确定基因位置的实验设计

.,基因怎样定位？,.,野生型（红眼）北京紫眼,设计实验方案,Q1.1：如何确定紫眼与红眼的显隐性？Q1.2：控制眼色的基因在常染色体或X染色体上？,杂交,正交、反交,1、摩尔根的连锁图,基因在染色体上呈线性排列,2、荧光标记基因在染色体上的位置,摩尔根研究：果蝇4对染色体上有几百个基因。,现代分子生物技术将基因定位在染色体上。,新的疑问：,人只有23对染色体，却有无数基因，基因与染色体可能有这种对应关系吗？,一条染色体上有很多个基因,基因在染色体上呈线性排列,.,1910年摩尔根果蝇杂交实验找到证据：基因在染色体上,人类探明基因神秘踪迹的历程：,1866年孟德尔的豌豆杂交实验提出遗传因子,假说-演绎法,1903年萨顿研究蝗虫精子形成提出假说：基因在染色体上,类比推理法,假说-演绎法,现代分子生物学将基因定位在染色体上,荧光标记,基因定位,.,2016年诺贝尔生理学奖：日本的大隅良典确定了细胞自噬相关基因。,.,遗传推理题的解题方法与技巧判断基因所在染色体上的位置,.,基础知识回顾：1.果蝇（2n=8）的染色体组成:；。2.家鸡（2n=78）的染色体组成:；。3.家鸡羽毛中B、b等位基因分别控制芦花和非芦花性状，则其对应的基因型:芦花；芦花。非芦花；非芦花。,6+XX,6+XY,76+ZW,76+ZZ,ZBW,ZBZB、ZBZb,ZbW,ZbZb,.,4.对于XY型生物来说，根据控制一对相对性状的一对等位基因（A、a）所在位置完成下表,AA、Aa,XAXA、XAXa,XX,XAXA、XAXa,AA、Aa,XAY,XYA,XAYA、XAYa、XaYA,aa,aa,XaXa,XX,XaXa,XaY,XYa,XaYa,基因型,.,1探究活动1判断基因位于常染色体还是X染色体上,(1)在已知显隐性关系的情况下进行判断,例1已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状分别由一对等位基因（W、w）控制，且红眼为显性性状，雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，用一次杂交实验证明这对基因位于常染色体上还是X染色体上。请写出你的实验方法、预测结果及相应结论。,.,答案：将白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，观察后代雌雄果蝇的性状。,若后代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，则这对基因位于X染色体上。（分析：XaXa白眼XAY红眼XAXa红眼，XaY白眼）,若后代雌雄果蝇全为红眼，则这对基因位于常染色体上。（分析：P:aa白眼AA红眼F1:Aa红眼）,若后代雌雄都有红眼和白眼，则这对基因位于常染色体上。（分析:P:aa白眼Aa红眼F1:Aa红眼,aa白眼）,.,1探究活动1判断基因位于常染色体还是X染色体上,例2假设残翅果蝇是由于遗传物质改变引起的，现有一定数量的纯种长翅和纯种残翅果蝇，请通过一代杂交实验来确定该性状是伴X遗传还是常染色体遗传。请写出你的实验方法、预测结果及相应结论。(如XAY、XaY可视为纯种),(2)在未知显隐性关系而亲本都是纯合子的情况下进行判断,.,答案：将纯种长翅雌果蝇纯种残翅雄果蝇，纯种残翅雌果蝇纯种长翅雄果蝇。,若两组杂交结果均是长翅或残翅，则该基因位于常染色体上。,若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于X染色体上。,假设长翅为显性，若基因位于常染色体上。其分析如下：正交P:AA长翅aa残翅F1：Aa长翅，反交P:aa残翅AA长翅F1：Aa长翅同理：假设残翅为显性，若基因位于常染色体上。则两组杂交结果均是残翅。,假设长翅为显性，若基因位于X染色体上，则：正交PXAXA长翅XaY残翅F1:XAXa长翅XAY长翅反交P:XaXa残翅XAY长翅F1:XAXa长翅XaY残翅同理：假设残翅为显性，若基因位于X染色体上。则两组杂交子代中结果不同，且子代性状的表现与性别有关。,.,解题技巧,1探究活动1判断基因位于常染色体还是X染色体上,（1）在已知显隐性关系的情况下，用染色体同型隐性个体与染色体异型显性个体通过一次杂交实验来判断,（2）在未知显隐性关系，且亲本都是纯合子的情况下，通过正交与反交实验来判断,.,2.探究活动2判断基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于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）为显性。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上。请写出你的实验方法、预测结果及相应结论。(XBY、XbY可视为纯种),.,答案将纯合的截毛雌果蝇与纯合的刚毛雄果蝇杂交，观察子代雌雄果蝇的性状。,若子代中的雌雄果蝇全表现为刚毛，则基因位于X、Y染色体的同源区段。