如何应对相对性状中基因设置的有关问题
2019-10-30陈瑞强
陈瑞强
在高考的遗传试题中，基因位置判断的基因是位于染色体上控制一对或两对相对性状相关的基因，设置的问题主要有三：第一控制相对性状的基因是遵循基因分离定律还是基因自由组合定律，即是位于一对或两对同源染色体上;第二控制该性状的基因是位于x、Y染色体的同源区段还是非同源区段上;第三控制该性状的基因是位于常染色体上还是性染色体x（z）染色体上，那么如何应对相关的问题？现就以全国卷非选择题中的部分遗传试题例谈如下，以供参考，
一、如何应对控制相对性状的基因是位于一对、两对或两对以上的同源染色体上？
典例1（2018·全国卷Ⅲ·题32）某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果（红）与黄果（黄），子房二室（二）与多室（多），圆形果（圆）与长形果（长），单一花序（单）与复状花序（复），实验数据见表1。
回答下列问题：
（1）根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于__上，依据是__;控制乙组两对相对性状的基因位于__（填“一对”或“两对”）同源染色体上，据据是__。
（2）某同学若用“长复”分别与乙组的两个F，进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合__的比例。
解析由表格中甲組的两个杂交组合实验在F：中的性状分离比符合9：3：3：1.据此可知控制这两对相对性状的基因是位于非同源染色体上或位于不同对的同源染色体上或位于两对同源染色体上;而乙组的两个杂交组合实验在F2中的性状分离比不符合9：3：3：1.但每对相对性状都符合3：1.则说明控制这两对相对性状的基因是位于一对同源染色体上，即两对等位基因不遵循基因自由组合定律而遵循基因分离定律，F1与双隐性纯合子进行杂交，若子代表现型及比例为1：1：1：1及其变式，则符合基因自由组合定律，反之，则不遵循基因自由组合定律。
答案：（1）两对同源染色体;F2出现9：3：3：1的性状分离比;一对;F：圆：长=3：1、单：复=3：1.但未出现9：3：3：1的性状分离比，说明两对等位基因遵循分离定律但不遵循自由组合定律（2）1：1：1：1。
策略若每组杂交组合实验中的F：出现的性状分离比符合[3：1]“（n示意等位基因的对数），且每对相对性状都符合3：1.则相关的基因位于两对或两对以上的同源染色体，F，与双隐性纯合子进行杂交，若子代表现型及比例为1：1：1：1及其变式，则符合基因自由组合定律;若杂交组合实验中的F：表出现的性状分离比不符合[3：1]n（n示意等位基因的对数），但每对相对性状都符合3：1.F1与双隐性纯合子进行杂交，若子代表现型及比例为1：1及其变式，则符合基因分离定律，说明控制这两对相对性状的基因是位于一对同源染色体上。
变式1
研究果蝇中常见的三对性状的关系（不考虑x、Y同源区段），且红眼对白眼为显性，灰身对黑身为显，洼，长翅对残翅为显性，请回答下列问题：
（1）如果控制灰身和黑身，长翅和残翅的基因都在常染色体上，要研究这两对性状受几对基因的控制，可选择纯系的灰身长翅和纯系的黑身残翅果蝇进行杂交得F1.再让F1雌雄个体随机交配，若F2中灰身长翅：黑身残翅为3：1.那么——（填”能”或“不能“）判断这两对性状由一对等位基因控制还是由两对等位基因控制，理由是——。
（2）摩尔根及其同事通过假设——演绎的方法，证明了控制红眼和白眼这对相对性状的基因在x染色体上，现将纯系的红眼黑身雌果蝇与白眼灰身雄果蝇进行杂交得F1.再让F1雌雄个体随机交配，若后代表现型及比例为——，则说明这两对基因遵循自由组合定律。
答案：（1）不能;若两对相对性状由一对基因控制，则F，中灰身长翅：黑身残翅=3：l，若两对相对性状位于一对同源染色体上，则灰身长翅：黑身残翅=3：1。
（2）红灰雌：红灰雄：白灰雄：红黑雌：红黑雄：白黑雄=6：3：3：2：1：1。
二、如何确定相对性状的基因是位于x、Y染色体的同源区段、非同源区段上和常染色体上？
典例2（2018·全国卷I·题32）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体，抑制控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上，某小组用一只无眼灰体长翅雌果蝇与一只有眼灰体长翅雄果蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如表2所示。
回答下列问题：
（1）根据杂交结果，__（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于x染色体上还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状位于x染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是__，判断依据是__。
（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用表中杂交子代果蝇为材料，设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：写出杂交组合和预期结果）。
（3）若控制有H艮/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F，相互交配后，F：中雌雄均有__种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为——（填“显性”或“隐性”）。
