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判断基因位置的题型归纳及解题思路

2022-06-19高必惠

中学生理科应试 2022年6期
关键词:表现型子代母本

高必惠

近几年的高考及模考试题中,判断基因位置的试题繁多,题干的呈现形式多种多样,学生虽然与这类题频繁相遇,对试题内容并不陌生,但解题时总感觉试题难度大,思路不清晰,似是而非,做不顺手,甚至产生畏难情绪而放弃遗传大题.究其原因,就是没有对这类试题进行归纳总结,没有理清解题思路,导致做题时思维混乱,一做就错,为了帮助学生解决这一问题,笔者指导学生把自己做过的这类题进行分门别类,与学生一道梳理每个类别试题考查的知识点,并归纳总结出解题思路,

一、判断两对等位基因(设为AaBb)在染色体上的位置

1.梳理考点

这类试题考查的知识点是基因的自由组合定律,试题的呈现形式多样化,最典型的形式是要求考生写出验证AaBb两对基因遵循自由组合定律的实验设计思路或探究AaBb两对基因是否遵循自由组合定律的实验设计思路.AaBb两对基因位置有如图三种:

只有位置1遵循基因的自由组合定律.

2.理清思路

有四种解题方案:用F.自交法、测交发、花粉鉴定法、单倍体育种法,不论哪种方法,本质都是验证或探究F.产生配子的种类和比例.只有位置I能产生四种比例相同的配子,F.自交子代会出现四种表现型.比例为9:3:3:1;F.测交子代会出现四种表现型,比例为1:1:1:1;如果能用花粉鉴定法,则能产生四种花粉,比例为1:1:1:1;单倍体育种法,最终能培育出四种纯合子,比例为1:1:1:1.其中花粉鉴定法和单倍体育种法只适用于植物,局限性大,一般不用.

3.根据实验材料选择实验方案

典型例题 鼠的体色由两对基因控制.Y代表黄色,y代表灰色,B决定有色素,b决定无色素(白色).已知Y与y位于l号染色体上,现有纯合黄色雌鼠( BBYY)和纯合白色雄鼠(bbyy),请设计实验探究另一对等位基因是否也位于l号染色体上(仅就体色而言,不考虑其他性状和交叉互换).

(1)实验步骤:

①选择上述雌鼠和雄鼠杂交得到F1;②____;

③观察统计 ,

学生阅读题目后,第一步梳理考点:考查决定鼠體色的两对基因是否遵循基因的自由组合定律:第二步理清答题思路:有F1自交法、测交法、花粉鉴定法、单倍体育种法四种解题方案供选择:第三步根据题干给出的实验材料,选择实验方案:题干材料是动物,首先排除花粉鉴定法和单倍体育种法,在该题中选择基因型相同的F.自交(选择基因型相同的F,雌性和雄性相互交配)和测交都可行.最后观察子代体色的表现型及比例是否出现9:3:3:1或1:1:1:1.

二、已知相对性状的显隐性,判断控制这对相对现状的基因位于常染色体还是x染色体上

1.梳理考点

这类试题考查的知识点是:伴X染色体遗传的典型特征,即隐性母本和显性父本杂交,子代雌性个体全表现为显性,雄性个体全表现为隐性.

2.理清思路

选择隐性母本和显性父本杂交,观察子代是否出现雌性个体全表现为显性,雄性个体全表现为隐性.

3.分析结果

如果出现上述结果,则该对基因位于X染色体上.否则位于常染色体上.

典型例题(2016年全国卷I)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的,同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为1:1:1:1.同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性.请根据上述结果,回答下列问题:

(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?

(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论.(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果.)

学生阅读题目后,第一步梳理考点:考查常染色体遗传和伴X染色体遗传的区别和联系:第二步理清答题思路,并分析结果:假设果蝇的灰体和黄体由一对等位基因B、b控制,亲本基因型不论是Bb×bb.还是XBXb×Xby都能得到同学甲的实验结果,因此不能证明控制黄体的基因位于X染色体上.要证实同学乙的结论:控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性,方法一:根据“隐性母本和显性父本杂交,雌性个体全表现为显性,雄性个体全表现为隐性”的原理,该题从同学甲得到的子代果蝇中选取黄体雌性与灰体雄性杂交,即杂交亲本基因型为XhXb×XBy,后代雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体,则可证实同学乙的结论正确:方法二:从同学甲得到的子代果蝇中选取灰体雌性与灰体雄性杂交,即杂交亲本基因型为XBXb×XBy.若后代中雌性都表现为灰体,雄性一半表现为灰体、一半表现为黄体,则乙的结论正确.

三、已知某相对性状的显隐性.判断控制这对相对性状基因的位置

与上一个题型的区别在于是否要求学生考虑XY同源区段,上一个类型不要求考虑,此题型要求考虑,试题难度加大.

1.梳理考点

这类试题考查的主要知识点还是伴X染色体遗传的典型特征,同时,考查学生是否具有区别伴X染色体遗传特点和XY同源区段遗传特点的能力.

