關(guān)于基因定位問(wèn)題的分析

王紅梅

基因定位問(wèn)題的解決是正確解答遺傳題的前提。本文將通過(guò)對(duì)例題的分類講解，幫助同學(xué)們了解基因定位問(wèn)題的常見(jiàn)類型，掌握解題方法，提升解題能力。

一、將基因定位于常染色體、性染色體上的雜交實(shí)驗(yàn)

【例1】（2022年山東省學(xué)業(yè)水平選擇性考試節(jié)選）果蠅的正常眼與無(wú)眼是1對(duì)相對(duì)性狀，受1對(duì)等位基因控制。要確定該性狀的遺傳方式，需從基因與染色體的位置關(guān)系及顯隱性的角度進(jìn)行分析。以正常眼雌果蠅與無(wú)眼雄果蠅為親本進(jìn)行雜交，根據(jù)雜交結(jié)果繪制部分后代果蠅的系譜圖，如圖1所示。不考慮致死、突變和X、Y染色體同源區(qū)段的情況。

（1）據(jù)圖分析，關(guān)于果蠅無(wú)眼性狀的遺傳方式，可以排除的是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。若控制該性狀的基因位于X染色體上，Ⅲ-1與Ⅲ-2雜交的子代中正常眼雄果蠅的概率是? ? ?。

（2）用Ⅱ-1與其親本雄果蠅雜交獲得大量子代，根據(jù)雜交結(jié)果? ? ? ? ?（填“能”或“不能”）確定果蠅正常眼性狀的顯隱性，理由是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（3）以系譜圖中呈現(xiàn)的果蠅為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)，確定無(wú)眼性狀的遺傳方式。要求：①只雜交一次；②僅根據(jù)子代表型預(yù)期結(jié)果；③不根據(jù)子代性狀的比例預(yù)期結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)思路：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論：

①若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

②若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

③若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

【分析】（1）（2）略。（3）若要確定無(wú)眼性狀的遺傳方式，可通過(guò)測(cè)交或者雜交的方式判斷。根據(jù)題干信息，只雜交一次且僅根據(jù)子代表型預(yù)期結(jié)果，不涉及子代性狀分離比的條件，而測(cè)交是在已知相對(duì)性狀顯隱性的條件下進(jìn)行的，不適用于本題，因此選擇Ⅱ-2和Ⅱ-3雜交的方式來(lái)判斷。若無(wú)眼性狀的遺傳為伴X隱性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為XAXa×XAY，后代雌果蠅均為正常眼、雄果蠅有正常眼和無(wú)眼；若無(wú)眼性狀為常染色體隱性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為Aa×Aa，后代雌蠅、雄蠅既有正常眼也有無(wú)眼；若無(wú)眼性狀為常染色體顯性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為aa×aa，后代雌蠅、雄蠅都只有正常眼。

【參考答案】（1）伴X染色體顯性遺傳、伴Y染色體遺傳? 3/8 （2）不能 無(wú)論正常眼是顯性還是隱性，子代雌雄果蠅中正常眼與無(wú)眼的比例均為1∶1 （3）Ⅱ-2（或Ⅱ-1，或Ⅱ-4）與Ⅱ-3果蠅雜交，觀察子代表型 全為正常眼果蠅，則為常染色體顯性遺傳 出現(xiàn)無(wú)眼雌果蠅，則為常染色體隱性遺傳 無(wú)眼果蠅全為雄性，則為伴X染色體隱性遺傳

【思考】可具體根據(jù)題干條件，選擇將基因定位于常染色體、性染色體上的雜交實(shí)驗(yàn)。

1.一次雜交實(shí)驗(yàn)。以XY型性別決定生物為例，若已知顯隱性的條件，可通過(guò)一次雜交實(shí)現(xiàn)：選擇隱性性狀的雌性個(gè)體與顯性性狀的雄性個(gè)體雜交。若后代中雌性均為顯性，雄性均為隱性，則相應(yīng)基因在X染色體的非同源區(qū)段上；若后代中雌性、雄性無(wú)性狀差異，則相應(yīng)基因在常染色體上。也可以通過(guò)顯性雜合的雌性個(gè)體和顯性雄性個(gè)體的雜交來(lái)判斷：若后代雄性個(gè)體出現(xiàn)顯性與隱性性狀，雌性個(gè)體只出現(xiàn)顯性性狀，則基因位于X染色體的非同源區(qū)段；若后代雌雄個(gè)體無(wú)性狀差異，則相應(yīng)基因在常染色體上。

2.正交反交實(shí)驗(yàn)。在已知或未知顯隱性的條件下，正反交方案都適用。通過(guò)正交、反交，若正交、反交結(jié)果相同，則相應(yīng)基因位于常染色體；若正交、反交結(jié)果不同，則基因位于X染色體的非同源區(qū)段。

