基因在染色体上的位置判断与实验设计

吕桂红

遗传实验设计题成为了重要题型，这类实验题形式多样，学生总是感到束手无策，常见问题有思路混乱，文字表述不规范等，导致大量丢分.下面仅就基因在染色体上的位置判断类实验题进行归类总结.

明确以下两点知识：

1.通过学习我们知道真核细胞中的基因主要分布在细胞核中，细胞质中也有少量分布，这些基因决定性状的遗传方式及其特点列举如下：

基因在细胞质的线粒体或叶绿体中（其性状遗传不遵循遗传规律）：

其特点是母系遗传，性状只能由母亲传递给后代，因为受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞.

例：若某病是线粒体基因控制的，那么母亲患病，所有子女都患病；同理，母亲正常，则子女都正常.

在细胞核的染色体上（其性状遗传一定遵循遗传规律）

常染色体显性→常染色体遗传常染色体显性常染色体隐性

特点：性状的遗传和性别无关联，具体体现是某种性状的个体

雌雄都有且比例相当.

性染色体上→伴性遗传伴性遗传伴X遗传伴X显性伴X隐性伴Y遗传：不分显隐性

特点：性状的遗传和性别相关联，具体体现是

某种性状的个体雌雄比例不同.

2.有关XY型性别决定的生物，其性染色体XY结构不同，有同源区段和非同源区段之分.位于不同区段的基因控制的遗传性状在雌雄后代中表现不同，如图1，图中的Ⅱ区是同源区段，图中的Ⅲ区是仅位于Y上的非同源区段，Ⅲ区上基因决定性状的遗传就是图一中的伴Y遗传，图中Ⅰ区是仅位于X上的非同源区段，Ⅰ区上基因决定性状的遗传就是图1中的伴X遗传.

图1

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）的位置所对应的基因型列举如下表：

明确以上两点，下面结合典型例题，对确定基因位置这一类型的实验设计题如何解答进行探讨.

一、细胞质遗传和细胞核遗传的判断

判断方法：通常通过正交和反交来判断.若正交和反交的实验结果不一致且有母系遗传的特点，则该生物性状的遗传属于细胞质遗传；若正交和反交的实验结果不一致且与性别有关，则该生物形状的遗传属于细胞核中的性染色体遗传.若正交和反交实验结果性状一致且无性别上的不同，则该生物形状的遗传属于细胞核中的常染色体遗传.

例1下表为果蝇3个不同的突变品系与野生型正交和反交的结果，下列叙述正确的是（ ）.

组数正交反交

①♀野生型×♂突变型a↓野生型

♀突变型a×♂野生型↓野生型

②♀野生型×♂突变型b↓野生型♀突变型b×♂野生型↓♀野生型、♂突变型b

③♀野生型×♂突变型c↓野生型♀突变型c×♂野生型↓突变型c

A.①为细胞核遗传，②为细胞质遗传

B.①为细胞质遗传，③为伴性遗传

C.②为细胞质遗传，③为细胞核遗传

D.②为伴性遗传，③为细胞质遗传

解答根据表格分析，实验①正交：♀野生型×♂突变型a→野生型，反交：♀突变型a×♂野生型→野生型，正交与反交的结果一致，说明为细胞核遗传，且野生型是显性性状，突变型a是隐性性状.实验②正交：♀野生型×♂突变型b→野生型，反交：♀突变型b×♂野生型→♀野生型、♂突变型b，正交与反交的结果不一致，表现出性别的差异，说明突变型b是伴X隐性遗传.

实验③正交：♀野生型×♂突变型c→野生型，反交：♀突变型c×♂野生型突变型c，正交与反交的结果不一致，表现出子代总是与母本相同，说明突变型c是细胞质遗传.故选：D.

二、判断基因位于常染色体还是X染色体上

1.已知相对性状的显隐性关系时的判断方法：隐雌×显雄

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.若子代的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状，则基因位于常染色体上.C.若子代中的雌雄个体全为显性性状，则基因位于常染色体上.

例2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.

①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：XwXw白眼♀×XwY红眼♂→XwXw红眼♀，XwY白眼♂）；② 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：ww白眼♀×WW红眼♂→F1： Ww红眼）；

③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：ww白眼♀×Ww红眼♂→F1： Ww红眼，ww白眼）

2.在未知显隐性关系而亲本都是纯合子的情况下的判断方法：正反交法（正交：隐雌× 纯合显雄反交：纯合显性雌性× 隐性雄性）

结果预测及结论：A.若正交和反交结果一致，则该基因位于细胞核内的常染色体上.B.若正交和反交结果不一致，则该基因位于细胞核内的X染色体上.

例3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）

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.

①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.

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.

②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X染色体上，则其分析如下：

正交P： XAXA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.

三、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

1.在未知显隐性关系时的判断方法：正反交法（用纯合隐性个体和纯合显性个体正交和反交）

结果预测及结论：A.若正交和反交结果一致，则基因位于XY同源区段.B.若正交和反交结果不一致，则基因位于X染色体上.

2.已知显隐性关系时的判断方法：隐性纯合雌性 × 显性纯合雄性

结果预测及结论：A.若子代中的个体全表现为显性性状，则基因位于XY同源区段.B.若子代中雌性全表现为显性性状，雄性全表现为隐性性状，则基因位于X染色体上.

例4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.

①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）

②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）