“一代杂交”与“一次杂交_”_遗_传类题赏析

“一代杂交”与“一次杂交 ” 遗传类题赏析 杂交实验作为遗传学中研究某种现象或解决某个问题的重要手段。如利用杂交实验可进 行育种设计、判断某性状的遗传方式、鉴别某基因的存在位置及确定一对相对性状中显隐性 等。但试题中常出现一代杂交实验和一次杂交实验，两者实际上是不同的。一代杂交：前提 是在一个世代内进行，可涉及到不同类型的亲本杂交；而一次杂交实验：前提是只一次，选 择什么样的杂交类型应该视具体的试题而定，但应确保是最佳的杂交组合，亲本是唯一的。 一代或一次杂交实验的考查通常出现在以下几种类型题中： 1 探究等位基因位于常染色体上还是位于 X 染色体上 1.1 一代杂交实验 例 1 已知果蝇的直毛与非直毛是一对等位基因，若实验室有纯合的直毛和非直毛雌、 雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交试验确定这对等位基因是位于常染色体上还是位于 X 染色体上？请说明推导过程。 解析：假设直毛与非直毛是一对相对性状，受一对等位基因控制（A 和 a）,且直毛为显 性（或非直毛为显性结果一样） 。 （1） 若该等位基因位于常染色体上，则不论正交还是反交，结果是一样的，都表 现出显性性状。 （2） 若该等位基因位于 X 染色体上，则亲本的基因型有： 雌：X AX A 和 X a X a ；雄： X AY 和 X aY。则正反交为： 正交 亲本 X AX A（） X aY（） 直（或非直） 非直（或直） 子代 X AY XAX a 直（或非直） 杂交后代不论雌雄都表现为直或都为非直。 反交 亲本 X aX a （） X AY（） 非直（或直） 直（或非直） 子代 X AX a X aY 直（或非直） 非直（或直） 杂交后代雌雄个体表现型不一致，雌性个体全部表现父本的显性性状，雄性个体表现出 母本的隐性性状。 答案： 取直毛雌雄果蝇与非直毛雌雄果蝇，进行正交和反交（即直毛非直毛， 非直毛直毛） ，若正、反交后代性状表现一致，则该等位基因位于常染色体上；若正、 反交后代性状表现不一致，则该等位基因位于 X 染色体上。 点拨：此类试题若限制进行一代杂交实验，可考虑进行正交和反交。 1.2 一次杂交实验 点拨：此类题若限制一次杂交实验，可考虑选择雌（隐性性状）与雄（显性性状）杂交， 考察后代性状。 例 2. 一只雌鼠的一条染色体某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与 野生型雄鼠杂交，F 1的雌雄中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交试验鉴别突变 2 基因在 X 染色体上还是在常染色体上。选择 F1个体杂交最好是（ ） A. 野生型（）突变型（） B. 野生型（）突变型（） C. 突变型（）突变型（） D.野生型（）野生型（） 解析：野生型变为突变型，有 2 种情况：一是突变型为显性，野生型为隐性（分别用 A 和 a 表示） ；二是突变型为隐性，野生型为显性。根据该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F 1的雌雄中均 既有野生型，又有突变型，可以排除第二种情况。第一种情况，不论基因位于常染色体上 ，还是 X 染色体上都符合。 下面推断 4 个答案组合的表现型： A ：假设基因在常染色体上 假设基因在 X 染色体上 F1 aa（）A a （） X aXaXAY F2 A a aa XAXa XaY 突变型 野生型 （） 突变型 野生型 （） B: 假设基因在常染色体上 假设基因在 X 染色体上 F1 aa（）A a （） X aYXAXa F2 A a aa XAXa XaXa XAY XaY 突变型 野生型 突变型 野生型 突变型 野生型 C: 假设基因在常染色体上 假设基因在 X 染色体上 F1 Aa（）A a （） X AXaXAY F2 AA A a aa XA XA XAXa XAY XaY 突变型 野生型 ( 突变型) 突变型 野生型 D: 假设基因在常染色体上 假设基因在 X 染色体上 F1 aa（）a a（） X aXa XaY F2 aa XaXa XaY 野生型 野生型 野生型 如通过一次杂交实验，鉴定某等位基因是在常染色体上还是在 X 染色体上，应选择的杂 交组合是：隐性性状的雌性与显性性状的雄性。用隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时， 若后代雌鼠全为显性性状，雄鼠全为隐性性状，则该基因位于 X 染色体上；若后代雌雄鼠中 都有显性性状，则该基因位于常染色体上。 答案：A 2 在一对相对性状中关于显隐性判断试题中的应用 2.1 一次杂交实验 例 3 若已知果蝇的直毛和非直毛是位于 X 染色体上的一对等位基因。但实验室只有从自然 界捕获的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只，你能否通过一 次杂交试验确定这对相对性状中的显性性状，请用标准遗传图解表示并加以说明和推导。 解析：本题的关键词是“一次杂交试验”。如果考虑采用直毛雌、雄果蝇或非直毛雌、雄果 蝇杂交的话，则很难在一次杂交实验中判断出来。具体的分析如下： XAXA XAY XaXa XaY XAXaXAY XAXA XAY XaXa XaY XAXA XAXa XAY XaY 3 （图一） （图二） （图三） 由于相同性状的亲本杂交，后代性状相同的话，可以对应图一和图二，是难以判断出 谁是显性还是隐性。