关于基因的连锁和互换

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摩尔根通过果蝇的杂交实验发现了基因的连锁和互换:雄果蝇完全连锁遗传现象和本质雌果蝇不完全连锁遗传现象及本质

基因的连锁和互换定律的实质:在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子;在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组。

基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律不同:位于非同源染色体上的两对(或多对)基因,是按照自由组合定律向后代传递的,而位于同源染色体上的两对(或多对)基因,则是按照连锁和交换定律向后代传递的。

(全国Ⅰ,32)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。

(1)图中所列基因中,不能与翅外展基因进行自由组合的是_________________。

(2)同学乙用焦刚毛白眼雄性蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交),则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为_____;若进行反交,子代中白眼个体出现的概率为___。

(1)紫眼基因(2)01/2

(1)翅外展基因与紫眼基因连锁,不能自由组合,而与其他非同源染色体上的基因都可以自由组合。

(2)据题意,焦刚毛白眼隐性(设基因为a、b),则野生型(直刚毛红眼)为显性(设基因为A、B),XabY×XABXAB→雄蝇均为XABY(直刚毛红眼);若进行反交XABY×XabXab→1/2XabY(白眼)、1/2XABXab(红眼)。

(全国Ⅲ,31)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验,杂交涉及的四对相对性状分别是:红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如表:

回答下列问题:

(1)根据表中数据可得出的结论是:控制甲组两对相对性状的基因位于上,依据是;控制乙组两对相对性状的基因位于(填“一对”或“两对”)同源染色体上,依据是。

(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交,结合表中数据分析,其子代的统计结果不符合的比例。

(1)非同源染色体F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1

一对F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1,而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1

(2)1∶1∶1∶1

(1)据甲组实验可知,F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比,故控制甲组两对性状的基因位于非同源染色体上;乙组实验中,F2中圆∶长=3∶1、单∶复=3∶1,但未出现9∶3∶3∶1的性状分离比,说明两对等位基因的遗传分别遵循分离定律,但不遵循自由组合定律,所以控制乙组两对性状的基因位于一对同源染色体上。

(2)F1“圆单”个体不能产生1∶1∶1∶1的四种配子,因此用测交后代的统计结果不符合1∶1∶1∶1的比例。

(江苏,25)(多选)如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述正确的是

A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因

B.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上

C.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极

D.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极

BCD

等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因,朱红眼基因、暗栗色眼基因位于同一条染色体上,A错误;

有丝分裂中期每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板上,B正确;

有丝分裂后期,移向两极的基因都是细胞一整套基因,图中所示基因会出现在细胞的同一极,C正确;

图中常染色体与X染色体属于非同源染色体,减数第一次分裂后期可以组合到一起,所以可出现在细胞的同一极,D正确。

(海南,29)果蝇有4对染色体(I~IV号,其中I号为性染色体)。纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛,从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇,其特点如表所示。

某小组用果蝇进行杂交实验,探究性状的遗传规律。回答下列问题:

(1)用乙果蝇与丙果蝇杂交,F1的表现型是_______;F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比,其原因是__________。

(1)灰体长翅膀两对等位基因均位于II号染色体上,不能进行自由组合

(四川,11)(2)③用三种不同颜色的荧光,分别标记小鼠丁(AA1BB)精原细胞的基因A、B及A1,观察其细胞分裂过程,发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点,其原因是_____。

(2)③基因A与A1所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换

(2)③AA1BB经过复制为AAA1A1BBBB,若不发生交叉互换,一个次级精母细胞中应该含有AABB或A1A1BB,有2种颜色的4个荧光点。一个次级精母细胞内能有3种不同颜色荧光,应该是基因A与A1所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,使一个次精母细胞内的基因组成为AA1BB。

(天津,4)基因型为AaBbDd的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如下。叙述正确的是

A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中

B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子

C.B(b)与D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律

D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异

B

A.交叉互换之后,B、b基因的分离发生在次级精母细胞中,姐妹染色单体分离时;而A、a和D、d这两对等位基因的分离发生在初级精母细胞中

B.发生交叉互换后,四分体中连锁在一起的基因组成分别为AbD、ABD、abd、aBd,因此该细胞能产生这四种精子

C.B(b)与D(d)间发生重组,不遵循基因自由组合定律

D.非姐妹染色单体发生交换属于基因重组,没有引起染色体结构变异

(福建,27)现有翅型为裂翅的果蝇新品系,裂翅(A)对非裂翅(a)为显性。杂交实验如下:

(4)实验得知,等位基因(A、a)与(D、d)位于同一对常染色体上,基因型为AA或dd的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响,且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因_______(遵循/不遵循)自由组合定律。以基因型如图2的裂翅果蝇为亲本,逐代自由交配,则后代中基因A的频率将________(上升/下降/不变)

(4)不遵循不变

(4)(A、a)与(D、d)位于同一对同源染色体上,不遵循自由组合定律;

图2所示的个体只产生两种配子:AD和ad,自由交配后代中,AADD和aadd均胚胎致死,能存活的个体只有AaDd。因此无论自由交配多少代,种群中都只有AaDd的个体存活,A的基因频率不变。

(年北京,30)果蝇的2号染色体上存在朱砂眼(a)和和褐色眼(b)基因,减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制,bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。

(2)用双杂合体雄蝇(K)与双隐性纯合体雌蝇进行测试交实验,子代表现型及比例为暗红眼:白眼=1:1,说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是。

