關于基因定位問題的分析

王紅梅

基因定位問題的解決是正確解答遺傳題的前提。本文將通過對例題的分類講解，幫助同學們了解基因定位問題的常見類型，掌握解題方法，提升解題能力。

一、將基因定位于常染色體、性染色體上的雜交實驗

【例1】（2022年山東省學業水平選擇性考試節選）果蠅的正常眼與無眼是1對相對性狀，受1對等位基因控制。要確定該性狀的遺傳方式，需從基因與染色體的位置關系及顯隱性的角度進行分析。以正常眼雌果蠅與無眼雄果蠅為親本進行雜交，根據雜交結果繪制部分后代果蠅的系譜圖，如圖1所示。不考慮致死、突變和X、Y染色體同源區段的情況。

（1）據圖分析，關于果蠅無眼性狀的遺傳方式，可以排除的是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。若控制該性狀的基因位于X染色體上，Ⅲ-1與Ⅲ-2雜交的子代中正常眼雄果蠅的概率是? ? ?。

（2）用Ⅱ-1與其親本雄果蠅雜交獲得大量子代，根據雜交結果? ? ? ? ?（填“能”或“不能”）確定果蠅正常眼性狀的顯隱性，理由是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（3）以系譜圖中呈現的果蠅為實驗材料設計雜交實驗，確定無眼性狀的遺傳方式。要求：①只雜交一次；②僅根據子代表型預期結果；③不根據子代性狀的比例預期結果。

實驗思路：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

預期結果并得出結論：

①若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

②若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?；

③若子代? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

【分析】（1）（2）略。（3）若要確定無眼性狀的遺傳方式，可通過測交或者雜交的方式判斷。根據題干信息，只雜交一次且僅根據子代表型預期結果，不涉及子代性狀分離比的條件，而測交是在已知相對性狀顯隱性的條件下進行的，不適用于本題，因此選擇Ⅱ-2和Ⅱ-3雜交的方式來判斷。若無眼性狀的遺傳為伴X隱性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為XAXa×XAY，后代雌果蠅均為正常眼、雄果蠅有正常眼和無眼；若無眼性狀為常染色體隱性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為Aa×Aa，后代雌蠅、雄蠅既有正常眼也有無眼；若無眼性狀為常染色體顯性遺傳，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型為aa×aa，后代雌蠅、雄蠅都只有正常眼。

【參考答案】（1）伴X染色體顯性遺傳、伴Y染色體遺傳? 3/8 （2）不能 無論正常眼是顯性還是隱性，子代雌雄果蠅中正常眼與無眼的比例均為1∶1 （3）Ⅱ-2（或Ⅱ-1，或Ⅱ-4）與Ⅱ-3果蠅雜交，觀察子代表型 全為正常眼果蠅，則為常染色體顯性遺傳 出現無眼雌果蠅，則為常染色體隱性遺傳 無眼果蠅全為雄性，則為伴X染色體隱性遺傳

【思考】可具體根據題干條件，選擇將基因定位于常染色體、性染色體上的雜交實驗。

1.一次雜交實驗。以XY型性別決定生物為例，若已知顯隱性的條件，可通過一次雜交實現：選擇隱性性狀的雌性個體與顯性性狀的雄性個體雜交。若后代中雌性均為顯性，雄性均為隱性，則相應基因在X染色體的非同源區段上；若后代中雌性、雄性無性狀差異，則相應基因在常染色體上。也可以通過顯性雜合的雌性個體和顯性雄性個體的雜交來判斷：若后代雄性個體出現顯性與隱性性狀，雌性個體只出現顯性性狀，則基因位于X染色體的非同源區段；若后代雌雄個體無性狀差異，則相應基因在常染色體上。

2.正交反交實驗。在已知或未知顯隱性的條件下，正反交方案都適用。通過正交、反交，若正交、反交結果相同，則相應基因位于常染色體；若正交、反交結果不同，則基因位于X染色體的非同源區段。

