巧判高中遺傳題中的“基因定位”

陳兆亮　康珍

摘 要 高中遺傳部分是高考的高頻考點(diǎn)，但是絕大多數(shù)的遺傳題都需要對(duì)基因的位置進(jìn)行判定，才能確定基因的遺傳方式，進(jìn)而利用已學(xué)的相關(guān)染色體上基因的遺傳特點(diǎn)進(jìn)行遺傳題的解答。同時(shí)，在家禽育種上還可以結(jié)合基因位置進(jìn)行性別設(shè)計(jì)，以便快速篩選出雌雄體，節(jié)約飼養(yǎng)成本，縮短培育周期，來(lái)獲得最大經(jīng)濟(jì)收益。

關(guān)鍵詞 正、反交 質(zhì)、核遺傳 常染色體 X染色體 表現(xiàn)型比例 ZW性別決定

中圖分類(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)志碼

基因一般位于細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核（常染色體、X染色體、Y染色體、X的非同源區(qū)段、XY的同源區(qū)段、Y的非同源區(qū)段）中，學(xué)生可根據(jù)各種遺傳方式特點(diǎn)及孟德?tīng)杻纱筮z傳定律內(nèi)容，對(duì)基因位置進(jìn)行判定。基于以上各種情況的總結(jié)如下。

1 核遺傳與質(zhì)遺傳的判定

（1） 方法：正、反交實(shí)驗(yàn)。

（2） 依據(jù)：由于細(xì)胞質(zhì)遺傳具有母系遺傳的特點(diǎn)，子代性狀與母方相同。因此若正、反交結(jié)果不相同，且子代性狀始終與母方相同，則基因位于細(xì)胞質(zhì)中，否則基因位于細(xì)胞核中。

（3） 課本鏈接：

在孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)兩大遺傳定律的過(guò)程中，其選擇的雙親均為顯性純合和隱性純合。孟德?tīng)栠M(jìn)行了正反交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果F1均表現(xiàn)出顯性性狀。由此推知控制豌豆莖的高度、豌豆的粒形的基因均位于細(xì)胞核中，并確定了兩大遺傳定律的適用條件——真核生物的細(xì)胞核基因。

2 常染色體遺傳與性染色體（X、Y）遺傳的判定

（1） 根據(jù)群體中某種表現(xiàn)型在雌雄個(gè)體中的比例進(jìn)行判定：

若某種表現(xiàn)型在雌雄個(gè)體中的比例相同，則控制該性狀的基因在常染色體上；若比例不同，則控制該性狀的基因在性染色體上。

（2） 若為伴Y遺傳，子代中只有雄性個(gè)體表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀。

（3） 常染色體遺傳與X染色體遺傳的判定：

① 若已知性狀的顯隱性，可通過(guò)一次雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷。

選擇純合隱性雌性個(gè)體與純合顯性雄性個(gè)體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)是否與性別相關(guān)聯(lián)，予以確認(rèn)。若在常染色體上，則Paa（♀）×AA（♂）→F1（Aa，雌雄表現(xiàn)型相同）；若在X染色體上， 則PXaXa×XAY→F1（XAXa、 XaY，雌雄表現(xiàn)型不同）。

② 若不知性狀的顯隱關(guān)系時(shí)，可利用正交和反交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。

若正交和反交結(jié)果相同，則基因在常染色體上；若正交和反交結(jié)果不同，則基因在X染色體上。

③ 根據(jù)子代性別、性狀的數(shù)量比分析判斷，如根據(jù)表1判斷。

根據(jù)表1，雌蠅中灰身與黑身的比例為3∶1，雄蠅中也為3∶1，二者相同，故為常染色體遺傳。雄蠅中直毛與分叉毛的比例為1∶1，雌蠅中為1∶0，二者不同，故為伴X遺傳。

（4） 課本鏈接：

摩爾根在研究果蠅眼色的基因位置時(shí)，采用P紅眼（♀）×白眼（♂）→F1紅眼。F1紅眼（♀、♂）相互交配→F2紅眼（♀、♂）∶白眼（♂）為3∶1。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：果蠅眼色基因遺傳符合基因分離定律，說(shuō)明果蠅的紅眼和白眼是受一對(duì)等位基因控制的，且白眼性狀只出現(xiàn)在雄性個(gè)體中，遺傳上總是與性別相關(guān)聯(lián)，故為伴性遺傳。