（分析：P:XbXb截毛XBYB刚毛F1:XBXb刚毛，XbYB刚毛）,若子代中雌果蝇全表现为刚毛，雄果蝇全表现为截毛，则基因位于X染色体上。（分析：P:XbXb截毛XBY刚毛F1:XBXb刚毛，XbY截毛）,.,2.探究活动2判断基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上,解题技巧:,隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交,.,变式训练、自然界的菠菜（二倍体）为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型，研究发现，某菠菜自然种群中的雌雄个体均有抗病（B基因控制）和不抗病（b基因控制）个体存在，且已知菠菜抗病基因位于性染色体上，为判断菠菜该抗病基因位于X、Y染色体的哪个区段上，某研究小组做了以下两组杂交实验：根据杂交结果判断，抗病基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上？,2.探究活动2判断基因位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上,.,第一组亲本基因型为：XbXb、XBYb，F1后代基因型为：XBYb、XbYb；第二组亲本基因型为XbXb、XbYB，后代F1基因型为：XbXb、XbYB。,答案：X、Y染色体的同源区段,.,3.探究活动3判断基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段,例4控制果蝇眼型的基因不在X、Y染色体的非同源区段，棒眼基因（A）对圆眼基因（a）为显性，现有足够的雌、雄果蝇均有棒眼和圆眼，且均为纯合子，请用杂交实验的方法推断这对基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段。请写出你的实验方法、推断过程和相应的遗传图解。,.,答案将纯合的圆眼雌蝇与纯合棒眼雄蝇杂交获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。,若F2雌雄果蝇中都有棒眼和圆眼，则该基因位于常染色体。其遗传图解见图一：,若F2中雄性果蝇全表现为棒眼，雌性果蝇中既有棒眼又有圆眼，且各占1/2，则该基因位于XY的同源区段上。其遗传图解见图二：,.,解题技巧:,隐性雌性与显性的纯合雄性（或显性纯合雌性与隐性雄性）杂交获得的F1全表现为显性性状，再选择F1中雌雄个体杂交获得F2(或选F1雄性个体与纯合的隐性雌蝇交配)。,.,3.探究活动3判断基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段,变式训练、已知果蝇的正常硬毛（A）对短硬毛(a)是显性，且雌雄果蝇均有正常硬毛和短硬毛类型。现有若干正常硬毛和短硬毛的雌雄果蝇，且正常硬毛为杂合子。用一次杂交实验证明这对基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段。请写出你的实验方法、预测结果及相应结论。,.,答案将短硬毛雌果蝇与杂合的正常硬毛雄果蝇杂交，观察后代雌雄果蝇的性状。,若后代雌雄果蝇中均有正常硬毛和短硬毛，且比例相同都为1:1。则这对基因位于常染色体上。（分析：P:aa短硬毛Aa正常硬毛F1:Aa正常硬毛:aa短硬毛=1:1）,若后代雌果蝇全为正常硬毛，雄果蝇全为短硬毛。则这对基因位于X、Y染色体的同源区段上。（分析：P:XaXa短硬XAYa正常硬毛F1:XAXa正常硬毛,XaYa短硬毛）,若后代雄果蝇全为正常硬毛，雌果蝇全为短硬毛。则这对基因位于X、Y染色体的同源区段上。（分析：P:XaXa短硬毛XaYA正常硬毛F1:XaXa短硬毛,XaYA正常硬毛）,.,解题技巧1:,解题技巧2:,隐性雌性与显性的纯合雄性（或显性纯合雌性与隐性雄性）杂交获得的F1全表现为显性性状，再选择F1中雌雄个体杂交获得F2(或选F1雄性个体与纯合的隐性雌蝇交配)。,用隐性雌性与杂合雄性杂交,.,1.判断基因位于常染色体上还是位于X染色体上的实验设计,（1）方法一,实验设计：隐性的雌性显性的纯合雄性，显性的纯合雌性隐性的雄性。,结果预测及结论：,A.若两组杂交结果相同，则该基因位于细胞核内的常染色体上。,B.若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于细胞核内的X染色体上。,正交：aaAAAa反交：AAaaAa,正交：XaXaXAYXAXa、XaY反交：XAXAXaYXAXa、XAY,有关实验设计的方法与技巧小结,.,(2)方法二,实验设计：隐性的雌性显性的雄性。（使用条件：已知显隐性关系时）,结果预测及结论：,A.若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上。,B.若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2，则基因位于常染色体上。,XaXaXAYXAXa、XaY,aaAaAa、aa,.,（3）方法三,实