譚 勇

(湖南省常德市澧縣第一中學(xué))

高中生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》模塊中,基因的定位一直是一個(gè)難點(diǎn)問題,也是考查考生科學(xué)思維、科學(xué)探究等生物學(xué)科核心素養(yǎng)的一個(gè)高頻考點(diǎn)。筆者從高三專題復(fù)習(xí)的角度,再談基因定位的幾種常見方法。

一、確定基因位于細(xì)胞質(zhì)中還是細(xì)胞核內(nèi)

例題1:已知果蠅長翅和殘翅是由一對等位基因控制的相對性狀,果蠅群體中有長翅、殘翅的雌雄果蠅若干,請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是位于細(xì)胞質(zhì)中還是細(xì)胞核內(nèi)。

方法:正反交法。

答案:選擇長翅和殘翅果蠅進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn),如正交:長翅雌蠅ⅹ?dú)埑嵝巯?反交:殘翅雌蠅ⅹ長翅雄蠅。若子代全部都表現(xiàn)為母本的性狀,則控制翅型的基因位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi);若有部分子代與母本性狀不同,則控制翅型的基因位于細(xì)胞核內(nèi)。

二、確定基因位于常染色體上還是X染色體上

例題2:已知果蠅長翅和殘翅是由一對等位基因控制的相對性狀,果蠅群體中有長翅、殘翅的雌雄純合果蠅若干,請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是位于常染色體上還是X染色體上。(注:長翅、殘翅顯隱性未知)

方法:正反交法。模型圖如下:

答案:選擇長翅和殘翅果蠅進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn),如正交,長翅雌蠅ⅹ?dú)埑嵝巯?反交,殘翅雌蠅ⅹ長翅雄蠅。若正反交結(jié)果相同,則控制翅型的基因位于常染色體上;若正反交結(jié)果不同,則控制翅型的基因位于X染色體上。

例題3:已知果蠅長翅和殘翅是由一對等位基因控制的相對性狀,其中長翅對殘翅為顯性,果蠅群體中有長翅、殘翅的雌雄果蠅若干,請?jiān)O(shè)計(jì)一次雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是位于常染色體還是X染色體上。

方法1:隱雌顯雄雜交法,模型圖如下:

方法2:雜合雌顯雄雜交法,模型圖略。

答案:選用殘翅雌蠅和長翅雄蠅進(jìn)行雜交,若子代雌蠅全為長翅(顯性),雄蠅全為殘翅(隱性),則控制翅型的基因在X染色體上;若子代雄蠅出現(xiàn)長翅(顯性),則控制翅型的基因在常染色體上。[或用雜合長翅雌蠅和長翅雄蠅進(jìn)行雜交,若子代雌蠅全為長翅(顯性),雄蠅長翅(顯性):殘翅(隱性)=1:1,則控制翅型的基因在X染色體上;若子代果蠅雌雄個(gè)體均為長翅或均為長翅∶殘翅=3∶1,則控制翅型的基因在常染色體上]

三、確定基因是僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上

例題4:已知果蠅圓眼和棒眼是由一對等位基因控制的相對性狀,其中圓眼對棒眼為顯性,果蠅群體中有圓眼和棒眼的雌雄果蠅若干(圓眼純合子和雜合子均可提供),請?jiān)O(shè)計(jì)一次雜交實(shí)驗(yàn)探究控制眼型的基因是位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。

方法1:隱雌純合顯雄雜交法,模型圖如下:

方法2:雜合雌純合顯雄雜交法,模型圖略。

答案:選用棒眼雌蠅和純合圓眼雄蠅雜交,若子代雌蠅全為圓眼(顯性),雄蠅全為棒眼(隱性),則控制眼型的基因在X染色體上;若子代雌雄果蠅均為圓眼(顯性),則控制眼型的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上。[或選用雜合圓眼雌蠅和純合圓眼雄蠅雜交,若子代雌蠅全為圓眼(顯性),雄蠅圓眼(顯性)∶棒眼(隱性)=1∶1,則控制眼型的基因在X染色體上;若子代雌雄果蠅均為圓眼(顯性),則控制眼型的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上]

