第3节 伴性遗传
人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传表现与果蝇眼睛颜色的遗传非常相似,决定它们的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传( sex-linked inheritance )。为什么这些疾病,有的多发于男性,有的却多发于女性?伴性遗传还有哪些特点?下面通过实例进行分析。
人类红绿色盲
1792年,英国人道尔顿(J. Dalton,1766-1844)在观察一朵花时发现了十分奇怪的现象:这朵花在白天和晚上呈现出两种不同的颜色。更令人惊讶的是,只有他和他的弟弟观察到了这种现象,其他人却说这朵花始终是粉红色的。这是怎么回事呢?道尔顿决心弄清楚原因。经过认真分析和比较,他发现自己和弟弟对一些颜色识别不清,原来这是一种色盲现象,为此,他发表了论文《有关色觉的离奇事实——附观察记录》,成为第一个发现色盲的人后来他从事化学等方面的研究,提出了化学史上著名的“原子论”。由此可见,善于发现问题、执着地寻求答案,对于科学研究是多么重要!
人类的性别由性染色体决定,女性的一对性染色体是同型的,用XX表示;男性的一对性染色体是异型的,用XY表示。人类的X染色体和Y染色体,无论大小还是携带的基因种类和数量都有差别(图2-12)。X染色体携带着许多个基因,Y染色体只有X染色体大小的1/5左右,携带的基因比较少。所以许多位于X染色体上的基因,在Y染色体上没有相应的等位基因。
让我们先对红绿色盲进行遗传分析。
从上面的分析可以得出,人的正常色觉与红绿色盲的基因型和表型可以有以下5种情况(表2-1)。
人类红绿色盲的遗传主要有以下几种情况。
如果色觉正常的女性纯合子和男性红绿色盲患者结婚,在他们的后代中,儿子的色觉都正常;女儿虽表现正常,但由于从父亲那里得到了一个红绿色盲基因,因此都是红绿色盲基因的携带者(图2-13)。
如果女性红绿色盲基因的携带者和色觉正常的男性结婚,在他们的后代中,儿子有12正常,1/2为红绿色盲;女儿都不是色盲,但有1/2是色盲基因的携带者(图2-14)。在这种情况下,儿子的色盲基因是从母亲那里遗传来的。
如果女性红绿色盲基因携带者和男性红绿色盲患者结婚,在他们的后代中,儿子和女儿各有1/2为红绿色盲。如果女性红绿色盲患者和色觉正常的男性结婚,在他们的后代中,儿子均为色盲,女儿均为携带者。
通过对人类红绿色盲的遗传分析,我们可以看出,位于X染色体上的隐性基因的遗传特点是:患者中男性远多于女性;男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿。
抗维生素D佝偻病
位于X染色体上的基因,有隐性基因,也有显性基因。前面提到的抗维生素D佝偻病就是一种伴X染色体显性遗传病(图2-15)。这种病受显性基因(D)控制,当女性的基因型为XDXD、XDXd时,都是患者,但后者比前者发病轻。男性患者的基因型只有一种情况,即XDY,发病程度与XDXD相似。因此,位于X染色体上的显性基因的遗传特点是:患者中女性多于男性,但部分女性患者病症较轻;男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是患者,男性正常。
伴性遗传理论在实践中的应用
伴性遗传在生物界普遍存在。除了前面提到的人的红绿色盲、抗维生素D佝偻病及果蝇的红眼和白眼,人的血友病、芦花鸡羽毛上黑白相间的横斑条纹,以及雌雄异株植物(如杨、柳)中某些性状的遗传都是伴性遗传。
伴性遗传理论在医学和生产实践中应用广泛。根据伴性遗传的规律,可以推算后代的患病概率,从而指导优生。例如,抗维生素D佝偻病的男性患者与正常女性结婚,通过对后代的患病情况进行分析,就可以从医学角度对他们的生育提出建议。伴性遗传理论还可以指导育种工作。例如,鸡的性别决定方式与人类、果蝇的不同。雌性个体的两条性染色体是异型的(ZW),雄性个体的两条性染色体是同型的(ZZ)。芦花鸡羽毛上有黑白相间的横斑条纹(图2-16),这是由位于Z染色体上的显性基因B决定的,当它的等位基因b纯合时,鸡表现为非芦花,羽毛上没有横斑条纹。如果用芦花雌鸡(ZBW)与非芦花雄鸡(ZbZb)交配,那么F1中,雄鸡都是芦花鸡(ZBZb),雌鸡都是非芦花鸡(ZbW)。这样,对早期的雏鸡就可以根据羽毛的特征把雌性和雄性区分开,从而做到多养母鸡,多得鸡蛋。
如果你有兴趣,还可以查阅相关资料,了解伴性遗传规律在生产实践中的其他应用。
