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用家族树追溯家族特征

来源:



关键概念
遗传学
遗传
家族
躯体性状

引言
有没有人告诉你,你看起来像你的父母或祖父母?有些特征是遗传的,比如发际线的形状,耳垂是连接还是分离。这次活动中你将看到把一些特征写入家族树,能帮助你确定你是如何继承这些特征的。你可能会发现一些特征来自父亲家族,今年父亲节你可以感谢他给了你这些特征!

背景
当我们观察一个家族的成员时,很容易发现他们有一些相似的外貌特征或性格。19世纪60年代的植物学家孟德尔发现豌豆植株的一些物理特性,如花的颜色,是通过清晰可预测的方式遗传。今天我们知道后代从父母那儿各继承一半DNA,从而每种基因在两份DNA中都有,而且许多这种成对的基因并不相同,这种成对的基因称为等位基因。等位基因的DNA序列不同。如果你有两个完全一样的等位基因,对于这一基因你是纯合子,如果你有两个不同的等位基因,就是杂合子。
有些等位基因是显性的,意味着即使你只有一个这种基因,你也会表现它所代表的特性。其他等位基因则是隐形的,即你必须同时有两个这一等位基因才会表现出与它相关的特性。例如,孟德尔取不同特征的纯合子豌豆植株进行杂交。杂交紫花纯合子和白花纯合子,后代(杂合子)是紫花。紫色等位基因是显性的,白色是隐性的。杂合子紫花后代与另一植株杂交,它们后代也会出现有两个隐性等位基因的情况,表现为白花。


材料
纸和一根铅笔或钢笔
4张纸
来自同一个家族的至少3代人,家族成员越多越好。


准备
画一个家系图,或家谱,列出家族中的成员。包括将用于数据统计的所有成员。可以用方框代表男性,圆圈代表女性。家系图的制作可以参考“你的家族健康史” (http://www.genome.gov/Pages/Education/Modules/YourFamilyHealthHistory.pdf)。
把家系图复制3份(这样一共有4份)。
4份分别标注为“耳垂”“V形发尖”“手指中部有毛发”和“大拇指反向弯曲”。


步骤
召集家系图上所涉的家族成员观察他们的一些特征,也可以分别观察。
确定每个家族成员的耳垂是连着的还是分开的。(耳垂连着指的是耳垂下端与脸侧是相连的,而分开的则两者是明显不相连的。)可以有多种辅助工具,只要能确定耳垂与脸侧如何相连。成员们的耳垂都是同一类型的吗?存在不同的吗?你可以看出这一特征是如何遗传的吗?在标注“耳垂”的那张家系图上写下观察结果。
观察是不是每个家族成员都有V形发尖。(V形发尖指的是前额的发际线有一个V形的尖。)记住V形发尖可以有很多不同变化,统计时候将V形发际线都包括进V形发尖。每个家族成员都有V形发尖吗?可以看出这一特征如何遗传吗?把观察结果写在“V形发尖”家系图上。
观察是否每个家族成员手指中部都有毛发。要仔细观察每个人的手,即使手指中部只有一点儿也算有毛发。每个成员手指中部都有毛发吗?可以看出这一特征如何遗传吗?把结果写在“手指中部有毛发”家系图上。
让大家握拳并伸出拇指。观察他们的拇指伸出去是弯的还是直的。记住拇指从完全直的到完全弯的有很大的弯曲范围, 尽可能确定拇指到底是弯的还是直的。很多亲戚都有反向弯曲的拇指吗?或者他们的拇指几乎都是直的?可以看出这一特征如何遗传吗?把结果写在“拇指反向弯曲”家系图上。
总的说来,你可以看出不同特征在家族中是如何遗传的吗?有没有特征隔代遗传?有没有特征是每代人都有的?你可以看出哪种特征最可能是隐性的哪种特征最可能是显性的吗?
补充:你还可以调查一些别的遗传特性:雀斑、裂下巴、脚趾长度(最长的是大脚趾还是第二脚趾)以及手指交叉时哪个拇指在上。
补充:本活动中你已经看了现有家族成员不同特性的遗传。用本活动中所学知识,如果已知不同家庭成员伴侣的相关特征,你可以预测他们未来后代可能的特征吗?
补充:人们争论了很久左撇子和右撇子是不是遗传性状。一个科学研究揭示了左撇子和右撇子与头发旋转方向有相关性。具体来说,相比右撇子,左撇子头发逆时针旋转的概率高得多。你可以在你的家族中发现这一相关性吗?


观察与结果
你可以看出一些特征如何遗传吗?拥有分开的耳垂、V形发尖、手指中部的毛发以及直的拇指是显性性状吗?
尽管是否拥有连着的耳垂、V形发尖、手指中部的毛发、反向弯曲的拇指被认为主要由基因决定,但是对于它们具体如何遗传仍存在争议,即它们可能不只由一个基因、一对等位基因决定,甚至基因以外的因素也对它们的遗传有影响。不过,拥有分开的耳垂、V形发尖、手指中部的毛发、直的拇指通常都被看做是显性特征,虽然它们的遗传是很复杂的。显性特性意味着只要有显性等位基因的一个副本就可以表现其特性。对于那些表现隐性特征的人来说,他们需要两个隐性等位基因。因为只要有一个显性等位基因就可以表现其特征,所以他们可以是纯合子或者杂合子。这意味着拥有显性特征的人与拥有隐性特征(或显性特征)的人结婚所生的孩子有可能表现隐形特征(因为有显性特征的父母可能是杂合子)。两个隐性特征的人所生孩子由基因来讲肯定是隐性特征的,但是遗传往往还受基因以外的因素影响。


(翻译  余卉)


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