探究基因在染色体上的定位的实验设计

1、探究基因在染色体上的定位的实验设计1、确定一对相对性状（完全显性）是常染色体遗传还是伴X遗传 方法一：用“雌隐×雄显”【 (aa) XaXa×XAY (AA、Aa) 】进行杂交，观察分析F1性状。适用条件：已知性状的显隐性。 结果结论：（1）若后代雌雄个体全部都是显性性状，说明一定是常染色体遗传（aa×AA）。 （2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，说明一定是常染色体遗传（aa×Aa）。（3）若后代雌性个体全部是显性性状，雄性个体全部是隐性性状，说明一定是 X染色体遗传，（XaXa×XAY）。方法二：用“正反交”法

2、，观察分析F1性状。 适用条件：未知性状的显隐性。 结果结论：（1）若正交、反交结果相同，且与性别无关，是常染色体遗传；（2）若正交反交的结果不同，其中的一种杂交后代的某一性状和性别明显相关，则是伴X遗传。 注意：在写具体的结果与结论时要分清亲本是纯合的还是野生型的？【例1】自然界的大麻为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型。在研究中发现，大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，已知该抗病性状受隐性基因b控制。     （1）若想利用一次杂交实验探究该抗病性状的遗传属于伴X遗传还是常染色体遗传，那么应选的杂交

3、亲本性状为：父本_，母本_。     （2）预测可能的实验结果和结论：      _。      _。     解析：从题意可知抗病性状是隐性性状，则不抗病性状为显性性状，可用“（抗病）隐雌×显雄（不抗病） ”进行杂交，观察分析F1性状。     答案：（1）不抗病、抗病（2）若后代雌株全为不抗病，雄株全为抗病，则抗病性状为伴X遗传；若后

4、代雌雄中均有抗病与不抗病植株，则抗病为常染色体遗传 【例2】 果蝇的眼色有红眼和白眼。且眼色的遗传是细胞核遗传，现有实验过程中所需要的纯种果蝇，请设计实验一次性探究出红眼和白眼的显隐性关系及这对等位基因位于常染色体还是X染色体上吗？ 【解析】由题意可知未知红眼和白眼的显隐性，因此可以用“正反交法”。方法步骤： 1杂交方案： 纯种白眼×纯种红眼；  纯种白眼×纯种红眼。 2观察并统计与的F1的性状表现。 预期结果及结论：（1）若杂交组合中后代雌性全为红眼，雄性全为白眼，在杂交组合中后代全为红眼，则红眼对白眼是显性，控

5、制红眼和白眼的基因位于X染色体上。 （2）若杂交组合中后代全为白眼，在杂交组合的F1中，雌性全为白眼，雄性全为红眼，则白眼对红眼是显性，相关的基因位于X染色体上。 （3）若杂交组合和杂交组合中后代全为红眼，则红眼对白眼是显性，控制红眼和白眼的基因位于常染色体上； （4）若杂交组合和杂交组合中后代全为白眼，则白眼对红眼是显性，控制红眼和白眼的基因位于常染色体上。 2、一对相对性状（完全显性）仅是X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 适用条件：已知性状的显隐性 方法一：用组合“雌隐×雄显（纯合）” 【XaXa×XAYA（X

6、AY）】进行杂交，观察分析F1性状。（常用） 结果结论：（1）若子代中的雌雄果蝇全部表现为显性性状，则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段；（2）若子代中的雌果蝇全部表现为显性性状，雄果蝇全部表现为隐性性状，则此等位基因位仅位于X染色体上。 方法二：用组合“雌显（杂合）×雄显（纯合）” 【XAXa×XAY（XAYA ）】进行杂交，观察分析F1性状。 结果结论：（1）若子代中的雌雄果蝇全部表现为显性性状，则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段上；（2）若子代中的雌果蝇全部表现为显性性状，雄果蝇出现性状分离，则此等位基因位仅位于X染色体上。

