一个特殊杂交组合的应用及例析

王守民

(河北省滦平县第一中学 068250)

在高中生物学教学中，解决遗传学问题最重要的步骤，包括显隐性关系的判断、确定基因在染色体上的位置及推断基因型和表现型等环节。有一个特殊的杂交组合在遗传学教学中具有很重要的用途，这个杂交组合是“显性♂×隐性♀”的杂交(当然若为ZW性别决定，则为“显性♀×隐性♂”的杂交)，那么它有哪些用途呢？

1 判断显隐性关系

具有相对性状的纯合亲本杂交，子代中雄性与亲代中雌性表现型相同，子代中雌性与亲代中雄性表现型相同。那么，亲代中雄性所表现的性状即为显性性状，即亲本杂交组合就是显性♂×隐性♀。

分析：假设亲本中雄性表现型为隐性性状，如为常染色体遗传，亲本基因型为♀AA和♂aa，所得子代基因型全为Aa，无论雌雄表现型都相同，均为显性性状；如为XY染色体同源区段遗传，亲本基因型为♀XAXA和♂XaYa，所得子代基因型为XAXa和XAYa，无论雌雄表现型都相同，均为显性性状；如为伴X染色体遗传，亲本基因型为♀XAXA和♂XaY，所得子代基因型为XAXa和XAY，无论雌雄表现型都相同，为显性性状；即三种情况均与题意不符，故此假设是错误的，从而证明亲代中雄性所表现的性状为显性性状，即亲本杂交组合就是显性♂×隐性♀。

例1 有一种雌雄异株的草本经济植物，属于ZW型性别决定，雌株是性杂合子，雄株是性纯合子。已知其叶片上的斑点是由Z染色体上隐性基因(b)控制的。某园艺场要通过杂交培育出一批在苗期就能识别雌雄的植株，则应选择：

(1)表现型为的______植株做母本，基因型为__________；表现型为的__________植株做父本，基因型为____________。

(2)子代中表现型为______的是雌株；子代中表现型为的______的是雄株。

解析：ZW型性别决定与XY型性别决定类似。依据题目所给信息“雌株是性杂合子，雄株是性纯合子”，则可推断出雌株基因型为ZBW，表现型为无斑点；基因型为ZbW，表现型为有斑点。雄株基因型为ZBZB、ZBZb，表现型为无斑点；基因型为ZbZb，表现型为有斑点。

参考答案：(1)无斑点 ZBW 有斑点 ZbZb(2)有斑点 无斑点。

2 确定基因所在染色体的位置

2.1 判断基因位于常染色体还是X染色体 用隐性雌性与显性雄性纯合亲本杂交，观察子代的性状表现情况。若子代无论雌雄表现型都相同，均为显性性状，没有明显的性别差异，即为常染色体遗传；若子代中雄性与亲代中雌性表现型相同，子代中雌性与亲代中雄性表现型相同，有明显的性别差异，即可确认伴X染色体遗传。

例2 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1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基因在X染色体还是在常染色体上，选择杂交的F1个体最好是

A．野生型(雌)×突变型(雄)

B．野生型(雄)×突变型(雌)

C．野生型(雌)×野生型(雄)

D．突变型(雌)×突变型(雄)

解析：据题意可知，一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状，说明基因突变为显性突变。突变型雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄中均既有野生型，又有突变型，相当于测交，说明突变基因可能在X染色体还是在常染色体上。最常用的办法就是用隐性雌性和显性雄性杂交，观察子代有无明显的性别差异。即用野生型雌性和突变型雄性杂交，若子代雌性全为突变型，雄性全为野生型，则突变基因在X染色体；若子代雄性既有野生型又有突变型，则突变基因在常染色体上。所以答案应选择A。

2.2 判断基因仅位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段 用隐性雌性与显性雄性纯合亲本杂交，观察子代的性状表现情况。若子代无论雌雄表现型都相同，均为显性性状，没有性别差异，即为XY染色体的同源区段遗传；若子代中雄性与亲代中雌性表现型相同，子代中雌性与亲代中雄性表现型相同，有明显的性别差异，即可确认伴X染色体遗传。

分析：假设是XY染色体的同源区段遗传，在已知显隐性关系的情况下，亲本基因型为♀XaXa和♂XAYA，所得子代基因型为XAXa和XaYA，子代中无论雄性还是雌性表现型都相同，均为显性性状，没有性别差异；假设是伴X染色体遗传，亲本基因型为♀XaXa和♂XAY，所得子代基因型为XAXa和XaY，子代中雄性与亲代中雌性表现型相同，子代中雌性与亲代中雄性表现型相同，有明显的性别差异。

例3 科学家研究黒腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截毛基因(b)为显性。现有各种纯种果蝇若干，可利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅为于X染色体上。请设计实验方案并写出结果预测及结论。

