“同隱異顯純”雜交組合在判斷“基因位置”的拓展應用

鄭美琴

【摘 要】在高三專題復習時，指導學生歸納總結判斷基因位置的方法。本文是在“隱雌顯雄”雜交組合的基礎上，拓展為“異隱同顯純”雜交組合可判斷基因“在X、Y染色體的同源區段還是僅位于X染色體上、在X、Y染色體的同源區段還是在常染色體上、在一對常染色體上還是在單體上”，并指導學生總結歸納出這一雜交法在判斷基因位置的應用規律。

【關鍵詞】同隱異顯純；基因位置；拓展應用

“同隱異顯純”雜交組合是在“隱雌顯雄”的基礎上的拓展應用。“同隱異顯純”雜交組合是指選擇相同形態染色體的隱性性狀個體和異形染色體的顯性純合個體作為親本進行雜交，相同形態染色體指XX、ZZ或其他一對常染色體，異形染色體指的是XY、ZW或某對常染色體缺失一條。

1.“同隱異顯純”雜合組合的基礎應用

1.1判斷基因在X（或Z）染色體還是在常染色體上

應用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯純”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合”雜交組合，若F■中雌性全為顯性，雄性全為隱性，則相應基因在X染色體上；若F■中顯性性狀中有雌性和雄性，隱性性狀中也有雌性和雄性，則相應基因在常染色體上。“同型性染色體ZZ隱性×異型性染色體ZW顯性純合”雜交組合，若F■中雄性全為顯性，雌性全為隱性，則相應基因在Z染色體上；若F■中顯性性狀中有雌性和雄性，隱性性狀中也有雌性和雄性，則相應基因在常染色體上。

例1.家貓中有很多對性狀值得關注和研究，如有尾與無尾（由一對等位基因A、a控制）、眼睛的黃色與藍色（由另一對等位基因B、b）控制）。在上述兩對性狀中，其中某一對性狀純合基因型的合子不能完成胚胎發育。現從家貓中選擇多只表現型相同的雌貓和多只表現型相同的雄貓作為親本，雜交所得F■的表現型及比例如下表所示。

請分析回答：家貓控制有尾與無尾性狀的基因位于 染色體上，控制眼色的基因位于_____染色體上。判斷的依據是__________。

分析：據F■中無尾：有尾=2：1，可推知無尾顯性純合不能完成胚胎發育，無尾為顯性性狀；據F■中黃眼：藍眼=3：1，可推知黃眼為顯性性狀。據F■中有尾性狀有雌性和雄性，無尾性狀有雌性和雄性，可推知控制有尾和無尾性狀的基因位于常染色體上；又據F■中藍眼性狀全為雄性，可推知控制眼色的基因位于X染色體上。

參考答案：常X因為F■中，有尾和無尾性狀均有雌性和雄性、藍眼性狀全為雄性，可知控制有尾和無尾性狀的基因位于常染色體上、控制眼色的基因位于X染色體上。

2.“同隱異顯純”雜合組合的拓展應用

2.1判斷基因在一對常染色體上還是在單體上

例2.動物多為二倍體，缺失一條染色體是單體（2N-1）。大多數動物的單體不能存活，但在黑腹果蠅中，點狀染色體（4號染色體）缺失一條也可以存活，而且能夠繁殖后代，利用該果蠅可進行遺傳學分析，請分析并回答下列問題：

（1）果蠅群體中存在無眼個體，無眼基因位于常染色體上。將無眼果蠅個體與純合野生型個體交配，F■無眼：野生型=0：85，F■無眼：野生型=79：245。

據表判斷：顯性性狀為_______，理由是________。

（2）根據（1）判斷的結果，利用4號染色體單體果蠅來探究無眼基因是否位于4號染色體上。實驗步驟：①讓___與____交配，獲得子代；②統計后代的性狀表現，并記錄。

（3）實驗結果預測及結論：①若____，則說明無眼基因位于4號染色體上；②若______，則說明無眼基因不位于4號染色體上。

分析：（1）無眼果蠅個體與純合野生型個體交配，F1全部為野生型，故顯性性狀為野生型、無眼為隱性性狀；（2）4號染色體單體，即4號染色體缺一條（40），可以看成類似于XY異型染色體個體；4號染色體正常的個體（44），可以看成類似于XX同型染色體個體。當選擇“同隱異顯純”雜合組合時，若無眼基因位于4號染色體上，選擇正常無眼果蠅（bb）和野生純合4號染色體單體（BO）果蠅雜交，則后代中野生型果蠅（Bb）：無眼果蠅（BO）=1：1；若無眼基因位于不在4號染色體上，選擇正常無眼果蠅（bb）和野生純合4號染色體單體（BB）果蠅雜交，則后代中全部為野生型果蠅（Bb）。

參考答案：（1）野生型 F■沒有無眼個體

（2）正常無眼果蠅 野生型純合4號染色體單體果蠅

（3）①后代中野生型果蠅：無眼果蠅=1：1 ②后代全為野生型果蠅

2.2判斷基因在X、Y染色體的同源區段還是僅位于X染色體上

應用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯純”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合”雜交組合，若F■中所有雄性均為顯性性狀，則相應基因位于X、Y染色體的同源區段；若F■中所有雄性均為隱性性狀，則相應基因僅位于X染色體上。

