例析高中生物基因位置的判定

1、例析高中生物基因位置的判定胡香荣 山东省沾化县第二中学(256800基因是有遗传效应的 DNA 片段。 根据 DNA 在真核细胞中的分布位置, 可把 基因分为细胞核基因和细胞质基因。 细胞核基因位于染色体上, 在有性生殖产生 精子或卵时遵循孟德尔遗传定律, 使后代出现特殊的性状分离比例。 细胞质基因 位于线粒体和叶绿体的基质, 由于形成配子时随机分配, 不遵循孟德尔定律, 表 现为母系遗传 (子代总是表现出母本的性状 的特点。 真核生物的许多性状受细 胞核基因控制, 根据染色体类型, 可以分为常染色体遗传和性染色体遗传。 高中 生物遗传学题目中经常涉及基因位置的判定,现分类例析如下:1 细胞核

2、遗传和细胞质遗传的判定例题:科学家分离了脉胞菌(真菌的突变品系 poky 小菌落,与野 生型进行了下列杂交实验: poky 小菌落 x 野生型 后代全部为 poky 小菌落 野生型 x poky小菌落 后代全部为野生型由此可判断决定突变性状的基因位于(A. 细胞核中 DNA B. 质体中的 DNAC. 细胞质中 RNA D. 线粒体中 DNA解析:此题利用正反交法来判定。因为子代总是表现出母本的性状,又因 为脉胞菌是真菌,没有叶绿体,所以该基因位于线粒体基质中的 DNA 。 2006年 全国卷 1理综 31题第(2问,也是用正反交法来区别细胞核遗传和细胞质遗传。2 常染色体和性染色体遗传的判定

3、判定是常染色体还是性染色体遗传, 一般根据子代某一性状的表现是否存 在雌雄表现差异。 如果雌雄表现一致, 则常染色体遗传, 反之, 是性染色体遗传。 如果仅有雄性表现某性状,则一般属伴 Y 遗传。例题(2005年高考·全国卷 2,部分 :已知果蝇中,灰身与黑身为一对相对性 状(显性基因用 B 表示,隐性基因用 b 表示 ;直毛与分叉毛为一对相对性状(显性 控制灰身与黑身的基因位于 _; 控制直毛与分叉毛的基因位于 _。解析:因为子代雌雄均有灰身和黑身,且比例相等,所以,控制体色的基 因位于常染色体;而分叉毛只有雄蝇,雌蝇全为直毛,表现明显的性别差异,排 除常染色体遗传。因为雌蝇有该相

4、对性状(直毛 ,所以,排除伴 Y 遗传。如果 仅有雄蝇表现直毛或者分叉毛,则可以判定为伴 Y 遗传。答案:常染色体 X染色体相关题: 于_染色体上。答案:常,X。3 常染色体和伴 X 遗传的判定3.1已知显隐性状, 雌雄亲本纯合且具有相对性状, 常用隐形纯合雌性和显性纯 合雄性杂交,然后根据后代雌雄表现是否一致来判定。例题 :已知纯合果蝇直毛(A 和非直毛(分叉毛 a 雌雄亲本,求通过一 次杂交实验判基因位于 X 染色体还是常染色体。解析 :让分叉毛雌蝇和直毛雄蝇杂交,若后代雌雄均为直毛,则该基因位 于常染色体;若后代雌蝇全直毛,雄蝇全分叉毛,则该基因位于 X 染色体。 变式 1:一只雌鼠的一

5、条染色体上某基因发生了突变,使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交, F1 的雌、雄中既有野生型,又有突变型。若要 进行一次杂交实验鉴别突变基因在 X 染色体还是在常染色体上,选择杂交的 F1个体最好是(A 。野生型(雌 X 突变型(雄B. 野生型(雄 X 突变型(雌C. 野生型(雌 X 野生型(雄D. 突变型(雌 X 突变型(雄解析 :根据题意,突变型为显性。又因为 F1雌雄均有野生型(隐性 ,所以可以考虑用野生型雌性鼠和突变型雄鼠杂交, 根据后代雌雄是否表现一致来判 定。变式 2:现有一定数量的刚毛和截刚毛果蝇(均有雌雄 , 且刚毛对截刚毛 为显性。设计实验来确定基因是在常染色体上还是

6、 X 染色体上。写出实验设计思路,并对可能出现的结果进行分析。解析 :因为此题未知亲本是否纯合,如果是常染色体,刚毛(显性果蝇 可能纯合也可能杂合(Aa 或者 AA ,所以需要考虑全面。答案 :让截刚毛雌蝇和刚毛雄蝇杂交,若后代雌蝇全为刚毛,雄蝇全为截 刚毛,则基因位于 X 染色体;若后代雌雄均全为刚毛,或者雌雄均既有截刚毛和刚毛,则基因位于常染色体上。3.2 未知显隐性状,且雌雄亲本具有相对性状,可以用正反交法。例题 :已知果蝇直毛与非直毛是一对相对性状,实验室有纯合的直毛和非 直毛雌雄果蝇亲本。试通过一次杂交实验判断基因在常染色体还是 X 染色体。 解析 :(正交直毛( x 非直毛( (反

