“同隱異顯純”雜交組合在判斷“基因位置”的拓展應(yīng)用

鄭美琴

【摘 要】在高三專題復(fù)習(xí)時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)判斷基因位置的方法。本文是在“隱雌顯雄”雜交組合的基礎(chǔ)上，拓展為“異隱同顯純”雜交組合可判斷基因“在X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上、在X、Y染色體的同源區(qū)段還是在常染色體上、在一對(duì)常染色體上還是在單體上”，并指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納出這一雜交法在判斷基因位置的應(yīng)用規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】同隱異顯純；基因位置；拓展應(yīng)用

“同隱異顯純”雜交組合是在“隱雌顯雄”的基礎(chǔ)上的拓展應(yīng)用?！巴[異顯純”雜交組合是指選擇相同形態(tài)染色體的隱性性狀個(gè)體和異形染色體的顯性純合個(gè)體作為親本進(jìn)行雜交，相同形態(tài)染色體指XX、ZZ或其他一對(duì)常染色體，異形染色體指的是XY、ZW或某對(duì)常染色體缺失一條。

1.“同隱異顯純”雜合組合的基礎(chǔ)應(yīng)用

1.1判斷基因在X（或Z）染色體還是在常染色體上

應(yīng)用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯純”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合”雜交組合，若F■中雌性全為顯性，雄性全為隱性，則相應(yīng)基因在X染色體上；若F■中顯性性狀中有雌性和雄性，隱性性狀中也有雌性和雄性，則相應(yīng)基因在常染色體上?！巴托匀旧wZZ隱性×異型性染色體ZW顯性純合”雜交組合，若F■中雄性全為顯性，雌性全為隱性，則相應(yīng)基因在Z染色體上；若F■中顯性性狀中有雌性和雄性，隱性性狀中也有雌性和雄性，則相應(yīng)基因在常染色體上。

例1.家貓中有很多對(duì)性狀值得關(guān)注和研究，如有尾與無尾（由一對(duì)等位基因A、a控制）、眼睛的黃色與藍(lán)色（由另一對(duì)等位基因B、b）控制）。在上述兩對(duì)性狀中，其中某一對(duì)性狀純合基因型的合子不能完成胚胎發(fā)育?，F(xiàn)從家貓中選擇多只表現(xiàn)型相同的雌貓和多只表現(xiàn)型相同的雄貓作為親本，雜交所得F■的表現(xiàn)型及比例如下表所示。

請(qǐng)分析回答：家貓控制有尾與無尾性狀的基因位于 染色體上，控制眼色的基因位于_____染色體上。判斷的依據(jù)是__________。

分析：據(jù)F■中無尾：有尾=2：1，可推知無尾顯性純合不能完成胚胎發(fā)育，無尾為顯性性狀；據(jù)F■中黃眼：藍(lán)眼=3：1，可推知黃眼為顯性性狀。據(jù)F■中有尾性狀有雌性和雄性，無尾性狀有雌性和雄性，可推知控制有尾和無尾性狀的基因位于常染色體上；又據(jù)F■中藍(lán)眼性狀全為雄性，可推知控制眼色的基因位于X染色體上。

參考答案：常X因?yàn)镕■中，有尾和無尾性狀均有雌性和雄性、藍(lán)眼性狀全為雄性，可知控制有尾和無尾性狀的基因位于常染色體上、控制眼色的基因位于X染色體上。

2.“同隱異顯純”雜合組合的拓展應(yīng)用

2.1判斷基因在一對(duì)常染色體上還是在單體上

例2.動(dòng)物多為二倍體，缺失一條染色體是單體（2N-1）。大多數(shù)動(dòng)物的單體不能存活，但在黑腹果蠅中，點(diǎn)狀染色體（4號(hào)染色體）缺失一條也可以存活，而且能夠繁殖后代，利用該果蠅可進(jìn)行遺傳學(xué)分析，請(qǐng)分析并回答下列問題：

