劉雨晴

南京市第九中學(xué)

遺傳的奧秘

劉雨晴

南京市第九中學(xué)

從高中生物書(shū)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(guān)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(fù)制；不完全連鎖；圖距

一花一世界，一葉一菩提。從小我就對(duì)二十一世紀(jì)的領(lǐng)頭學(xué)科——生命科學(xué)充滿(mǎn)著濃厚的興趣，這也是我當(dāng)初決定成為一名理科生的重要原因之一。在日常學(xué)習(xí)中我并不止步于書(shū)本上的內(nèi)容，每當(dāng)遇到試卷上新奇的知識(shí)點(diǎn)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(duì)遺傳學(xué)最為感興趣，因?yàn)樗坏欣砜频膰?yán)謹(jǐn)，還充滿(mǎn)了自然界千變?nèi)f化的神秘。通過(guò)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(yàn)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(guān)書(shū)籍，并得知還有一套“恒河猴血型”即——Rh血型分類(lèi)方法。因此去正規(guī)醫(yī)院輸血的時(shí)候進(jìn)行交叉檢驗(yàn)是必須的，然而每年還是會(huì)有因未進(jìn)行交叉驗(yàn)血導(dǎo)致的醫(yī)療事故的報(bào)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(lèi)某遺傳病受一對(duì)基因（T、t）控制。3個(gè)復(fù)等位基因IA、IB、i控制ABO血型，位于另一對(duì)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(shí)積累告訴我在現(xiàn)實(shí)中一種性狀的決定基因要比課本上復(fù)雜的多，往往由數(shù)個(gè)等位或復(fù)等位基因共同決定。那么這些基因在細(xì)胞復(fù)制分裂的時(shí)候遵循什么規(guī)律呢？是否是教科書(shū)上所說(shuō)的簡(jiǎn)單的概率之間的乘積呢？帶著這些疑問(wèn)，我翻閱了劉祖洞的遺傳學(xué)教材。

通過(guò)自主學(xué)習(xí)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(shí)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(guān)于不完全連鎖則是絲毫沒(méi)有提及。其實(shí)當(dāng)年摩爾根等人還做了另一組試驗(yàn)，他們讓子一代（F1）的雌果蠅（BbVv）與雙隱性類(lèi)型的雄果蠅（bbvv）測(cè)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(lèi)型測(cè)交，雖然測(cè)交后代的表現(xiàn)型與基因自由組合定律中測(cè)交的結(jié)果一樣，也是4種類(lèi)型；灰身長(zhǎng)翅，灰身殘翅、黑身長(zhǎng)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(lèi)型的比例很大（占總數(shù)的84%）；與親本表現(xiàn)型不同類(lèi)型的比例很小（占總數(shù)的16%）。

為什么會(huì)出現(xiàn)上述的試驗(yàn)結(jié)果呢？摩爾根認(rèn)為，位于同一條染色體上的兩個(gè)基因的連鎖關(guān)系有時(shí)是可以改變的（如圖一）。在細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中（即出現(xiàn)四分體時(shí)），如果同源染色體中，來(lái)自父方的染色單體與來(lái)自母方的染色單體相互交換了對(duì)應(yīng)部分，在交換區(qū)段上的等位基因就會(huì)發(fā)生交換，這種交換可以產(chǎn)生新的基因組合。所以測(cè)交后，在子代產(chǎn)生了與親代表現(xiàn)型相同類(lèi)型的同時(shí)，也產(chǎn)生了與親代表現(xiàn)型不同的新類(lèi)型。但是，為什么測(cè)交后代的數(shù)量比不是1：1：1：1呢？這是因?yàn)镕1在形成配子時(shí)，大部分配子中的同一條染色體上的這兩個(gè)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(gè)基因因?yàn)榻粨Q（交叉點(diǎn)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(lèi)型測(cè)交，就產(chǎn)生了這樣的結(jié)果：灰身長(zhǎng)翅占42%，黑身殘翅占42%，灰身殘翅占8%，黑身長(zhǎng)翅占8%。在上述雌果蠅的測(cè)交試驗(yàn)中，由于基因在向下一代傳遞的過(guò)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(jī)的嗎？從我們的直覺(jué)上來(lái)說(shuō)答案顯而易見(jiàn)是否定的。那它是由什么因素決定的呢？新問(wèn)題的提出讓我腦洞大開(kāi)：是由兩個(gè)基因之間的距離決定的嗎？還是每個(gè)染色體本身的性質(zhì)？亦或是隨機(jī)的？通過(guò)深入的閱讀我發(fā)現(xiàn)基因在交換的過(guò)程中會(huì)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(shí)我還學(xué)會(huì)了幾個(gè)新名詞：“圖距“、“交換率”和“兩點(diǎn)檢測(cè)“與“三點(diǎn)檢測(cè)”。

染色體圖距（mapdistance）即指兩個(gè)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(guān)好像即將得到驗(yàn)證，讓我懷著激動(dòng)的心情繼續(xù)看了下去。圖距是以重組值1%去掉%號(hào)表示基因在染色體上的一個(gè)距離單位，即某基因間的距離為一個(gè)圖距單位。后人為了紀(jì)念現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人摩爾根，將圖距單位稱(chēng)為"厘摩"。假設(shè)兩基因a-b間的重組率為17%，即這兩個(gè)基因相距17個(gè)圖距單位（17cM），它們通過(guò)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(dāng)然要確定圖距首先得確定基因的相對(duì)位置，現(xiàn)在方法為“兩點(diǎn)測(cè)交”和“三點(diǎn)測(cè)交”，并且三點(diǎn)測(cè)交方便快捷還可以檢測(cè)出雙交換，因此應(yīng)用較多。它是通過(guò)一次雜交和一次用隱性親本測(cè)交，同時(shí)確定三對(duì)基因在染色體上的位置。采用三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)可以達(dá)到兩個(gè)同的：一是糾正兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)的缺點(diǎn)，使估算的交換值更加準(zhǔn)確；二是通過(guò)一次試驗(yàn)同時(shí)確定三對(duì)連鎖基因的位置。

通過(guò)以上的學(xué)習(xí)，我不僅僅拓寬了自己的知識(shí)面，更深刻理解了生物課本上關(guān)于遺傳學(xué)內(nèi)容的用意，鞏固夯實(shí)了基礎(chǔ)知識(shí)，更方便我在下次見(jiàn)到類(lèi)似習(xí)題的時(shí)候做到有條不紊地結(jié)題。以小見(jiàn)大的學(xué)習(xí)使我養(yǎng)成了探索的好習(xí)慣，相信這個(gè)習(xí)慣也會(huì)在我之后的學(xué)習(xí)道路上伴隨著我愈戰(zhàn)愈勇，不僅應(yīng)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(xué)[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(xué)通報(bào),2014,49（9）：15-17.

[3]李學(xué)寶，董妍玲.遺傳學(xué)教程[M].北京：科學(xué)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(xué)通報(bào),2014,49（8）：41-43.