“♀隱×♂顯”雜交組合在遺傳方式判斷中的應用

陳宜

摘 要 “遺傳方式的判斷”探究實驗包括遺傳基因的顯隱性判斷和基因在染色體上的位置判斷，“♀隱×♂顯”雜交組合在這方面的應用較多，通過符合“♀隱×♂顯”雜交組合的六種類型的比較和規律總結，能快速地判斷基因在染色體上的位置。

關鍵詞 基因位置 雜交組合 遺傳方式判斷

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

遺傳方式的判斷包括遺傳基因的顯隱性判斷和基因在染色體上的位置判斷，在遺傳實驗題中更多地是探究基因的位置。基因的位置包含以下情況：位于常染色體上、位于X或Y染色體上、位于X、Y的同源區段上。在眾多的雜交組合方式中，如何在短時間內正確選擇雜交組合方式并分析完成探究實驗，則是解題的關鍵所在。

2016年高考全國卷I的32題的考點就涉及一種雜交組合——隱性雌性個體與顯性雄性個體的雜交組合（以下簡稱為：♀隱×♂顯）。這種雜交組合在解答“遺傳方式判斷”的題目中應用較多，下面簡述利用此組合分析探討這類探究實驗。

使用“♀隱×♂顯”雜交組合的前提條件是已知一對相對性狀的顯隱性。以A、a一對等位基因的遺傳方式為例，符合“♀隱×♂顯”這種雜交組合的類型有6種：♀aa×♂Aa、♀aa×♂Aa、XaXa×XAY、XaXa× XAYA、XaXa×XAYa、XaXa×XaYA，其圖解分析如圖1所示。

在這六個圖解中，類型Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ是親本為純合子的分析，類型Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ是親本為雜合子的分析。如果要判斷基因是否位于Y染色體上，只需看子代是否只有雄性個體出現相應的性狀，所以位于Y染色體上的實驗探究與要討論的“♀隱×♂顯”的雜交組合沒有任何關系。其他基因位置的判斷則是下面將要討論的。

1 判斷基因位于常染色體還是X染色體上的實驗設計：類型Ⅰ、Ⅲ或者類型Ⅱ、Ⅲ組合進行分析

判斷基因位于常染色體還是X染色體上的命題一般不考慮基因是否位于X、Y同源區段，只需判斷基因是位于常染色體上還是僅位于X染色體上即可。當然，如果考慮進去，實驗結果也是一樣的，都只需觀察子代性狀是否與性別相關聯。

1.1 選擇的材料為純合子（類型Ⅰ、Ⅲ）

實驗方案：隱性的純合雌性與純合雄性雜交獲得的F1，觀察F1表現型。

預期結果：若F1中雌性個體全為顯性性狀，雄性個體全為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體；若F1中無論雌雄都表現為顯性性狀，即雜交后代個體性狀與性別無關聯，則基因位于常染色體上。

1.2 選擇的材料為雜合子（類型Ⅱ、Ⅲ）

實驗方案：隱性的純合雌性與雜合雄性雜交獲得的F1，觀察F1表現型。

預期結果：若F1中雌性個體全為顯性性狀，雄性個體全為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體；若F1中雌性個體中有隱性性狀，雄性個體中有顯性性狀，即雜交后代個體性狀與性別無關聯，則基因位于常染色體上。

【例1】 （2016·全國卷I，節選）已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。同學乙用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性。請根據上述結果，回答下列問題：請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結論。（要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學乙結論的預期實驗結果）

解析：雜交組合：雌性黃體×雄性灰體。

用同學甲得到的子代果蠅中的黃體雌蠅和灰體雄蠅雜交，符合類型Ⅱ、Ⅲ的組合分析，要證明同學乙的結論，后代中雌蠅應全表現灰體，雄蠅應全表現黃體。因此，預期結果為：子一代中所有的雌性都表現為灰體，雄性都表現為黃體。

2 判斷基因位于常染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段的實驗設計：類型Ⅰ、Ⅳ組合或者類型Ⅱ、Ⅴ組合或者Ⅱ、Ⅵ組合進行分析

X、Y染色體的同源區段上的基因雖存在等位基因，這些基因控制的性狀在后代中的性狀表現是否有性別之分，要視具體基因型而定，不能一概而論。

2.1 選擇的材料為純合子（類型Ⅰ、Ⅳ）

類型Ⅰ、Ⅳ中的子代無論是雄性還是雌性，都表現為顯性性狀，沒有體現出與性別的關聯，所以類型Ⅰ、Ⅳ的組合不能單獨使用，需將類型Ⅰ、Ⅳ中得到的F1相互交配得到F2，通過F2的表現型即可判斷出基因的位置。

實驗方案：隱性的純合雌性與顯性的純合雄性雜交，獲得的F1全表現為顯性性狀，再選F1中的雌雄個體雜交獲得F2，觀察F2的表現型。

預期結果：若F2雌雄個體中都有顯性性狀和隱性性狀出現，則該基因位于常染色體；若F2中雄性個體全表現為顯性性狀，雌性個體中既有顯性性狀又有隱性性狀，且各占1/2，則該基因位于X、Y的同源區段上。