二、基因定位的其他幾種類型

1.利用已知基因進行定位

【例2】已知某種開兩性花的植物基因型為AaBb，基因A、a位于2號染色體上，試通過雜交實驗判斷B與b基因是否也位于2號染色體上。

【答案】將該植物自交，觀察并統計后代表型。若后代性狀分離比為9∶3∶3∶1（或其變型），則B、b不位于2號染色體上；若后代性狀分離比為3∶1或1∶2∶1，則B、b位于2號染色體上。

【解析】若B、b也位于2號染色體上，可分兩種情況分析：A與B在同一條染色體上，a與b在同一條染色體上，AaBb產生的配子為AB、ab，自交后代的基因型及比例為：AABB∶AaBb∶aabb=1∶2∶1，表型比為3∶1；A與b在同一條染色體上，a與B在同一條染色體上，AaBb產生的配子為aB、Ab，自交后代的基因型及比例為：aaBB∶AaBb∶AAbb=1∶2∶1，表型比為1∶2∶1。

2.利用染色體異常個體進行定位

【例3】正常隱性（aa）個體與7-三體（7號染色體有三條）顯性純合體雜交的F1，F1三體與正常隱性個體雜交得F2。在A對a完全顯性的情況下，試根據F2表型及比例，分析A、a基因是否位于7號染色體上。

【答案】若F2性狀分離為5∶1，則基因位于7號染色體上；若F2性狀分離為1∶1，則基因不位于7號染色體上。

【解析】若A、a基因位于7號染色體上，該雜交過程為：aa與AAA雜交得到的三體為AAa，AAa與aa雜交得到的F2，基因型比例為AAa∶Aa∶Aaa∶aa=1∶2∶2∶1，表型比為顯性∶隱性=5∶1；若A、a基因不位于7號染色體上，該雜交過程為：aa與AA（三體）雜交得到的三體為Aa（三體），Aa（三體）與aa雜交得到的F2，基因型比例為Aa∶aa=1∶1，表型比為顯性：隱性=1∶1。

【例4】正常隱性（aa）個體與7-單體（7號染色體單體）顯性純合體雜交的F1。在A對a完全顯性的情況下，試根據F1表型及比例，分析A、a基因是否位于7號染色體上。

【答案】若F1性狀分離為1∶1，則基因位于7號染色體上；若F1全為顯性，則基因不位于7號染色體上。

【解析】若A、a基因位于7號染色體上，該雜交過程為：aa與A0（單體）雜交得到的后代基因型比例為Aa∶a0（單體）=1∶1，表型比為顯性∶隱性=1∶1；若A、a基因不位于7號染色體上，該雜交過程為：aa與AA（單體）雜交得到的后代都為Aa。

【例5】正常隱性（aa）個體與2號染色體缺失一小段的顯性純合個體雜交得F1，F1隨機交配得F2。在A對a完全顯性的情況下，試根據F2表型及比例，分析A、a基因是否位于2號染色體上。（注：缺失純合體致死）

【答案】若F2表型比例為3∶1，則基因不位于2號染色體上；F2表型比例為11∶4，則基因位于2號染色體上，且基因不在缺失片段上；F2表型比例為7∶8，則基因位于2號染色體上，且基因在缺失片段上。

【解析】本問題需要考慮三種可能：基因不位于2號染色體；基因位于2號染色體上，但不在缺失片段上；基因位于2號染色體上，且基因在缺失片段上。

若A、a基因不位于2號染色體，該雜交過程為：aa 與AA雜交得到F1，得到的F2基因型比例為AA∶Aa∶aa= 1∶2∶1，表型比為顯性∶隱性=3∶1；若A、a基因位于2號染色體，但不在缺失片段上，該雜交過程為（缺失的染色體用“A-”表示，A-A-致死）：

F2表型比例：顯性∶隱性=11∶4

若A、a基因位于2號染色體，且在缺失片段上，該雜交過程為（缺失的染色體用“—”，— —致死）：

F2表型比例：顯性∶隱性=7∶8

【思考】無論是利用已知基因進行定位，還是利用三體、單體、染色體片段缺失進行基因定位，均可通過假說演繹的過程進行解決，將可能的結論當作假設進行分類討論，并可利用遺傳圖解梳理過程。