Question

8．几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示．

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为2，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是8条．
（2）白眼雌果蝇（X^rX^r Y）最多能产生X^r、X^rX^r、X^rY和Y四种类型的配子．该果蝇与红眼雄果蝇（X^R Y）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为X^RX^r、X^RX^rY．
（3）用黑身白眼雌果蝇（aa X^rX^r）与灰身红眼雄果蝇（AA X^RY）杂交，F₁雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼．F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为3：1，从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为$\frac{1}{18}$．
（4）用红眼雌果蝇（X^RX^R）与白眼雄果蝇（X^r Y）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离．请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的．
实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交．
结果预测：I．若子代出现红眼（雌）果蝇，则是环境改变；
Ⅱ．若子代表现型全是白眼，则是基因突变；
Ⅲ．若没有子代，则是减数分裂时X染色体不分离．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：正常果蝇是二倍体生物，每个染色体组含有4条染色体．减数第一次分裂后期，同源染色体虽然分离，但仍在一个细胞中，所以细胞中染色体数目仍为8条．减数第一次分裂后期，同源染色体分离，随机移向两级，染色体数目减半，但因着丝点分裂，染色体暂时加倍，所以此时染色体组数为2个．

解答 解：（1）正常的果蝇为二倍体生物，正常体细胞中染色体组成为3对常染色体+XX（雌果蝇）或3对常染色体+XY（雄果蝇）．在减数第一次分裂后期果蝇细胞中，含有4对即8条染色体，含有16个核DNA分子，含两个染色体组；在果蝇细胞减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂而导致染色体及染色体组数目短暂加倍，此时细胞内的染色体数和体细胞相同即8条，含两个染色体组数．
（2）在减数分裂的过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，最后产生了染色体数目减半的配子．通过减数分裂可推知，X^rX^rY个体会产生X^r、X^rY、X^rX^r和Y四种卵子．X^rX^rY与红眼雄果蝇（X^RY）杂交，子代的基因型共有X^RX^r、X^RX^rY、X^RX^rX^r、X^RY、X^rY、X^rYY、X^rX^rY、YY，其中能存活的红眼雌果蝇的基因型为X^RX^r 或X^RX^rY．
（3）aaX^rX^r×AAX^RY→AaX^RX^r、AaX^rY，分别表现为雌性灰身红眼，雄性为灰身白眼，子二代中灰身红眼的基因型及比例是A_X^RX^r+A_X^RY=$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{3}{8}$，黑身白眼果蝇的基因型及比例aaX^rX^r+aaX^rY=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$$\frac{1}{8}$，因此灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为3：1；子二代中灰身红眼雌果蝇的基因型为AAX^RX^r或者是AaX^RX^r，前者占$\frac{1}{3}$，后者占$\frac{2}{3}$；灰身白眼雄果蝇AAX^rY或者是AaX^rY，前者占$\frac{1}{3}$，后者占$\frac{2}{3}$，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为aaX^rX^r+aaX^rY=$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{18}$．
（4）由题意知，M果蝇的变异来源可能是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；亲本果蝇发生基因突变；
亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离；实验的目的是验证M果蝇的变异类型，可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，通过观察杂交后代的表型比判断M果蝇的变异类型．
I．如果是环境改变引起表现型变化，基因型未变，M果蝇的基因型为X^RY，则杂交后的雌果蝇是红眼；
II．如亲本果蝇发生基因突变引起表现型变化，果蝇的基因型为X^rY，则杂交后的全是白眼；
III．亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离引起表现型变化，该雄果蝇的基因型为X^rO，不育，因此没有后的产生．
故答案为：
（1）2     8  
（2）X^rY   Y    X^RX^r、X^RX^rY
（3）3：1     $\frac{1}{18}$
（4）实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型结果预测：
I．子代出现红眼（雌）果蝇；   
II．子代表现型全是白眼 
 III．没有子代

点评 本题旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系的能力，分析题干获取有效信息的能力，并利用所学知识对某些生物学问题进行解释、推理、判断获取结论的能力及设计遗传实验并预期实验结果、获取结论的能力．