遗传因子间会相互影响吗(高中生物豌豆杂交实验详解)
请注意,由于本篇文章主要围绕孟德尔的实验来展开,得出的结论会有时代的局限性。在现在看来有错误的地方我会在评论区指出。如有错漏,也欢迎各位指出。
我们讲到了孟德尔的豌豆杂交实验,无论是黄粒还是绿粒、圆粒还是皱粒,F2都满足3:1的性状分离比。黄绿和圆皱之间,有联系吗?
孟德尔使纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交,F1的豌豆全部表现为黄色圆粒。这表明了黄色和圆粒是显性性状,绿色和皱粒是隐性性状。F2代中,黄粒豌豆数:绿粒豌豆数、圆粒豌豆数:皱粒豌豆数也均为3:1,这完全符合分离定律。然而,黄色圆粒:绿色皱粒却为9:1,甚至还出现了黄色皱粒和绿色圆粒的豌豆。这是怎么回事呢?
孟德尔的数学知识又一次发挥了作用。经过统计,在豌豆株数上来看,黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9:3:3:1。这一比例将发挥巨大的作用。
其实不从数学角度考虑,单独拎出圆粒豌豆来看,黄色圆粒:绿色圆粒=3:1,单独拎出皱粒豌豆来看,黄色皱粒:绿色皱粒=3:1。这样看来,豌豆颜色并不影响豌豆形状这一性状。同理,豌豆形状也不影响豌豆颜色这一性状。由此可推知,控制种子形状的遗传因子和控制种子颜色的遗传因子之间不会互相影响。
从数学角度上来看,(9:3:3:1)=(3:1)×(3:1),也就是说,豌豆形状和豌豆颜色这两组性状之间不会相互干扰,也可以得出上一段的结论。
假设豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制,黄色和绿色分别由Y、y来控制。那么纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒的遗传因子组成就分别为RRYY和rryy,产生的配子的遗传因子组成就分别是RY和ry,F1代的遗传因子组成就是RrYy,表现为黄色圆粒。
到这一步都非常正常,那么这F1自交,产生的配子的遗传因子组合是什么样的呢?
看到这里,相信大家都有了答案。没错,是随机的。R可以与Y一起,也可以与y一起,r也如此,而且概率是五五开的。这样,就产生了RY、Ry、rY和ry四种遗传因子组合的配子,且比例为1:1:1:1。受精时,雌雄配子随机结合,结合的方式有16种(4×4=16),遗传因子的组合方式有9种,YYRR、YYRr、YyRR、YyRr、YYrr、yyRR、Yyrr、yyRr和yyrr。性状表现为黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,比例为9:3:3:1。
问题解决了吗?还没有。孟德尔又进行了一轮测交实验,用F1代植株与隐性纯合子杂交,测交后代的表现型分别为黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,比例约为1:1:1:1,之前的推论得到了验证。
两种性状的遗传互不影响,这种现象在其它生物中也能看到。后人将这一规律称为孟德尔第二定律,也称自由组合定律:控制不同性状的遗传因子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遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
孟德尔的路就走到这里了,两大定律是他最大的成就,他凭借两大定律开启了现代遗传学的大门。
可是,遗传因子之间真的互不影响吗?
多年后,摩尔根找到了真理。
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