（1）果蠅群體中存在無眼個(gè)體，無眼基因位于常染色體上。將無眼果蠅個(gè)體與純合野生型個(gè)體交配，F(xiàn)■無眼：野生型=0：85，F(xiàn)■無眼：野生型=79：245。

據(jù)表判斷：顯性性狀為_______，理由是________。

（2）根據(jù)（1）判斷的結(jié)果，利用4號(hào)染色體單體果蠅來探究無眼基因是否位于4號(hào)染色體上。實(shí)驗(yàn)步驟：①讓___與____交配，獲得子代；②統(tǒng)計(jì)后代的性狀表現(xiàn)，并記錄。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：①若____，則說明無眼基因位于4號(hào)染色體上；②若______，則說明無眼基因不位于4號(hào)染色體上。

分析：（1）無眼果蠅個(gè)體與純合野生型個(gè)體交配，F(xiàn)1全部為野生型，故顯性性狀為野生型、無眼為隱性性狀；（2）4號(hào)染色體單體，即4號(hào)染色體缺一條（40），可以看成類似于XY異型染色體個(gè)體；4號(hào)染色體正常的個(gè)體（44），可以看成類似于XX同型染色體個(gè)體。當(dāng)選擇“同隱異顯純”雜合組合時(shí)，若無眼基因位于4號(hào)染色體上，選擇正常無眼果蠅（bb）和野生純合4號(hào)染色體單體（BO）果蠅雜交，則后代中野生型果蠅（Bb）：無眼果蠅（BO）=1：1；若無眼基因位于不在4號(hào)染色體上，選擇正常無眼果蠅（bb）和野生純合4號(hào)染色體單體（BB）果蠅雜交，則后代中全部為野生型果蠅（Bb）。

參考答案：（1）野生型 F■沒有無眼個(gè)體

（2）正常無眼果蠅 野生型純合4號(hào)染色體單體果蠅

（3）①后代中野生型果蠅：無眼果蠅=1：1 ②后代全為野生型果蠅

2.2判斷基因在X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上

應(yīng)用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯純”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合”雜交組合，若F■中所有雄性均為顯性性狀，則相應(yīng)基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段；若F■中所有雄性均為隱性性狀，則相應(yīng)基因僅位于X染色體上。

例3.已知果蠅剛毛和截毛是一對(duì)伴性遺傳的性狀，剛毛基因（B）對(duì)截毛基因（b）為顯性。為了弄清楚該基因位于下圖中的哪一個(gè)區(qū)，有人做了以下雜交實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)一：從剛毛和截毛性狀在雌性和雄性中都有來看，排除該基因位于Ⅰ區(qū)的可能，理由是___________。

（2）實(shí)驗(yàn)二：若選擇雌性純合剛毛和雄性截毛雜交，當(dāng)該基因位于Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)兩種不同情況下，產(chǎn)生的子代的表現(xiàn)型及其比例是否相同？_____，表現(xiàn)型及比例是____，故無法判斷。

（3）實(shí)驗(yàn)三：選擇的雜交組合還可以是______，通過一次雜交，如果后代________，則該基因位于Ⅱ區(qū)；如果后代_____________，則該基因位于Ⅲ區(qū)。

分析：（1） 若果蠅控制剛毛和截毛性狀的基因位于Ⅰ區(qū)，則該性狀只與Y染色體相伴，雌果蠅無剛毛和截毛性狀。（2）當(dāng)該基因位于Ⅱ區(qū)時(shí)，選擇雌性純合剛毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y）雜交，則F■全為剛毛（X■X■：X■Y=1：1）；當(dāng)該基因位于Ⅱ區(qū)時(shí)，選擇雌性純合剛毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y■）雜交，則F■全為剛毛（X■X■：X■Y■=1：1），即二者產(chǎn)生的子代表現(xiàn)型及比例相同，故無法判斷。（3）選擇雌性截毛（X■X■）和雄性純合剛毛雜交，若該基因位于Ⅱ區(qū)，則雄性純合剛毛基因型為X■Y■，其雜交后代全為剛毛（X■X■、X■Y■），若該基因位于Ⅲ區(qū)，則雄性純合剛毛基因型為X■Y，其雜交后代雌性全為剛毛（X■X■）：雄性全為截毛（X■Y）=1：1。endprint