二、基因定位的其他幾種類型

1.利用已知基因進(jìn)行定位

【例2】已知某種開(kāi)兩性花的植物基因型為AaBb，基因A、a位于2號(hào)染色體上，試通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)判斷B與b基因是否也位于2號(hào)染色體上。

【答案】將該植物自交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代表型。若后代性狀分離比為9∶3∶3∶1（或其變型），則B、b不位于2號(hào)染色體上；若后代性狀分離比為3∶1或1∶2∶1，則B、b位于2號(hào)染色體上。

【解析】若B、b也位于2號(hào)染色體上，可分兩種情況分析：A與B在同一條染色體上，a與b在同一條染色體上，AaBb產(chǎn)生的配子為AB、ab，自交后代的基因型及比例為：AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1，表型比為3∶1；A與b在同一條染色體上，a與B在同一條染色體上，AaBb產(chǎn)生的配子為aB、Ab，自交后代的基因型及比例為：aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1，表型比為1∶2∶1。

2.利用染色體異常個(gè)體進(jìn)行定位

【例3】正常隱性（aa）個(gè)體與7-三體（7號(hào)染色體有三條）顯性純合體雜交的F1，F(xiàn)1三體與正常隱性個(gè)體雜交得F2。在A對(duì)a完全顯性的情況下，試根據(jù)F2表型及比例，分析A、a基因是否位于7號(hào)染色體上。

【答案】若F2性狀分離為5∶1，則基因位于7號(hào)染色體上；若F2性狀分離為1∶1，則基因不位于7號(hào)染色體上。

【解析】若A、a基因位于7號(hào)染色體上，該雜交過(guò)程為：aa與AAA雜交得到的三體為AAa，AAa與aa雜交得到的F2，基因型比例為AAa∶Aa∶Aaa∶aa=1∶2∶2∶1，表型比為顯性∶隱性=5∶1；若A、a基因不位于7號(hào)染色體上，該雜交過(guò)程為：aa與AA（三體）雜交得到的三體為Aa（三體），Aa（三體）與aa雜交得到的F2，基因型比例為Aa∶aa=1∶1，表型比為顯性：隱性=1∶1。

【例4】正常隱性（aa）個(gè)體與7-單體（7號(hào)染色體單體）顯性純合體雜交的F1。在A對(duì)a完全顯性的情況下，試根據(jù)F1表型及比例，分析A、a基因是否位于7號(hào)染色體上。

【答案】若F1性狀分離為1∶1，則基因位于7號(hào)染色體上；若F1全為顯性，則基因不位于7號(hào)染色體上。

【解析】若A、a基因位于7號(hào)染色體上，該雜交過(guò)程為：aa與A0（單體）雜交得到的后代基因型比例為Aa∶a0（單體）=1∶1，表型比為顯性∶隱性=1∶1；若A、a基因不位于7號(hào)染色體上，該雜交過(guò)程為：aa與AA（單體）雜交得到的后代都為Aa。

【例5】正常隱性（aa）個(gè)體與2號(hào)染色體缺失一小段的顯性純合個(gè)體雜交得F1，F(xiàn)1隨機(jī)交配得F2。在A對(duì)a完全顯性的情況下，試根據(jù)F2表型及比例，分析A、a基因是否位于2號(hào)染色體上。（注：缺失純合體致死）

【答案】若F2表型比例為3∶1，則基因不位于2號(hào)染色體上；F2表型比例為11∶4，則基因位于2號(hào)染色體上，且基因不在缺失片段上；F2表型比例為7∶8，則基因位于2號(hào)染色體上，且基因在缺失片段上。

【解析】本問(wèn)題需要考慮三種可能：基因不位于2號(hào)染色體；基因位于2號(hào)染色體上，但不在缺失片段上；基因位于2號(hào)染色體上，且基因在缺失片段上。

若A、a基因不位于2號(hào)染色體，該雜交過(guò)程為：aa 與AA雜交得到F1，得到的F2基因型比例為AA∶Aa∶aa= 1∶2∶1，表型比為顯性∶隱性=3∶1；若A、a基因位于2號(hào)染色體，但不在缺失片段上，該雜交過(guò)程為（缺失的染色體用“A-”表示，A-A-致死）：

F2表型比例：顯性∶隱性=11∶4

若A、a基因位于2號(hào)染色體，且在缺失片段上，該雜交過(guò)程為（缺失的染色體用“—”，— —致死）：

F2表型比例：顯性∶隱性=7∶8

【思考】無(wú)論是利用已知基因進(jìn)行定位，還是利用三體、單體、染色體片段缺失進(jìn)行基因定位，均可通過(guò)假說(shuō)演繹的過(guò)程進(jìn)行解決，將可能的結(jié)論當(dāng)作假設(shè)進(jìn)行分類討論，并可利用遺傳圖解梳理過(guò)程。