标签：count DNA -- 孟德尔 list 相对性状 自由组合 character
孟德尔（Gregor Johann Mendel)
阿基米德会思考如何用这粒豌豆做支点来翘起地球；英国人希望次日醒来能顺着它的茎爬上天空；而游戏玩家们则会把豌豆种在家门口阻挡一大波僵尸的进攻……
大约150多年前，有一名修道士却将它玩出了风格，玩出了水平，一不小心就奠定了现代生物学的三大基石之一。
孟德尔(Gregor Johann Mendel)
他就是“现代遗传学之父”——格雷戈尔·约翰·孟德尔。
孟德尔在揭示了由一对遗传因子（或一对等位基因）控制的一对相对性状杂交的遗传规律——分离规律之后，这位才思敏捷的科学工作者，又接连进行了两对、三对甚至更多对相对性状杂交的遗传试验，进而又发现了第二条重要的遗传学规律，即自由组合规律，也有人称它为独立分配规律。这里我们仅介绍所进行的两对相对性状的杂交试验。(通过假说演绎法论证）
1．杂交试验现象的观察
孟德尔在进行两对相对性状的杂交试验时，仍以豌豆为材料。他选取了具有两对相对性状差异的纯合体作为亲本进行杂交，一个亲本是结黄色圆形种子（简称黄色圆粒），另一亲本是结绿色皱形种子（简称绿色皱粒），无论是正交还是反交，所得到的F1全都是黄色圆形种子。由此可知，豌豆的黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性，所以F1的豌豆呈现黄色圆粒性状。
如果把F1的种子播下去，让它们的植株进行自花授粉（自交），则在F2中出现了明显的性状分离和自由组合现象。在共计得到的556粒F2种子中，有四种不同的表现类型.
如果以数量最少的绿色皱形种子32粒作为比例数1，那么F2的四种表现型的数字比例大约为9∶3∶3∶1。如图2-7所示豌豆种子两对相对性状的遗传实验。
从以上豌豆杂交试验结果看出，在F2所出现的四种类型中，有两种是亲本原有的性状组合，即黄色圆形种子和绿色皱形种子，还有两种不同于亲本类型的新组合，即黄色皱形种子和绿色圆形种子，其结果显示出不同相对性状之间的自由组合。
2．杂交试验结果的分析
孟德尔在杂交试验的分析研究中发现，如果单就其中的一对相对性状而言，那么，其杂交后代的显、隐性性状之比仍然符合3∶1的近似比值。
以上性状分离比的实际情况充分表明，这两对相对性状的遗传，分别是由两对遗传因子控制着，其传递方式依然符合于分离规律。
此外，它还表明了一对相对性状的分离与另一对相对性状的分离无关，二者在遗传上是彼此独立的。
如果把这两对相对性状联系在一起进行考虑，那么，这个F2表现型的分离比，应该是它们各自F2表现型分离比（3∶1）的乘积：这也表明，控制黄、绿和圆、皱两对相对性状的两对等位基因，既能彼此分离，又能自由组合。
3．自由组合现象的解释
那么，对上述遗传现象，又该如何解释呢？孟德尔根据上述杂交试验的结果，提出了不同对的遗传因子在形成配子中自由组合的理论。
因为最初选用的一个亲本——黄色圆形的豌豆是纯合子，其基因型为YYRR，在这里，Y代表黄色，R代表圆形，由于它们都是显性，故用大写字母表示。而选用的另一亲本——绿色皱形豌豆也是纯合子，其基因型为yyrr，这里y代表绿色，r代表皱形，由于它们都是隐性，所以用小写字母来表示。
由于这两个亲本都是纯合体，所以它们都只能产生一种类型的配子，即：
YYRR——YR
yyrr——yr
二者杂交，YR配子与yr配子结合，所得后代F1的基因型全为YyRr，即全为杂合体。由于基因间的显隐性关系，所以F1的表现型全为黄色圆形种子。杂合的F1在形成配子时，根据分离规律，即Y与y分离，R与r分离，然后每对基因中的一个成员各自进入到下一个配子中，这样，在分离了的各对基因成员之间，便会出现随机的自由组合，即：
（1） Y与R组合成YR；
（2）Y与r组合成Yr；（3）y与R组合成yR；
（4）y与r组合成yr。
由于它们彼此间相互组合的机会均等，因此杂种F1（YyRr）能够产生四种不同类型、相等数量的配子。当杂种F1自交时，这四种不同类型的雌雄配子随机结合，便在F2中产生16种组合中的9种基因型合子。由于显隐性基因的存在，这9种基因型只能有四种表现型，即：黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形。如图2-8所示它们之间的比例为9∶3∶3∶1。
这就是孟德尔当时提出的遗传因子自由组合假说，这个假说圆满地解释了他观察到的试验结果。事实上，这也是一个普遍存在的最基本的遗传定律，这就是孟德尔发现的第二个遗传定律——自由组合规律，也有人称它为独立分配规律。
4．自由组合规律的验证
与分离规律相类似，要将自由组合规律由假说上升为真理，同样也需要科学试验的验证。孟德尔为了证实具有两对相对性状的F1杂种，确实产生了四种数目相等的不同配子，他同样采用了测交法来验证。
