遺傳的奧秘

劉雨晴

南京市第九中學

遺傳的奧秘

劉雨晴

南京市第九中學

從高中生物書中基因連鎖遺傳到自然界中出現(xiàn)千變?nèi)f化的形狀之間，不完全連鎖起到了至關重要的橋梁作用。圖距的不同決定了非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，并因此造成基因重組頻率的差異。

遺傳；染色體復制；不完全連鎖；圖距

一花一世界，一葉一菩提。從小我就對二十一世紀的領頭學科——生命科學充滿著濃厚的興趣，這也是我當初決定成為一名理科生的重要原因之一。在日常學習中我并不止步于書本上的內(nèi)容，每當遇到試卷上新奇的知識點我總?cè)滩蛔∪ヌ骄恳幌律顚哟蔚脑蚺c解決方法。

在高中生物課本中，我對遺傳學最為感興趣，因為它不但有理科的嚴謹，還充滿了自然界千變?nèi)f化的神秘。通過做到血型決定的題目，我便想到是否是在醫(yī)院中僅僅檢驗一下ABO血型就可以安排輸血了呢？好奇心的驅(qū)使使我又去查閱了相關書籍，并得知還有一套“恒河猴血型”即——Rh血型分類方法。因此去正規(guī)醫(yī)院輸血的時候進行交叉檢驗是必須的，然而每年還是會有因未進行交叉驗血導致的醫(yī)療事故的報道發(fā)出，讓人不禁扼腕嘆息。

在今年的高考題中的一道遺傳題引起了我的注意。即“人類某遺傳病受一對基因（T、t）控制。3個復等位基因IA、IB、i控制ABO血型，位于另一對染色體上。A血型的基因型有IAIA、IA i，B血型的基因型有IB IB、IB i，AB血型的基因型為IAIB，O血型的基因型為i i?！贝饲暗闹R積累告訴我在現(xiàn)實中一種性狀的決定基因要比課本上復雜的多，往往由數(shù)個等位或復等位基因共同決定。那么這些基因在細胞復制分裂的時候遵循什么規(guī)律呢？是否是教科書上所說的簡單的概率之間的乘積呢？帶著這些疑問，我翻閱了劉祖洞的遺傳學教材。

通過自主學習我得知在自然界中存在：自由組合規(guī)律、連鎖互換規(guī)律（完全連鎖）和連鎖互換規(guī)律（不完全連鎖）。在高中知識的范圍內(nèi)我們所涉及到的基本是自由組合規(guī)律和連鎖互換規(guī)律（完全連鎖），關于不完全連鎖則是絲毫沒有提及。其實當年摩爾根等人還做了另一組試驗，他們讓子一代（F1）的雌果蠅（BbVv）與雙隱性類型的雄果蠅（bbvv）測交，所得的結(jié)果如圖所示。從圖中所示的結(jié)果可以看出，F(xiàn)1與雙隱性類型測交，雖然測交后代的表現(xiàn)型與基因自由組合定律中測交的結(jié)果一樣，也是4種類型；灰身長翅，灰身殘翅、黑身長翅和黑身殘翅，但是，它們之間的數(shù)量比并不符合基因的自由組合定律中的1：1：1：1，而是與親本表現(xiàn)型相同類型的比例很大（占總數(shù)的84%）；與親本表現(xiàn)型不同類型的比例很?。ㄕ伎倲?shù)的16%）。

為什么會出現(xiàn)上述的試驗結(jié)果呢？摩爾根認為，位于同一條染色體上的兩個基因的連鎖關系有時是可以改變的（如圖一）。在細胞進行減數(shù)分裂形成配子的過程中（即出現(xiàn)四分體時），如果同源染色體中，來自父方的染色單體與來自母方的染色單體相互交換了對應部分，在交換區(qū)段上的等位基因就會發(fā)生交換，這種交換可以產(chǎn)生新的基因組合。所以測交后，在子代產(chǎn)生了與親代表現(xiàn)型相同類型的同時，也產(chǎn)生了與親代表現(xiàn)型不同的新類型。但是，為什么測交后代的數(shù)量比不是1：1：1：1呢？這是因為F1在形成配子時，大部分配子中的同一條染色體上的這兩個基因是連鎖的，因而生成的配子和配子特別多（各占42%），只有一小部分配子中的兩個基因因為交換（交叉點正好位于基因B與V、b與v的中間）而產(chǎn)生了新的組合，因而生成的配子和配子很少（各占8%）。因此，F(xiàn)1與雙隱性類型測交，就產(chǎn)生了這樣的結(jié)果：灰身長翅占42%，黑身殘翅占42%，灰身殘翅占8%，黑身長翅占8%。在上述雌果蠅的測交試驗中，由于基因在向下一代傳遞的過程中，不僅有連鎖，還出現(xiàn)了交換，因此，這種遺傳是不完全連鎖遺傳。

然而，所有的互換都是隨機的嗎？從我們的直覺上來說答案顯而易見是否定的。那它是由什么因素決定的呢？新問題的提出讓我腦洞大開：是由兩個基因之間的距離決定的嗎？還是每個染色體本身的性質(zhì)？亦或是隨機的？通過深入的閱讀我發(fā)現(xiàn)基因在交換的過程中會發(fā)生交叉互換現(xiàn)象，即同源的染色單體之間發(fā)生交換。與此同時我還學會了幾個新名詞：“圖距“、“交換率”和“兩點檢測“與“三點檢測”。

染色體圖距（mapdistance）即指兩個基因在染色體圖上距離的數(shù)量單位，看到這里我之前的猜想——基因之間的組合概率與它們之間的距離有關好像即將得到驗證，讓我懷著激動的心情繼續(xù)看了下去。圖距是以重組值1%去掉%號表示基因在染色體上的一個距離單位，即某基因間的距離為一個圖距單位。后人為了紀念現(xiàn)代遺傳學的奠基人摩爾根，將圖距單位稱為"厘摩"。假設兩基因a-b間的重組率為17%，即這兩個基因相距17個圖距單位（17cM），它們通過交叉互換換到一條染色體上的概率即為17%。因此我們可以得出：兩基因之間距離越大，交換率越大的結(jié)論。

當然要確定圖距首先得確定基因的相對位置，現(xiàn)在方法為“兩點測交”和“三點測交”，并且三點測交方便快捷還可以檢測出雙交換，因此應用較多。它是通過一次雜交和一次用隱性親本測交，同時確定三對基因在染色體上的位置。采用三點測驗可以達到兩個同的：一是糾正兩點測驗的缺點，使估算的交換值更加準確；二是通過一次試驗同時確定三對連鎖基因的位置。

通過以上的學習，我不僅僅拓寬了自己的知識面，更深刻理解了生物課本上關于遺傳學內(nèi)容的用意，鞏固夯實了基礎知識，更方便我在下次見到類似習題的時候做到有條不紊地結(jié)題。以小見大的學習使我養(yǎng)成了探索的好習慣，相信這個習慣也會在我之后的學習道路上伴隨著我愈戰(zhàn)愈勇，不僅應用在在探索生科世界的奧秘，更是探索我人生的美妙旅途。

[1]劉祖洞,喬守怡,吳燕華.遺傳學[M].北京：高等教育出版社, 2013.

[2]邢德智.中外教材幾種不完全連鎖遺傳圖解的比較[J].生物學通報,2014,49（9）：15-17.

[3]李學寶，董妍玲.遺傳學教程[M].北京：科學出版社，2011：63.

[4]閆白洋.“不完全連鎖基因”遺傳系譜圖的變式處理[M].生物學通報,2014,49（8）：41-43.