7、 【例1】 （2008年广东高考）科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。若这对等位基因存在于X和Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只表示为XBY。现有各种雌雄纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推测这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。 请你完成推断过程：   （1）选用_果蝇作为亲本进行杂交，雌雄亲本果蝇的表现型分别是_。   （2）预期结果及结论：    答案：（1）纯种； “截毛雌&

8、#215;刚毛雄”（2）若后代雌性个体全部是刚毛，雄性全部是截毛，说明是这对等位基因是仅位于X染色体上；若后代雌雄性个体全部是刚毛，说明这对等位基因是位于X染色体上的同源区段。3、一对相对性状（完全显性）仅是常染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传 适用条件：已知性状的显隐性方法一：用组合“雌隐×雄显（杂合）” 【XaXa（aa）×XAYa/ XaYA（Aa）】进行杂交，观察分析F1性状。结果结论：（1）若子代中的雌（或雄）全部表现为显性性状，雄（或雌）全部表现为隐性性状则此等位基因位于X、 Y染色体上的同源区段；【XaXa ×XAYa （XaXa &

9、#215;XaYA）】（2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，则此等位基因位于常染色体上（aa×Aa）。方法二：用组合“雌显（杂合）×雄显（杂合）” 【XAXa（Aa）×XAYa/ XaYA（Aa）】进行杂交，观察分析F1性状。 结果结论：（1）若子代中的雌性（或雄性）全部表现为显性性状，而雄性（或雌性）发生性状分离，则此等位基因位于X、Y染色体上的同源区段上；【XAXa ×XAYa （XAXa ×XaYA）】（2）若后代雌雄个体既有显性性状，又有隐性性状，且性状分离比为3:1，则此等位基因位于常染色体上（Aa×Aa

10、）。【例】将果蝇野生型和数种突变型的性状表现编号、控制性状的基因符号和基因所在位置如下表。类型性状野生型白眼型变胸型短肢型残翅型黑身型抗毒型基因位置眼色红眼W白眼wX染色体后胸后胸正常Hh染色体肢型正常肢Dd染色体翅型长翅Vv染色体体色灰身Bb染色体抗毒性不抗毒抗毒N线粒体注：1.每种突变型未列出的性状表现与野生型的性状表现相同 2.果蝇均为纯合体并可作为杂交实验的亲本请回答：（1）抗毒性性状的遗传特点是： （2）若进行验证基因的分离定律的实验，观察和记载后代中运动器官的性状表现，选作杂交亲本的编号及基因型应是 （3）若进行验证基因自由组合定律的实验，观察体色和体型的遗传表现，选作杂交亲本的编

11、号及基因型应是 选择上述杂交亲本的理论依据是 表现为自由组合。（4）若要通过一次杂交实验得到基因型为VvXwY(长翅白眼)的果蝇，选作母本的类型编号及其基因型和表现型应是 ，选作父本的类型编号及其基因型和表现型应是 。（5）果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因；同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼型的基因不在非同源区，棒眼（E）对圆眼（e）为显性。现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X和Y的同源区，还是位于常染色体上。写出你的实验方法、推断过程和相应的遗传图解。答案：（1）表现为

12、母系遗传；后代没有一定的分离比 （2）DD×dd或VV×vv （3）BBhh×bbHH 非同源染色体上的非等位基因 （4）VVXwXw（长翅白眼雌） vvXWY（残翅红眼雄）（5）参考答案一：将纯合的棒眼雌蝇与纯合的圆眼雄蝇杂交，得到足够多的F1个体。再选择F1雄性个体与纯合的圆眼雌蝇交配，得到F2。若F2的表现型为棒眼雌蝇和圆眼雄蝇，则E和e位于X和Y的同源区。遗传图解：P XEXE（棒眼）×XeYe(圆眼) F1 XEYe(棒眼) ×XeXe(圆眼) F1 XEXe（棒眼） XEYe(棒眼) F2 XEXe（棒眼） XeYe(圆眼)若F2的

