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课程: 生物 > 单元 13

课程 2: 孟德尔遗传学的变化

复等位基因、不完全显性和共显性

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在现实世界中，基因通常有多种版本（等位基因）。等位基因并不总是完全显性或隐性的，而是可能表现为共显性或不完全显性。

介绍

孟德尔知道简化事情。在孟德尔关于豌豆的大部分研究中，一种基因只有两种版本，又称等位基因，这些等位基因有清晰的显性关系（显性基因完全遮盖隐性基因，决定植物的表现型）。

今天，我们知道，并非所有的遗传行为都像孟德尔的实验那样。比如，在实际生活中：

等位基因对可能有很多不同的显性关系（一个等位基因可能不会完全遮盖杂合子中的另一个等位基因）
种群中一个基因有多种等位基因。

这种情况下，一种生命体的基因型，或一组等位基因，依然决定其表现型，或可观察到的特征。然而，许多等位基因将互相影响来表达表现型。

注意一下，我们很幸运孟德尔的豌豆没有这些复杂的遗传。如果他们有，孟德尔可能无法理解他得到的结果，并无法得出遗传的核心原理——对我们理解特殊情况十分重要！

不完全显性

孟德尔的成果具有突破性，部分原因在于与其（当时流行的）父母代的特征长期混合于其后代的想法相矛盾。但在某些情况下，一个杂合子的表现型其实是其纯合子父母的结合。

例如，在金鱼草(Antirrhinum majus )中，纯合子白花(

C^{W} C^{W}

)与纯合子红花(

C^{R} C^{R}

)的杂交会产生粉花后代(

C^{R} C^{W}

)。这种等位基因间的关系，杂合子表现型是两种纯合子的结合，叫做不完全显性。

我们依然可以用孟德尔模型预测不完全显性等位基因的杂交结果。例如，粉花的自交产生基因型的比例

1

C^{R} C^{R}

:

2

C^{R} C^{W}

:

1

C^{W} C^{W}

以及表现型红：粉：白比例是

1 : 2 : 1

。等位基因的继承依然符合孟德尔基本定律，即使表现为不完全显性。

共显性

与不完全显性密切相关的是 共显性，两个等位基因在杂合子中都被表达。

人类MN血型中有共显性的例子（没有ABO血型有名，但十分重要）。一个人的MN血型是由其特定等位基因决定的。一个

L^{M}

等位基因控制红细胞表面M标志基因的生成，而一个

L^{N}

等位基因控制有些不同的N标示基因的生成。

纯合子 (

L^{M} L^{M}

and

L^{N} L^{N}

) 只有M或N标示基因，依次在其红细胞表面。然而，杂合子(

L^{M} L^{N}

)在红细胞表面有相同数量的两种标示基因。

对于不完全显性，我们依然可以使用孟德尔定律预测共显性等位基因的遗传。例如，如果两个人有

L^{M} L^{N}

基因型有孩子，我们预测孩子中有M、MN和N血型，

L^{M} L^{M}

、

L^{M} L^{N}

和

L^{N} L^{N}

基因型呈

1 : 2 : 1

比例（如果他们有足够多的孩子供我们计算精确比例！）

多基因

孟德尔的研究表明一种基因只有两个等位基因。今天，我们知道并不是这样。虽然个人（以及所有二倍体生命）只能有一个基因的两种等位基因，种群中却有多种等位基因，种群中的不同个体有不同的等位基因对。

我们以决定兔毛颜色的

C

基因为例。

C

基因有四种等位基因：

C

、

c^{c h}

、

c^{h}

和

c

：

一只 $C C$ ‍ 兔子有黑色或棕色毛
一只 $c^{c h}$ ‍ $c^{c h}$ ‍ 兔子有灰毛。
一只 $c^{h} c^{h}$ ‍ 兔子有喜马拉雅（点状）图案，有白色身体和深色的耳朵、脸、脚和尾巴
一只 $c c$ ‍ 兔子是白化的，有纯白色毛皮。

多基因使许多显性关系成为可能。这种情况下，黑色

C

等位基因呈完全显性；灰色

c^{c h}

等位基因相对于喜马拉雅

c^{h}

和白色

c

等位基因不完全显性；喜马拉雅

c^{h}

等位基因相对于白色

c

等位基因则完全显性。

饲养者通过杂交不同基因型的兔子发现这些关系并观察到小兔子的表现型。

兔子的

C

基因编码了一种生成皮毛染料

^{1, 2}

黑色素的必要的酶。

$C$ ‍ 等位基因上有具有完全功能的该酶的编码，使皮毛中含有大量染料呈现黑色。
$c^{c h}$ ‍ 等位基因编码一个产生染料不太有效的酶，形成较浅的灰毛。
$c^{h}$ ‍ 等位基因编码一个有缺陷的酶，使其对温度十分敏感：它在低温下正常工作，而在高温下完全不工作。兔子的肢体（爪子，耳朵等）温度较低，酶工作并生成染料。兔子的身体温度较高，所以酶不工作产生染料。
$c$ ‍ 等位基因编码一个完全不工作的酶，形成一只白色兔子（皮毛中没有任何染料）。

给兔子爱好者的提醒：兔子皮毛颜色是由基因数量决定的，不只是由

C

基因决定。这里介绍的等位基因序列

C

有一个对其他基因的背景假设前提，就是

C C

基因型形成黑色兔子。

引用

本文由以下文章修改而来 “Characteristics and traits“,” by OpenStax College, Biology (CC BY 3.0)。在以下网址免费下载原文 http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85.

这篇文章的授权号是CC BY-NC-SA 4.0 。

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