把F1杂种与双隐性亲本进行杂交，由于双隐性亲本只能产生一种含有两个隐性基因的配子（yr），所以测交所产生的后代，不仅能表现出杂种配子的类型，而且还能反映出各种类型配子的比数。换句话说，当F1杂种与双隐性亲本测交后，如能产生四种不同类型的后代，而且比数相等，那么，就证实了F1杂种在形成配子时，其基因就是按照自由组合的规律彼此结合的。为此，孟德尔做了以下测交试验，如图2-9所示。
实际测交的结果，无论是正交还是反交，都得到了四种数目相近的不同类型的后代，其比数为1∶1∶1∶1，与预期的结果完全符合。这就证实了雌雄杂种F1在形成配子时，确实产生了四种数目相等的配子，从而验证了自由组合规律的正确性。
5．自由组合规律的实质
根据前面所讲的可以知道，具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，这就是自由组合规律的实质。也就是说，一对等位基因与另一对等位基因的分离与组合互不干扰，各自独立地分配到配子中。
我因好奇，用python代码模拟孟德尔自由组合定理
#原创公众号pythonEducation
#孟德尔自由组合定理
import copy
#大写字母表示显性基因，小写字母表示隐性基因
#gene,如D或d
#基因型genotype
genotype11=['Y','Y']
genotype12=['y','y']
genotype13=['Y','y']
genotype21=['R','R']
genotype22=['r','r']
genotype23=['R','r']
DNA1=[genotype13,genotype23]
DNA2=[genotype12,genotype22]
DNA3=[genotype11,genotype21]
DNA4=[genotype12,genotype22]
DNA_group=[DNA3,DNA4]
#基因表现型character
#字母大小写判断a.islower()，a.isupper()
def Character(genotype1):
for i in genotype1:
if i.isupper()==True:
return "Dominant"
return "recessive"
#Phenotype输入基因型，返回它的代表基因
def Phenotype(genotype1):
for i in genotype1:
if i.isupper()==True:
return i
return genotype1[0]
#配子后，基因型genotype的可能数量
def Assort(genotype1,genotype2):
genotype_list=[]
for gene1 in genotype1:
for gene2 in genotype2:
genotype=[gene1,gene2]
genotype_list.append(genotype)
return genotype_list
#返回不重复列表
def None_repeat_list(list1):
none_repeat_list=[]
for i in list1:
#print 'i:',i
if i not in none_repeat_list:
none_repeat_list.append(i)
return none_repeat_list
#计算各个基因类型比例
def Count_list(none_repeat_list,DNA_sort_list,n):
count_list=[]
for i in none_repeat_list:
count=DNA_sort_list.count(i)
count=count*1.0/n
count_list.append(count)
return count_list
#返回各个基因类型比例
def Ratio_genotype(none_repeat_list,count_list):
ratio_genotype=zip(none_repeat_list,count_list)
return ratio_genotype
#多个基因型的自由组合
def Independent_assort(DNA1,DNA2):
genotype00=DNA1[0]
genotype01=DNA2[0]
assortment1=Assort(genotype00,genotype01)
genotype10=DNA1[1]
genotype11=DNA2[1]
assortment2=Assort(genotype10,genotype11)
result=Assort(assortment1,assortment2)
return result
#排序函数,大写字母（线性基因）在前面.例如[r,R]排序后变成[R,r]
def Sort(list1):
k=0
n=len(list1[0])
#print "n:",n
for i in range(len(list1)):
#print 'i',i
while k<n:
#print 'k',k
#print 'list1[i][k]',list1[i][k]
