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3.1 验证基因位于X染色体上

遗传规律验证与基因定位实验设计 · 高三
讲清楚它是什么

定义 通过杂交实验后代雌雄表现型比例差异,判断基因位于X染色体非同源区段的方法。

从哪来 本知识点为高三第1讲起点,无前置知识点记录,直接基于高中生物遗传学基础概念构建。

为什么 X染色体在雌雄个体中数量不同(雌性XX,雄性XY)。若基因位于X染色体非同源区段,雄性只有一条X染色体,其表现型直接由该X上的基因决定(半合子);而雌性有两条X染色体,存在纯合与杂合之分。这种染色体组型的性别差异,导致特定杂交组合下,后代性状分离比在雌雄间出现显著不同,从而成为判断基因位置的依据。

讲法
适合逻辑推理型、喜欢数学推导的学生 采用“假设法+代数推导”。 1. 假设基因在常染色体上:设基因为A/a,亲本为AA×aa或Aa×aa,后代雌雄表现型比例应一致(如1:1或3:1)。 2. 假设基因在X染色体上:设基因为$X^A/X^a$,亲本为$X^A X^a \times X^a Y$(或$X^A Y \times X^a X^a$)。 3. 对比两种假设下的子代基因型及表现型比例。 4. 结论:若子代雌性全为显性、雄性全为隐性(或反之),则必为伴X遗传。重点强调“性别与性状关联”这一核心逻辑。
讲法
适合形象思维型、喜欢案例记忆的学生 采用“红绿色盲案例类比法”。 1. 引入经典案例:母亲携带者($X^B X^b$)×父亲正常($X^B Y$),儿子可能患病($X^b Y$),女儿通常正常。 2. 反向思考:如果基因在常染色体上,儿子和女儿患病的概率应该是一样的。 3. 核心口诀:“母病子必病,女病父必病”(针对隐性);“父病女必病”(针对显性)。 4. 通过几个典型家系图,让学生观察“性状是否跟着性别走”,建立直观印象。
讲法
适合应试技巧型、追求解题速度的学生 采用“特殊杂交组合速判法”。 1. 寻找“隐性雌性”个体: - 若隐性雌性 × 正常雄性 → 儿子全隐性,女儿全正常 → 伴X隐性。 - 若隐性雌性 × 正常雄性 → 儿子全正常,女儿全隐性 → 伴X显性(极少见,需排除)。 - 若隐性雌性 × 正常雄性 → 子代雌雄均有正常和隐性 → 常染色体。 2. 寻找“显性雄性”个体: - 若显性雄性 × 正常雌性 → 女儿全显性,儿子全正常 → 伴X显性。 - 若显性雄性 × 正常雌性 → 子代雌雄比例一致 → 常染色体。 3. 总结:只要看到“子代性状表现与性别完全挂钩”,即可锁定伴X。
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练一道
基础题
果蝇红眼(W)对白眼(w)为显性,位于X染色体。现有纯合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1代雌雄果蝇均为红眼。F1代雌雄果蝇相互交配,F2代的表现型及比例是什么?
变式
某二倍体生物,性别决定为XY型。一对表现型正常的夫妇生了一个患病的儿子和一个正常的女儿。已知该病为单基因遗传病。请判断该病可能的遗传方式,并说明理由。
看解答过程
1. 亲本基因型:雌 $X^W X^W$,雄 $X^w Y$。 2. F1代基因型:雌 $X^W X^w$(红眼),雄 $X^W Y$(红眼)。 3. F1互交:$X^W X^w \times X^W Y$。 4. F2代基因型及表现型: - 雌性:$1/2 X^W X^W$(红眼),$1/2 X^W X^w$(红眼)→ 雌性全为红眼。 - 雄性:$1/2 X^W Y$(红眼),$1/2 X^w Y$(白眼)→ 雄性红眼:白眼 = 1:1。 5. 结论:F2代中,雌性全为红眼;雄性中红眼:白眼 = 1:1。整体红眼:白眼 = 3:1,但雌雄表现型比例不同。
试试手自己判
检测题
某植物性别决定为XY型。用纯合红花雌株与白花雄株杂交,F1代雌株全为红花,雄株全为白花。F1代雌雄植株相互交配,F2代中红花:白花 = 1:1,且红花全为雌株,白花全为雄株。请判断控制花色的基因位置,并写出F1代的基因型。
看答案和判分标准
答案:基因位于X染色体非同源区段。 F1代基因型:雌株 $X^R X^r$,雄株 $X^r Y$。
判对标准:
1. 正确判断基因位于X染色体非同源区段(2分)。
2. 正确写出F1代雌株基因型 $X^R X^r$(1分)。
3. 正确写出F1代雄株基因型 $X^r Y$(1分)。
4. 若仅答“伴X遗传”未指明“非同源区段”,扣1分;若基因型书写错误,扣2分。
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