四、確定基因位于常染色體上還是X、Y染色體同源區(qū)段上

例題5:已知果蠅圓眼和棒眼是由一對等位基因控制的相對性狀,其中圓眼對棒眼為顯性,果蠅群體中有圓眼和棒眼的雌雄果蠅若干(圓眼純合子和雜合子均可提供),請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制眼型的基因是位于常染色體還是X、Y染色體同源區(qū)段上。

方法1:隱雌純合顯雄法,模型圖如下:

方法2:隱雌雜合顯雄法,模型圖如下:

答案:選用棒眼雌蠅和純合圓眼雄蠅雜交,得到的F1雌雄個(gè)體相互交配,統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型。若F2中雌蠅為圓眼∶棒眼=1∶1,雄蠅全為圓眼,則控制眼型的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上;若F2中雌蠅為圓眼∶棒眼=3∶1,雄蠅為圓眼∶棒眼=3∶1,則控制眼型的基因在常染色體上。(或選棒眼雌蠅和雜合圓眼雄蠅雜交,統(tǒng)計(jì)F1的表現(xiàn)型。若F1中雌蠅全為圓眼,雄蠅全為棒眼或F1中雌蠅全為棒眼,雄蠅全為圓眼,則控制眼型的基因在X、Y染色體的同源區(qū)段上;若F1中雌蠅為圓眼∶棒眼=1∶1,雄蠅也為圓眼∶棒眼=1∶1,則控制眼型的基因在常染色體上。)

五、確定基因位于幾號常染色體上

例題6:某XY型性別決定的昆蟲,其體色黑(A)對灰(a)為顯性,眼色紅(B)對白(b)為顯性。已知基因A與a位于2號常染色體上,現(xiàn)有黑體色紅眼純種個(gè)體和灰體色白眼純種個(gè)體,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究控制眼色的基因是否在2號常染色體上。

方法1:雙雜合子自交法,模型圖略

方法2:雙雜合子測交法,模型圖略

答案:讓黑體色紅眼純種個(gè)體和灰體色白眼純種個(gè)體雜交,得到的F1雌雄個(gè)體相互交配,統(tǒng)計(jì)F2的表現(xiàn)型。若F2中黑體色紅眼∶黑體色白眼∶灰體色紅眼∶灰體色白眼=9∶3∶3∶1,則控制眼色的基因不在2號常染色體上;若F2中黑體色紅眼∶黑體色白眼∶灰體色紅眼∶灰體色白眼不為9∶3∶3∶1,則控制眼色的基因在2號常染色體上。(或讓黑體色紅眼純種個(gè)體和灰體色白眼純種個(gè)體雜交,得到的F1與灰體色白眼個(gè)體測交,統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型。若測交子代中黑體色紅眼∶黑體色白眼∶灰體色紅眼∶灰體色白眼=1∶1∶1∶1,則控制眼色的基因不在2號常染色體上;若測交子代中黑體色紅眼∶黑體色白眼∶灰體色紅眼∶灰體色白眼不為1∶1∶1∶1,則控制眼色的基因在2號常染色體上。)

例題7:某XY型性別決定的昆蟲,常染色體上有一對等位基因控制著缺刻翅和正常翅,其中缺刻翅對正常翅為顯性,昆蟲群體中有缺刻翅、正常翅的普通雌雄個(gè)體若干和1只7號染色體三體缺刻翅純合個(gè)體,請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是否位于7號染色體上。

方法:三體測交法,模型圖如下:

答案:略

例題8:某XY型性別決定的昆蟲,常染色體上有一對等位基因控制著缺刻翅和正常翅,其中缺刻翅對正常翅為顯性,昆蟲群體中有缺刻翅、正常翅的普通雌雄個(gè)體若干和1只7號染色體單體缺刻翅純合個(gè)體,請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是否位于7號染色體上。

方法:單體測交法,模型圖如下:

答案:略

例題9:某XY型性別決定的昆蟲,常染色體上有一對等位基因控制著缺刻翅和正常翅,其中缺刻翅對正常翅為顯性,昆蟲群體中有缺刻翅、正常翅的普通雌雄個(gè)體若干和1只2號染色體部分缺失的缺刻翅純合個(gè)體,請?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)探究控制翅型的基因是否位于2號染色體上,是否在缺失片段上。(注:缺失純合子致死)

方法:缺失個(gè)體測交法,模型圖如下: