性狀分離比模型的構(gòu)建及應(yīng)用
性狀分離比模型的構(gòu)建及應(yīng)用
正常條件下，孟德爾分離比為9:3:3:1，但由于非等位基因之間存在相互作用，孟德爾分離比會(huì)被修飾，而發(fā)生改變，但兩對(duì)等位基因的遺傳仍遵循自由組合定律。因此，通過分析正常條件下F2的性狀分離比，并適當(dāng)變形，就可以建立“基因互作”條件下的性狀分離比模型。巧用性狀分離比模型，將會(huì)使“基因互作”問題的解答變得更加直觀和簡捷。
一、積加作用(9∶6∶1)
兩種顯性基因同時(shí)處于顯性狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)一種性狀;只有一對(duì)處于顯性狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)另一種性狀;兩對(duì)基因均為隱性純合時(shí)表現(xiàn)為第三種性狀。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于基因間的積加作用，其中9/16 A_B_表現(xiàn)為一種性狀，6/16(A_bb+aaB_)表現(xiàn)為另一種性狀，1/16aabb表現(xiàn)為第三種性狀，故性狀分離比為9∶6∶1。
例2 一種觀賞植物，純合的藍(lán)色品種與純合的紅色品種雜交，F(xiàn)1全為藍(lán)色，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2為9藍(lán)：6紫：1紅。若將F2中的紫色植株用紅色植株授粉，則后代表現(xiàn)型及比例為( )
A.2紅：1藍(lán) B.2紫：1紅 C.1紅：1紫 D.3紫：1紅
答案：B
解析：根據(jù)分離比為9：6：1，可推知藍(lán)色是雙顯性性狀，紫色是一顯一隱的性狀，紅色是雙隱性性狀。設(shè)這兩對(duì)等位基因?yàn)锳與a，B與b，那么紅色植株基因型必然是aabb，花粉的基因型是ab。故F2中的紫色植株為1/6AAbb、2/6Aabb、1/6aaBB、2/6aaBb。若將F2中的紫色植株用鮮紅色植株授粉，則后代表現(xiàn)型為紫色植株的占4/6(2/6Aabb+2/6aaBb)，后代表現(xiàn)型為鮮紅植株的占2/6aabb。
二、互補(bǔ)作用(9 ∶7)
兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因同時(shí)處于顯性狀態(tài)時(shí)，決定一種性狀的表現(xiàn)，其他情況則表現(xiàn)為另一種性狀。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于顯性基因A與顯性基因B間的互補(bǔ)作用，只有9/16 A_B_表現(xiàn)為一種性狀，其余的7/16都表現(xiàn)為另一種性狀，故性狀分離比為9 ∶7。
例1 香豌豆的花色有紫花和白花兩種，顯性基因C和P同時(shí)存在時(shí)開紫花。兩個(gè)純合白花品種雜交，F(xiàn)1開紫花;F1自交，F(xiàn)2的性狀分離比為紫花：白花=9：7。下列分析不正確的是( )
A.兩個(gè)白花親本的基因型為CCpp與ccPP
B.F1測交結(jié)果紫花與白花的比例為1：1
C.F2紫花中純合子的比例為1/9
D.F2中白花的基因型有5種
答案：B
解析：雙顯性的個(gè)體開紫花，其他基因型開白花，基因型是5種：CCpp、ccPP、Ccpp、ccPp、ccpp ，F(xiàn)2的性狀分離比為紫花：白花=9：7,即紫花：白花=9：(3+3+1)，F(xiàn)1基因型應(yīng)是CcPp，親本純合白花，基因型只能是CCpp與ccPP，F(xiàn)1測交，子代基因型是：Cc Pp：Ccpp：ccPp ：ccpp=1：1：1：1. 紫花與白花的比例為1：3。
三、顯性上位(12∶3∶ 1)
一種對(duì)顯性基因的產(chǎn)物抑制另一種顯性基因的產(chǎn)物，只有在上位基因不存在時(shí)，被遮蓋的基因才能表達(dá)。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于顯性基因A對(duì)顯性基因B具有顯性上位作用，其中12/16( A_B_+A_bb)表現(xiàn)為一種性狀，3/16aaB_表現(xiàn)為另一種性狀，1/16aabb表現(xiàn)為第三種性狀，故性狀分離比為12∶3∶ 1。
例3 在兩對(duì)等位基因自由組合的情況下，F(xiàn)1自交后代的性狀分離比是12：3:1，則F1測交后代的性狀分離比是( )
A.1：3 B.3：1
