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孟德尔遗传定律特殊比例的本质分析之互补基因(秒解高考生物题啊不看白不看!!)
小方本方
2020年02月17日 02:33
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共2篇

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非等位基因间的相互作用之互补基因(complementary gene)(就是特殊比例辣!)

(一)互补基因

CONCEPT:两对非等位基因相互作用,出现了新的性状,这两个基因叫做互补基因(complementary gene)

eg.1鸡冠形状的遗传

Figure1:鸡冠形状的遗传,F1表现出不同于亲本的性状,F2出现性状分离并产生新的性状。

可以观察到两点:

①子一代的鸡冠不像任何一个亲本

②子二代出现两种新的类型,一种是胡桃冠,另一种是单冠。

那么现在对这种遗传现象进行分析:我们把控制玫瑰冠的基因称作R,控制豌豆冠的基因为P,两个基因都是显性且不在一条染色体上。可以得到亲本的基因型为 

豌豆冠(rrPP)x玫瑰冠(RRpp)

根据自由组合定律,可以得到子一代表现型与基因型为胡桃冠(RrPp)。这是一种新的性状,可以据此得到,R与P是互补的,两者同时作用,产生了不同于亲本的新性状。

子一代中间自由交配,产生子二代,出现了9:3:3:1的性状分离比,但是其中出现了另一种在之前没有的性状:单冠(rrpp)占比为1/16。此时不难推出,r与p的互补,造就了单冠这一新性状。

鸡冠形状的遗传图解

第一个例子简单说明了互补基因的作用,下面一个例子就说明一下互补基因带来的特殊比例

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eg.2香豌豆花色的遗传

香豌豆(红)

香豌豆(白)

香豌豆有许多品种,有不同的花色。一白花品种A与普通红花品种杂交,子一代全为红花,子二代红花:白花=3:1,另一白花品种B与红花杂交,也是子一代红花,子二代红花:白花=3:1,

但是当我们让白花A与白花B杂交时,神奇的事情发生了!子一代出现了红花,红花自交产生子二代出现了红花:白花=9:7,好了,那么到这里,我们用肌动蛋白都能想出来,这一定是基因的互补造成的!

显然,白花A与白花B在基因型上是不同的,由不同的隐性基因决定。我们假设A品种有隐性基因rr,B品种有隐性基因cc,那么A与B的基因型为CCrr与ccRR,子一代红花基因型为CcRr,子二代出现了9:7的性状分离。

P:白花品种A(CCrr)x白花品种B(ccRR)

F1红花(CcRr)

F2:   9红花(C_R_):7白花【3(C_rr)+3(ccR_)+1(ccrr)】

由于C与R基因的互补作用,两个显性基因同时存在时,花萼表现为红色,其余情况都表现为白色。具体机理如下图:基因C会控制酶1(E1)的合成从而将底物(S)变成白色的底物1(S1),R基因控制E2的合成催化形成白色的S2.当只有E1或E2即只有R或C单独存在时,花色都只能表现为白色,没有两种酶(ccrr)时,虽然底物本身无色,(实质上为细胞中的质体或有色体中没有色素),但是在奇妙的光学作用下,花色也是白色(搞得像你能搞出透明的花一样)。

                                    

原理的解释:花色基因对代谢途径的控制

好了,以上便是互补基因的作用较为详细的机理,明白到这个层次高考是不会有问题的啦!小可爱们记住了,看到子二代9:7的性状分离比,就要立马想起互补基因的作用鸭!

更多特殊比例会慢慢连载的!

别忘了三连关注!

全文主要参考文献:

  1. 遗传学/刘祖洞等著.-3版.-北京:高等教育出版社,2013.1

  2. 普通高中课程标准实验教科书 生物2 必修 遗传与进化 人民教育出版社2007.1