條件性基因敲除的基本原理范文
時間:2023-11-10 17:39:20
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篇1
簡要地說,分離定律的實質(zhì)是:在雜合子進行有性生殖的減數(shù)分裂過程中(什么時候)等位基因(什么基因)隨著同源染色體的分離(為什么會分離)而分別進入到不同的配子中。
下文將告訴同學(xué)們,怎么通過生物學(xué)原理分析分離定律的各類拓展題。
第一類:等位基因多于一對的情況
遺傳學(xué)上把同源染色體上位點相同、控制同類相對性狀的基因叫做等位基因。高中生物學(xué)中提到的等位基因一般是成對的,如控制豌豆花色的紫花基因C和白花基因c。但有些等位基因的成員在不同個體之間可以有2個以上,如人類的血型是由3個基因(IA、IB、i)控制的(見表1),IA、IB、i均為等位基因,其遺傳符合基因的分離定律。不同的等位基因來源于基因突變。
例1 紫色企鵝的羽毛顏色由如下四個基因決定:Pd—深紫色,Pm—中紫色,Pl—淺紫色,Pvl—很淺紫色(接近白色),其相對顯性順序(程度)為Pd>Pm>Pl>Pvl。若基因型為PdPm的深紫色企鵝與基因型為PlPvl的淺紫色企鵝雜交,則子代的羽毛顏色及其比例為( )
A. 深紫色∶中紫色∶淺紫色=2∶1∶1
B. 中紫色∶淺紫色=1∶1
C. 深紫色∶中紫色∶淺紫色∶很淺紫色=1∶1∶1∶1
D.深紫色∶中紫色=1∶1
【解析】本題中,決定紫色企鵝的羽毛顏色的四個基因互為等位基因,其遺傳符合基因的分離定律。解題時,寫出遺傳圖解(圖1)就可得到答案。
【答案】D
【突破錦囊】求解特定雜交組合的子代基因型和表現(xiàn)型情況的基本解題思路:第一步,根據(jù)基因分離定律的實質(zhì),從減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程出發(fā),獲得親本產(chǎn)生的配子情況;第二步,經(jīng)受精獲得子代的基因型及其比例;第三步,根據(jù)基因型與表現(xiàn)型的對應(yīng)關(guān)系,求得子代的表現(xiàn)型及其比例。
第二類:雜合子自交的子代性狀分離比不是3∶1的情況
例2 灰色銀狐有一種變種,在灰色背景上有白色的斑點,十分漂亮,稱為白斑銀狐。白斑銀狐自由,后代表現(xiàn)型及比例為白斑銀狐∶灰色銀狐=2∶1。下列有關(guān)敘述,錯誤的是( )
A. 銀狐體色有白斑對無白斑為顯性
B. 可以利用測交的方法獲得純種白斑銀狐
C. 控制白斑的基因純合致死
D. 白斑性狀產(chǎn)生的根本原因是基因突變
【解析】本題的難點在于性狀分離比特殊,致使某些學(xué)生不能運用基因分離的基本原理解決陌生問題。本題中,白斑銀狐自由,子代出現(xiàn)灰色,則白斑為顯性,灰色為隱性。但是兩只白斑個體,子代出現(xiàn)了2∶1的性狀分離,說明顯性純合致死,不可能獲得純種白斑銀狐。
【答案】B
【突破錦囊】要求對特殊分離比的遺傳現(xiàn)象進行解釋的解題思路:首先要清楚出現(xiàn)常規(guī)分離比的必要條件,雜交組合類似Aa×Aa的子代性狀分離比為3∶1需要滿足諸多的條件,如:不同基因型的配子活性和受精能力相同,不同基因型的個體的生存能力相同,基因A對基因a完全呈顯性等;然后結(jié)合題意分析分離比出現(xiàn)變化的可能原因(猜測);最后把該猜測“放回”題中檢驗其合理性。
第三類:多對基因共同控制一對相對性狀的情況
在多對等位基因共同控制某一相對性狀的情形下,僅僅依據(jù)基因的分離定律無法解釋遺傳現(xiàn)象,需要運用基因的自由組合定律。由細胞質(zhì)基因控制的性狀的遺傳、原核生物的性狀的遺傳等都不適合基因的分離定律。