(2)A、B在同一条2号染色体上

(2)若A/a与B/b位于两对染色体上,则可以自由组合,AaBb×aabb→1AaBb(暗红眼):1Aabb(褐色眼):1aaBb(朱砂眼):1aabb(白眼);题中测交后代为暗红眼:白眼=1:1,则说明双杂合体中的A、B基因在同一条2号染色体上,a、b基因在另一条2号染色体上,它产生AB、ab两种配子,因此测交后代为1AaBb(暗红眼):1aabb(白眼)。

(福建,27)已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性关(由等位基因D、d控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制),蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据:

(3)根据甲组的杂交结果可判断,上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是:如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律,则甲组的杂交后代应出现种表现型,比例应为。

(3)41:1:1:1

根据自由组合定律,可得知甲组乔化蟠桃DdHh与矮化园桃ddhh测交,结果后代应该有乔化蟠桃、乔化园桃、矮化蠕桃、矮化园桃四种表现型,而且比例为1:1:1:1。表中数据与此不符,则这两等位基因位于同一对同源染色体上,不遵循自由组合定律。

(北京,30)拟南芥的A基因位于1号染色体上,影响减数分裂时染色体交换频率,a基因无此功能;B基因位于5号染色体上,使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离,b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验,在F2中获得了所需植株丙(aabb)。

(4)杂交前,乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后,丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的_____在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。

②丙的花粉母细胞进行减数分裂时,若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换,则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是____。

③本实验选用b基因纯合突变体是因为:利用花粉粒不分离的性状,便于判断染色体在C和R基因位点间_____,进而计算出交换频率。通过比较丙和___的交换频率,可确定A基因的功能。

(4)①父本和母本   

②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色   

③交换与否和交换次数   乙

(4)①乙中C、R基因与A基因位于1号染色体上,丙的父本和母本在减数第一次分裂前期,都分别发生了1号染色体的非姐妹染色单体交叉互换,即:

如此才可得到丙。

②丙的花粉母细胞减数分裂时,若染色体在C和R基因位点见只发生一次交换,则产生的四个花粉粒分别为:

呈现出的颜色分别仅含C蓝色、仅含R红色、C、R整合在一条染色体上红蓝叠加呈紫色,不含荧光标记基因的无色。

③本实验选用b基因纯合个体是为了利用花粉粒不分离的性状,便于统计判断染色体在C、R基因间是否发生互换,通过丙(aa)与乙(AA)比较,可确定A基因对于基因交换次数的影响。

(天津,9)果蝇是遗传学研究的经典材料,其四对相对性状中红眼(E)对白眼(e)、灰身(B)对黑身(b)、长翅(V)对残翅(v)、细眼(R)对粗眼(r)为显性。下图是雄果蝇M的四对等位基因在染色体上的分布。

(4)果蝇M产生配子时,非等位基因______和______不遵循自由组合规律。若果蝇M与黑身残翅个体测交,出现相同比例的灰身长翅和黑身残翅后代,则表明果蝇M在产生配子过程中_________,导致基因重组,产生新的性状组合。

(5)在用基因型为BBvvRRXeY和bbVVrrXEXE的有眼亲本进行杂交获取果蝇M的同时,发现了一只无眼雌果蝇。为分析无眼基因的遗传特点,将该无眼雌果蝇与果蝇M杂交,F1性状分离比如下:

①从实验结果推断,果蝇无眼基因位于_____号(填写图中数字)染色体上,理由是__________。

(4)B(或b)v(或V)V和v(或B和b)基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换

(5)①7、8(或7、或8)   无眼、有眼基因与其他各对基因间的遗传均遵循自由组合定律

(4)B、v和b、V位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律

理论上M只能产生基因型为Bv、bV的配子,与黑身残翅(只产生bv配子)个体测交,后代只有灰身残翅黑身长翅。出现等比例的灰身长翅和黑身残翅后代,说明发生了非姐妹染色单体的交叉互换,产生等比例的BV、bv配子。

(5)①根据表格结果,若无眼基因位于性染色体上,则M与无眼雌果蝇的后代中雄性均为无眼,与表格中的结果不符,所以该基因位于常染色体上,且子代有眼﹕无眼=1﹕1,其他性状均为3﹕1,说明有眼无眼性状的遗传和其他性状不连锁,为自由组合,因此和其他基因不在同一对染色体上,据图可知应该位于7号或8号染色体上。

(江苏,33)有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段用(XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段用(X+表示)。果蝇的长翅(Vg)对残翅(vg)为显性,基因位于常染色体上。请回答下列问题:(2)上图是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中果蝇杂交,X染色体的诱变类型能在其杂交后代_果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合理的解释是;如果用正常眼雄果蝇与F1中果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频率,合理的解释是。(2)棒眼雌性   雄性   

杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雄果蝇,且X染色体间未发生交换,Y染色体无对应的等位基因   正常眼雌性   X染色体间可能发生了交换

(2)XCIBX+×X?Y→F1:XCIBX?(棒状眼雌性)、X?X+(正常眼雌性),X+Y(正常眼雄性)、XCIBY(死亡)。

据题意,XCIBX?不会交叉互换,X?X+可能会发生交叉互换;而杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果蝇,Y染色体无对应的等位基因,隐性突变可在子代雄性中显现出来,所以选择F1棒眼雌性XCIBX?与正常眼雄性X+Y交配,后代雄性将会出现三种情况:死亡(XCIBY),正常眼或隐性突变体,可根据子代隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率。

如果选择F1雌性正常眼X?X+与正常眼雄性X+Y交配,则雌性X染色体有可能存在交叉互换,不能准确计算出隐性突变频率。

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图:网络

文:凤凤

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