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1、如何“通过一次杂交实验”确定基因的位置生物学教学2008年(第33卷)第6期如何”通过一次杂交实验确定基因的位置杜桂新(河北省武邑中学053400)我们经常遇到:”如何通过一次杂交实验确定等位基因是在常染色体上,x染色体的非同源区段还是x和Y染色体同源的区段上”之类的问题,要解决这类问题首先要了解x,Y染色体的不区段上基因的分布.1XY染色体上的不同区段XY染色体由于减数分裂过程中能配对,因此是同源染色体.但其形态,大小却不完全相同,x染色体稍大,Y染色体较小,它们的不同区段分布着不同的基因,每个区段基因的遗传情况各不相同,如图1所示:图中I是x和Y染色体的同源区段:x染色体I段的基因,在Y染
2、色体I段上可以找到对应的等位基因或相同基因.染色体的交叉互换就发生在同源部分.一1是Y染色体的非同源区段:Y染色体此区段的基因,在x染色体上找不到对应的等位基因或相同基因.如控制外耳道多毛的基因位于Y染色体上的此区段.一2是x染色体非同源区段:x染色体该区段的基因,在Y染色体上找不到对应的等位基因或相同基因.如控制红绿色盲,血友病的基因就是位于此区段.II一1I图12如何通过一次杂交实验来确定等位基因的位置(显性性状由A控制.隐性性状用a控制)(1)如何确定等位基因是位于常染色体上还是x染色体的非同源区段上实验方法:在已知显隐性的情况下,用隐性的雌性个体与显性的雄性个体杂交,观察后代的表现型.
3、分析:假设该基因位于常染色体上,杂交组合的基因型为:隐性的雌性个体aa,显性的雄性个体为AA或Aa.推测后代雌雄中都有显性个体出现.假设该基因位于x染色体(非同源部分)上,隐性的雌性个体基因型为xx,显性的雄性个体为xAY,xx和xAY杂交后代雌性全为显性,雄性全为隐性.预测结果:若后代雌性全为显性,雄性全为隐性,则该基因位于x染色体?49?上(非同源段);若后代雄性中有显性性状的个体出现,则该基因位于常染色体上.例1一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变,使野生型变为突变型.该鼠与野生型鼠杂交,F的雌雄鼠中均既有野生型又有突变型.假如通过一次杂交实验来鉴别突变基因是在常染色体上还是x染色体上.
4、F的杂交组合最好选择()A.野生型(雌)X突变型(雄)B.野生型(雄)X突变型(雌)c.突变型(雄)X突变型(雌)D.野生型(雌)X野生型(雄)解析:先确定该等位基因的显,隐性:原来的野生型鼠的后代全是野生型,不发生性状分离,所以原来的野生型个体都是纯合子.突变型是新出现的表现型,且该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F的雌鼠中均既有野生型又有突变型,出现了性状分离.可以推知:突变型是显性性状,野生型是隐性性状.选择野生型(雌)和突变型(雄)杂交,如果后代雌鼠全为突变型,雄性全为野生型,则该基因位于x染色体上(非同源段);若后代雄性中有突变型(显性)的个体出现,则该基因位于常染色体上.答案:A(2)如何确
5、定基因位于常染色体还是性染色体同源的区段实验方法:用隐性雌性与杂合雄性杂交分析:假设基因位于常染色体上,杂交组合的基因型为:隐性雌性aa,杂合雄性为Aa,推测后代显:隐为1:1,且在雌雄中显隐比例相同都为1:1.假设基因位于性染色体的同源区段,杂交组合的基因型为:隐性雌性xx,杂合雄性为xAY或xYA.xx和xY杂交后代雌性全为显性,雄性全为隐性;XX和xYA后代雌性全为隐性,雄性全为显性.预测结果:若后代中显:隐为1:1,且在雌雄中显隐比例相同都为1:1,则基因在常染色体上;若后代雌性全为显性,雄性全为隐性或雄性全为显性,雌性全为隐性,则基因在性染色体的同源区段.例2假设图2为果蝇的性染色体