解析用一只无眼雌果蝇与一只有眼雄果蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例为：1/2有眼，1/2无眼，且雌雄果蝇都存在有眼与无眼果蝇，即具有相对性状的个体之间进行杂交，子代只表现出亲本具有的性状，是不能判断显隐性，且雌雄个体中均有相对性状的表现，也不能判断控制该性状的基因是位于x染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于x染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断：无眼是显性性状，判断依据是只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状分离，若用B/b基因示意，即xBxb×xbY杂交，据该式转换成文字即可，（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，设计一个杂交实验确定显隐性，可将雌雄果蝇交配，据子代是否出现性状分离判断显、隐性状，（3）若控制有眼/无眼的性状位于4号染色体上，长翅/残翅、灰体/黑檀体、有眼/无眼这三对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律，F1为三杂合体，F1相互交配后，F2雌雄个体均有2×2×2=8种表现型，依据自由组合定律与分离定律的关系，F：中黑檀体长翅无眼所占比例3/64可拆分1/4×1/4×3/4.据表可知长翅性状、黑檀体性状分别为显性和隐性，此情况下，无眼性状应为隐性。
答案：（1）不能;无眼;只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离，
（2）杂交组合：无眼×无眼;预期结果：若子代中无眼：有眼=3：1.则无眼为显性性状;若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状。
（3）8;隐性。
策略x与Y染色体是一对同源染色体，同源区段上有相关的基因和非同源区段有特有的基因，可采用相对性状的纯合亲本进行杂交实验：若F，雌雄个体的表现型不同，则说明控制该相对性状的基因位于x染色体的非同源区段上;若F1雌雄个体的表现型相同，则说明控制该相对性状的基因位于常染色体上或x、Y染色体同源区段上，但在F2中雌雄个体的表现型及比例不同，则说明控制相对性状的基因位于x、Y染色体的同源区段上，反之则控制相对性状的基因位于常染色体上，测交不能判断显隐性，它是在已知显隐性的条件下进行的杂交实验，显性与隐性性状的判断方法：通常采用相同性状的亲本杂交，根据子代是否出现性状分离：若出现性状分离，新出现的性状是隐性性状，原有亲本表现出的性状为显现性状;选用具有相对性状的纯合亲本进行杂交，无论正交还是反交，若子一代均表现出了相同的性状，则F1显现出来性状是显性性状，F1未显现出来的性状就是隐性性状;据子代出现的性状分离比，如（3：1）中3所代表的性状就是显性性状、1所代表的性状就是隐性性状。
变式2果蝇的的大翅脉和小翅脉受一对等位基因A/a控制，刚毛和截毛受另一对等位基因B/b控制，科学家用大翅脉刚毛雌果蝇与小翅脉截毛雄果蝇杂交得F1表现型为大翅刚毛，F1随机交配得F2.R2的表现型及比例如图1所示。
（1）根据上述实验，可以推断出：大翅脉和小翅脉、刚毛和截毛这两对相对性状中，显性性状分别是__，控制大翅脉和小翅脉的基因位于__染色体上，控制刚毛和截毛的基因位于__染色体上。
（2）若控制刚毛和截毛的基因位于x染色体上，则分F1基因型为__。
（3）为了进一步弄清是控制刚毛和截毛的基因位置，现有纯种刚毛和截毛雌雄果蝇若干，请设计一步杂交实验判断控制该性状的基因位置。
實验思路;__。
预期的结果和结论;__。
答案：（1）大翅脉、刚毛;常;x或x、Y同源区段的，（2）AaXBxb×AaXBY，（3）实验思路：多组纯种截毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇进行杂交，根据子代的表现型可判断控制该性状的基因位置，预期的结果和结论：若子代雌性果蝇全为刚毛，雄性果蝇全为截毛，则控制该性状的基因位于x染色体的非同源区段上;若子代雌雄果蝇全为刚毛，则控制该性状的基因位于x、Y染色体的同源区段上。
三、如何确定相对性状基因位于z染色体上还是常染色体上？
典例3（2018·全国卷Ⅱ·题32）某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状，豁眼雌禽产蛋能力强，已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同，豁眼性状由z染色体上的隐性基因a控制，且在w染色体上没有其等位基因，回答下列问题：
（1）用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交，杂交亲本的基因型为__;理论上，F1个体的基因型和表现型为__，F2雌禽中豁眼禽所占的比例为__。
（2）为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽，请确定一个合适的杂交组合，使其子代中雌禽均为豁眼，雄禽均为正常眼，写出杂交组合和预测结果，要求标明亲本和子代的表现型、基因型。
（3）假设Mm基因位于常染色体上，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm对个体眼的表现型无影响，以此推测，在考虑M/m基因的情况下，若两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽，则亲本雌禽的基因型为__，子代中豁眼雄禽可能的基因型包括__。
