生命活動的調節
4.基因自由組合定律的實質
講述:孟德爾的雜交試驗從實踐的角度論證了自由組合定律的存在和規律,現在,我們從現代遺傳學的角度去解釋這一規律。
請同學們看圖思考:提問:孟德爾所說的兩對基因是指什么?(回答:位于1、2號同源染色體上的y和y及位于3、4號的另一對同源染色體上的r和r)提問:1號染色體上的y基因的非等位基因是那些基因?(回答:3、4號染色體上的r和r)提問:非同源染色體上的非等位基因在形成配于時的結合方式是什么?(回答:自由組合。)
提問:這種非同源染色體上的非等位基因自由組合發生在哪一過程中?(回答:發生在細胞減數分裂形成配子時。)提問:基因自由組合定律的實質是什么?(回答:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在細胞減數分裂形成配子的過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合)
5.基因自由組合定律在實踐中的應用
講述:基因的自由組合定律為我們的動,植物育種和醫學實踐開闊了廣闊的前景,人類可以根據自己的需求,不斷改良動植物品種,為人類造福。例如:水稻中,有芒(a)對無芒(a)是顯性,抗病(r)對不抗病(r)是顯性。其中,無芒和抗病是人們需要的優良性狀。現有兩個水稻品種,一個品種無芒、不抗病,另一個品種有芒、抗病。請你想辦法培育出一個無芒、抗病的新品種。(學生用練習本計算,得出結論:根據自由組合定律,這樣的品種占總數的3/16。)
提問:我們得到的這種具有雜種優勢的品種可以代代遺傳嗎?(回答:不可以,因為其中有2/16的植株是雜合體,它的下一代會出現性狀的分離。)
提問:如何能得到可以代代遺傳的優勢品種?(回答:要想得到可以代代遺傳的優勢品種,就必須對所得到的無芒、抗病品種進行自交和育種,淘汰不符合要求的植株,最后得到能夠穩定遺傳的無芒、抗病的類型。)
講述:在現代醫學上,我們也常用基因的自由組合規律來分析家族遺傳病的發病規律。并且推斷出其后代的基因型和表現型以及它們出現的依據。這對于遺傳病的預測和診斷以及優生、優育工作都有現實意義。
例如:在一個家庭中,父親是多指患者(由顯性致病基因p控制),母親的表現型正常,他們婚后卻生了一個手指正常但先天聾啞的孩子(由隱性致病基因d控制,基因型為dd),其父母的基因型分別是什么?
提問:這樣的例子在我們日常生活中是經常遇到的,那么,我們一起來分析,雙方都未表現出來先天聾啞癥狀的父母,為什么會生出一個先大聾啞的孩子呢?(回答:首先,先天聾啞一定是遺傳病,其父母均未表現出來,說明其父母均是隱性基因的攜帶者。加之其父親為多指,可以判定其父親的基因型為:ppdd;其母親表現型正常,可以判斷其母的基因型為:ppdd。)
提問:根據上面的分析,其父母可能出現的配子是什么?其子女中可能出現的表現型有幾種?(回答:其母親可能出現的配子類型為:pd、pd,其父親可能出現的配子類型為pd、pd、pd、pd。)他們的后代可能出現的表現型有4種:只患多指(基因型為ppdd、ppdd),只患先天聾啞(基因型ppdd),既患多指又患先天聾啞(基因型ppdd),表現型正常(基因型ppdd,ppdd。)