何“通過一次雜交實(shí)驗(yàn)”確定基因的位置

1、如何“通過一次雜交實(shí)驗(yàn)”確定基因的位置生物學(xué)教學(xué)2008年(第33卷)第6期如何”通過一次雜交實(shí)驗(yàn)確定基因的位置杜桂新(河北省武邑中學(xué)053400)我們經(jīng)常遇到:”如何通過一次雜交實(shí)驗(yàn)確定等位基因是在常染色體上,x染色體的非同源區(qū)段還是x和Y染色體同源的區(qū)段上”之類的問題,要解決這類問題首先要了解x,Y染色體的不區(qū)段上基因的分布.1XY染色體上的不同區(qū)段XY染色體由于減數(shù)分裂過程中能配對(duì),因此是同源染色體.但其形態(tài),大小卻不完全相同,x染色體稍大,Y染色體較小,它們的不同區(qū)段分布著不同的基因,每個(gè)區(qū)段基因的遺傳情況各不相同,如圖1所示:圖中I是x和Y染色體的同源區(qū)段:x染色體I段的基因,在Y染

2、色體I段上可以找到對(duì)應(yīng)的等位基因或相同基因.染色體的交叉互換就發(fā)生在同源部分.一1是Y染色體的非同源區(qū)段:Y染色體此區(qū)段的基因,在x染色體上找不到對(duì)應(yīng)的等位基因或相同基因.如控制外耳道多毛的基因位于Y染色體上的此區(qū)段.一2是x染色體非同源區(qū)段:x染色體該區(qū)段的基因,在Y染色體上找不到對(duì)應(yīng)的等位基因或相同基因.如控制紅綠色盲,血友病的基因就是位于此區(qū)段.II一1I圖12如何通過一次雜交實(shí)驗(yàn)來確定等位基因的位置(顯性性狀由A控制.隱性性狀用a控制)(1)如何確定等位基因是位于常染色體上還是x染色體的非同源區(qū)段上實(shí)驗(yàn)方法:在已知顯隱性的情況下,用隱性的雌性個(gè)體與顯性的雄性個(gè)體雜交,觀察后代的表現(xiàn)型.

3、分析:假設(shè)該基因位于常染色體上,雜交組合的基因型為:隱性的雌性個(gè)體aa,顯性的雄性個(gè)體為AA或Aa.推測后代雌雄中都有顯性個(gè)體出現(xiàn).假設(shè)該基因位于x染色體(非同源部分)上,隱性的雌性個(gè)體基因型為xx,顯性的雄性個(gè)體為xAY,xx和xAY雜交后代雌性全為顯性,雄性全為隱性.預(yù)測結(jié)果:若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則該基因位于x染色體?49?上(非同源段);若后代雄性中有顯性性狀的個(gè)體出現(xiàn),則該基因位于常染色體上.例1一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生突變,使野生型變?yōu)橥蛔冃?該鼠與野生型鼠雜交,F的雌雄鼠中均既有野生型又有突變型.假如通過一次雜交實(shí)驗(yàn)來鑒別突變基因是在常染色體上還是x染色體上.

4、F的雜交組合最好選擇()A.野生型(雌)X突變型(雄)B.野生型(雄)X突變型(雌)c.突變型(雄)X突變型(雌)D.野生型(雌)X野生型(雄)解析:先確定該等位基因的顯,隱性:原來的野生型鼠的后代全是野生型,不發(fā)生性狀分離,所以原來的野生型個(gè)體都是純合子.突變型是新出現(xiàn)的表現(xiàn)型,且該雌鼠與野生型雄鼠雜交,F的雌鼠中均既有野生型又有突變型,出現(xiàn)了性狀分離.可以推知:突變型是顯性性狀,野生型是隱性性狀.選擇野生型(雌)和突變型(雄)雜交,如果后代雌鼠全為突變型,雄性全為野生型,則該基因位于x染色體上(非同源段);若后代雄性中有突變型(顯性)的個(gè)體出現(xiàn),則該基因位于常染色體上.答案:A(2)如何確

5、定基因位于常染色體還是性染色體同源的區(qū)段實(shí)驗(yàn)方法:用隱性雌性與雜合雄性雜交分析:假設(shè)基因位于常染色體上,雜交組合的基因型為:隱性雌性aa,雜合雄性為Aa,推測后代顯:隱為1:1,且在雌雄中顯隱比例相同都為1:1.假設(shè)基因位于性染色體的同源區(qū)段,雜交組合的基因型為:隱性雌性xx,雜合雄性為xAY或xYA.xx和xY雜交后代雌性全為顯性,雄性全為隱性;XX和xYA后代雌性全為隱性,雄性全為顯性.預(yù)測結(jié)果:若后代中顯:隱為1:1,且在雌雄中顯隱比例相同都為1:1,則基因在常染色體上;若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性或雄性全為顯性,雌性全為隱性,則基因在性染色體的同源區(qū)段.例2假設(shè)圖2為果蠅的性染色體

