選擇運(yùn)用雜交、自交或測(cè)交方法解題時(shí)應(yīng)遵循的原則

李明海

(山東省陽(yáng)谷縣第二中學(xué) 252300)

王立乾*

(山東省冠縣第一中學(xué) 252500)

1 不同交配方式的含義

雜交一般是指兩個(gè)具有不同基因型品種或類型的個(gè)體間雌雄配子的結(jié)合，如AA×aa、 Aa×AA。自交是指同一個(gè)體或不同個(gè)體但為同一基因型的個(gè)體間雌雄配子的結(jié)合，如AA×AA、Aa×Aa。植物學(xué)的自花授粉即遺傳學(xué)上的自交，但植物學(xué)的異花授粉卻包含遺傳學(xué)上的雜交和自交，例如，玉米的同株異花授粉就屬于自交。測(cè)交是指雜種子一代與隱性個(gè)體相交，用來(lái)測(cè)定F1的基因型，如Aa×aa。測(cè)交是一種特殊形式的雜交。

2 解題原則

2.1 可行性 可行性是指選用的交配方式在實(shí)踐中是科學(xué)合理、行之有效的。

例1 已知牛的有角和無(wú)角為一對(duì)相對(duì)性狀，由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群牛中(無(wú)角的基因頻率與有角的基因頻率相等)，隨機(jī)選出1頭無(wú)角公牛和6頭有角母牛分別交配，每頭母牛只生產(chǎn)1頭小牛。在6頭小牛中，3頭有角，3頭無(wú)角。提問(wèn)：①根據(jù)上述結(jié)果能否確定這對(duì)相對(duì)性狀中的顯性性狀？若能，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明推理過(guò)程。②為了確定有角與無(wú)角這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系，用上述自由放養(yǎng)的牛群(假設(shè)無(wú)突變發(fā)生)為實(shí)驗(yàn)材料，再進(jìn)行新的雜交實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該怎樣進(jìn)行?(簡(jiǎn)要寫出雜交組合、預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論)

分析：①假設(shè)無(wú)角為顯性，則公牛的基因型為Aa，6頭母牛的基因型都為aa，每個(gè)交配組合的后代或?yàn)橛薪腔驗(yàn)闊o(wú)角，概率各占1/2。6個(gè)組合后代合計(jì)出現(xiàn)3頭無(wú)角小牛，3頭有角小牛。②假設(shè)有角為顯性，則公牛的基因型為aa，6頭母牛可能有兩種基因型，即AA和Aa。AA的后代均為有角；Aa的后代或?yàn)闊o(wú)角或?yàn)橛薪牵怕矢髡?/2。由于配子的隨機(jī)結(jié)合及后代數(shù)量少，實(shí)際分離比例可能偏離1/2。所以，只要母牛中含有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭，那么6個(gè)組合后代合計(jì)也會(huì)出現(xiàn)3頭無(wú)角小牛和3頭有角小牛。

綜合上述分析，利用1頭無(wú)角公牛和6頭有角母牛雜交并不能確定這對(duì)相對(duì)性狀中的顯性性狀。要確定顯性性狀，最基本的方法是通過(guò)生物之間的雜交，觀察后代的性狀表現(xiàn)，然后做出判斷。而要做出科學(xué)的判斷，排除偶然因素的影響，必需保證觀察的子代樣本數(shù)量較多，這樣才能得出正確的結(jié)論。既然是自由放養(yǎng)多年的一群牛(無(wú)角的基因頻率與有角的基因頻率相等)，則雌或雄性個(gè)體中必定存在AA、Aa、aa三種基因型，即顯性性狀的個(gè)體中既有純合子也有雜合子。因此，可以從牛群中選擇多對(duì)有角牛與有角牛雜交(也可采用多對(duì)無(wú)角牛與無(wú)角牛雜交的方法)。如果后代出現(xiàn)無(wú)角小牛，則有角為顯性，無(wú)角為隱性；如果后代全部為有角小牛，則無(wú)角為顯性，有角為隱性。因牛一般一胎只生一頭小牛，為保證獲得較多的后代數(shù)量，采用多對(duì)具有相同性狀的牛進(jìn)行雜交的方法，這充分體現(xiàn)了科學(xué)可行的原則。

2.2 易操作性 易操作性是指選用的交配方式在實(shí)踐操作時(shí)要簡(jiǎn)單易行。

例2 判斷一株高莖豌豆是否是純合體，最簡(jiǎn)便的方法是( B )。

A．與多株高莖雜交 B．自交

C．與雜合高莖雜交 D．與矮莖雜交。

分析：學(xué)生根據(jù)“測(cè)交可以用來(lái)測(cè)定生物體的基因型”而容易錯(cuò)選D。雖然通過(guò)測(cè)交可以鑒定出該高莖豌豆是否為純合子，但在實(shí)際操作中需要對(duì)母本進(jìn)行去雄、套袋、人工授粉等操作，技術(shù)繁瑣。而豌豆是自花傳粉植物，若讓該高莖豌豆自交，后代不出現(xiàn)性狀分離，說(shuō)明是純合子，否則是雜合子。這樣既完成了鑒定，又省去了去雄、套袋和人工授粉等環(huán)節(jié)，是最簡(jiǎn)便的方法。

2.3 順序性 順序性是指在綜合運(yùn)用雜交、自交和測(cè)交方法時(shí)，要注意不同交配方式使用的先后順序，以期達(dá)到最佳組合。

例3 某一兩性花植物的紫花與紅花是一對(duì)相對(duì)性狀，且由一對(duì)等位基因(D、d)控制的完全顯性遺傳。現(xiàn)有一株紫花植株和一株紅花植株做實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)?jiān)诒?中填寫適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，以完成鑒別紫花植株基因型的實(shí)驗(yàn)方案，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出相應(yīng)的結(jié)論。

表1 鑒別紫花植株基因型的實(shí)驗(yàn)方案表

分析：題目未說(shuō)明紫花與紅花哪種是顯性性狀，因此不能采用測(cè)交方法進(jìn)行鑒定，也不能通過(guò)一次交配完成紫花植株基因型的鑒定。根據(jù)表中所給信息，第一步應(yīng)該是通過(guò)自交判斷出該紫花植株是雜合子還是純合子。若是雜合子，則其基因型可以確定；若是純合子，則可能是顯性純合子，也可能是隱性純合子。此時(shí)再進(jìn)行第二步，讓該紫花純合子與紅花植株雜交，若后代全為紫花，則是顯性純合子；若后代全部為紅花或出現(xiàn)紅花，則是隱性純合子。因此，本題應(yīng)先自交，后雜交。

參考答案：①紫花植株自交；②全部為紫花；③DD或dd；④紫花植株×紅花植株；⑤全部為紅花或出現(xiàn)紅花；⑥dd。