3 X染色體非同源區(qū)段與X、Y的同源區(qū)段的判定

（1） 方法：可通過(guò)一次雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷：選擇純合隱性雌性個(gè)體與純合顯性雄性個(gè)體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)是否與性別相關(guān)聯(lián)予以確認(rèn)。若只在X染色體上PXaXa×XAY→F1（XAXa、XaY，雄性為隱性性狀）；若在X、Y同源區(qū)段上PXaXa×XAYA→F1（XAXa、XaYA雌雄均為顯性性狀）。

（2） 課本鏈接：

結(jié)合摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由于白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，而且與X染色體的遺傳相似，但不知道是位于X染色體非同源區(qū)段還是X、Y的同源區(qū)段。于是摩爾根及其同事提出了3個(gè)假設(shè)：

① 假設(shè)1：控制白眼的基因在X的非同源區(qū)段。

② 假設(shè)2：控制白眼的基因在同源區(qū)段。

③ 假設(shè)3：控制白眼的基因在Y的非同源區(qū)段。

通過(guò)遺傳圖解的分析可知，假設(shè)1和假設(shè)2均可以合理解釋果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中白眼性狀與性別相聯(lián)系的遺傳現(xiàn)象。比較假設(shè)1和2，最大差異表現(xiàn)在Y染色體上是否存在控制眼色基因的等位基因。要確定哪種假設(shè)正確，則可以從果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的反交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證。通過(guò)兩種假設(shè)的反交遺傳圖解得出：假設(shè)1反交實(shí)驗(yàn)F1出現(xiàn)紅眼（雌）∶白眼（雄）為1∶1，假設(shè)2反交實(shí)驗(yàn)F1均為紅眼果蠅，F(xiàn)1結(jié)果差異明顯。由此得出結(jié)論：控制白眼的基因只在X染色體的非同源區(qū)段上。

4 非等位基因位于一對(duì)同源染色體上，還是非同源染色體上的判定

（1） 依據(jù)：根據(jù)基因是否遵循基因的自由組合定律進(jìn)行判斷。

（2） 方法：讓具有兩對(duì)相對(duì)性狀的雜合子（如基因型為AaBb的個(gè)體）進(jìn)行自交或測(cè)交，若自交后代表現(xiàn)型之比是9∶3∶3∶1或測(cè)交后代表現(xiàn)型之比是1∶1∶1∶1，則說(shuō)明這兩對(duì)等位基因位于非同源染色體上；否則位于一對(duì)同源染色體上。

5 基因定位知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用

（1） 家禽育種根據(jù)性狀判斷生物性別。

若控制某性狀的基因只位于X（或Z）染色體上，Y（或W）染色體上無(wú)其等位基因，則可選擇同型性染色體隱性類(lèi)型（XbXb或ZbZb）與異型性染色體顯性類(lèi)型（XBY或ZBW）進(jìn)行雜交。則子代中，凡具顯性性狀（XBXb或ZBZb）的個(gè)體應(yīng)具同型性染色體；凡具隱性性狀的個(gè)體均具異型性染色體。由此，可根據(jù)生物個(gè)體性狀表現(xiàn)推測(cè)其性別類(lèi)型，即PXbXb（♀）×XBY（♂）→F1XBXb（顯性♀、XbY（隱性♂）或ZbZb（♂）×ZBW（♀）→F1ZBZb（顯性♂）、ZbW（隱性♀）。

（2） 課本鏈接：

比如對(duì)于蘆花雞的選育，可以利用ZBW（蘆花♀）×ZbZb（非蘆花♂）→ZBZb（蘆花♂）、ZbW（非蘆花♀），通過(guò)子代中羽毛的顏色即可在雛雞階段進(jìn)行選擇，大大節(jié)省了撫育成本，獲得高收益。

掌握了上述方法，基因位置的判斷就迎刃而解了，遺傳題的解答也就成功了一半。