解析：设计“显性♂×隐性♀”的杂交方案，即“刚毛♂×截毛♀”。假设等位基因仅位于X染色体，则“刚毛♂×截毛♀”即为“XBY♂×XbXb♀”，F1中雌性均为XBXb(刚毛)，雄性均为XbY(截毛)；假设等位基因位于X、Y染色体的同源区段，“刚毛♂×截毛♀”即为“XBYB♂×XbXb♀”，F1中雌性均为XBXb(刚毛)，雄性均为XbYB(刚毛)。

参考答案：选择纯种刚毛雄果蝇和截毛雌果蝇杂交，观察F1中雌、雄果蝇该性状的表现情况。若F1中雌性全表现为刚毛，雄性全表现为截毛，则等位基因仅位于X染色体上；若F1个体全表现为刚毛，则等位基因位于X、Y染色体同源区段。

2.3 判断基因位于常染色体还是X、Y染色体的同源区段 用隐性雌性与显性雄性纯合亲本杂交，再用F1中的显性雄性个体与隐性雌性个体杂交，观察F2的性状表现情况。若F2中雄性均是显性性状，雌性均是隐性性状，有明显的性别差异，即为XY染色体同源区段遗传；若F2中无论雌性还是雄性均有显性性状和隐性性状，无性别差异，即可确认为常染色体遗传。

分析：假设是XY染色体的同源区段遗传，在已知显隐性关系的情况下，亲本基因型为♀XaXa和♂XAYA，所得F1基因型为XAXa和XaYA，F1中的显性雄性个体XaYA与隐性雌性个体XaXa杂交，所得F2中雄性与F1中雄性的基因型和表现型相同，均是XaYA和显性性状，雌性与F1中雌性基因型和表现型相同，均是XaXa和隐性性状，有明显的性别差异；假设是常染色体遗传，亲本基因型为♀aa和♂AA，所得F1基因型为Aa，F1中雄性个体Aa与隐性雌性个体aa杂交，所得F2中无论雌性还是雄性基因型均有Aa与aa，表现型均有显性性状和隐性性状，没有性别差异。也可用隐性雌性与显性雄性纯合亲本杂交，再用F1中的雄性个体与雌性个体杂交，观察F2的性状表现情况。若F2中雄性均是显性性状，雌性既有显性性状又有隐性性状，有明显的性别差异，即为XY染色体同源区段遗传；若F2中无论雌性还是雄性均有显性性状和隐性性状，无性别差异，即可确认为常染色体遗传。

例4 果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或无相同基因；同源区上的X和Y片段上有等位基因或有相同基因。控制果蝇眼型的基因不在非同源区段，棒眼(E)对圆眼(e)为显性。现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合的雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X和Y的同源区，还是位于常染色体上。请写出你的实验方法、推断过程和相应结论。

解析：设计“显性♂×隐性♀”的杂交方案，即“棒眼♂×圆眼♀”。假设等位基因位于常染色体，则“棒眼♂×圆眼♀”即为“EE♂×ee♀”，子代均为Ee(棒眼)；假设等位基因位于X、Y染色体的同源区段，则“棒眼♂×圆眼♀”即为“XEYE♂×XeXe♀”，子代中雌性均为XEXe(棒眼)，雄性均为XeYE(棒眼)。两种情况下杂交结果相同，无法判断。但没关系，在此基础上用F1中雌、雄个体杂交即可。假设等位基因位于常染色体，“Ee♂×Ee♀”的子代(F2)无论雌、雄均会出现棒眼和圆眼个体；假设等位基因位于X、Y染色体的同源区段，则“XeYE×XEXe”的子代(F2)中雄性均为棒眼个体，雌性则棒眼和圆眼个体都有。

参考答案：选择纯种棒眼雄果蝇和圆眼雌果蝇杂交，得到F1，再选择F1中雌、雄果蝇进行杂交，观察F2中雌、雄果蝇该性状的表现情况。若子代中雌性全表现为刚毛，雄性全表现为截毛，则等位基因仅位于X染色体上；若子代中的个体全表现为刚毛，则等位基因位于X、Y染色体同源区段。

3 推知子代的性别

例5 果蝇红眼为伴X显性遗传，白眼为隐性性状，下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的是 ( )

A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇

B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇

C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇

D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇

解析：果蝇控制眼色的基因位于X染色体上，眼色遗传为伴X遗传，红眼基因为显性基因。则有雌性的基因型和表现型为：XAXA、XAXa为红眼，XaXa为白眼，雄性XAY为红眼，XaY为白眼。依据伴性遗传的两个规律：伴X显性遗传和伴X隐性遗传的传递规律：“父患女必患”和“母患子必患”，A中子代雄果蝇既有红眼又有白眼，雌果蝇全为红眼；B中子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼；C中子代雌、雄个体均有红眼和白眼；D中子代雌雄个体全为白眼。答案选择B。

总之，无论是哪种遗传方式，都会有其固有的特点，只要认真加以分析，掌握其特点和用途，并加以灵活运用，就可以用来解决多种多样的问题，达到简单、准确、快速的效果。