医学遗传学中的多基因遗传
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医学遗传学中的多基因遗传
【摘要】多基因遗传的教学,传统观念都是与单基因遗传对比,前者称为数量性状遗传,后者称为质量性状遗传,并且各自有其典型的变异分布图,数量性状的变异是连续的,质量性状的变异是不连续的,本文对这种传统观念提出商榷,阐释了几个要害问题,并建议将群体遗传学的部分相关内容与多基因遗传的内容合并,命名为数量遗传。
【关键词】多基因遗传质量性状数量性状
医学院校特别是高职高专中的医学遗传学课程,学时有限,往往将多基因性状的遗传与多基因病放在一起讲述,但是由于学生没有受过系统的统计学训练,也没有详细学过数量遗传,传统教材中仅凭多基因假说和一幅正态分布图,再加上轻描淡写的一句话:多基因性状变异的分布是连续的,就将多基因性状的遗传轻轻揭过,于是遗留问题很多。
1 现行教材中的弊端
1.1平面图的坐标系有问题
1.1.1图1为多种版本的教材所引用,但都无纵坐标(看起来纵坐标似乎表示人数),横坐标也无确指,如何能“从图中看出单基因性状变异的分布是不连续的”?
图1质量性状变异分布图
1.1.2图2横坐标为身高(性状),纵坐标为人数,与基因无涉,不能反映基因与性状的关系,更不能反映“多基因性状变异的分布是
连续的”。
图2人身高变异分布图
1.2数量性状的描述有重大失误
传统叙述方法:“如以人的身高为例,假设有三对非连锁的基因控制人类的身高,它们分别是AA’、BB’、CC’。
这三对非连锁基因按分离律和自由组合律,可产生8种精子或卵子,精卵随机结合可产生64种基因型。
将各基因型按高矮数目分组,可以归并成7组:即6’0(表示有6个均带’的身高减低基因,0个不带’的身高增高基因)、5’1、4’2、3’3、2’4、1’5、0’6。
(这7组基因型)它们的频数分布分别为1、6、15、20、15、6、1。
再以基因组合类型为横坐标,以频数为纵坐标,将这7组基因型组合频数分布做成柱形图,最后将各柱形顶端连成曲线,就得到趋势近于正态分布的曲线(图3)。
曲线中以平均值为众数,其它变异呈对称分布,构成正态曲线图,表示变异是连续的!”
图3子2代身高变异分布图
至此陷入万劫不回的境地:要讲的是多基因性状(数量性状),却用具有性状的人数(频数)来代替性状,不是偷换概念是什么?
接着往下的叙述也有很大问题:
“从上述的叙述中我们可以看出,多基因遗传具有如下特点:①两个纯合的极端个体杂交,F1代都是中间类型,但是个体间也存在一定的变异,这是环境因素影响的结果;②两个中间类型的F1代个体杂
交,F2代大部分仍为中间类型,但是变异的范围比F1代更为广泛,有时会出现极端变异的个体。
”
以上引文中的着重号系笔者所加,它们的失误之处在于:
(1)“一个高身材的人和一个矮身材的人结婚”,所生子女(即F1代)为同胞姊妹,他们之间怎么可以婚配呢?
(2)正态曲线图依然是不科学的。
(3)“杂交”一词用于医学遗传学,有违人伦,属于禁忌词汇。
2 质量性状的教学方法
2.1改变叙述方法
“质量性状”是指性状的特征,“有”或者“无”,反映在遗传病方面,就是“发病”或者“正常”,所谓质量性状是指性状直接与基因的性质有关。
2.2改换平面坐标图
2.2.1建立平面直角坐标系
既称“质量性状的变异”,就应该以基因型与性状的对应关系作图,一般来说,横坐标表示基因组合(基因型),纵坐标表示性状(症状)。
对于显性性状,横坐标aa表示A基因频率等于零,AA表示A基因频率等于1,起点和终点恰好各对应一种性状,而aa与AA的中点,就是杂合基因型Aa的频率。
对于隐性性状,横坐标AA表示a基因频率等于零,aa表示a基因频率等于1。
(图4)
图4质量性状变异分布图
2.2.2尽量避免“峰”的出现
采用点或柱状图表示性状(症状)的有无。
在上述的坐标系里,
有效频率为零时,是不会有“峰”出现的。
3 数量性状的教学方法
3.1改变叙述方法
“将各基因型按高矮数目分组,可以归并成7组:即6’0(表示有6个均带’的身高减低基因,0个不带’的身高增高基因)、5’1、4’2、3’3、2’4、1’5、0’6,以这7组基因型为横坐标,以对应的身高为纵坐标作图,得图5。
”
图5数量性状变异分布图
3.2改换平面坐标图
上述沿用已久的正态分布曲线是以频数(人数)为纵坐标得出的,反映了基因型与人数的关系。
若以性状(身高)为纵坐标,则变异分布趋势为直线型(图5),非常简明、非常直观地说明了“数量性状变异的分布是连续的”。
4 第六轮修订教材中存在的问题
本文完成之际,适值第六轮修订教材(第四版)出版,然其中“多基因遗传”问题依然存在,若将第四版教材与第三版教材比较,发现换汤不换药。