巧判基因在染色体上的位置

2015-11-04王岩贾党辉

求学·理科版 2015年10期

关键词：表现型等位基因果蝇

王岩+贾党辉

“判断基因在染色体上的位置”是高考的常见题型，这类题型不仅考查考生基本的生物学知识，而且还考查考生分析、推理、综合和运用能力，因此也成为我们日常训练“假设—推理—验证”逻辑思维能力的好材料。

1.探究某基因是位于X染色体上还是常染色体上

1.1已知性状的显隐性

基本思路：选用表现型为隐性性状的雌性个体与表现型为显性性状的雄性个体杂交，根据自带性状表现是否与性别相关联加以判定。

（1）如果雄性子代中有显性性状，那么可判定基因不在X染色体上;

（2）如果雄性子代中有隐性性状，那么可判定基因应在X染色体上。

例（福建高考题，节选）：现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅（A）对非裂翅（a）为显性。杂交实验如下。

（1）某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因可能位于X染色体上。

（2）现欲利用上述果蝇进行一次杂交试验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型：_________（♀）×_________（♂）。

解析：用一次杂交实验，确定该等位基因位于常染色体还是X染色体，需要常染色体遗传的杂交结果与伴X遗传的杂交结果不一致才能判断。可选用杂交组合为：裂翅（♂）×非裂翅（♀），如果是常染色体遗传，子代裂翅有雌性个体也有雄性个体;若是伴X遗传，裂翅只有雌性个体。也可选用组合：裂翅（♀）×裂翅（♂），若是常染色体遗传，后代非裂翅有雌性个体也有雄性个体，若是伴X遗传，子代非裂翅只有雄性个体。

答案：（1）如图所示：

（2）裂翅（♂）×非裂翅（♀）[或裂翅（♀）×裂翅（♂）]

例：已知果蝇的红眼（W）对白眼（w）呈显性，且雌雄果蝇均有红眼和白眼。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇。若要通过一次杂交实验证明这对基因是位于常染色体或X染色体上，请设计实验方案：

亲本的表现型：____________________.

实验预期及结论：①____________________

②____________________

③____________________

答案：白眼雌果蝇、红眼雄果蝇

①子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对等位基因位于X染色体上。

②子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对等位基因位于常染色体上。

③子代中雌、雄果蝇均既有红眼，又有白眼，则这对等位基因位于常染色体上。

1.2若不知性状的显隐性

基本思路：已知雌雄个体均为纯合子，用正交和反交来证明基因是位于X染色体上还是常染色体上。

例：已知果蝇的直毛与非直毛是一对相对性状。实验室有纯合的直毛和非直毛雌雄果蝇，设计一个实验方案，通过一次杂交实验确定控制这对相对性状的基因是位于常染色体还是X染色体上。请说明推导过程：

答案：取直毛雌雄果蝇与非直毛雌雄果蝇，进行正交和反交（即直毛♀×非直毛♂，非直毛♀×直毛♂）。若正交后代表现型与反交后代表现型相同，则控制该相对性状的等位基因位于常染色体上;若正交后代表现型与反交后代表现型不相同，则控制该相对性状的等位基因位于X染色体上。

2.探究控制某两对相对性状的两对等位基因是否位于两对同源染色体上

基本思路：具有两对相对性状的亲本杂交的F1，F1自交（若是动物则是雌雄个体杂交）得F2。若F2出现四种表现型，其分离比为9∶3∶3∶1（或F1与隐性个体杂交得F2，若F2出现四种表现型，其分离比为1∶1∶1∶1），则符合基因的自由组合定律，说明控制某两对相对性状的两对等位基因是位于两对同源染色体上;反之，则不位于两对同源染色体上。

例：现有一批纯种灰身长翅和黑身残翅的果蝇，已知控制这两对相对性状的基因位于常染色体上，且灰身对黑身为显性，长翅对残翅为显性，请设计实验探究这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律。

答案：第一步：取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得到F1。

第二步：让F1中雌雄个体交配（或让F1与黑身残翅果蝇测交）。

第三步：统计后代表现型及比例。

结果预测：如果后代出现四种表现型：灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅，且比例为9∶3∶3∶1（或后代出现四种表现型：灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅，且比例为1∶1∶1∶1），则符合基因的自由组合定律。反之，则不符合基因的自由组合定律。

3.探究基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上

基本思路：选择多只隐性雌性个体分别与多只显性雄性个体进行交配。

例：科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。现有纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断控制性状的基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体的特有区段。

答案：所给材料都是纯种果蝇，可选用截毛（隐性）雌性个体与刚毛（显性）雄性个体交配。若子代雌、雄性个体都为刚毛（显性），则该基因位于X、Y染色体的同源区段;若后代雌性个体为刚毛（显性），雄性个体为截毛（隐性），则该基因位于X染色体的特有区段。遗传图解如下：XbXb×XBYB→ XBXb XbYB ;XbXb ×

XBY→XBXb XbY。

4.探究基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体上的同源区段

基本思路：在已知显隐性的前提下，以纯合显性性状个体作父本，隐性性状个体作母本，然后让子代中雌雄个体相互交配，观察子代表现型及表现型与性别的关系。

由以上可知，当F2中雌雄个体均有显性性状和隐性性状个体，则基因位于常染色体上;当F2中雄性个体都为显性性状，雌性个体中显性性状与隐性性状个体各占一半，则基因位于X、Y染色体的同源区段。

例：已知果蝇的灰身（A）和黄身（a）是一对相对性状。现有一只黄身雌果蝇，为确定控制A、a在染色体上的位置，科学家进行了如下实验：将这只雌果蝇和纯合的灰身雄果蝇杂交，得到子一代（F1）。

（1）如果F1 的表现型为__________，则说明基因位于X染色体上非同源区段。

（2）如果F1不能判断，则将F1雌雄相互交配得到子二代（F2）。若F2的表现型是：

①____________________，则基因位于常染色体上。

②____________________，则基因位于X、Y染色体上的同源区段。

答案：（1）雌果蝇均为灰身，雄果蝇均为黄身

（2）①灰身果蝇和黄身果蝇比例为3∶1，且与性别无关

②雄果蝇只有灰身性状，雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状