例3 蠶的黃色繭(Y)對白色繭(y)是顯性,抑制黃色出現(xiàn)的基因(I)對黃色出現(xiàn)的基因(i)是顯性。現(xiàn)用雜合白色繭(IiYy)蠶相互,后代中白色繭對黃色蠶的分離比是( )
A. 3∶1 B. 13∶3 C. 1∶1 D. 15∶1
【解析】本題的難點在于學(xué)生對多對基因共同控制一對相對性狀的情況不熟悉,無從下手。雜合白色繭(IiYy)蠶相互,子代為I_Y_(白色繭)∶I_yy(白色繭)∶iiY_(黃色繭)∶iiyy(白色繭)=9∶3∶3∶1,即白色繭∶黃色蠶=13∶3。
【答案】B
【突破錦囊】求解一對相對性狀的雜交結(jié)果時,基因的分離定律不一定適用。在獨立遺傳的多對基因共同控制某一性狀的情況下,求解雜交子代表現(xiàn)型的解題思路為:首先運用自由組合定律獲得相關(guān)比例(如9∶3∶3∶1),再根據(jù)基因間的相互作用關(guān)系確定基因型與表現(xiàn)型的對應(yīng)關(guān)系,從而得到答案(如15∶1、9∶6∶1、12∶3∶1等)。
第四類:性染色體相關(guān)基因各同源區(qū)段不一定符合分離定律的情況
以人的性染色體為例,按基因的位置來分,有如下三類(圖2):一是位于同源區(qū)段的等位基因(A和a);二是位于X染色體非同源區(qū)段的基因(b),如紅綠色盲基因;三是位于Y染色體的非同源區(qū)段(E),如外耳道多毛癥基因。表2中有“”標記的個體在產(chǎn)生配子時,均符合基因的分離定律。
例4 某雌雄異株植物,寬葉基因(D)對窄葉基因(d)為顯性。現(xiàn)有寬葉、窄葉雌株若干和已知基因型為XDYD、XDYd或XdYD的寬葉雄株若干,請選擇親本雜交組合,通過一代雜交培育出可依據(jù)葉型區(qū)分雌雄的大批幼苗。用遺傳圖解和適當?shù)奈淖终f明培育過程。
【解析】解題的關(guān)鍵是要選擇已知基因型的親本,雄株的基因型是已知的,而雌株共有3種(XDXD、XDXd、XdXd),從表現(xiàn)型出發(fā),只有窄葉的雌株(XdXd)的基因型是可確定的。因此母本宜選擇窄葉的雌株(XdXd)。
【答案】
【突破錦囊】有的生物難以分辨雌雄,我們可通過選擇特定的親本雜交,使子代的特定性狀表現(xiàn)與性別相關(guān)聯(lián),從而辨別雌雄。決定特定性狀的基因一般位于性染色體上。解答此類試題必須注意的是,無論是親本的選擇,還是子代的辨別,其依據(jù)均為表現(xiàn)型,而不是基因型。如伴X遺傳中,常見的雜交組合為隱性母本(XbXb)和顯性父本(XBY)。
第五類:缺失某段基因或其等位基因的情況
如果某生物的一對同源染色體及其上的基因如圖3所示,其遺傳符合基因的分離定律。
例5 正常小鼠體內(nèi)常染色體上的B基因編碼胱硫醚γ-裂解酶(G酶),體液中的H2S主要由G酶催化產(chǎn)生。為了研究G酶的功能,需要選育基因型為B-B-的小鼠。通過將小鼠一條常染色體上的B基因去除,培育出了一只基因型為B+B-的雄性小鼠(B+表示具有B基因,B-表示去除了B基因,B+和B-不是顯隱性關(guān)系)。現(xiàn)提供正常小鼠和一只B+B-雄性小鼠,欲選育B-B-雄性小鼠。請用遺傳圖解表示選育過程(遺傳圖解中表現(xiàn)型不作要求)。
【解析】基因型為B+B-的雄性小鼠在減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子的過程中,遵循基因的分離定律,能產(chǎn)生兩種配子,即B+∶B-=1∶1。圖解見答案。
【答案】
再從F2的B-B-個體中選出雄性個體。