所以该方案不合适。如果考虑采取两只不同性状的雌雄果蝇杂交一次， 根据后代的性状则很容易作出判断。 答案： 能 遗传图解如下： 图一 图二 图三 XAXA XaY XaXa XAY XAXaXaY XAXa XAY XAXa XaY X AXa XaXa X AY XaY 说明：任取两只不同性状的雌雄果蝇杂交，若后代只出现一种性状，则该杂交组合中 雌果蝇的性状为显性（图一） ；若后代果蝇雌雄各为一种性状，则该杂交组合中雄果蝇的性 状为显性（图二） ；若后代中雌雄果蝇均有两种不同性状且各占 1/2，则该杂交组合中雌果 蝇性状为显性（图三） 。 点拨：此类试题若限制进行一次杂交实验，可考虑选择不同性状的个体杂交，而不采用同一性状 中个体杂交。 2.2 一代杂交实验 例 4 已知牛的有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因 A 和 a 控制。在自由 放养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相等，随机选 1 头无角公牛和 6 头有 角母牛，分别交配每头母牛只产一头小牛，在 6 头小牛中，3 头有角，3 头无角。根据上述 结果是不能够确定这对相对性状中的显性性状。为了确定有角和无角这对相对性状的显隐性 关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，在一代内进行新的杂交实验， 应该怎样进行？（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论）。 解析：实验目的：确定有角和无角这对相对性状的显隐性关系。显性隐性确定的方法有： 杂合子自交，后代出现新的性状为隐性性状，则亲本性状为显性性状；纯合子自交，后代 都是纯合子。实验方案：选择多对有角牛与有角牛杂交，其中多对很关键。预期结果与结论： 如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为 显性，有角为隐性因为亲本是多对有角牛杂交，可能含有杂合子。（注：选择多对无角 牛与无角牛杂交也可以，但是结果不同） 答案：从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛有角牛） 。如果后代出现无角小牛， 则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性 。 点拨：此类试题若限制进行一代杂交实验，可考虑选择同一性状中的多对个体进行杂交，考 察后代性状变化特点。 3 同源区段上的基因与 X 染色体非同源区段上基因的遗传判断 3.1 一代杂交实验 采用正反交进行。若正反交结果相同，则基因位于 XY 同源区上；若正反交结果不同，则 基因位于 X 非同源区上。 例 5 科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对 等位基因存在于 X、Y 染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为 XBYB、X BYb、X bYB，若仅位 于 X 染色体上，则只能表示为 XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用杂交实验在一个世代内 来推断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，请写出遗传 图解，并简要说明推断过程。 分析：用多对纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交。同时再用多对纯种刚毛雌果蝇 4 与纯种截毛雄果蝇杂交。根据后代表现型进行判断。 如刚毛基因(B)与截刚毛基因(b)位于同源区段上，则： 正交 X bXbX BYB 反交 X BXBX bYb XBXb XbYB XBXb XBYb 刚毛 刚毛 如刚毛基因(B)与截刚毛基因(b)位于 X 的非同源区段上，则： 正交 X bXbX BY 反交 X BXBX bY XBXb XbY XBXb XBY 刚毛 截刚毛 刚毛 如果正反交结果是后代的雄性果蝇都是刚毛 ，则说明位于同源区段上。如果正反交结 果是后代的雄性果蝇有刚毛和截刚毛之分 ，则说明位于 X 的非同源区段上。 答案：选择多对纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交。同时选择多对纯种刚毛雌果 蝇与纯种截毛雄果蝇杂交。再根据后代表现型进行判断。如果正反交结果是：后代的雄性果 蝇都是刚毛 ，则说明位于 同源区段上。如果正反交结果是：后代的雄性果蝇有刚毛和截刚 毛之分 ，则说明位于 X 的非同源区段上。 2.2 一次杂交实验 选择隐性的纯合雌性显性的纯合雄性。 例 6 科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这 对等位基因存在于 X、Y 染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为 XBYB、X BYb、X bYB，若仅 位于 X 染色体上，则只能表示为 XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断 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，请写出遗传图解，