전통문화대전망 - 전통 미덕 - 유전자 법칙 유전자의 분리 현상
유전자 법칙 유전자의 분리 현상
멘델 (1822-1884), 오스트리아 사람. 나는 어릴 때부터 자연과학을 사랑했다. 가정난으로 나는 2 1 세 때 수도원에 들어가 스님이 되었다. 185 1 년, 멘델은 비엔나에 가서 자연과학과 수학을 공부했다. 이 과정에 대한 연구. 이것은 그의 이후의 연구 작업에 중요한 역할을 했다. 3 년 후 그는 수도원으로 돌아왔다. 당시 과학계가 실시한 각종 동식물 잡교 실험 연구가 그의 큰 흥미를 불러일으켰기 때문에 그는 수도원의 작은 정원을 이용하여 완두콩, 카모마일, 자재스민, 복분자, 옥수수 등 다양한 식물을 심었다. 각종 식물 잡교 실험을 실시했는데, 그중 가장 두드러진 성과는 완두콩 잡교 실험이다. 8 년간의 헌신적인 연구를 통해 그는 현지 자연과학연구회 1865 에서 논문' 식물 교잡 실험' 을 읽고 분리 현상과 자유조합 법칙을 제시했다. 그러나, 사람들은 멘델의 연구 성과와 이 획기적인 논문에 대해 정당한 중시를 하지 않았다. 1900 년까지 세 명의 식물학자의 다른 식물이 멘델의 발견을 입증한 후에야 과학계의 인정을 받았다. 이후 유전학은 과학으로 탄생하고 빠르게 발전했다. 멘델은 잡교 실험에서 주로 완두콩을 실험 재료로 사용했는데, 완두콩은 자화수분식물이기 때문에 꽃에 의해 수분된다. 즉 완두콩은 꽃이 피기 전에 이미 수분했다. 따라서 자연 상태에서 완두콩은 외래 꽃가루 알갱이의 간섭을 피하고 순수함을 유지할 수 있다. 따라서 완두콩 인공 교배의 결과는 믿을 만하고 분석하기 쉽다.
멘델이 완두콩을 실험 재료로 선택한 또 다른 이유가 있는데, 그가 재배에서 완두콩의 어떤 품종이 쉽게 구분할 수 있는 특성을 가지고 있다는 것을 발견했기 때문이다. 완두콩, 줄기 높이 (높이 1.5m ~ 2.0m), 줄기 짧음 (높이 0.3m 정도); 어떤 씨앗은 둥글고, 어떤 씨앗은 구겨져 있다. 이렇게 하면 한 생물의 같은 성질의 서로 다른 표현 유형을 상대성이라고 한다. 멘델은 또한 완두콩의 이러한 성질이 후손에게 안정적으로 유전될 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 식별과 안정성이 쉬운 형질을 이용하여 완두콩 품종을 교잡하면 실험 결과를 쉽게 관찰하고 분석할 수 있다. 멘델은 세심한 관찰을 거쳐 완두콩의 관련 성상 7 쌍을 골라 교잡실험을 했다.
멘델은 서로 다른 종류의 완두콩 사이에 동시에 여러 쌍의 상관성이 있다는 것을 알아차렸지만, 분석을 용이하게 하기 위해 처음에는 각 쌍의 상관성만 따로 연구했다. 멘델은 순종 고경 완두콩과 순종 단경 완두콩을 친본 (P 로 표시) 으로 사용한다. 고경 완두콩이 모본 (직교) 이든 부본 (회교) 이든 교배 후 1 세대 (후손, F 1 으로 표시) 는 항상 높다.
왜 1 세대에는 왜소 식물이 나타나지 않았는가? 자손이 높은 줄기로 스스로 수분하게 하면 자손은 어떻게 될까? 이러한 문제들은 멘델의 큰 흥미를 불러일으켰고, 그는 자신의 1 세대 식물을 이용하여 자교했다. 2 세대 (약칭 2 세대, F2 로 표시) 식물에는 높은 줄기뿐만 아니라 짧은 줄기도 있다는 것을 알 수 있다. 위의 실험 결과는 멘델의 사고를 불러일으켰는데, 그는 드워프 특성이 1 세대에서 사라지지 않고 그냥 사라졌을 뿐이라고 생각했다. 따라서 멘델은 1 세대 잡교 씨앗에 나타나는 형질을 높은 줄기와 같은 명시적 성질이라고 부른다. 드러나지 않은 성상을 보이지 않는 성상 (예: 줄기가 짧음) 이라고 한다. 멘델은 후대의 유전적 표현을 관찰하는 것이 아니라 유전적 특성에 대한 추가적인 통계 분석을 했다. 그는 1 064 그루의 2 세대 완두콩 식물 중 787 그루는 고경, 277 그루는 단경, 고줄기와 단줄기의 비율은 3: 1 에 가깝다는 것을 발견했다. 교잡한 후손들 사이에서 눈에 띄는 것과 보이지 않는 성질을 동시에 나타내는 이런 현상은 유전학에서 성분리라고 불린다.
