一对特殊杂交方式的应用
2009-09-08高娟慧
高娟慧
在近几年的高考试题中,伴性遗传是一个考查重点。从判断基因在常染色体上还是在X染色体上,到XY同源区段基因的考查,难度在逐步加大,对学生的能力要求也在逐步提高。很多学生在这类试题面前束手无策。本人就结合多年来教学经验谈一些自己的看法,希望与同行们商榷。
对于伴性遗传,最基本的理解是性状遗传与性别关联,也就是说,如果某一性状在子代中雌雄个体身上体现不同,就可以判断为伴性遗传。在很多教材中推理判断某一基因在常染色体上还是在X染色体上就用正反交,如果基因在常染色体上,那么子代雌雄个体性状是相同的,如果在X染色体上,子代雌雄个体性状就有差异。尤其是当基因在Y染色体上时,子代中雄性个体的性状就更有特点,根据子代性状就可以做出明确判断。
但是在很多题目中,题干很明确要求选择用一次交配实验验证基因在X染色体上还是常染色体上。如2008年青岛和无锡试题:如要确定白眼基因是位于X染色体上还是位于常染色体上(已知野生型红眼对突变型白眼为显性,雌雄果蝇均有红眼和白眼类型)要求用一次交配实验予以推断、写出所选亲本表现型并写出推断理由。
这个亲本类型如何确定呢?是不是任意个体可作为亲本来杂交进行判断。这就需要我们做出分析:对于基因在常染色体上,共有三种基因型,即AA、Aa和aa,共有5种交配组合即AA×AA→AA,AA×Aa→AA,AaAA×aa→Aa,Aa×Aa→AA Aa aa,aa×aa→aa,无论哪种杂交组合,其后代雌雄个体性状都相同,与子代性别没有必然关系。而如果基因在X染色体上,就有XAXA、XAXa、XaXa和XAY、XaY五种基因型,可以产生6种杂交组合
即①XAXA× XAY → XAXAXAY
②XAXa× XAY → XAXAXAXaXAYXaY
③XaXa× XAY → XAXaXaY
④XAXa× XaY → XAXaXaXaXAYXaY
⑤XAXA× XaY → XAXaXAY
⑥XaXa× XaY → XaXaXaY
在6对杂交组合中,①⑤⑥子代雌雄个体性状完全相同,④组合子代雌雄个体中有显隐性比例相同,伴性遗传特征不明显,②组合可以从子代性状中看出是伴性遗传,但结果相对复杂,而③组合子代雄性为一个性状,雌性为另一个性状,从表现型上就可以直接判断其性别,操作起来就相当方便,这一组合不仅在解题中,而且在实践中也广为应用。
总之一句,常X基因要确定,一代杂交就可行,雌隐雄显最简便,雌雄性状各不同。在上面的题目中,就可以用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,结果和结论分别是:如果子代中雌蝇全为红眼,雄蝇全为白眼,则基因位于X染色体上;如果子代雌雄果蝇中均有红眼和白眼,则位于常染色体上;如子代中雌雄果蝇均为红眼,则位于常染色体上。
这个题目用的是多对果蝇杂交的情况,出现了三种结果和结论,因为常染色体上的显性个体可能有AA 、Aa或AA和Aa三种可能。如果用一对果蝇杂交,其中显性个体只能是AA或Aa,结果则只可能有两种,即如果子代中雌蝇全为红眼,雄蝇全为白眼,则基因位于X染色体上。如果子代雌雄果蝇中均有红眼和白眼,则位于常染色体上。所以大家做题时要特别注意杂交方式,才能做出正确的判断。
在近几年的高考题中也出现了对XY同源区段等位基因的考查,如07年全国卷Ⅰ考查了根据子代表现型选择亲本的基因型,开辟了一个新的考点。而在2009年石家庄质检二的考卷中出现了X染色体和XY同源区段的判断,具体题目如下:
31.资料二 图乙表示大麻的性染色体简图。图中同源部分(Ⅰ片断)基因互为等位,非同源部分(Ⅱ1,Ⅱ2片断)基因不互为等位。科学家研究发现,大麻种群中雌雄个体均有抗病和不抗病的个体存在,已知抗病性状受显性基因D控制,为伴性遗传。
(6)现有雌雄大麻纯合子若干株,只做一代杂交实验,推测杂交子一代可能出现的性状,并推断控制该性状的基因位于哪个片段。则:
选用的杂交亲本的表现型为__________________________。
如果子一代中_____________________________________,则控制该性状的基因位于图中的Ⅱ2片断。
如果子一代中_____________________________________,则控制该性状的基因位于图中的I片断。
在这个题目中则要求判断基因是只在X染色体上(Ⅱ2)还是在XY的同源区段(I)上,同样这里也可以用上文提到的特殊杂交组合,即选不抗病的雌株与抗病的雄株杂交,因题干中已限定是纯合子,所以结果也比较简单:如果子一代中雌株都抗病,雄株都不抗病,则控制该性状的基因只位于X染色体上(图中的Ⅱ2片断),即XaXa×XAY→XAXaXaY,如果子一代中雌株和雄株都抗病,则控制该性状的基因位于XY同源区段上(图中的I片断),即XaXa×XAYA→ XAXaXaYA
由此可见,XaXa×XAY这一对特殊的杂交组合在许多题目中都有很重要的应用,教师在讲授伴性遗传时要注重对几对杂交组合的拓展,尤其雌隐雄显的交配组合在解题中的应用,相信学生在掌握以后会对伴性遗传习题有一个更深刻的认识。