关于基因定位问题的分析

王红梅

基因定位问题的解决是正确解答遗传题的前提。本文将通过对例题的分类讲解，帮助同学们了解基因定位问题的常见类型，掌握解题方法，提升解题能力。

一、将基因定位于常染色体、性染色体上的杂交实验

【例1】（2022年山东省学业水平选择性考试节选）果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状，受1对等位基因控制。要确定该性状的遗传方式，需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交，根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图，如图1所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。

（1）据图分析，关于果蝇无眼性状的遗传方式，可以排除的是                      。若控制该性状的基因位于X染色体上，Ⅲ-1与Ⅲ-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是     。

（2）用Ⅱ-1与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，根据杂交结果         （填“能”或“不能”）确定果蝇正常眼性状的显隐性，理由是                                  。

（3）以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交實验，确定无眼性状的遗传方式。要求：①只杂交一次；②仅根据子代表型预期结果；③不根据子代性状的比例预期结果。

实验思路：                                                     ；

预期结果并得出结论：

①若子代                       ；

②若子代                       ；

③若子代                       。

【分析】（1）（2）略。（3）若要确定无眼性状的遗传方式，可通过测交或者杂交的方式判断。根据题干信息，只杂交一次且仅根据子代表型预期结果，不涉及子代性状分离比的条件，而测交是在已知相对性状显隐性的条件下进行的，不适用于本题，因此选择Ⅱ-2和Ⅱ-3杂交的方式来判断。若无眼性状的遗传为伴X隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为XAXa×XAY，后代雌果蝇均为正常眼、雄果蝇有正常眼和无眼；若无眼性状为常染色体隐性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为Aa×Aa，后代雌蝇、雄蝇既有正常眼也有无眼；若无眼性状为常染色体显性遗传，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型为aa×aa，后代雌蝇、雄蝇都只有正常眼。

【参考答案】（1）伴X染色体显性遗传、伴Y染色体遗传  3/8 （2）不能 无论正常眼是显性还是隐性，子代雌雄果蝇中正常眼与无眼的比例均为1∶1 （3）Ⅱ-2（或Ⅱ-1，或Ⅱ-4）与Ⅱ-3果蝇杂交，观察子代表型 全为正常眼果蝇，则为常染色体显性遗传 出现无眼雌果蝇，则为常染色体隐性遗传 无眼果蝇全为雄性，则为伴X染色体隐性遗传

【思考】可具体根据题干条件，选择将基因定位于常染色体、性染色体上的杂交实验。

1.一次杂交实验。以XY型性别决定生物为例，若已知显隐性的条件，可通过一次杂交实现：选择隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交。若后代中雌性均为显性，雄性均为隐性，则相应基因在X染色体的非同源区段上；若后代中雌性、雄性无性状差异，则相应基因在常染色体上。也可以通过显性杂合的雌性个体和显性雄性个体的杂交来判断：若后代雄性个体出现显性与隐性性状，雌性个体只出现显性性状，则基因位于X染色体的非同源区段；若后代雌雄个体无性状差异，则相应基因在常染色体上。

2.正交反交实验。在已知或未知显隐性的条件下，正反交方案都适用。通过正交、反交，若正交、反交结果相同，则相应基因位于常染色体；若正交、反交结果不同，则基因位于X染色体的非同源区段。

二、基因定位的其他几种类型

1.利用已知基因进行定位

【例2】已知某种开两性花的植物基因型为AaBb，基因A、a位于2号染色体上，试通过杂交实验判断B与b基因是否也位于2号染色体上。

【答案】将该植物自交，观察并统计后代表型。若后代性状分离比为9∶3∶3∶1（或其变型），则B、b不位于2号染色体上；若后代性状分离比为3∶1或1∶2∶1，则B、b位于2号染色体上。

【解析】若B、b也位于2号染色体上，可分两种情况分析：A与B在同一条染色体上，a与b在同一条染色体上，AaBb产生的配子为AB、ab，自交后代的基因型及比例为：AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1，表型比为3∶1；A与b在同一条染色体上，a与B在同一条染色体上，AaBb产生的配子为aB、Ab，自交后代的基因型及比例为：aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1，表型比为1∶2∶1。

2.利用染色体异常个体进行定位

【例3】正常隐性（aa）个体与7-三体（7号染色体有三条）显性纯合体杂交的F1，F1三体与正常隐性个体杂交得F2。在A对a完全显性的情况下，试根据F2表型及比例，分析A、a基因是否位于7号染色体上。

【答案】若F2性状分离为5∶1，则基因位于7号染色体上；若F2性状分离为1∶1，则基因不位于7号染色体上。

【解析】若A、a基因位于7号染色体上，该杂交过程为：aa与AAA杂交得到的三体为AAa，AAa与aa杂交得到的F2，基因型比例为AAa∶Aa∶Aaa∶aa=1∶2∶2∶1，表型比为显性∶隐性=5∶1；若A、a基因不位于7号染色体上，该杂交过程为：aa与AA（三体）杂交得到的三体为Aa（三体），Aa（三体）与aa杂交得到的F2，基因型比例为Aa∶aa=1∶1，表型比为显性：隐性=1∶1。

【例4】正常隐性（aa）个体与7-单体（7号染色体单体）显性纯合体杂交的F1。在A对a完全显性的情况下，试根据F1表型及比例，分析A、a基因是否位于7号染色体上。

【答案】若F1性状分离为1∶1，则基因位于7号染色体上；若F1全为显性，则基因不位于7号染色体上。

【解析】若A、a基因位于7号染色体上，该杂交过程为：aa与A0（单体）杂交得到的后代基因型比例为Aa∶a0（单体）=1∶1，表型比为显性∶隐性=1∶1；若A、a基因不位于7号染色体上，该杂交过程为：aa与AA（单体）杂交得到的后代都为Aa。

【例5】正常隐性（aa）个体与2号染色体缺失一小段的显性纯合个体杂交得F1，F1随机交配得F2。在A对a完全显性的情况下，试根据F2表型及比例，分析A、a基因是否位于2号染色体上。（注：缺失纯合体致死）

【答案】若F2表型比例为3∶1，则基因不位于2号染色体上；F2表型比例为11∶4，则基因位于2號染色体上，且基因不在缺失片段上；F2表型比例为7∶8，则基因位于2号染色体上，且基因在缺失片段上。

【解析】本问题需要考虑三种可能：基因不位于2号染色体；基因位于2号染色体上，但不在缺失片段上；基因位于2号染色体上，且基因在缺失片段上。

若A、a基因不位于2号染色体，该杂交过程为：aa 与AA杂交得到F1，得到的F2基因型比例为AA∶Aa∶aa= 1∶2∶1，表型比为显性∶隐性=3∶1；若A、a基因位于2号染色体，但不在缺失片段上，该杂交过程为（缺失的染色体用“A-”表示，A-A-致死）：

F2表型比例：显性∶隐性=11∶4

若A、a基因位于2号染色体，且在缺失片段上，该杂交过程为（缺失的染色体用“—”，— —致死）：

F2表型比例：显性∶隐性=7∶8

【思考】无论是利用已知基因进行定位，还是利用三体、单体、染色体片段缺失进行基因定位，均可通过假说演绎的过程进行解决，将可能的结论当作假设进行分类讨论，并可利用遗传图解梳理过程。