2.2 選擇的材料為雜合子（類型Ⅱ、Ⅴ或類型Ⅱ、Ⅵ）

類型Ⅱ中常染色體上等位基因是隨機傳遞，子代中的雌雄個體都可能是顯性或是隱性，與性別沒有關聯；若當Y染色體上含顯性基因（YA）時，其雄性子代一定表現顯性性狀，如類型Ⅵ；而當Y染色體上含隱性基因（Ya）時，其雄性子代一定表現隱性狀，如類型Ⅴ，都與類型Ⅱ的子代性狀有顯著差別，所以可以將類型Ⅱ、Ⅴ或類型Ⅱ、Ⅵ組合進行分析。

實驗方案：隱性的純合雌性與雜合雄性雜交獲得的F1，觀察F1表現型。

預期結果：若F1中雌性和雄性個體既有顯性性狀又有隱性性狀，即雜交后代個體性狀與性別無關聯，則該基因位于常染色體；若F1中雄性個體全為顯性性狀，雌性個體全部表現為隱性性狀（或者雌性個體全為顯性性狀，雄性個體全部表現為隱性性狀），則該基因位于X、Y的同源區段上。

【例2】 現有若干純合的雌雄果蠅（雌雄果蠅均有顯性與隱性性狀），已知控制某性狀的基因可能位于常染色體上或X、Y染色體的同源區段（區段I）（圖2），請補充下列實驗方案以確定該基因的位置。

實驗方案：選取若干對表現型分別為 的果蠅作為親本進行雜交，子代（F1）中無論雌雄均為顯性；再選取F1中雌、雄個體相互交配，觀察其后代表現型。

結果預測及結論：

① 若 ，則該基因位于常染色體上；

② 若 ，則該基因位于X、Y染色體的同源區段。

解析：本題給的材料為純合子，符合類型Ⅰ、Ⅳ組合的這種情況，所以選擇隱性雌性個體和顯性雄性個體為親本，通過分析F1相互交配產生的F2的表現型完成辨析。

結果預測及結論：

① 雌雄個體中均有顯性和隱性兩種性狀；

② 雄性個體全為顯性性狀，雌性個體表現為顯性和隱性兩種性狀。

3 判斷基因位于X、Y的同源區段還是位于X染色體的非同源區上的實驗設計：類型Ⅲ、Ⅳ或者類型Ⅲ、Ⅵ組合進行分析。

3.1 選擇的材料為純合子（類型Ⅲ、Ⅳ）

實驗方案：隱性的純合雌性與純合雄性雜交獲得的F1，觀察F1的表現型。

預期結果：若F1中雌性個體全為顯性性狀，雄性個體全為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體；若F1中雌、雄性個體全表現為顯性性狀，則該基因位于X、Y的同源區段上。

3.2 選擇的材料為雜合子（類型Ⅲ、Ⅵ）

實驗方案：隱性的純合雌性與雜合雄性雜交獲得的F1，觀察F1表現型。

當Y染色體上含隱性基因（Ya）時，其雄性子代一定表現隱性狀，如類型Ⅴ，它與類型Ⅲ的子代性狀完全相同，無法判斷基因的位置；當Y染色體上含顯性基因（YA）時，其雄性子代一定表現顯性性狀，類型Ⅲ、Ⅵ組合可以達到實驗目的。因此，親本中的雜合雄性應該選擇Y染色體上含顯性基因（YA）個體。

預期結果：若F1中雌性個體全為顯性性狀，雄性個體全為隱性性狀，則該基因僅位于X染色體；若F1中雌性全為隱性性狀、雄性個體全為顯性性狀，則該基因位于X、Y的同源區段上。

【例3】 摩爾根研究黑腹果蠅時發現，剛毛基因（B）對截毛基因（b）為完全顯性。現有各種果蠅若干，請利用一次雜交實驗來推斷這對等位基因是位于X、Y染色體的同源區段還是僅位于X染色體上，請寫出遺傳圖解，并簡要說明推斷過程。

解析：本題選擇類型Ⅲ、Ⅳ的組合或者類型Ⅲ、Ⅵ的組合進行分析都可以。但是雜合子一般不容易獲得，所以選擇純合子來做本題的實驗材料，也就是類型Ⅲ、Ⅵ的組合。本題的相關遺傳圖解見圖3。

結論：若子代雄性個體表現為剛毛，則等位基因位于X、Y同源區段；若子代雄性個體為截毛，則等位基因位于X染色體上。

綜上所述，在判斷基因位置的實驗探究題中，可以選擇使用“♀隱×♂顯”雜交組合方式，通過子代表現型的比較分析，快速有效地完成命題，現將解題規律總結歸納如表1所示。