請你親做遺傳實驗

人類性狀遺傳

從動、植物實驗中總結(jié)出來的遺傳規(guī)律，同樣適用于人類。

1．基本原理:

凡正常人都有46條染色體，除男人的性染色體Y外，其他每條染色體都有成千上萬個基因?，F(xiàn)在我們還不知道大多數(shù)基因的功能，但確實知道少數(shù)基因的功能，它們控制著一些容易識別的性狀。

現(xiàn)在簡要介紹容易調(diào)查的人類三個遺傳性狀:

圖1—6　卷舌者

一是卷舌和非卷舌。一個人具有把舌的兩側(cè)翻卷的能力稱為卷舌者(圖1—6)，否則為非卷舌者。已知卷舌和非卷舌受一對等位基因R和r的控制，且R是r的顯性。

二是中指節(jié)有毛和無毛(圖1—7)。除大拇指外，其余四指的每指都可明顯區(qū)分為三節(jié)，所有的人靠近手掌的指節(jié)背面都長有毛，最遠(yuǎn)離手掌的指節(jié)都不長毛，但在剩下的那段指節(jié)，即中指節(jié)背面，有些人有毛(盡管毛的多少和長度可有不同)，另一些人無毛。中指節(jié)有毛和無毛，也受一對等位基因H和h控制，且H是h的顯性。

圖1—7　中指節(jié)有毛(左)和無毛

三是前額毛發(fā)的尖突型和平直型(圖1—8)。如果前額中部的毛發(fā)向額部突出，呈V字形，則稱尖突型;如果該部位的毛發(fā)不向額部突出，是平直的，則稱平直型。尖突型和平直型，還是受一對等位基因P和p控制，且P是p的顯性。

圖1—8　前額毛發(fā)尖突型(左)和平直型

2．調(diào)查過程:

最容易的調(diào)查對象是與自己有關(guān)的家系，可事先制作如表1—3的表，以便于調(diào)查時做記錄。

表1—3　人類遺傳性調(diào)查

3．結(jié)果分析:

對于卷舌和非卷舌這一相對性狀，若一調(diào)查結(jié)果如表1—3的所示，則可根據(jù)表現(xiàn)型推算有關(guān)成員的基因型，分析思路見(圖1—9)。

由該系譜知:由于本人和父親是非卷舌者，基因型都應(yīng)為rr，又可推知母親基因型定為Rr;由于父親為非卷舌(rr)，而祖父、祖母都為卷舌者，因此祖父、祖母的基因型肯定都為Rr;由于母親基因型為Rr，而外祖父、外祖母都為卷舌者，所以外祖父、外祖母的基因型有兩種可能情況——或者兩人都為雜合體Rr，或者一人是雜合體Rr，而另一人是顯性純合體RR。

圖1—9　人類卷舌和非卷舌一個家系系譜

對于另兩個性狀或類似性狀(如人類耳垂的有無等)，都可做類似的分析。

遺傳過程模擬

生命活動的過程，如配子的形成、受精都是一個隨機過程。這一過程用眼看不見，用手摸不著，只能用實驗結(jié)果的推理去感知它的存在。然而，在明白這一過程的基礎(chǔ)上，又可用較為直觀的方法，在體外模仿或模擬它在生物體內(nèi)的實際過程?，F(xiàn)在我們做“等位基因分離規(guī)律”遺傳模擬實驗。

1．基本原理:

豌豆籽粒圓形(R)對皺形(r)呈顯性，今有雜合體F1(Rr)，形成配子時等位基因隨機分離，受精時雌雄配子隨機結(jié)合，所以子二代的基因型和表現(xiàn)型比為:

2．模擬過程:

模擬F1自交形成F2的過程，分兩步:

第一步:形成配子時等位基因隨機分離的模擬。

準(zhǔn)備兩個小型塑料桶(或大燒杯)A和B(圖1—10)，往A中投入分別標(biāo)有R和r的彈球各20個，往B中也投入分別標(biāo)有R和r的彈球各20個。A表示F1(Rr)形成的等量的雌配子R和r(各20個)，B表示F1(Rr)形成的等量的雄配子R和r(各20個)。

第二步:受精時雌雄配子隨機結(jié)合的模擬。

圖1—10　等位基因分離規(guī)律的模擬

從小型塑料桶A和B中同時各隨機抽一彈球(即各抽了1雌配子和1雄配子)，表示一次受精:如果抽到的是R和R，則F2基因型為RR(表現(xiàn)型為圓形);如果抽到的為r和r，則F2基因型為rr(表現(xiàn)型為皺形);如果抽到的為R和r或r和R，則F2基因型為Rr(表現(xiàn)型為圓形)。把每次抽到的F2的基因型，填入圖1—10的相應(yīng)基因型欄內(nèi)。

在完成一次受精模擬所產(chǎn)生的F2基因型進行計數(shù)后，把抽出的兩個彈球放回原來的小型塑料桶A和B中，然后混勻，接著可做下一次受精模擬實驗。上述受精的雌、雄配子隨機結(jié)合模擬，應(yīng)重復(fù)多次(如100次)。原則上重復(fù)次數(shù)愈多，基因型比RR∶Rr∶rr愈接近1∶2∶1，表現(xiàn)型圓形∶表現(xiàn)型皺形愈接近3∶1。

讀者若具有計算機的“編程”基礎(chǔ)，還可用計算機非常容易地實現(xiàn)上述的遺傳模擬。