生物的三个遗传规律

摘 要：遗传的三大基本规律是高中生物学的主要内容之一,也是该书的重点和难点.由于这三个规律是分别讲述的,所以学生往往在学习之后,不能很好地把这三个规律相互联系起来而统一于同一生物体的遗传过程中去.

关健词：染色体；基因；同源；规律

中图分类号：G633.91文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）34-0157-02

遗传的三大基本规律是高中生物学的主要内容之一,也是该书的重点和难点.由于这三个规律是分别讲述的,所以学生往往在学习之后,不能很好地把这三个规律相互联系起来而统一于同一生物体的遗传过程中去.加之对减数分裂的过程认识模糊,许多概念零乱,有时相互混淆,因而在三个遗传规律上思路混乱,问题较多.所以在学生初步学习之后,再通过具体实例,结合减数分裂和生殖细胞的形成过程来总结三个遗传规律之间的相互联系与区别,这对学生深入理解、巩固所学知识实有必要,而且能取得比较理想的效果.

一、减数分裂与生殖细胞的形成

为了说明这个问题,必须依次弄清以下问题：

1.只有进行有性生殖的生物,其生殖细胞在形成前才进行减数分裂（如动物精巢内的原始生殖细胞——精原细胞；或卵巢内的原始生殖细胞——卵原细胞）,而身体其他各部分的细胞都不进行减数分裂,只进行一般有丝分裂.

2.在分裂中染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,结果一个细胞形成四个细胞,所以,形成的细胞中染色体就只有原来细胞的一半.

3.原始生殖细胞（如精原细胞）在间期进行染色体的复制之后,每个染色体形成两个染色单体——一个原来的染色体,一个是复制的染色体,但它们由一个着丝点连在一起,并不分开,故仍看作一个染色体（包括两个染色单体,又称姊妹染色体）.这每个染色单体上各有一个DNA分子,其上有基因,所以当每对同源染色体联合形成四分体时,每组四分体实际只能是两个染色体（包括每个染色体上的两个染色单体,共四个染色单体）.

4.当减数第一次分裂时,每对同源染色体分开,分别进入到不同的细胞中去.这时在形成的次级精母细胞（或次级卵母细胞）中,染色体数目已经减少了一半；而第二次分裂时,仅仅是每个染色体（两个染色单体）的着丝点分裂.之后,每个染色单体就形成一个染色体,故染色体的数目并未减少.因此,第二次分裂的情况和一般有丝分裂基本相同.

这是学习遗传规律的基础,也是遗传规律的本质所在,只有认真搞清之后,才能学好三个遗传规律.

二、核遗传的三大基本规律

1.基因的分离规律：每种生物都有很多性状,这些性状都由相应的基因所控制,这些基因又分别位于许多对同源染色体上,而且都是成对存在的.当我们研究其中一对相对性状时,就运用基因分离规律——这是最基本的规律,是其他两个规律的基础.基因分离规律的实质在于等位基因在形成配子时彼此分离.等位基因位于同源染色体上（D?摇d）由于同源染色体在减数分裂的第一次分裂时彼此分离,分别进入到不同的配子中去,所以其上的等位基因也随之分离而随着染色体进入到不同的配子中去.因此,同源染色体的分离是等位基因分离的细胞学基础.

2.基因的自由组合规律.前面已经提到,生物的性状很多,如果控制生物体性状的基因有两对（或两对以上）,而这两对基因又分别位于两对不同的同源染色体上,那么,每对基因随着同源染色体的分离而分开（在减数分裂时）,而非同源染色体在形成配子的过程中可以自由组合在一起,所以非等位基因也就可以自由组合了——这就是自由组合规律的实质所在.当F1产生配子时,由于Y?摇yg这一对同源染色体分离,所以其上的Y和y这一对等位基因也分开,同时,R?摇r这对同源染色体分离,其上的基因R和r也分开,而在配子中由于非同源染色体的自由组合,所心其上的非等位基因Y和R,Y和r、Y和r、y和R也就自由组合在配子中,而形成四种不同基因型的配子.如果控制生物不同性状的基因是三对、四对、五对等它们又分别位于三对、四对、五对等不同的同源染色体上的话,那么,当产生配子时,其自由组合的方式就有2n种,即三对可产生配子为23等于8种,四对可产生配子为24等于16种,五对可产生配子为25等于32种等

3.基因的连锁和互换规律.我们知道,控制生物性状的基因是位于染色体上的,而每对同源染色上的基因决不止一对,而往往是有很多对基因位于同一对同源染色体的不同位置上.如果有两对（或两对以上）控制生物性状的基因位于同一对同源染色体上的话,它们就不是按自由组合规律来遗传,而是按连锁和互换规律来遗传了.例如：（1）完全连锁遗传.由于A和B、a和b这两个基因分别位于一对同源染色体上,在减数分裂过程中,随着这一对同源染色体的分离,A和B这两个基因（a,b）并不分开,而是连在一起随染色体进入配子中去,所以它只能产生两种配子.（2）不完全连锁遗传（互换）.在自然界的生物中,一般完全连锁的情况较少.因为在减数分裂时,当同源染色体联时,每对同源染色体相邻的两个染色单体之间,往往会进行交叉而互换一部分染色体物质（片段）,这样,基因也会随着染色体片段的互换而互换,从而产生了少量新的配子.这里应着重指出,一般生物的互换率都较小,所以产生互换的新配子也较少,如果互换率达到50%时的话,产生的配子数则都相等,结果就和自由组合规律相同了.

三、三个遗传规律在同一生物的遗传过程中是同时起作用的

任何一种生物都有很多对同源染色体,而每对同源染色体上都有许多对控制生物状的基因存在,所以,在减数分裂形成配子的过程中,随着同源染色体的分离,其上的等位基因都要彼此分离（基因分离规律）；而在分离前可能发生基因互换（互换规律）；而非同源染色体上的非等位基因则可以自由组合,因而形成多种可能组合的配子（自由组合规律）,但同一染色体上的基因往往随着染色体进入配子中,并不分开（完全连锁）,所以生物在有性生殖过程中,同一生物的遗传,既有同一染色体上的非等位基因的连锁,又有同源染色体上等位基因的分离和互换,还有非同源染色体上的非等位基因的自由组合.所以说,这三个规律反映了减数分裂过程中的不同侧面,在同一生物体的遗传过程中是同时起作用的,千万不能分开而孤立地去看.

通过上面实例可清楚地看到,三个遗传规律既有联系又有区别.它们在每种生物的有性生殖过程中,是同时起作用的.