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深刻认识遗传分析中“正反交结果”

(2013-01-15 09:43:35)
标签:

杂谈

分类: 教师备课
    在细胞质遗传的教学中,我发现在一些辅导材料上经常出现“正反交结果相同的是细胞核遗传,正反交结果不同的是细胞质遗传”,实际上,对这种简单化的表述如不能真正深入理解,就会出现错误或误解。笔者经过一番探究归纳,总结了若干认识要点和分析问题的注意事项,在此发表,以与大家共享。
1.正反交结果相同
正反交结果相同,F1表现显性性状的是细胞核遗传的特点,特别强调的是它包含了性染色体上的同源部分的遗传。
2.正反交结果不相同
2.1 与母本不一样,有明显的性别差异,是伴性遗传,它是指性染色体非同源部分的遗传。伴性遗传是一种特殊的核遗传。由于Y染色体上一般没有X染色体的等位基因,雄性个体不论是显性性状,还是隐性性状,只要有一个基因就表现出性状来。而雌性个体,必须要有两个隐性基因才表现出隐性性状。所以,基因位于X染色体上的伴性遗传,正反交时,后代的表现型也会不相同。
2.2 与母本一样,可能是细胞质遗传,也可能是母性影响,还可能是果皮或种皮的遗传。
2.2.1 细胞质遗传与果皮、种皮遗传的比较
无论正交还是反交,子代性状总与母本相同,这是质遗传的一个显著特点。这个特点很容易与被子植物的果皮、种皮遗传相混淆。我们知道,果皮和种皮的基因型总是与母本相同的。但要特别注意的是母本上结出的果实,其果皮和种皮并不是子代的,而是母本的一部分,它们分别是由母本的子房壁和珠被发育而成的。种子的胚以及由胚发育而成的植株才是子代。
2.2.2 细胞质遗传与母性影响
有些性状的遗传,看起来似乎是细胞质遗传,实际上仍然是细胞核遗传控制的。比如锥实螺螺壳的螺旋方向有左旋和右旋两种类型,让右旋雌螺和左旋雄螺杂交,F1全部是右旋的,让左旋雌螺和右旋雄螺杂交,F1都是左旋的,从表面上看,锥实螺的螺旋方向的遗传属于细胞质遗传,但如果是细胞质遗传,那么F1自交,得到的F2自交得到的F3,乃至Fn,都应该与F1性状相同,但事实上,F3就开始出现了性状分离。为什么会出现这种现象?原因是锥实螺的螺旋方向仍然是由核基因控制的,受精卵在早期卵裂时,母体的基因型对细胞质的结构形成起作用,影响了第一次卵裂的方向。如果第一次卵裂的方向向左倾斜,则螺壳向左螺旋;如果第一次卵裂的方向向右倾斜,则螺壳向右螺旋。 
由此可见,锥实螺螺壳的螺旋方向仍然是由细胞核控制的,仅仅是由于母本基因型通过影响受精卵细胞的第一次卵裂方向,进而决定了螺壳的旋转方向。这种现象不能叫细胞质遗传,属于母性影响。
2.2.3 细胞质遗传并非都是母系遗传:
细胞质遗传一般表现为母系遗传的特征。20世纪80年代以来,随着DNA分子生物学技术的发展,将DNA分子标记应用于细胞质遗传研究,从DNA分子水平上研究细胞质遗传物质的变异,使得人们对细胞质遗传现象有了更深入的认识。据研究表明,在所有高等真核生物中,线粒体DNA一般表现为母系遗传的特征,包括人类、其他哺乳类动物、两栖动物、鱼类及高等植物等。
但也发现,老鼠、衣藻、被子植物的月见草属、大麦和黑麦的属间杂种、甘蓝型油菜、北美红杉等生物体中线粒体DNA是父系遗传的。而对植物叶绿体DNA的研究发现,在被子植物中,大多数植物表现为母系遗传特征,而其中20%的物种中存在着双亲遗传的现象,紫花苜蓿、胡萝卜等植物表现为典型的父系遗传特征。与被子植物相比,大多数裸子植物的质体DNA则表现为父系遗传特征。
细胞质遗产表现为多种形式的复杂性细胞质遗传表现为多种形式的复杂性,没有一种简单的机制能解释这种现象。母系遗传是细胞质遗传的主要特征,而不能代表细胞质遗传的全部内容。随着分子生物学技术的发展和应用,这为人们对细胞质遗传规律的研究和认识提供了强有力的手段,科学家已揭示出了生物细胞质DNA遗传的新规律和新现象,在细胞质遗传方面表现为单亲的母系遗传、父系遗传及双亲遗传多种形式,大大丰富和逐步完善了细胞质遗传研究的内容。

2.2.4 对于同型配子的杂交类型,胞质遗传并不偏向亲本

   进行配子生殖的生物由亲体产生的有性别分化的生殖细胞。根据配子细胞的形态和活动能力的不同,可分为同型配子、异型配子(精子和卵细胞)。以上讲的都是异型配子的各种遗传倾向,那么对于同型配子的杂交,由于这些配子产生时从亲代继承了等量的细胞质,所以在遗传上并不偏向某一亲本,不属于细胞质遗传。

例:下面为果蝇三个不同的突变品系与野生型正交和反交的结果,请分析回答下列问题:

组数

正交

反交

♀野生型×♂突变型a→野生型

♀突变型a×♂野生型→野生型

♀野生型×♂突变型b→野生型

♀突变型b×♂野生型→♀野生型、♂突变型b

♀野生型×♂突变型c→野生型

♀突变型c×♂野生型→突变型c

(1)控制果蝇突变型a的基因位于             ,为          性突变。
(2)组数②的正交和反交结果不相同,用遗传图解说明这一结果(基因用B、b表示)。
(3)解释组数③正交和反交不同的原因。
解析:①组的正交和反交,后代表现型都是野生型,属细胞核遗传。基因位于细胞核的染色体上,根据显性性状的概念可知,野生型是显性性状,突变型a是隐性性状。②组的正交和反交结果不相同,与母本也不相同,不可能是细胞质遗传。从正交的结果可知,突变型b是隐性性状,如果是常染色体遗传,反交的结果也应与正交一样。由此可知,突变型b属于伴性遗传。③组的正交与反交,后代都与母本相同,属于细胞质遗传。
答案:(1)常染色体 隐 (2)遗传图谱如下:
正交:                            反交:
     ♀XBXB   × ♂Xb         ♀XbXb  ×   ♂XBY
野生型    突变型             突变型b    野生型
   F1     ♀XBXb   ♂XB          F1    ♀XBXb    ♂XbY
            野生型                      野生型     突变型b
(3)突变的基因位于细胞质中,属于细胞质遗传。不论正交反交,受精卵中的细胞质中的遗传物质都来自卵细胞,后代的性状与母本相同。
通过以上讲解,正反交的结果可归纳如下:正反交结果相同为细胞核遗传。正反交结果不相同,若子代雌雄表现型不一致者为伴性遗传;若子代表现型似母本性状为细胞质遗传;若分离比表现延迟一代者为母性影响。

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