單基因雜交 - 單基因遺傳

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介紹

孟德爾遺傳是一種生物遺傳方式，遵循格雷戈爾·孟德爾在1865年和1866年首次提出的思想，這些思想後來在1900年由雨果·德弗里斯和卡爾·柯倫斯重新發現，並由威廉·貝特森推廣。這些觀點最初是有爭議的。當托馬斯·亨特·摩根在1915年將孟德爾的理論與博韋裡-薩頓染色體遺傳假說結合起來時，孟德爾的理論成為經典遺傳學的基石。兩個具有相似基因位點但具有明顯差異的生物體結合形成單基因雜交。單基因雜交研究的是單個基因上兩個或多個突變引起的性狀控制。這種雜交中的每個親本都必須是純合的，即對於所需性狀是純種的。一個雜交是否符合單基因雜交的標準，通常是透過單基因比率來評估的，通常是指第二代（F2）後代的分佈。

單基因雜交的定義

這種雜交包括兩個純合個體，它們在某種遺傳特徵上具有相反的表現型。

“單基因雜交是指兩個單基因性狀（TT和tt）之間的雜交。”

它負責傳遞一個基因。Punnett方格圖是它的一個很好的視覺演示。遺傳學家利用單基因雜交來研究從親代傳遞給純合後代的雜合基因的表達。

實驗

孟德爾研究了豌豆植物的七個性狀，如下所示：

• 種子的質地，是圓形還是皺縮。

• 種子的顏色，是黃色還是綠色。

• 花朵的顏色，是白色還是紫色。

• 植株的高度，是高還是矮。

• 豆莢的形狀，是褶皺的還是膨脹的。

• 豆莢的顏色，是綠色還是黃色。

• 花的位置，是腋生還是頂生。

孟德爾關於豌豆的實驗

• 為了確定雜交是否是單基因雜交，孟德爾使用了兩種具有兩種不同性狀的豌豆植物——一種高，一種矮。

• 結果，高矮植物的異花授粉觀察到所有植物都是高的。

• 所有雜種植物都是高大的。

• 子一代或F1是後代，這一代被稱為第一代雜交（F1）。

• 在包括所有七種可能的組合的實驗中，他還發現F1後代具有單一的性狀模式，即它們表現得像其中一個親本。沒有出現任何其他親本性狀。

• 他堅持不懈地努力促使F1系植物自花授粉。

• 令人驚訝的是，他發現，儘管其他三株植物是高大的，但其中一株是矮的。

• 高大植物的數量是矮小植物的三倍。

• 根據他的說法，沒有發生混合，因為沒有後代是中等高度。

• 由於其他植物性狀的結果相同，後代被稱為子二代或F2後代。他稱它們為第二代雜交。

• 孟德爾注意到F1代的性狀與F2代不同。

• 他區分了隱性和顯性性狀。

• 此外，他得出結論，某些“因子”代代相傳。

• 這些“因子”後來被稱為“基因”。

• 基因決定了性狀如何代代遺傳。

• 一個基因由兩個等位基因組成，每個等位基因編碼一個特定的性狀。純合等位基因對具有相同的性狀，例如TT或tt，而雜合等位基因對具有不同的或非相同的性狀，例如Tt。

例子

亨廷頓舞蹈症

• 這是一種致命的遺傳疾病。

• 每個人都攜帶突變的亨廷頓蛋白基因，導致這種疾病。

• 一個人的純合隱性亨廷頓蛋白基因與另一個人的純合顯性亨廷頓蛋白基因結合。

• 每個孩子都攜帶亨廷頓病的顯性等位基因。因此，孩子會患上這種疾病。

驗證顯性性狀

• 然而，純合個體之間的單基因雜交通常只是第一步。

• 透過雜合雜交可以確定一個性狀是顯性還是隱性，其中父母雙方都具有顯性基因和隱性等位基因。

• 第二階段模擬了格雷戈爾·孟德爾用豌豆進行的過程。

• 例如，科學家雜交兩個基因型為Ll的親本，它們都有共同的長莖。在理想情況下，他們的後代中每四個中就有一個的基因型為ll，莖較短。

• 由於長莖出現的頻率高於短莖，因此科學家可以在第二代中安全地得出結論，長莖是顯性性狀。

結論

當托馬斯·亨特·摩根在1915年將孟德爾的理論與博韋裡-薩頓染色體遺傳假說結合起來時，孟德爾的理論成為經典遺傳學的基石。羅納德·費舍爾在他1930年的著作《自然選擇的遺傳理論》中，將這些概念與自然選擇理論結合起來，為進化提供了數學基礎，併為現代進化綜合論中的群體遺傳學奠定了基礎。孟德爾研究了豌豆植物（Pisum sativum）中單基因遺傳和兩個或多個基因的遺傳。“單基因遺傳（單基因雜交）”。結果顯示了基於遺傳的不同和相似性狀。

柯倫斯提出了著名的三個遺傳原理：

• 顯性定律

• 分離定律，以及

• 獨立分配定律。

在檢查了孟德爾的研究結果後。

顯性定律指出，在雜合子中，隱性等位基因的表達被抑制。

分離定律解釋了為什麼一個性狀的配子是純合的，並且在雜合子中沒有等位基因的混合。

常見問題

Q1. 單基因遺傳包含什麼？

A1. 單基因遺傳（一對等位基因）控制單個性狀的方式被稱為單基因遺傳。它也稱為單基因雜交和單基因遺傳。

Q2. 說明不同型別的遺傳。

A2. 主要有四種遺傳型別：共顯性、不完全顯性、多等位基因和性連鎖遺傳。

Q3. 說明決定單基因遺傳結果的定律？

A3.

• 顯性定律

• 分離定律