例3.已知果蠅剛毛和截毛是一對伴性遺傳的性狀，剛毛基因（B）對截毛基因（b）為顯性。為了弄清楚該基因位于下圖中的哪一個區，有人做了以下雜交實驗：

（1）實驗一：從剛毛和截毛性狀在雌性和雄性中都有來看，排除該基因位于Ⅰ區的可能，理由是___________。

（2）實驗二：若選擇雌性純合剛毛和雄性截毛雜交，當該基因位于Ⅱ區和Ⅲ區兩種不同情況下，產生的子代的表現型及其比例是否相同？_____，表現型及比例是____，故無法判斷。

（3）實驗三：選擇的雜交組合還可以是______，通過一次雜交，如果后代________，則該基因位于Ⅱ區；如果后代_____________，則該基因位于Ⅲ區。

分析：（1） 若果蠅控制剛毛和截毛性狀的基因位于Ⅰ區，則該性狀只與Y染色體相伴，雌果蠅無剛毛和截毛性狀。（2）當該基因位于Ⅱ區時，選擇雌性純合剛毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y）雜交，則F■全為剛毛（X■X■：X■Y=1：1）；當該基因位于Ⅱ區時，選擇雌性純合剛毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y■）雜交，則F■全為剛毛（X■X■：X■Y■=1：1），即二者產生的子代表現型及比例相同，故無法判斷。（3）選擇雌性截毛（X■X■）和雄性純合剛毛雜交，若該基因位于Ⅱ區，則雄性純合剛毛基因型為X■Y■，其雜交后代全為剛毛（X■X■、X■Y■），若該基因位于Ⅲ區，則雄性純合剛毛基因型為X■Y，其雜交后代雌性全為剛毛（X■X■）：雄性全為截毛（X■Y）=1：1。endprint

參考答案：

（1）若位于Ⅰ區則屬于伴Y染色體遺傳，雌性中不應存在該性狀

（2）相同 雌性剛毛：雄性剛毛=1：1

（3）雌性截毛×雄性剛毛純合 全為剛毛 雌果蠅全為剛毛而雄果蠅全為截毛

2.3判斷基因在X、Y染色體的同源區段還是在常染色體上

應用原理：已知生物性狀的顯隱性，用“同隱異顯”即“同型性染色體XX隱性×異型性染色體XY顯性純合子”雜交組合，若F■全為顯性，則讓F■雌雄個體相互交配，若F■雄性個體全為顯性、雌性個體有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區段，若雌雄個體均有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于常染色體上。

例4.現有若干純合的雌雄果蠅，已知控制某性狀的一對等位基因可能位于常染色體上或X、Y染色體的同源區段，請補充下列實驗方案以確定該基因的位置。

實驗方案：選取若干對表現型分別為_____、___的果蠅作為親本進行雜交，F■中無論雌雄均為顯性；再選取F1中雌雄個體相互交配，觀察其后代表現型。

結果預測及結論：若_______，則該基因位于常染色體上；若_______，則該基因位于X、Y染色體的同源區段。

分析：選擇雌性個體為隱性和雄性個體為純合顯性的果蠅作為親本進行雜交。若該基因位于常染色體上，則雌性基因型為bb雄性基因型為BB，其F■基因型為Bb，再選取F■中雌雄個體相互交配，F■雌雄個體基因型均有Bb、Bb、bb，雌雄個體均有顯性和隱性兩種性狀；若該基因位于X、Y染色體的同源區段上，則雌性基因型為X■X■雄性基因型為X■Y■，其F■基因型為X■X■、X■Y■均表現為剛毛，再選取F■中雌雄個體相互交配，F■基因型為X■X■、X■X■、X■Y■、X■Y■，雌性個體有顯性和隱性兩種性狀，雄性個體全為顯性。

參考答案：雌性個體為隱性 雄性個體為顯性

雌雄個體均有顯性和隱性兩種性狀

雄性個體全為顯性，雌性個體有顯性和隱性兩種性狀

3.利用“同隱異顯純”雜合組合判斷基因位置的規律

通過專題復習，指導學生總結出，利用“同隱異顯純”雜交組合，觀察后代的表現型，可判斷基因位置的規律：

（1）當F■中雌性個體全部表現為顯性性狀、雄性個體全部表現為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體上或單體上（通過觀察子代個體細胞的染色體數目確定是否為單體）；

（2）當F■雌雄個體均表現為顯性性狀時，再讓F■中雌雄個體相互交配得F■，若F■雌雄個體均有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于常染色體上；若F■雄性個體全為顯性，雌性個體有顯性和隱性兩種性狀，則該基因位于X、Y染色體的同源區段上。

只有這樣的專題復習，才能真正解決學生疑點，從而達到觸類旁通的效果，提高高三復習效率。

【參考文獻】

[1]呂國裕.“雌隱雄顯”雜交組合的應用，生物學教學，2013.10（2）endprint