13、表现型为雌雄蝇都有棒眼和圆眼，则E和e位于常染色体上。遗传图解：P EE（棒眼）×e e (圆眼) F1 Ee（棒眼） ×e e (圆眼) F1 Ee（棒眼） F2 Ee（棒眼） e e (圆眼)参考答案二：将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交，得到足够多的F1个体。再选择F1雄性个体与纯合的圆眼雌蝇交配，得到F2。（2分）若F2的表现型为圆眼雌蝇和棒眼雄蝇，则E和e位于X和Y的同源区。（3分）遗传图解：P XeXe(圆眼)×XEYE(棒眼) F1 XeYE (棒眼) ×XeXe(圆眼) F1 XEXe（棒眼） XeYE (棒眼) F2 XeXe(圆眼）

14、 XeYE (棒眼)若F2的表现型为雌雄蝇都有棒眼和圆眼，则E和e位于常染色体上。（3分）遗传图解：P EE（棒眼）×e e (圆眼) F1 Ee（棒眼） ×e e (圆眼) F1 Ee（棒眼） F2 Ee（棒眼） e e (圆眼)提示：在已知显性和隐性性状的前提下，所有的方法都是在知道常染色体遗传和伴性遗传后代出现不同情况的基础上演绎出来的。解答问题时，应该就各种情况进行遗传图解演算，从而找出相应的方法，然后只需将这些事实用文字表达出来，并给出相应结论即可。【例】果蝇的紫眼和红眼是一对相对性状，且雌雄果蝇均有紫眼和红眼。实验室现有一批未交配过的纯种紫眼和纯种红眼的雌雄果蝇

15、，若要用一代交配实验即可证明这对基因的显隐性和位于何种染色体上，则选择的杂交组合方式为： ，请你推测杂交一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种眼色为显性性状，以及控制眼色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只需写出子一代的性状表现和相应推断的结论）解析：该题性状的显隐性未知（是需要判断的），只做一次交配的话，该交配组合就可能不是隐性雌性和显性雄性的杂交，并且还要判断基因的位置，而判断基因位置的基本方法是做一个正交和反交实验，所以，该题需用正交和反交实验的方法。参考答案：杂交组合方式为：正交：紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇；反交：红眼雌果蝇×紫眼

16、雄果蝇。预期结果和结论：如果两个杂交组合的后代都是紫眼，则紫眼为显性，基因位于常染色体上。如果两个杂交组合的后代都是红眼，则红眼为显性，基因位于常染色体上。如果正交后代雌性都为红眼，雄性都为紫眼，而反交后代雌雄果蝇都为红眼，则红眼为显性，基因位于X染色体上。如果正交后代雌雄果蝇都为紫眼，而反交后代雌性都为紫眼，雄性的都为红眼，则紫眼为显性，基因位于X染色体上。进一步思考：如果没有告诉你紫眼和红眼是纯合子，那又该如何设计杂交交方案呢？解析：题中未说明是纯合子，则显性个体的基因型可能是纯合子（AA或XAXA），也可能是杂体子（Aa或XAXa），所以正交和反交实验都需做多个，即正交和反交组合都要选用

17、多对果蝇。（1）如果基因位于常染色体上，正交和反交的遗传图解如下：（2）如果基因位于X染色体上，正交和反交的遗传图解如下：然后，用假设法作出假设和相应的实验预期（见下表）。实验假设实验预期（子代的性状表现）正交：红眼×紫眼的F1反交：紫眼×红眼的F1假设1：紫眼为显性，基因位于常染色体上紫眼个体多于红眼个体，且眼色表现与性别无关假设2：红眼为显性，基因位于常染色体上红眼个体多于紫眼个体，且眼色表现与性别无关假设3：紫眼为显性，基因位于X染色体上雌性全为紫眼，雄性全为红眼紫眼个体多于红眼个体假设4：红眼为显性，基因位于X染色体上红眼个体多于紫眼个体雌性全为红眼，雄性全为紫眼最后，按照：“如果+实验预期，则说明+实验结论”的格式来组织答案。参考答案：杂交组合方式为：正交：紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇；反交：红眼雌果蝇×紫眼雄果蝇，且正交和反交组合都选用多对果蝇。预期结果和结论：如果两个杂交组合的子一代中都是紫眼个体多于红眼个体，并且眼色的遗传与性