“同隐异显纯”杂交组合在判断“基因位置”的拓展应用

郑美琴

【摘 要】在高三专题复习时，指导学生归纳总结判断基因位置的方法。本文是在“隐雌显雄”杂交组合的基础上，拓展为“异隐同显纯”杂交组合可判断基因“在X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上、在X、Y染色体的同源区段还是在常染色体上、在一对常染色体上还是在单体上”，并指导学生总结归纳出这一杂交法在判断基因位置的应用规律。

【關键词】同隐异显纯；基因位置；拓展应用

“同隐异显纯”杂交组合是在“隐雌显雄”的基础上的拓展应用。“同隐异显纯”杂交组合是指选择相同形态染色体的隐性性状个体和异形染色体的显性纯合个体作为亲本进行杂交，相同形态染色体指XX、ZZ或其他一对常染色体，异形染色体指的是XY、ZW或某对常染色体缺失一条。

1.“同隐异显纯”杂合组合的基础应用

1.1判断基因在X（或Z）染色体还是在常染色体上

应用原理：已知生物性状的显隐性，用“同隐异显纯”即“同型性染色体XX隐性×异型性染色体XY显性纯合”杂交组合，若F■中雌性全为显性，雄性全为隐性，则相应基因在X染色体上；若F■中显性性状中有雌性和雄性，隐性性状中也有雌性和雄性，则相应基因在常染色体上。“同型性染色体ZZ隐性×异型性染色体ZW显性纯合”杂交组合，若F■中雄性全为显性，雌性全为隐性，则相应基因在Z染色体上；若F■中显性性状中有雌性和雄性，隐性性状中也有雌性和雄性，则相应基因在常染色体上。

例1.家猫中有很多对性状值得关注和研究，如有尾与无尾（由一对等位基因A、a控制）、眼睛的黄色与蓝色（由另一对等位基因B、b）控制）。在上述两对性状中，其中某一对性状纯合基因型的合子不能完成胚胎发育。现从家猫中选择多只表现型相同的雌猫和多只表现型相同的雄猫作为亲本，杂交所得F■的表现型及比例如下表所示。

请分析回答：家猫控制有尾与无尾性状的基因位于 染色体上，控制眼色的基因位于_____染色体上。判断的依据是__________。

分析：据F■中无尾：有尾=2：1，可推知无尾显性纯合不能完成胚胎发育，无尾为显性性状；据F■中黄眼：蓝眼=3：1，可推知黄眼为显性性状。据F■中有尾性状有雌性和雄性，无尾性状有雌性和雄性，可推知控制有尾和无尾性状的基因位于常染色体上；又据F■中蓝眼性状全为雄性，可推知控制眼色的基因位于X染色体上。

参考答案：常X因为F■中，有尾和无尾性状均有雌性和雄性、蓝眼性状全为雄性，可知控制有尾和无尾性状的基因位于常染色体上、控制眼色的基因位于X染色体上。

2.“同隐异显纯”杂合组合的拓展应用

2.1判断基因在一对常染色体上还是在单体上

例2.动物多为二倍体，缺失一条染色体是单体（2N-1）。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体（4号染色体）缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，利用该果蝇可进行遗传学分析，请分析并回答下列问题：

（1）果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上。将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，F■无眼：野生型=0：85，F■无眼：野生型=79：245。

据表判断：显性性状为_______，理由是________。

（2）根据（1）判断的结果，利用4号染色体单体果蝇来探究无眼基因是否位于4号染色体上。实验步骤：①让___与____交配，获得子代；②统计后代的性状表现，并记录。

（3）实验结果预测及结论：①若____，则说明无眼基因位于4号染色体上；②若______，则说明无眼基因不位于4号染色体上。

分析：（1）无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，F1全部为野生型，故显性性状为野生型、无眼为隐性性状；（2）4号染色体单体，即4号染色体缺一条（40），可以看成类似于XY异型染色体个体；4号染色体正常的个体（44），可以看成类似于XX同型染色体个体。当选择“同隐异显纯”杂合组合时，若无眼基因位于4号染色体上，选择正常无眼果蝇（bb）和野生纯合4号染色体单体（BO）果蝇杂交，则后代中野生型果蝇（Bb）：无眼果蝇（BO）=1：1；若无眼基因位于不在4号染色体上，选择正常无眼果蝇（bb）和野生纯合4号染色体单体（BB）果蝇杂交，则后代中全部为野生型果蝇（Bb）。

参考答案：（1）野生型 F■没有无眼个体

（2）正常无眼果蝇 野生型纯合4号染色体单体果蝇

（3）①后代中野生型果蝇：无眼果蝇=1：1 ②后代全为野生型果蝇

2.2判断基因在X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上

应用原理：已知生物性状的显隐性，用“同隐异显纯”即“同型性染色体XX隐性×异型性染色体XY显性纯合”杂交组合，若F■中所有雄性均为显性性状，则相应基因位于X、Y染色体的同源区段；若F■中所有雄性均为隐性性状，则相应基因仅位于X染色体上。

