获得知识有两种基本途径,一种是尝试—犯错—尝试,这种方法无疑是最直接、最有开创性,但它效率极低;另一种就是模仿,模仿使得我们快速地掌握复杂的技能,相当于“抄了小道”。对大多数同学而言,模仿是学习的捷径。
黄老师将纷繁复杂的遗传题进行模式化归类,就是为了方便你学习模仿,并有利于长久记忆。遗传题系列文章是黄老师上课时的讲义,对黄老师而言,持续的分享倒逼自己持续学习,有利于专业成长。
遗传题突破系列文章受到了大家的欢迎,很高兴,通过这个系列文章结识了很多新朋友。
今天分享基因互作类遗传题,当两对非等位基因决定同一性状时,能产生基因间相互作用,使孟德尔比例发生了修饰。从遗传学发展的角度来理解,这并不违背孟德尔定律,而实质上是对孟德尔定律的扩展。基因互作类遗传题在近几年来浙江生物选考中频频出现,如2015年10月28题、2016年4月28题、2018年4月28题。
熟悉两对等位基因杂合子自交后代的遗传结构,对快速解答此类题很有帮助,以下F2代各基因型所占的比例要熟记:
基因互作类的遗传题比较重要的有抑制作用和上位作用,上位作用又分为显性上位和隐性上位,本讲就研究这三种类型的遗传题。
一、抑制作用(13:3)
遗传模型:鸡的羽毛颜色遗传
P 白羽莱杭 (CCII) × 白羽温德 (ccii)
↓
F1 白羽(CcIi)
↓
F2 13 白羽 (9C_I _ 3ccI_ 1ccii) : 3 有色羽 (C_ii)
I/i基因本身不决定性状表现,但当显性基因I存在时对C/c基因的表现起抑制作用。
【巩固练习】
抑制作用有三种类:抑制基因完全显性、抑制基因不完全显性、抑制基因在X染色体上,下面分别举例。
1.抑制基因完全显性
鸡的羽毛有白色和有色等性状,显性基因I是抑制基因,显性基因C是有色羽基因,隐性基因c是白羽基因,且这两对基因分别位于两对同源染色体上.当I和C同时存在时,I就抑制了有色羽基因C的表达,使其不能表现为有色羽;当I不存在时,C才发挥作用,显示有色羽.请回答下列问题:
(1)现将一种白羽莱杭鸡(IICC)若干只与另一种白羽温德鸡(iicc)若干只作为亲本进行杂交,F1的表现型为___,基因型为___.
(2)让F1雌雄个体互相交配(自交),F2中表现型为白羽的比例为___.其中能够稳定遗传的比例为___.
(3)F2中有色羽个体的基因型为___,若要判断一只有色羽公鸡是否为纯合子,可以让其与多只___母鸡交配,结果___时,说明这只公鸡为纯合子.请用遗传图解解释上述现象___.
2.抑制基因不完全显性
四季豆是一种自花传粉作物,其种皮的颜色是由两对非等位基因A(a)和B(b)控制的,而且两对基因的遗传遵循孟德尔定律。种皮细胞中有A基因,便可产生足量的黑色素;a基因不能控制色素的产生。种皮细胞中的B基因为修饰基因,可淡化黑色素的显色程度;其中,BB可使黑色素颜色完全消失,Bb使色素颜色淡化,bb不影响黑色素的显色效果。选择能产生白色种皮的一棵植株(P1)和能产生黑色种皮的一棵植株(P2)为亲本材料,实验如图所示。请回答下列问题:
P1 × P2
↓
F1 黄褐色
↓⊗
F2 黑色 黄褐色 白色
3 ∶ 6 ∶ 7
(1)据上述图解分析,P1和P2的基因型依次是________和________。
(2)在F2中,产生黄褐色种皮的植株基因型为______________,产生白色种皮的植株基因型有________种。
(3)F2中杂合子植株(Bb)在减数分裂过程中,如果没有发生交叉互换,基因B与B之间的分离、基因B与b之间的分离分别发生在________和________(要求具体到前、中、后、末等)时期,在有性生殖过程中,F1中的基因B或b以________为载体传递给F2。
(4)如果现有基因型为aaBB、AABB、aabb和Aabb的植株,需要在最短的时间内培育出黑色可稳定遗传的新品种,可以利用__________为材料进行__________育种(育种方式)。
3.抑制基因在X染色体上
