初中生物 69 基因在亲子代间的传递

基因与染色体的关系

染色体是基因的载体,基因在染色体上呈线性排列。染色体主要由DNA和蛋白质组成,其中DNA是主要的遗传物质,而基因是具有遗传效应的DNA片段。

在体细胞中,染色体是成对存在的,基因也成对存在,分别位于成对的染色体上。例如,人体细胞中有23对染色体,包含了46条染色体,也就有46个DNA分子,其上分布着数以万计的基因。

基因在生殖细胞中的存在形式

在形成生殖细胞(精子或卵细胞)时,成对的染色体彼此分离,分别进入不同的生殖细胞中。因此,生殖细胞中的染色体数目是体细胞中的一半。

由于基因位于染色体上,所以成对的基因也会随着染色体的分离而分开,分别进入不同的生殖细胞中。也就是说,生殖细胞中只含有成对基因中的一个。例如,体细胞中某一对染色体上的基因是Aa,那么形成的精子或卵细胞中只含有A基因或a基因。

基因传递的规律

基因的分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的基因成对存在,不相融合。在形成配子时,成对的基因发生分离,分离后的基因分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。例如,用纯种高茎豌豆(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交,子一代(F₁)的基因型为Dd,表现为高茎。当F₁自交时,Dd会产生两种配子,D和d,且比例为1:1。受精时,雌雄配子随机结合,子二代(F₂)中会出现三种基因型:DD、Dd、dd,比例为1:2:1,表现型为高茎:矮茎 = 3:1。

基因的自由组合定律:控制不同性状的基因的分离和组合是互不干扰的。在形成配子时,决定同一性状的成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合。例如,豌豆的黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒(R)对皱粒(r)为显性。纯种黄色圆粒豌豆(YYRR)与纯种绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交,子一代(F₁)的基因型为YyRr。当F₁自交时,Yy会产生Y和y两种配子,Rr会产生R和r两种配子,根据基因的自由组合定律,F₁产生的配子种类及比例为YR:Yr:yR:yr = 1:1:1:1。受精时,雌雄配子随机结合,子二代(F₂)中会出现9种基因型、4种表现型,表现型及比例为黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒 = 9:3:3:1。

遗传图谱分析

通过绘制遗传图谱,可以清晰地展示基因在亲子代间的传递情况。以下是一个简单的遗传图谱示例:

假设亲代中父亲的基因型为Aa,母亲的基因型为Aa,他们子女的基因型及比例可以通过以下遗传图谱来分析:

| 亲代 | 父亲(Aa) | × | 母亲(Aa) |

| 配子 | A、a |  | A、a |

| 子代基因型及比例 | AA:Aa:aa = 1:2:1 |  |  |

| 子代表现型及比例 | 显性性状:隐性性状 = 3:1 |  |  |

在这个例子中,父亲和母亲都能产生两种配子A和a,通过随机组合,子代中出现了三种基因型AA、Aa、aa,其比例为1:2:1,表现型为显性性状和隐性性状,比例为3:1。

伴性遗传

有些性状的基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传。例如,人类的红绿色盲是一种伴X染色体隐性遗传病,其致病基因位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因。

如果男性的X染色体上带有红绿色盲基因(XᵇY),就会表现为红绿色盲;而女性只有两条X染色体上都带有红绿色盲基因(XᵇXᵇ)时才会表现为红绿色盲,若只有一条X染色体上带有红绿色盲基因(XᴮXᵇ),则为携带者,不表现症状。

伴性遗传在遗传图谱上有其独特的特点和规律,通过分析家族中男女患者的比例、遗传方式等,可以判断是否为伴性遗传以及确定致病基因的位置。

生物基础

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