位基因:控制同一对相对性状的多种基因。完全显性情况下,表型为显隐关系更强者。
基因关系
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完全显性:显性杂合子体现为显性。
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不完全显性:显性杂合子体现为中性。
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共显性:两种显性基因同时表现。
例:设黑毛马与白毛马的遗传因子分别为 \(A\) 与 \(a\)。现在有 \(AA \times aa\Rightarrow Aa\)。
完全显性:后代为黑毛马;不完全显性:后代为灰毛马;共显性:后代黑白相间。
个体
基因型
纯合子:同源染色体相同位置基因相同。
杂合子:同源染色体相同位置基因不同。
例:
- 二倍体生物(凡是由受精卵发育而来,且体细胞中含有两个染色体组的生物个体)
纯合:\(AA/aa/AABB/AAbb/...\) ;杂合:\(Aa/Aabb/AaBb/...\) 。 - 四倍体生物(是由受精卵发育来的体细胞中含有四个染色体组的生物个体)
纯合:\(AAAA/AAAAbbbb/...\) ;杂合:\(AAaa/AaaaBbBb/...\) 。
表现型
具有一对相对性状的两个纯合子进行交配,子一代中表现出来的叫显性性状,子一代表现不出的叫隐性性状。
杂合子自交后代性状分离 \(3:1\),\(3\) 份为显性,\(1\) 份为隐性。
表现型由基因型和环境因素控制。
遗传操作
- 去雄:为了不让其进行自花传粉。
- 套袋:去雄完后套袋,这里的套袋是为了避免其他植物的花药粘到柱头上导致受粉。
- 授粉:再从植株上采来所需要的基因型花粉,然后进行人工授粉。
- 套袋:最后再套袋,套袋的目的就是防止别的花粉跟它传粉。
交配类型
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杂交:基因型不同的个体进行交配。
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自交:基因型相同的个体交配。
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测交:显性个体 \(\times\) 隐性纯合子。测交属于杂交。测交测的是待测个体产生的配子种类及比例。可以通过待测个体产生配子种类及比例看出待测个体的基因型。
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正反交:正交与反交是相对的。假设正交中父本的表现型为 \(A\),母本的表现型为 \(B\),则该实验对应的反交实验中父本的表现型为 \(B\),母本的表现型为 \(A\)。正反交可以检测细胞质的遗传以及判别染色体的位置。
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回交:子代个体与亲本交配。回交可以保证细胞质基因不变的前提下置换细胞核基因,但一般需要通过连续多代的回交才能实现。
分离定律
孟德尔成功的原因
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选材优势。
孟德尔选择豌豆。豌豆是自花传粉、闭花授粉植物,具有易于区分的相对性状,易于操作,繁殖周期短。野生状态下的豌豆几乎都是纯合子,因为连续多代自交会使得杂合子比例越来越小。
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实验方法。
孟德尔使用假说演绎法。
假说:生物性状由遗传因子决定。体细胞中遗传因子成对存在。生物体形成配子(生殖细胞)时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。受精时,雌雄配子随机结合。
演绎:\(AA \times Aa\) 与 \(Aa \times aa\) 验证了假说的合理性。
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数据分析
基因分离定律的实质
同源染色体上的等位基因伴随同源染色体的分开而分离。
基因分离定律的验证方法
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自交法
杂合子自交,若同源染色体无法分离,则后代分离比不能为 \(3:1\)。
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测交法
杂合子测交,若同源染色体无法分离,则后代分离比不能为 \(1:1\)。通过测交测出待测个体产生配子的种类及比例,间接验证分离定律。
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花粉鉴定法
仅限用于水稻。水稻有糯性和非糯性的相对性状,两种产生的淀粉形态遇到碘液会形成不同的颜色(糯性:红褐色;非糯性:蓝黑色)。故可以直接使用花粉鉴定法测得水稻产生的配子及其笔比例。
\(3:1\) 性状分离比的条件
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减数分裂正常。若减数分裂异常会出现三体问题(例:唐氏综合症)。
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完全显性且后代表型不受性别影响。
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配子、胚胎存活率相等。