例3.已知果蝇刚毛和截毛是一对伴性遗传的性状，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。为了弄清楚该基因位于下图中的哪一个区，有人做了以下杂交实验：

（1）实验一：从刚毛和截毛性状在雌性和雄性中都有来看，排除该基因位于Ⅰ区的可能，理由是___________。

（2）实验二：若选择雌性纯合刚毛和雄性截毛杂交，当该基因位于Ⅱ区和Ⅲ区两种不同情况下，产生的子代的表现型及其比例是否相同？_____，表现型及比例是____，故无法判断。

（3）实验三：选择的杂交组合还可以是______，通过一次杂交，如果后代________，则该基因位于Ⅱ区；如果后代_____________，则该基因位于Ⅲ区。

分析：（1） 若果蝇控制刚毛和截毛性状的基因位于Ⅰ区，则该性状只与Y染色体相伴，雌果蝇无刚毛和截毛性状。（2）当该基因位于Ⅱ区时，选择雌性纯合刚毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y）杂交，则F■全为刚毛（X■X■：X■Y=1：1）；当该基因位于Ⅱ区时，选择雌性纯合刚毛（X■X■）和雄性截毛（X■Y■）杂交，则F■全为刚毛（X■X■：X■Y■=1：1），即二者产生的子代表现型及比例相同，故无法判断。（3）选择雌性截毛（X■X■）和雄性纯合刚毛杂交，若该基因位于Ⅱ区，则雄性纯合刚毛基因型为X■Y■，其杂交后代全为刚毛（X■X■、X■Y■），若该基因位于Ⅲ区，则雄性纯合刚毛基因型为X■Y，其杂交后代雌性全为刚毛（X■X■）：雄性全为截毛（X■Y）=1：1。endprint

参考答案：

（1）若位于Ⅰ区则属于伴Y染色体遗传，雌性中不应存在该性状

（2）相同 雌性刚毛：雄性刚毛=1：1

（3）雌性截毛×雄性剛毛纯合 全为刚毛 雌果蝇全为刚毛而雄果蝇全为截毛

2.3判断基因在X、Y染色体的同源区段还是在常染色体上

应用原理：已知生物性状的显隐性，用“同隐异显”即“同型性染色体XX隐性×异型性染色体XY显性纯合子”杂交组合，若F■全为显性，则让F■雌雄个体相互交配，若F■雄性个体全为显性、雌性个体有显性和隐性两种性状，则该基因位于X、Y染色体的同源区段，若雌雄个体均有显性和隐性两种性状，则该基因位于常染色体上。

例4.现有若干纯合的雌雄果蝇，已知控制某性状的一对等位基因可能位于常染色体上或X、Y染色体的同源区段，请补充下列实验方案以确定该基因的位置。

实验方案：选取若干对表现型分别为_____、___的果蝇作为亲本进行杂交，F■中无论雌雄均为显性；再选取F1中雌雄个体相互交配，观察其后代表现型。

结果预测及结论：若_______，则该基因位于常染色体上；若_______，则该基因位于X、Y染色体的同源区段。

分析：选择雌性个体为隐性和雄性个体为纯合显性的果蝇作为亲本进行杂交。若该基因位于常染色体上，则雌性基因型为bb雄性基因型为BB，其F■基因型为Bb，再选取F■中雌雄个体相互交配，F■雌雄个体基因型均有Bb、Bb、bb，雌雄个体均有显性和隐性两种性状；若该基因位于X、Y染色体的同源区段上，则雌性基因型为X■X■雄性基因型为X■Y■，其F■基因型为X■X■、X■Y■均表现为刚毛，再选取F■中雌雄个体相互交配，F■基因型为X■X■、X■X■、X■Y■、X■Y■，雌性个体有显性和隐性两种性状，雄性个体全为显性。

参考答案：雌性个体为隐性 雄性个体为显性

雌雄个体均有显性和隐性两种性状

雄性个体全为显性，雌性个体有显性和隐性两种性状

3.利用“同隐异显纯”杂合组合判断基因位置的规律

通过专题复习，指导学生总结出，利用“同隐异显纯”杂交组合，观察后代的表现型，可判断基因位置的规律：

（1）当F■中雌性个体全部表现为显性性状、雄性个体全部表现为隐性性状，则该基因仅位于X染色体上或单体上（通过观察子代个体细胞的染色体数目确定是否为单体）；

（2）当F■雌雄个体均表现为显性性状时，再让F■中雌雄个体相互交配得F■，若F■雌雄个体均有显性和隐性两种性状，则该基因位于常染色体上；若F■雄性个体全为显性，雌性个体有显性和隐性两种性状，则该基因位于X、Y染色体的同源区段上。

只有这样的专题复习，才能真正解决学生疑点，从而达到触类旁通的效果，提高高三复习效率。

【参考文献】

[1]吕国裕.“雌隐雄显”杂交组合的应用，生物学教学，2013.10（2）endprint