某雌雄异株二倍体植物为XY型性别决定,该植物有蓝花和紫花两种表现型,由等位基因A和a(位于常染色体上)、B和b(位于X染色体上)共同控制。已知紫色素形成的途径如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.该花色的遗传反映了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B.该植物种群内花色对应的基因型共有9种
C.若蓝花雄株×蓝花雌株,F1中的紫花雄株占3/16,则雄株亲本的基因型为AaXBY
D.取AaXBY植株的花粉通过离体培养所得植株都为纯合子
二、显性上位【12:3:1】
遗传模型:
两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用,其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用,如果起遮盖作用的基因是显性基因,称为显性上位性作用。本例中B 对Y/y基因有显性上位性作用。
【巩固练习】
4.狗的毛色中褐色(B)对黑色(b)显性;I和i是位于另一对同源染色体上的等位基因,I是抑制基因,当I存在时,含有B、b基因的狗均表现为白色,i不影响B、b的表达。现有黑色狗(bbii)和白色狗(BBII)杂交获得F1,F1雌雄个体相互交配产生的F2中,理论上杂合褐色和黑色个体之比为( )
A.8∶1 B.2∶1
C.15∶1 D.3∶1
5.在家鼠遗传实验中,一黑色家鼠与白色家鼠杂交(白色与黑色由两对等位基因控制且独立遗传),F1均为黑色。F1个体间随机交配得F2,F2中出现黑色∶浅黄色∶白色=12∶3∶1,则F2黑色个体中杂合子的比例为( )
A.1/6 B.1/8
C.5/6 D.5/8
三、隐性上位(9:3:4)
遗传模型:用真实遗传的棕色家鼠和白化家鼠杂交,F1全是黑色家鼠。F2代群体出现9/16黑色:3/16棕色:4/16白化。(图)
隐性基因cc能够阻止任何色素的形成。因此只要cc基因存在,即使B基因存在也不能呈现出颜色,而表现出白化,没有cc基因,B基因控制黑色性状。
2018年4月浙江选考生物卷28题就考查隐性上位,还涉及三对等位基因,详见《2018年4月浙江省生物选考28题解析》
【巩固练习】
6. 隐性上位基因在常染色体上
(2016·金华十校联考)育种工作者先用纯合家兔进行下图所示杂交实验。下列有关说法正确的是( )
P 灰色×白色
↓
F1 灰色
↓自由交配
F2 灰色 黑色 白色
9 ∶ 3 ∶ 4
A.F1的测交后代表现型比例为1∶1∶2
B.F1家兔产生配子过程共形成两个四分体
C.F2的灰色基因对白色基因是不完全显性
D.F2家兔中与亲本(P)表现型不同的新组合类型所占比例为7/8
7. 隐性上位基因在X染色体上
某品种鼠的毛色由2对等位基因共同控制,已知基因B决定黑色毛,基因b决定褐色毛,另有一对基因A/a决定毛色是否存在,(若毛色不存在,即为白色毛)。现有多只基因型相同的黑色雌鼠与多只基因型相同的黑色雄鼠杂交,F1的表现型及比例见表:
黑色 | 褐色 | 白色 | |
雌鼠 | 304 | 101 | 0 |
雄鼠 | 149 | 55 | 205 |
请回答:
(1)鼠毛色性状的遗传符合________定律,A/a基因中决定毛色不存在的基因是___________。
(2)亲代黑色雄鼠的基因型为________,F1雌鼠中杂合子所占的比例为________。
(3)选择F1中褐色雌鼠与F1中黑色雄鼠随机交配,F2中有色鼠所占的比例为________。
(4)请用遗传图解表示F1中杂合褐色雌鼠与F1中褐色雄鼠杂交实验得到子代的过程。
小结:
1.抑制作用:13:3
2.显性上位:12:3:1
酶P比酶R对底物有更强的亲和性,以致只有缺乏酶P时,酶R才能起作用。
3.隐性上位:9:3:4
虽然同学们不需要掌握抑制作用、显性上位、隐性上位这些概念,但是理解这些遗传模式对快速解答此类题目还是有帮助的,建议大家了解一下。
本文作者:黄雄伟,杭州二中高级教师,生物奥赛国际金牌教练。要和黄老师做朋友的可以扫下方二维码添加黄老师微信,添加微信时请备注某某学校某某老师或者某某学校某某学生(家长)。
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