멘델은 또 다른 6 개의 상대성의 잡교 실험을 하고, 수천 개의 완두콩의 교배를 관찰하고, 각 쌍의 상대성에 대한 실험 결과를 통계적으로 분석한 결과, 결국 상술한 실험과 같은 결과를 얻었다. 1 세대는 현명성만을 보여 주었다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언) 2 세대 성상 분리 현상, 명시적 성상과 보이지 않는 성상 수의 비율은 3: 1 에 가깝다. 위에서 언급한 완두콩 잡교 실험에서 왜 1 세대는 현명성만을 나타내고, 2 세대는 형성의 분리를 나타냅니까? (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 완두콩, 완두콩, 완두콩, 완두콩, 완두콩) 분리비가 3:1에 가까운 이유는 무엇입니까?
멘델은 생물의 성질이 유전적 요인 (나중에 유전자로 개명됨) 에 의해 통제된다고 생각한다. 우성 특성을 제어하는 유전자 (예: 높은 줄기) 는 우성 유전자로 대문자 (예: D) 로 표시됩니다. 보이지 않는 특성 (예: 짧은 줄기) 을 제어하는 유전자는 숨겨진 유전자로, 소문자 알파벳 (예: D) 으로 표시됩니다. 생물체의 체세포 중에는 형질을 조절하는 유전자가 쌍으로 존재한다. 예를 들어, 순종 고경 완두콩의 체세포는 짝을 이루는 유전자 DD 를 포함하고, 순종 단경 완두콩의 체세포는 짝을 이루는 유전자 DD 를 함유하고 있다. 생물체가 생식세포인 배자를 형성할 때, 한 쌍의 유전자가 서로 분리되어 각각 다른 배우자로 들어간다. 따라서 순종 고경 완두콩의 배우자는 하나의 우성 유전자 D 만 함유하고 있다. 순수 난쟁이 완두콩의 배우자는 단 하나의 열성 유전자 D 를 함유하고 있는데, 수정 과정에서 암수 배우자가 결합되고, 접합자 중의 유전자가 다시 짝을 이룬다. 예를 들어 F 1 체세포 중 유전자 D 와 유전자 D 를 Dd 로 결합한다. 여기서 유전자 D 가 유전자 D 에 대한 명백한 작용으로 F 1(Dd) 는 고줄기만 나타낸다.
F 1(Dd) 가 자교하여 배자를 생성할 때, 마찬가지로 유전자 D 와 유전자 D 도 분리되므로 F 1 은 두 개의 수컷과 암컷을 생성합니다. 하나는 유전자 D 를 포함하고, 다른 하나는 유전자 D 를 포함하고, 이 두 배우자의 수는 같습니다. 수정 과정에서 자웅 배우자가 무작위로 결합되어 F2: DD, Dd, Dd 에 세 개의 유전자 조합이 나오는데, 이들 사이의 수는 1: 2: 1 에 가깝다. 유전자 D 가 유전자 D 에 미치는 명시적 효과로 인해 F2 는 높은 줄기와 낮은 줄기의 두 가지 특성만 가지고 있는데, 이 두 가지 특성 사이의 수량비는 3: 1 에 가깝다.
완두콩의 높은 줄기와 낮은 줄기 관련 형질의 교잡 실험에서 F2 세대는 세 가지 유전자 조합 DD, DD, Dd 를 가지고 있다. 유전자 조합이 Dd 와 DD 인 식물은 유전자가 같은 접합자가 발육한 개인으로, 순합자라고 하며, 유전자 조합이 DD 인 식물은 유전자가 다른 접합자가 발육하여 형성된 개인으로, 잡합자라고 한다. 순합자는 유전을 안정시킬 수 있고, 그 자교자손은 다시 분리되지 않을 것이다. 잡합자는 유전을 안정시킬 수 없고, 그 자교자손도 성분리가 나타날 수 있다. [정의] 두 쌍 (혹은 다쌍) 의 상대성을 가진 친본교배, 후손이 짝을 만들 때, 비동원염색체의 유전자는 등위 유전자가 분리되는 동시에 자유롭게 결합된다.
감수 분열 과정에서 잡합자는 배우자를 낳는다.
