迷人的冒险:外星遗传学

如果,在另一个星球上,需要五个父母才能生育一窝后代,会怎么样?

在某个星球上,生育一个孩子需要一个村庄。好吧,实际上不是整个村庄,而是需要五位父母共同合作,而不是像地球上那样一位父亲提供精子和一位母亲提供卵子。受精卵会产生1000个后代,每个性别200个。你的任务是弄清楚哪些性别在决定后代的(非性别相关)性状方面具有遗传重要性。

了解地球上的遗传学历史可能会对您有所帮助。甚至亚里士多德和希波克拉底也意识到人类的特征是可以遗传的。一位当时默默无闻,但现在声名鹊起的僧侣,格雷戈尔·约翰·孟德尔,通过在不同品系的豌豆之间进行杂交和再杂交,才理解了其中奥秘。孟德尔知道,一粒花粉可以使豌豆植株的卵子受精。他假设每个性状都来自母亲和父亲的某种组合。问题是如何实现的

最简单的模型是每个可能的性状都有两个可能的值,并且后代会继承其中一个。假设花粉来自具有性状值B的植物品系的雄性,而雌性植物品系具有性状值b。那么大约一半的后代将具有性状值B,而另一半将具有性状值b。

但是孟德尔观察到,它们看起来都像是具有性状值B。用现代术语来说,它们具有B的表型。但是随后他观察到,如果他将后代的雄性和雌性进行杂交,那么大约四分之一的后代具有b的表型。也就是说,孙子辈比子辈有更多的变异!他证明,无论最初的B植物是雄性还是雌性,都会发生这种情况。

到底是怎么回事?孟德尔推断后代从父母双方都获取值,但是其中一个值是“显性”的,另一个值是“隐性”的。也就是说,最初的父母要么是BB,要么是bb。后代都是Bb(从父亲那里取一个值,从母亲那里取一个值)。但是,孟德尔推断,如果B对b是显性的,那么Bb后代看起来都像BB父母。也就是说,它们将具有B的表型。

在第二代中,Bb父亲和Bb母亲将产生数量大致相等的BB、Bb、bB和bb后代。其中四分之一具有BB性状,四分之一具有bb性状,一半具有Bb或bB性状(无法区分)。这实际上是孟德尔发现的(在统计误差范围内)。

在我们的外星行星上,有五种性别(S1、S2、S3、S4和S5)参与其中,尽管我们不知道这五种性别是否都对后代有遗传贡献。(某些性别可能会在它们的同伴之间转移精子或卵子,或者可能只是携带正在发育的后代。)你已经找到了一种品系,该品系的所有个体都具有表型B(即使在经过多次杂交后也是如此),而另一种品系的所有个体都具有值b。

在第一次育种实验中,S1、S2和S3都具有值B(并且由于杂交实验,可以假设为纯B),而S4和S5具有值b。下一代的所有1000个后代都具有B的表型。但是在下一代中,大约74%具有表型B,而26%具有表型b。

在第二次育种实验中,如果S1、S2和S4是纯B,而S3和S5是纯b,那么下一代的所有1000个后代都具有B的表型。在下一代中,大约74%具有B的表型,而26%具有b的表型。

问题 1:到目前为止,您能从这些信息中得出什么结论?

从统计学上讲,74%与75%有显著差异,但您仍然怀疑可能只有两个性别是重要的。但是,当您将所有具有b表型的26%进行杂交时,它们的后代中有超过15%具有B的表型。

答案

问题 2:这告诉您关于只有两个性别是重要的,并且B对b是显性的可能性是什么?


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答案

问题 3:现在假设您进行第三次育种实验,其中S1,S2和S5具有值B,而S3和S4具有值b,那么下一代的所有1000个后代都具有b的表型。这不一样!在下一代中,26%具有B的表型,而74%具有b的表型。将具有B表型的后代进行杂交,会得到超过15%的后代具有b的表型 - 与另一种情况对称。您可以对哪些父母决定性状值以及哪个性状会表现出来的规则做出合理的假设吗?

答案

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