2.理清思路

选择隐性母本和显性父本杂交,子代出现“雌性个体全为显性,雄性个体全为隐性”这一结果,除了亲本基因型为“XbXb×xBY”的子代会出现这样的结果,亲本基因型为“XbXb,×XByb”的子代也会出现这样的结果,怎样突破这个难点呢?把“选择隐性母本和显性父本杂交”换为“选择隐性母本和显性纯合父本杂交”,这样就把两种情况区别开来,因为,如果基因只位于X染色体上,则杂交的亲本基因型为“XbXb×XBY”,子代雌性个体全为显性,雄性个体全为隐性;如果基因位于XY同源区段上,则杂交的亲本基因型为“XbXb×XByB'’,子代雌雄个体都表现为显性.

典型例题正常刚毛对截刚毛为显性性状.若控制刚毛性状的等位基因位于X、Y染色体的同源区段,则正常刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB.若仅位于X染色体上,则只表示为XBy.现有各表现型的纯种果蝇,欲利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上:

(1)方法:用表现型为_____ 的雌果蝇和_____ 的雄果蝇杂交,记录子代的性状表现.

(2)结果分析:若子一代____,则这对等位基因位于X、Y染色体的同源区段上;若子一代 _____ 则这对等位基因仅位于X染色体上,

学生阅读题目后,先梳理考点,再理清思路,不难得出正确答案:(1)截刚毛纯合正常刚毛(2)雌、雄果蝇全为正常刚毛雄果蝇全为截刚毛,雌果蝇全为正常刚毛

四、某相对性状显隐性未知,判断基因位于常染色体还是X染色体上

这类试题考查的知识点仍然还是伴X染色体遗传的典型特征.只不过是上述第2类试题的变式而已,前后的差别在于是否已知显隐性.未知显隐性,就无法确定母本的表现型,如果采用正交和反交,就解决了这个问题,因为在正交和反交中,总有一组交配是隐性母本和显性父本,如果基因位于X染色体上,则这组杂交组合的子代就表现为雌性全为显性,雄性全为隐性;如果基因位于常染色体上,则不然.由此可总结出此类题型的解题思路及结果分析,实验方案采用正交和反交两组实验,如果正交得到F1和反交得到F1表现型相同,则相关基因位于常染色体上:如果正交得到F1和反交得到F1表現型不相同,而且表现型的差异与性别相关联,则相关基因位于X染色体上;如果正交得到F1和反交得到F1表现型不相同,而且F1表现型总是与母本相同,则相关基因位于细胞质中.

(1)组数①的正交与反交结果相同,控制果蝇突变型a的基因位于_____ 染色体上,为 _____ 性突变.

(2)组数②的正交与反交结果不相同,用遗传图解说明这一结果(基因用B、b表示).

(3)解释组数③正交与反交不同的原因.

试题分析组数①的正交与反交结果相同,说明控制果蝇突变型a的基因位于常染色体上,由于正交和反交的F.都表现野生型,说明野生型为显性,突变型a为隐性.组数②的正交与反交结果不相同,且雌性与雄性的表现型有差异,说明相关基因位于X染色体上,可以按伴X染色体遗传写出遗传图解如图2所示.

组数③正交母本为野生型,F,与母本相同,全为野生型,反交母本为突变型c,F.与母本相同,全为突变型c.说明控制果蝇突变型c的基因位于细胞

五、性别决定为ZW型,考查伴Z染色体遗传典型特征

虽然这类题的遗传学原理与XY型相同,但学生先接触XY型的试题,再接触ZW型的试题时,遇到的最大困难是思维转换的困难.突破这个难点的技巧是找到XY型性别决定和ZW型性别决定的本质差异,前者性染色体相同的XX是雌性,性染色体不同的XY是雄性;后者性染色体相同的ZZ是雄性,性染色体不相同的ZW是雌性.这样就找到了两者共同的遗传学原理:选择性染色体相同的亲本为隐性,性染色体不同的亲本为显性杂交,子代就会出现雌雄表现型不同的结果,

典型例题 芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹,这是由于位于Z染色体上的显性基因B决定,当它的等位基因b纯合时,鸡表现为非芦花,羽毛上没有横斑条纹,

如何选择亲本杂交,在后代雏鸡阶段就可以根据羽毛的特征把雌雄区分开,从而做到多养母鸡,多得蛋,

试题分析鸡的性别决定为ZW型,芦花羽毛由Z染色体上显性基因B决定,非芦花羽毛由Z染色体上隐性基因b决定.根据上述遗传学原理“选择性染色体相同的亲本为隐性,性染色体不同的亲本为显性杂交,子代就会出现雌雄表现型不同的结果”,选择非芦花雄鸡ZhZ“与芦花雌鸡ZBW杂交,子代雄鸡全为芦花ZBZb,雌鸡全为非芦花ZbW.在后代雏鸡阶段就可以根据羽毛的特征把雌雄区分开,从而做到多养母鸡,多得蛋.

通过对判断基因位置的题型归纳和相关考点的梳理,理清了各类题型之间的区别和联系,解决了学生思维混乱的问题,使学生建立一套清晰的答题模式,有利于提高学生的综合能力.

(收稿日期:2022 - 03 - 10)

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