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为什么基因有显性和隐性之分?基因的显性和隐性之分本质上源于控制同一性状的不同等位基因在产生特定蛋白质(或其他功能分子)上的功能差异,以及生物体对这些蛋白质剂量的敏感度。 以下是更详细的解释: 基因与蛋白质的关系: 基因是DNA序列片段,包含制造特定蛋白质的指令。 大多数性状(如豌豆的圆滑/皱缩、人的头发颜色、某些酶的活性等)都是由一种或多种蛋白质的功能决定的。 等位基因的差异: 生物体的每对常染色体上,同一个基因有两个拷贝(等位基因),一个来自父亲,一个来自母亲。 这两个等位基因的DNA序列可能完全相同(纯合子),也可能存在细微差异(杂合子)。这种差异(突变)可能导致它们指令合成的蛋白质有所不同。 关键原因:功能蛋白的“剂量” 显性等位基因: 通常是一个能产生功能性蛋白质的等位基因。关键在于,在很多情况下,一个功能性基因拷贝(50%的正常蛋白量)就足以让细胞的特定生化途径正常工作,从而产生出该基因对应的“正常”或“优势”表型(性状)。 隐性等位基因: 通常是一个由于DNA序列变化(突变)而丧失了部分或全部功能的等位基因。它可能无法产生任何蛋白质,或者产生的蛋白质是功能不全的(比如酶活性很低、结构蛋白不稳定等)。 当只有一个隐性等位基因存在时(杂合子),另一个来自父本或母本的显性等位基因仍然可以产生足够量的功能蛋白,维持细胞生化途径的正常运作。因此个体不会表现出隐性性状,而表现出显性性状。 只有当成对的染色体上两个等位基因都是隐性的(纯合隐性)时,细胞才完全缺失有功能的那类蛋白(或者功能蛋白量低到临界值以下),此时隐性性状(通常是非正常的、缺陷的)才会表达出来。 举例说明:豌豆的圆滑与皱缩(孟德尔经典实验) 控制淀粉合成: 圆滑和皱缩的性状差异主要由种子中淀粉合成途径中的一个关键酶决定。 显性等位基因(R): 编码一个功能正常的酶,能有效地将糖类合成淀粉。 隐性等位基因(r): 发生了突变,不能编码功能酶或酶活性极低。 表型表达: RR(纯合显性): 有两个正常基因拷贝,产生足量功能酶,淀粉合成正常,种子饱满圆滑。 Rr(杂合): 有一个正常基因(R)和一个缺陷基因(r)。一个正常基因拷贝(R)产生的酶量通常就足以使淀粉合成途径正常运作到产生圆滑种子的程度。所以种子仍然是圆滑的。R(显性)掩盖了 r(隐性)的存在。 rr(纯合隐
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