參考答案：

（1）若位于Ⅰ區(qū)則屬于伴Y染色體遺傳，雌性中不應(yīng)存在該性狀

（2）相同 雌性剛毛：雄性剛毛=1：1

（3）雌性截毛×雄性剛毛純合 全為剛毛 雌果蠅全為剛毛而雄果蠅全為截毛

2.3判斷基因在X、Y染色體的同源區(qū)段還是在常染色體上

應(yīng)用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合子”雜交組合，若F■全為顯性，則讓F■雌雄個(gè)體相互交配，若F■雄性個(gè)體全為顯性、雌性個(gè)體有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段，若雌雄個(gè)體均有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于常染色體上。

例4.現(xiàn)有若干純合的雌雄果蠅，已知控制某性狀的一對(duì)等位基因可能位于常染色體上或X、Y染色體的同源區(qū)段，請(qǐng)補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)方案以確定該基因的位置。

實(shí)驗(yàn)方案：選取若干對(duì)表現(xiàn)型分別為_____、___的果蠅作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)■中無論雌雄均為顯性；再選取F1中雌雄個(gè)體相互交配，觀察其后代表現(xiàn)型。

結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：若_______，則該基因位于常染色體上；若_______，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。

分析：選擇雌性個(gè)體為隱性和雄性個(gè)體為純合顯性的果蠅作為親本進(jìn)行雜交。若該基因位于常染色體上，則雌性基因型為bb雄性基因型為BB，其F■基因型為Bb，再選取F■中雌雄個(gè)體相互交配，F(xiàn)■雌雄個(gè)體基因型均有Bb、Bb、bb，雌雄個(gè)體均有顯性和隱性兩種性狀；若該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，則雌性基因型為X■X■雄性基因型為X■Y■，其F■基因型為X■X■、X■Y■均表現(xiàn)為剛毛，再選取F■中雌雄個(gè)體相互交配，F(xiàn)■基因型為X■X■、X■X■、X■Y■、X■Y■，雌性個(gè)體有顯性和隱性兩種性狀，雄性個(gè)體全為顯性。

參考答案：雌性個(gè)體為隱性 雄性個(gè)體為顯性

雌雄個(gè)體均有顯性和隱性兩種性狀

雄性個(gè)體全為顯性，雌性個(gè)體有顯性和隱性兩種性狀

3.利用“同隱異顯純”雜合組合判斷基因位置的規(guī)律

通過專題復(fù)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，利用“同隱異顯純”雜交組合，觀察后代的表現(xiàn)型，可判斷基因位置的規(guī)律：

（1）當(dāng)F■中雌性個(gè)體全部表現(xiàn)為顯性性狀、雄性個(gè)體全部表現(xiàn)為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體上或單體上（通過觀察子代個(gè)體細(xì)胞的染色體數(shù)目確定是否為單體）；

（2）當(dāng)F■雌雄個(gè)體均表現(xiàn)為顯性性狀時(shí)，再讓F■中雌雄個(gè)體相互交配得F■，若F■雌雄個(gè)體均有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于常染色體上；若F■雄性個(gè)體全為顯性，雌性個(gè)體有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。

只有這樣的專題復(fù)習(xí)，才能真正解決學(xué)生疑點(diǎn)，從而達(dá)到觸類旁通的效果，提高高三復(fù)習(xí)效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]呂國(guó)裕.“雌隱雄顯”雜交組合的應(yīng)用，生物學(xué)教學(xué)，2013.10（2）endprint