6、示意圖.x和Y染色體有一部分是同源的(圖中I片段),該部分基因互為等位;另一部分是非同源的(圖中的一1,一2片段),該部分基因不互為等位.果蠅的灰身(A)對(duì)黑身(a)顯性,正常硬毛(B)對(duì)短硬毛(b)顯性,兩對(duì)基因中有I對(duì)位于常染色體上,(二二二二二二二=U豳x?5O?另1對(duì)位于x和Y染色體同源的區(qū)段(圖中I片段),現(xiàn)用雜交組合:雜合灰身短硬毛雌蠅×雜合的黑身正常硬毛雄蠅,只做一代雜交試驗(yàn),選用多對(duì)果蠅.推測雜交組合的子一代可能出現(xiàn)的性狀,并以此為依據(jù),判斷A和a,B和b中,哪一對(duì)基因位于常染色體,哪一對(duì)基因位于性染色體同源的區(qū)段(要求只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論.)圖2解

7、析:解題思路:先假設(shè)A,a位于常染色體,B,b位于x,Y的同源區(qū)段上,則雜交組合的基因型為雜合灰身短硬毛AaXX,雜合黑身正常硬毛aaXY(或aaXY).AaXX和aaXY雜交,推測子代表現(xiàn)型應(yīng)為:雌雄都有灰身與黑身,且比例接近1:1,而雌性都是正常硬毛,雄性都是短硬毛;AaXX和aaXY雜交,子代表現(xiàn)型應(yīng)為:雌雄都有灰身和黑身,且比例接近1:1,雌性都是短硬毛,雄性都是正常硬毛.再P隱性雌性XIXb×IX顯性雄性XBya/XnyBXX雌性顯性XY0雄性顯性圖甲(基因位于x,Y染色體上的同源區(qū)段)由上圖可知:若基因位于x,Y染色體上的同源區(qū)段,則后代雄性全為顯性個(gè)體;若基因僅位于x染

8、色體上,則子代雄性全表現(xiàn)為隱性性狀.預(yù)測結(jié)果:若子代雄性有顯性個(gè)體出現(xiàn),則此對(duì)基因位于x,Y染色體上的同源區(qū)段;若子代雄性全表現(xiàn)為隱性性狀,則此對(duì)基因僅位于x染色體上.例3.科學(xué)家研究黑腹果蠅時(shí)發(fā)現(xiàn),剛毛基因(B)對(duì)截毛基因(b)為完全顯性.若這對(duì)等位基因存在于x,Y染色體的同源區(qū)段,則剛毛雄果蠅表示為:xY,xYb,xYB,若僅位于x染色體上,則只能表示為生物學(xué)教學(xué)2008年(第33卷)第6期假設(shè)A,a位于x,Y同源區(qū)段上,B,b位于常染色體上,則雜交組合的基因型為:雜合灰身短硬毛雌蠅bbXX,雜合的黑身正常硬毛雄蠅BbXY,推測出子代的表現(xiàn)型的情況為:子代中雌雄都有灰身和黑身,且比例接近1

9、:1,雌雄都有正常硬毛蠅毛與短蠅毛,且比例接近于1:1.如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同,則A,a位于常染色體,B,b位于x,Y的同源區(qū)段上.如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相同,則A,a位于x,Y同源區(qū)段上,B,b位于常染色體上.答案:若子代中雌雄都有灰身與黑身,且比例接近1-1,而雌性都是正常硬毛,雄性都是短硬毛;或者雄性都是正常硬毛,雌性都是短硬毛;則控制灰身(A),黑身(a)基因在常染色體上,而控制正常硬毛(B),短硬毛(b)的基因在x和Y染色體同源的區(qū)段.若子代中雌雄都有灰身與黑身,且比例接近1:1,雌雄都有正常硬毛與短硬毛,且比例接近1:1,(或?qū)懗勺哟泻谏Ｓ裁?黑色短硬毛:灰色正常硬毛:灰色短硬毛大致等于1:1:1:1,且雌雄都有)則控制灰身(A),黑身(a)基因在x和Y染色體同源的區(qū)段,控制正常硬毛(B),短硬毛(b)基因在常染色體上.(3)如何確定基因是位于x,Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于x染色體上實(shí)驗(yàn)方法:用純種隱性雌性個(gè)體與純種顯性雄性個(gè)體雜交分析:P隱性雌性顯性雄性Xb.X×XBy1/XB)(h雌性顯性XY雄性隱性圖乙(基因僅位于x染色體上)xY.現(xiàn)有各種純種果蠅若干,請(qǐng)利用一次雜交實(shí)驗(yàn)來推斷這對(duì)基因是位于x,Y染色