探究基因位置

探究基因的位置
山西运城银星学校杨晓冬
【摘要】对控制生物性状的基因是位于细胞质中还是位于细胞核中，控制性状的核基因是位于常染色体上还是位于性染色体上，性染色体上的基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X(Y)染色体上，控制两相对性状的两对等位基因是一对同源染色体上还是位于非同源染色体上如何进行准确判断是考试中经常出现的试题。

本文将对上述问题进行探究。

【关键词】探究；基因；位置；方法
探究某基因位置这种题不仅考查学生的基本生物学知识，而且还考查学生的分析、推理、综合和运用能力，现笔者结合自身的教学实践，就如何进行基因位置的教学提出一些探究方法。

探究规律为：问题→方法→预期结果→相应结论。

常规探究方法演绎如下：
1、探究某性状的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传
(1)正反交法
方法：判断某对相对性状是细胞核遗传还是细胞质遗传，应该做正交实验和反交实验，若正交与反交的结果，子代的性状都与母本一致，说明属于细胞质遗传。

若正交与反交的结果，子代性状表现相同，与母本无关(表现的都是显性性状)，说明属于细胞核遗传。

案例：有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。

请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。

用图解和简洁语言问答。

答案：
正交：P 红花♀×白花♂反交：P 白花♀×红花♂
↓↓
F1 F1
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该花色的遗传为细胞质遗传。

若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传。

(2)核移植构建重组细胞法
方法：A细胞核+B细胞质→重组细胞甲B细胞核+A细胞质→重组细胞乙
若重组细胞甲形态发生明显变化而重组细胞乙无变化，则调控基因存在细胞核中。

若重组细胞乙形态发生明显变化而重组细胞甲无变化，则调控基因存在细胞质中。

若重组细胞甲和乙形态均发生明显变化，则调控基因可能同时存在细胞核和细胞质中。

若重组细胞甲和乙形态均没有发生明显变化，则调控基因发挥作用需要细胞自身的核质互相作用。

案例：生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核上，科研人员做了如下图所示实验设计：
根据以上思路，请继续完成下列实验设计方案。

(1)实验方案：(实验提示：癌细胞能传代培养，细胞形态发生明显改变。

如何观察细胞形态不作实验设计要求。

)
①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分散成单个细胞。

②分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。

③。

④取2只培养瓶编号甲、乙，各加入等量的培养液。

⑤。

⑥。

(2)预期实验结果及结论：
答案：(1)③取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞A，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞B。

⑤分别取等量重组细胞A和重组细胞B，依次加入甲、乙两只培养瓶中，进行细胞培养。

⑥分别观察甲、乙培养瓶中的细胞形态。

(2)①若甲瓶的细胞形态发生明显变化，则调控基因存在细胞核中。

②若乙瓶中的细胞形态发生明显变化，则调控基因存在细胞质中。

③若甲、乙两瓶中的细胞形态均发生明显变化，则调控基因可能同时存在细胞核和细胞质中。

④若甲、乙两瓶中的细胞形态均没有发生明显变化，则调控基因发挥作用需要癌细胞自身的核质互相作用。

2、探究某基因是位于X染色体上还是位于常染色体上
(1)已知基因的显隐性：应选用隐性雌性个体与显性雄性个体进行交配，即可确定基因位于常染色体还是性染色体上。

如果后代性状与性别无关，则是常染色体的遗传；如果后代的某一性状(或2个性状)和性别明显相关，则是伴X遗传。

方法：选择隐性雌性个体与显性雄性个体进行交配。

若后代中的所有雌性个体表现出显性性状，所有雄性个体表现出隐性性状，说明该基因位于X染色体上。

若后代中雌雄个体表现出显性性状或均表现出显隐性性状，说明该基因位于常染色体上。

案例：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。

现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，若用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上，请选择交配亲本表现型。

实验预期及相应结论为：。

答案：白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
①子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，则这对基因位于X染色体上。

②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上。

③子代中雌、雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上。

(2)已知雌雄个体均为纯合子：用正交和反交的结果进行比较，若正交反交结果相同，与性别无关，则是常染色体的遗传；若正交反交的结果不同，其中一种杂交后代的某一性状(或2个性状)和性别明显相关，则是伴X遗传。

方法；正交和反交，观察后代的表现型是否一致。

若后代的表现型一致，与性别无关，说明该基因位于常染色体上。

若后代的表现型不一致，与性别明显相关，说明该基因位于X染色体上。

案例：己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X染色体上?请说明推导过程。

答案，能。

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。

3、探究某基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上
方法：选择隐性雌性个体与显性雄性个体进行交配。

若后代中的所有雄性个体表现出显性性状，说明该基因位于X、Y染色体上的同源区段。

若后代中的所有雄性个体表现出隐性性状，说明该基因仅位于X染色体上。

案例：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，则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB，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，并简要说明推断过程。

答案：
用截刚毛的雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子代雄果蝇表现为刚毛，则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段；若子代雄果蝇表现为截剐毛，则此对基因仅位于X染色体上。

4、探究控制某两对相对性状的两对等位基因是否位于一对同源染色体上
方法，具有相对性状的亲本杂交得F1，F1自交(动物让雌、雄个体自由交配)得F2。

若F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，符合基因的自由组合定律，说明控制某两个性状的两对等位基因不是位于一对同源染色体上(即位于两对同源染色体上)。

反之，则可能是位于一对同源染色体上。

案例：实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。

已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。

现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点(说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活)。

请设计一套杂交方案，研究控制果蝇灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并作出判断。

答案：(1)杂交方案：长翅灰体×残翅黑檀体→F1F2
(2)推断及结论：如果F2出现四种性状，且性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第二号同源染色体上。

反之，则可能是位于第二号同源染色体上。

总之，该类试题可根据材料设计实验判断基因位置，解题时分析思路总结如下；
①做正反交实验或核移植构建重组细胞法，根据结果进行比较判断某基因是位于细胞核中还是位于细胞质中。

②已知基因的显隐性应选择隐性雌性个体与显性雄性个体进行交配或已知雌雄个体均为纯合子，用正反交法，根据结果进行比较，判断某基因是位于常染色体还是性染色体上。

③选择隐性雌性个体与显性雄性个体进行交配，根据结果进行比较判断某基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上。