子代表现型为3:1,基因一定在常染色体上?

标签:
教育假设法 |
分类: 试题研究和分析 |
高考生物试题中,有关遗传学方面知识的试题,大多是难度较高的题目,因为按照试题设计者的思路,遗传题在高考生物试题中具有重要区分作用,对学生的思维能力要求很高,特别是推理能力。打开遗传题的钥匙应该是“假设法”,熟练使用假设法是解决遗传题的关键。
例如,2013年全国高考新课标理综Ⅱ卷第32题,考查的知识点涉及到对基因的“分离定律”与“自由组合定律”概念理解和运用、基因在染色体上的位置判定、杂交实验设计以及杂交后代的基因型与表现型比例等,粗略地看,这道题并不难,但当真正动笔做的时候,才发现这道题内含玄机,要得全分并不容易,尤其是其中的第二个填空(3分),所包括的知识与能力要求都比较高,而且所耗费时间比较多。
高考试题:已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状,分别受一对等位基因控制,且两对等位基因位于不同的染色体上。为了确定这两对相对性状的显隐性关系,以及控制它们的等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上(表现为伴性遗传),某同学让一只雌性长翅红眼果蝇与一雄性长翅棕眼果蝇杂交,发现子一代中表现型及其分离比为长翅红眼:长翅棕眼:小翅红眼:小翅棕眼=3:3:1:1。
回答下列问题:
1.在确定性状显隐性关系及相应基因位于何种染色体上时,该同学先分别分析翅长和眼色这两对性状的杂交结果,再综合得出结论。这种做法所依据的遗传学定律是______(3分)。
2.通过上述分析,可对两队相对性状的显隐性关系及其等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上做出多种合理的假设,其中的两种假设分别是:翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性。翅长基因和眼色基因都位于常染色体上,棕眼对红眼为显性。那么,除了这两种假设外,这样的假设还有______种(3分)。
3.如果“翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性”的假设成立,则理论上,子一代长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为______(2分),子一代小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为______(2分)。
试题分析(来自于复习用书):
第一个问题,题干信息中明确指出“已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状,分别受一对等位基因控制,且两对等位基因位于不同的染色体上”,所以当具有这两对相对性状的果蝇在杂交形成配子时,控制同一对相对性状的等位基因彼此分离,而位于非同源染色体上的非等位自由组合。第一问题的正确答案应该是“基因的分离定律和自由组合定律”,两者缺一不可。
第二个问题,根据题干中所设计的实验与子一代中的个体表现型比例,对两对基因的显隐性关系和基因在染色体上的位置做出合理的假设。实验及其结果是“一只雌性长翅红眼果蝇与一雄性长翅棕眼果蝇杂交,发现子一代中表现型及其分离比为长趐红眼:长翅棕眼:小趐红眼:小趐棕眼=3:3:1:1”。从中能得出的结论是长翅:小翅=3:1,所以长翅是显性,小翅是隐性,红眼:棕眼=1:1,不能确定显隐性关系。
但据此可以做出以下假设:
一是“翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性”。 (♀AaXbXb ×♂AaXBY)
二是“翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,红眼对棕眼为显性”。 (♀AaXBXb×♂AaXbY)
五是“翅长基因在常染色体上,眼色基因位于性染色体的同源区段上,棕眼对红眼为显性”。 (♀AaXbXb×♂AaXBYb)
六是“翅长基因在常染色体上,眼色基因位于性染色体的同源区段上,红眼对棕眼为显性”。 (♀AaXBXb×♂AaXbYb)
只有以上六种可能的组合才能产生四种子代且表现型符合3:3:1:1的比例。除去题干信息中表现出来的两种假设,所以正确答案是“4种”。
第三个问题,如果“翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性”的假设成立,根据杂交后代的表现型及比例,可推出亲代中雌性长翅红眼果蝇的基因型为AaXbXb,雄性长翅棕眼果蝇基因型为AaXBY,雌蝇可产生2种配子AXb、aXb,雄蝇可产生4种配子,即AXB、AY、aXB、aY ,其杂交结果如下:后代中长翅红眼果蝇中雌性个体应该为A_XbXb,但理论上没有这样的后代出现,所占比例为0。子一代中小翅红眼果蝇中雄性个体的基因型应该为aaXbY,从上表中我们可以找到这种基因型只有一种,所占比例为1或者100%。
我的观点:第二问题的分析是有问题的。
我看到,网络上或复习用书分析都认为要考虑X和Y染色体同源区,其实这样的考虑是错误的,因为试题明确指出,控制它们的等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上。
那么,为什么会有六种假设呢?
我认为,子代3:1,基因也有可能是在X染色体上,如XAXa×XAY,只不过子代中,隐性都是雄性,因为试题中没有说3:1有性别之分,这样的考虑是符合题意的。这正如摩尔根发现伴性遗传时的杂交结果(浙科版教材有这样的材料和问题讨论),分离比也符合分离定律。
因此,上述第五和第六的假设应该改为“翅长基因在X染色体上,眼色基因位于常染色体上,棕眼对红眼为显性” (♀XAXabb×♂XAYBb);“翅长基因在X染色体上,眼色基因位于常染色体上,红眼对棕眼为显性”(♀XAXaBb×♂XAYbb)。