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孟德尔豌豆杂交试验解谜  

2008-07-10 13:16:47|  分类: 教研随笔 |  标签: |举报 |字号 订阅

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孟德尔豌豆杂交试验解谜 - 蒸水滔滔 - 蒸水滔滔的网易博客
孟德尔(Mendel G.J.,1822-1884)的豌豆杂交试验和他发现的两大遗传定律,在中学生物教科书中占据了一个十分重要的位置。中学生物教师在进行遗传定律教学时,对孟德尔的豌豆杂交试验常常会产生这样或那样的疑问。下面,笔者参考相关资料,对中学老师普遍存在的两个疑问进行解答。
 
1 孟德尔研究了豌豆哪7对相对性状?
高中生物教科书中,列表介绍了孟德尔做的豌豆杂交试验的结果,涉及的7对相对性状分别是:种子的形状(圆粒/皱泣)、茎的高度(高茎/矮茎)、子叶的颜色(黄色/绿色)、种皮的颜色(灰色/白色)、豆荚的形状(饱满/不饱满)、豆荚的颜色(绿色/黄色)、花的位置(腋生/顶生)。
在刘祖洞主编的《遗传学》中,孟德尔研究的豌豆7对相对性状中没有种皮的颜色,而代之以花冠的颜色(F2的数据与高中教科书中种皮颜色的数据是一样的),其他6对相对性状与高中生物教科书一致。
网上的高校遗传学教程(http://yedaohaifeng.vicp.net/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=540)中则把花色和种皮颜色都列出来了,而且是放在同一栏中。
这样,对于孟德尔研究的豌豆7对相对性状就出现了3种不同的说法。到底谁对谁错?是否另有隐情?现在让笔者来为大家揭开谜底。
答案确定令人感到意外。对于孟德尔研究的7对相对性状的介绍,上面列出的3种说法谁都没有错,并没有谁歪曲事实。这又是为什么呢?原来孟德尔曾经发现,开红花的豌豆植株同时结褐色的种子,而且叶腋上有一黑斑,开白花的植株结淡色的种子,叶腋没有黑斑,在杂交后代中这三个性状总是一起出现,好像是一个遗传单位。后来的遗传学家把这种现象称为基因多效性(pleiotropis,又叫一因多效),这种现象说明一个基因可以影响生物的多个性状。如此而已。

 

2 孟德尔为什么没有发现连锁遗传现象?

孟德尔进行的豌豆杂交试验,涉及豌豆7对相对性状,通过两对相对的遗传试验,孟德尔发现了自由组合定律(独立分配定律),但没有观察到连锁遗传现象。后来的研究表明,豌豆的体细胞中正好是7对同源染色体。孟德尔为什么没有观察到连锁遗传现象?难道他研究的7对相对性状的遗传因子(基因)恰好分布在这7对不同的同源染色体上?孟德尔是否舍弃了与自由组合定律相悖的数据?

孟德尔是否舍弃了与自由组合定律相悖的数据,已经成了科学史中永远无法破解的谜团之一。当然,笔者还是宁愿相信孟德尔的诚信,相信孟德尔之所以没有发现连锁遗传现象,是由于“巧合”的因素。

事实上,孟德尔研究的7对性状的遗传因子并不正好分布在7对不同的同源染色体上,而是只分布在4对同源染色体上。其中第一对同源染色体上坐落两对等位基因(子叶黄绿和种皮的灰白)。第四对同源染色体坐落三对等位基因(植株高矮、豆荚形状、花的位置)。第五对同源染色体上座落一对等位基因(豆荚黄绿)。第七对同源染色体上坐落一对等位基因(豆粒圆皱)。由于交换值具有相对的稳定性,所以通常以交换值表示两个基因在同一染色体上的相对距离,或称为遗传学图上的图距。图距小于50出现连锁现象。孟德尔的二因子和三因子杂交实验所涉及的性状不是由非同源染色体上基因决定的,就是由同源染色体上基因决定,但两对基因的图距非常大,以致这两对基因表现出自由组合。

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