list1[i][k].sort()
k+=1
k=0
return list1
#DNA所有性状结果
'''>>> Character_DNA(DNA_noneRepeat_assortment)
[['Y', 'R'], ['Y', 'R'], ['Y', 'r'], ['Y', 'R'], ['Y', 'R'], ['Y', 'r'], ['y', 'R'], ['y', 'R'], ['y', 'r']]'''
def Character_DNA(DNA_noneRepeat_assortment):
character_DNA=copy.deepcopy(DNA_noneRepeat_assortment)
k=0
noneRepeat_num=len(DNA_noneRepeat_assortment)
element_num=len(DNA_noneRepeat_assortment[0])
#print "n:",n
for i in range(noneRepeat_num):
#print 'i',i
while k<element_num:
#print 'k',k
#print 'list1[i][k]',list1[i][k]
character_DNA[i][k]=Phenotype(character_DNA[i][k])
k+=1
k=0
return character_DNA
#最终性状和对应数量比
def NoneRepeat_character_ratio(ratio_character,noneRepeat_character_DNA):
num=len(ratio_character)
list1=copy.deepcopy(ratio_character)
list_num=[]
count=0
for i in noneRepeat_character_DNA:
for k in list1:
if k[0]==i:
count+=k[1]
#print "count",count
list_num.append(count)
count=0
return list_num
def Analysis(DNA_group,ratio_character_result):
print "DNA_group:",DNA_group
print 'ratio_character_result:',ratio_character_result
#多个基因型的自由组合结果（有重复）
DNA_assortment=Independent_assort(DNA3,DNA4)
#多基因自由组合后的排序，大写字母（线性基因）在前面.例如[r,R]排序后变成[R,r]
DNA_sort=Sort(DNA_assortment)
#自由组合个数
n=len(DNA_sort)
#多个基因型的自由组合结果（无重复）
DNA_noneRepeat_assortment=None_repeat_list(DNA_sort)
#排序结果数量统计
count_list=Count_list(DNA_noneRepeat_assortment,DNA_sort,n)
#排序后基因类型对应的数量统计
ratio_genotype=Ratio_genotype(DNA_noneRepeat_assortment,count_list)
#DNA性状结果(重复)
character_DNA=Character_DNA(DNA_noneRepeat_assortment)
#数量统计
ratio_character=Ratio_genotype(character_DNA,count_list)
#DNA性状结果（去重复）
noneRepeat_character_DNA=None_repeat_list(character_DNA)
#DNA性状和数量比（不重复）
count_noneRepeat_character=NoneRepeat_character_ratio(ratio_character,noneRepeat_character_DNA)
#DNA性状和数量比,最后整合
ratio_character_result=Ratio_genotype(noneRepeat_character_DNA,count_noneRepeat_character)
#分析结果
Analysis(DNA_group,ratio_character_result)
欢迎各位同学学习
python机器学习生物信息学，博主录制，2k超清
https://edu.51cto.com/sd/3a516
标签：count,DNA,--,孟德尔,list,相对性状,自由组合,character 来源： https://blog.51cto.com/15002417/2670481
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