C.2：1：1 D.1：1
答案 C
解析 兩對(duì)等位基因的自由組合中，正常情況下F1自交后代F2的性狀分離比為9：3：3：1，若F2的性狀分離比為12：3：1，說明正常情況下F2的四種表現(xiàn)型(A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1)中的兩種表現(xiàn)型(A_B_和A_bb或A_B_和aaB_)在某種情況下表現(xiàn)為同一種性狀，則F1測交后代的性狀分離比為2：1：1。
四、隱性上位( 9∶3∶4 )
在兩對(duì)互作的基因中，其中一對(duì)隱性基因?qū)α硪粚?duì)基因起上位性作用。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于成對(duì)的隱性基因aa對(duì)另一對(duì)基因具有隱性上位作用，其中9/16 A_B_表現(xiàn)為一種性狀，3/16A_bb表現(xiàn)為另一種性狀，4/16(aabb+16aaB_)表現(xiàn)為第三種性狀，故性狀分離比為9∶3∶4。
例4 2003年10月發(fā)射的“神舟五號(hào)”在航天搭載實(shí)驗(yàn)中，有一批基因型為BbCc的實(shí)驗(yàn)鼠，已知B決定黑色毛，b決定褐色毛，C決定毛色存在，c決定毛色不存在(即白色)。則實(shí)驗(yàn)鼠繁殖后，子代表現(xiàn)型黑色∶褐色∶白色的理論比值為( )
A.9：3：4 B.9：4：3 C. 3：4：9 D.4：9：3
答案：A
解析：由題意可知，后代B C 類型毛色為黑色，占9/16;bb C 類型毛色為褐色，占3/16;B cc和bbcc類型毛色為白色，占4/16(3/16+1/16=4/16)。
五、重疊作用(15∶1 )
兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因中，當(dāng)有顯性基因存在時(shí)，表現(xiàn)為一種性狀;當(dāng)兩對(duì)基因都為隱性狀態(tài)時(shí)，表現(xiàn)為另一種性狀。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于基因間的重疊作用，其中15/16( A_B_+aaB_+A_bb)表現(xiàn)為一種性狀，1/16aabb表現(xiàn)為另一種性狀，故性狀分離比為15∶1。
例5 在薺菜中三角形的角果是由兩對(duì)非等位基因T1和T2所決定。其隱性基因t1和t2決定長筒形角果，現(xiàn)用具有不同顯性非等位基因的三角形角果雜交，則F2中表現(xiàn)型的類型及比例為( )
A.3:1 B.13:3 C.1:1 D.15:1
答案：D
解析：親本的基因型為T1T1t2t2×t1t1T2T2得F1為T1t1T2t2,再相互雜交得:F2 ，t1t1t2t2表現(xiàn)為長筒形，其余均為三角形，故三角形：長筒形=15∶1。
六、抑制作用(13:3)
兩對(duì)獨(dú)立基因中的一對(duì)顯性基因本身不能控制性狀的表現(xiàn)，但對(duì)另一對(duì)基因的顯性表現(xiàn)有抑制作用。子一代(AaBb)自交，子二代中應(yīng)該為：9/16A_B_，3/16A_bb，3/16aaB_，1/16aabb。由于顯性基因A對(duì)另一對(duì)基因的顯性表現(xiàn)具有抑制作用，其中13/16( A_B_+A_bb+aabb)表現(xiàn)為一種性狀，3/16aaB_表現(xiàn)為另一種性狀，故性狀分離比為13∶3。
例6 蠶的黃色繭(Y)對(duì)白色繭(y)是顯性，抑制黃色出現(xiàn)的基因(I)對(duì)黃色出現(xiàn)的基因(i)是顯性?，F(xiàn)用雜合白色繭(IiYy)蠶相互交配，后代中白色繭對(duì)黃色繭的分離比是( )
A.3:1 B.13:3 C.1:1 D.15:1
答案：B
解析：依題意可知，只有基因型為iiY_的個(gè)體才表現(xiàn)為黃色繭，其余基因型的個(gè)體均為白色繭。雜合白色繭(IiYy)蠶相互交配，黃色繭(iiY_)蠶占3/16，白色繭占13/16。
作者簡介：周偉，生物奧賽主教練。主要從事生物教學(xué)與奧賽培訓(xùn)研究，近年來在《生物學(xué)教學(xué)》、《中學(xué)生物教學(xué)》、《吉首大學(xué)學(xué)報(bào)》、《新高考》、《考試報(bào)》、《素質(zhì)教育報(bào)》、《中學(xué)生理化報(bào)》、《中學(xué)生學(xué)習(xí)報(bào)》、《當(dāng)代中學(xué)生報(bào)》等報(bào)刊上發(fā)表文章60多篇。