7、交非直毛( x 直毛( 若正反交后代性状表现一致,则该等位基因位于常染色体上;若正反交后 代性状表现不一致,则该等位基因位于 X 染色体上。3.3已知亲本纯合,只有雄性出现隐性变异,可以从 F 2判断。例题 :在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中,出现了一只. 黑身雄果蝇。假如 已知黑身是隐性性状, 请设计实验, 判断黑身基因是位于常染色体上, 还是位于 X 染色体上?请写出有关的实验步骤、可能的实验结果及相应的实验结论。 解析 :此题没有黑身雌蝇,所以,不能考虑用黑身雌蝇和灰身雄蝇杂交。 同理,也不能用正反交。由题意(稳定遗传可知亲本均为纯合。可以先让该黑 身雄蝇(隐性纯合与纯合灰身雌蝇杂交, F

8、 1不管常染色体还是 X 染色体,均 为显性 (灰身 。 再让 F 1灰身雌蝇与原种群的灰身雄蝇杂交, 若 F 2全为灰身果蝇, 则该基因位于常染色体上;若 F 2出现黑身雄蝇,则该基因位于 X 染色体上。或 者让 F 1灰身雌雄果蝇杂交,若后代雌雄均有黑身,则该基因位于常染色体上; 若仅有雄蝇有黑身,则该基因位于 X 染色体上。3.4未知显隐性状,未知亲本是否纯合,可以用假设推理讨论得出。例题:(2006全国卷 1第 31题,部分从一个自然存在的果蝇种群中选出一 部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇, 这两种体色的果蝇数目相等, 每种 体色果蝇雌雄各占一半。 已知灰色和黄色这对相对性状受一

9、对等位基因控制。 所 有的果蝇均正常生活,性状分离合乎遗传基本定律。现用两个杂交组合,灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇,只做一 代杂交试验, 每个组合选多对果蝇。 推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状, 并以此为依据, 对那一种体色为显性性状, 以及控制体色的基因位于 X 染色体上 还是常染色体这两个问题, 做出相应的推断 (只写子一代性状表现和相应的推测 结论 。解析 :灰色和黄色这一对相对性状中,谁为显性有两种可能;控制相应性 状的基因的位置也有两种可能。 根据数学的排列组合, 可以分 4种情况进行讨论。 性状的表现若与性别有关,则该基因在 X 染色体上;性状的

10、表现若与性别无关, 则该基因在常染色体上。参考答案 :如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体, 并且体色的遗传与性别无关, 则黄色为显性, 基因位于常染色体上; 如果两个 杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体,并且体色的遗传与性别无关, 则灰色为显性, 基因位于常染色体上; 如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中, 子一代中的雄性全部表现灰色, 雌性全部表现黄色, 在杂交组合黄色雌蝇×灰色 雄蝇中, 子一代中黄色个体多于灰色个体, 则黄色为显性, 基因位于 X 染色体上; 如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中, 子一代中的雄性全部表现黄色, 雌性全部表

11、现灰色; 在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中, 子一代中的灰色个体多于黄 色个体,则灰色为显性,基因位于 X 染色体上。4 X、 Y 染色体上的同源区段还是 X 染色体遗传的判定例题 :科学家研究黑腹果蝇时发现,刚毛基因(B 对截刚毛基因(b 为 完全显性。若这对等位基因存在于 X 、 Y 染色体上的同源区段,则刚毛雄果蝇可 表示为 X B Y B 或 X B Y b 或 X b Y B , 若仅位于 X 染色体上, 则只能表示为 X B Y 。 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 染色体上的 同源区段还是仅位于 X 染色体上,请写出遗传图

12、解,并简要说明推断过程。解析:因为均为纯种, 所以,可以选择截刚毛 (隐性雌蝇和刚毛(显性 雄蝇杂交,根据后代雄蝇的性状来判定属何染色体遗传。答案:用截刚毛的雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交,若子代雄果蝇表现为刚 毛,则此对基因位于 X 、 Y 染色体上的同源区段,反之则仅位于 X 染色体上。 相关题: 已知在果蝇的X染色体上有一对基因H、 h, 分别控制腿部有斑纹和无斑纹。 现 有纯种果蝇若干, 试通过一次杂交实验, 确定基因在X染色体的位置是A段还是 B段。实验步骤:1选用纯种果蝇做亲本,雌果蝇表现无斑纹(隐性 ,雄果蝇有斑纹。 2亲本果蝇杂交。3观察子代果蝇的性状并统计记录结果。结果分析:若子

13、代雄果蝇表现为无斑纹(隐性 ,则基因位于B段;若子代雄果蝇表现为有斑纹(显性 ,则基因位于A段。5 常染色体和 X 、 Y 染色体上的同源区段遗传的判定例题 :果蝇的性染色体 X 和 Y 有非同源区和同源区。非同源区上的 X 和 Y 片断上无等位基因或相同基因; 同源区上的 X 和 Y 片段上有等位基因或相同基因。 控制果蝇眼型的基因不在非同源区段, 棒眼 (E对圆眼 (e为显性。现有足够的纯 A B X Y合雌、 雄棒眼果蝇和纯合的雌、 雄圆眼果蝇个体, 请用杂交实验的方法推断这对 基因是位于 X 和 Y 的同源区段, 还是位于常染色体上。 请写出你的实验方法、 推 断过程。解析 :因为亲本纯合, 可以根据两种假设 (常染色体和 X 和 Y 的同源区段 写出显性和