6、示意图.x和Y染色体有一部分是同源的(图中I片段),该部分基因互为等位;另一部分是非同源的(图中的一1,一2片段),该部分基因不互为等位.果蝇的灰身(A)对黑身(a)显性,正常硬毛(B)对短硬毛(b)显性,两对基因中有I对位于常染色体上,(二二二二二二二=U豳x?5O?另1对位于x和Y染色体同源的区段(图中I片段),现用杂交组合:杂合灰身短硬毛雌蝇杂合的黑身正常硬毛雄蝇,只做一代杂交试验,选用多对果蝇.推测杂交组合的子一代可能出现的性状,并以此为依据,判断A和a,B和b中,哪一对基因位于常染色体,哪一对基因位于性染色体同源的区段(要求只写出子一代的性状表现和相应推断的结论.)图2解析:解题思路
7、:先假设A,a位于常染色体,B,b位于x,Y的同源区段上,则杂交组合的基因型为杂合灰身短硬毛AaXX,杂合黑身正常硬毛aaXY(或aaXY).AaXX和aaXY杂交,推测子代表现型应为:雌雄都有灰身与黑身,且比例接近1:1,而雌性都是正常硬毛,雄性都是短硬毛;AaXX和aaXY杂交,子代表现型应为:雌雄都有灰身和黑身,且比例接近1:1,雌性都是短硬毛,雄性都是正常硬毛.再P隐性雌性XIXbIX显性雄性XBya/XnyBXX雌性显性XY0雄性显性图甲(基因位于x,Y染色体上的同源区段)由上图可知:若基因位于x,Y染色体上的同源区段,则后代雄性全为显性个体;若基因仅位于x染色体上,则子代雄性全表现
8、为隐性性状.预测结果:若子代雄性有显性个体出现,则此对基因位于x,Y染色体上的同源区段;若子代雄性全表现为隐性性状,则此对基因仅位于x染色体上.例3.科学家研究黑腹果蝇时发现,刚毛基因(B)对截毛基因(b)为完全显性.若这对等位基因存在于x,Y染色体的同源区段,则刚毛雄果蝇表示为:xY,xYb,xYB,若仅位于x染色体上,则只能表示为生物学教学2008年(第33卷)第6期假设A,a位于x,Y同源区段上,B,b位于常染色体上,则杂交组合的基因型为:杂合灰身短硬毛雌蝇bbXX,杂合的黑身正常硬毛雄蝇BbXY,推测出子代的表现型的情况为:子代中雌雄都有灰身和黑身,且比例接近1:1,雌雄都有正常硬毛蝇
9、毛与短蝇毛,且比例接近于1:1.如果实验结果与相同,则A,a位于常染色体,B,b位于x,Y的同源区段上.如果实验结果与相同,则A,a位于x,Y同源区段上,B,b位于常染色体上.答案:若子代中雌雄都有灰身与黑身,且比例接近1-1,而雌性都是正常硬毛,雄性都是短硬毛;或者雄性都是正常硬毛,雌性都是短硬毛;则控制灰身(A),黑身(a)基因在常染色体上,而控制正常硬毛(B),短硬毛(b)的基因在x和Y染色体同源的区段.若子代中雌雄都有灰身与黑身,且比例接近1:1,雌雄都有正常硬毛与短硬毛,且比例接近1:1,(或写成子代中黑色正常硬毛:黑色短硬毛:灰色正常硬毛:灰色短硬毛大致等于1:1:1:1,且雌雄都
10、有)则控制灰身(A),黑身(a)基因在x和Y染色体同源的区段,控制正常硬毛(B),短硬毛(b)基因在常染色体上.(3)如何确定基因是位于x,Y染色体的同源区段还是仅位于x染色体上实验方法:用纯种隐性雌性个体与纯种显性雄性个体杂交分析:P隐性雌性显性雄性Xb.XXBy1/XB)(h雌性显性XY雄性隐性图乙(基因仅位于x染色体上)xY.现有各种纯种果蝇若干,请利用一次杂交实验来推断这对基因是位于x,Y染色体的同源区段还是仅位于x染色体上,请完成推断过程:实验方法:首先选用纯种果蝇作亲本进行杂交,雌雄两亲本的表现型分别为.预测结果:若子代雄果蝇有表现为,则此对基因位于x,Y染色体上的同源区段;若子代雄果蝇全表现为,则此对基因仅位于x染色体上.答案:雌蝇为截毛;雄蝇为刚毛;刚毛;截毛(二=二二=二二=豳xY/