[적용 범위] 연결되지 않은 유전자. 다른 완전 연쇄, 부분 연쇄, 이른바 가짜 연쇄 유전자에 대해서는 연쇄 교환의 법칙을 따른다.
비 대립 유전자 자유 조합. 즉, 한 쌍의 염색체에 있는 등위 유전자와 다른 한 쌍의 염색체에 있는 등위 유전자의 분리 또는 결합은 서로 간섭하지 않고 배우자에게 독립적으로 분배된다는 것이다. 그래서 독립 분배 법칙이라고도 합니다. [발견자] 이론의 창시자인 조지 존 멘델은 1856- 1864 에서 가설을 제시하고 초보적으로 검증했다.
잡교 실험
멘델은 두 조의 상대적 성질이 다른 완두콩을 연구 대상으로 삼았다. 한 친본은 명시적 노란색 원 (yyrr 로 표시) 이고, 다른 친본은 보이지 않는 녹색 주름 (YyRr 로 표시) 으로, F 1 의 후손으로부터 하이브리드 노란색 원 (YYRR 로 표시) 을 얻습니다. 자화수분 (자화수분) 이라면 F2 세대에서 뚜렷한 분리와 자유로운 결합이 나타난다. * * * * 통계 556 개의 F2 시드 중 네 가지 다른 표현 유형이 있는데, 그 수는 다음과 같습니다. 최소 32 개의 녹색을 비율로 1 하면 F2 의 네 가지 표현형의 숫자 비율은 약 9: 3: 3:/Kloc. 위에서 언급한 완두콩 잡교 실험 결과를 보면 네 가지 유형의 F2 중 두 가지 친본의 원시 조합, 즉 황원알과 녹원알, 그리고 친본과는 다른 두 가지 새로운 조합, 즉 황원알과 녹원알, 그 결과 서로 다른 상대성의 자유조합이 드러났다.
두 쌍의 관련 형질의 F 1 잡종이 실제로 네 개의 동일한 수의 서로 다른 배우자를 생산했다는 것을 증명하기 위해 멘델은 교배 방법으로 검증했다. F 1 (YyRr) 의 잡종을 쌍열성 친본 (YyRr) 과 교배하는데, 쌍열성 친본은 두 개의 열성 유전자를 함유한 배우자 (yr) 만 생산할 수 있기 때문에, 교배한 후손은 잡종의 유형을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 각종 배우자의 비율도 반영할 수 있다. 즉, 하이브리드 F 1 이 이중 열성 친본측과 교차한 후 네 가지 다른 유형의 자손을 생산할 수 있고 비율이 같으면 하이브리드 F 1 이 짝을 형성할 때 유전자가 자유 조합 법칙에 따라 서로 결합되는 것을 확인할 수 있습니다. 실제 교차 측정 결과, 직교 또는 교차 모두 1: 1: 1:1의 비율이 비슷한 네 가지 다른 유형의 후손을 얻었습니다. 이것은 자웅잡종 F 1 이 짝을 형성할 때 실제로 네 개의 동등한 수의 배우자를 만들어 자유조합 법칙의 정확성을 검증한다는 것을 증명한다. [자유 조합 법칙의 이론적 의미] 는 다음과 같습니다.
왜 자연계에 그렇게 많은 생물이 있는지, 왜 세상에 똑같은 개체가 두 개 없는지 설명할 수 있다. 예를 들어, 인간의 지문은 세계에서 두 사람의 지문이 정확히 동일하지 않습니다. 생물학적 변이의 원인 중 하나는 유성 생식에서 유전자의 재조합이 다양한 후손을 만들어 냈다는 것이다.
자유 조합 법칙의 실제 의미는 다음과 같습니다.
교잡육종에 큰 지도 작용을 하는데, 교잡을 통해 유전자 재조합은 친본과는 다른 새로운 유형을 만들어 새로운 품종을 인공 선육하는 데 도움이 되기 때문이다. 예를 들어, 한 밀 품종은 복복에 내성이 있지만 녹에 내성이 없고, 다른 품종은 녹에 내성이 있어 쓰러지기 쉽다. 교잡 후 2 세대에는 녹병에 저항하고 쓰러지지 않는 새로운 유형이 나타날 수 있다. 수동 선택을 통해 인간의 요구에 맞는 새로운 품종을 얻을 수 있다.
의학 실습에서 사람들은 유전자 자유조합의 법칙에 따라 한 가족 중 두 유전병이 동시에 발생하는 상황을 분석하고 후대의 유전자형과 표현형과 발생 확률을 추론해 유전병의 예측과 진단을 위한 이론적 근거를 제공할 수 있다.