Question

【题目】果蝇是遗传学研究的经典实验材料。果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制，且刚毛（B）对截毛（b）为显性；控制果蝇红眼的基因（R）只存在于X染色体上，如下图所示。请回答下列问题：

（1）上述两对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律，原因是___________________________。

（2）若只考虑刚毛和截毛这对相对性状，则果蝇种群中刚毛雄果蝇的基因组成除图示外，还有_____种。现将两只刚毛果蝇杂交，子代雌果蝇全为刚毛，雄果蝇中既有刚毛，又有截毛，则亲代中雌果蝇的基因型是_____________。

（3）科研人员发现，果蝇的灰身（H）对黑身（h）为显性，H、h位于常染色体上，纯合灰身果蝇与黑身果蝇杂交，后代中出现一只黑身果蝇（甲），甲的出现可能是亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。研究人员利用基因型为HH的果蝇（乙）进行相关实验，弄清了原因。试对实验结果进行预测（假定一对同源染色体缺失相同片段时胚胎致死，各基因型配子活力相同）。

实验步骤：

①将甲和乙杂交，获得F1；

②F1自由交配，观察并统计F2的表现型及比例。

结果预测：

①若F2表现型及比例为__________________________，则甲的出现是基因突变导致的；

②若F2表现型及比例为__________________________，则甲的出现是染色体片段缺失导致的。

Answer 1

【答案】 控制这两对相对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上（或控制这两对相对性状的两对等位基因都在性染色体上，或控制这两对相对性状的两对等位基因连锁） 2 XBXb 灰身∶黑身=3∶1 灰身∶黑身=4∶1

【解析】本题以果蝇为素材，综合考查了基因的分离定律、基因的自由组合定律、遗传学实验设计的相关知识，意在考查学生能理解所学知识要点，把握知识间的内在联系的能力。解答本题需要学生掌握基因的分离定律、自由组合定律的实质，同时能够利用杂交实验根据子代的表现型及比例推断亲本果蝇在产生配子的过程中发生了哪种类型的变异（基因突变或染色体片段缺失）。

（1）控制这两对相对性状的两对等位基因位于一对同源染色体上（或控制这两对相对性状的两对等位基因都在性染色体上，或控制这两对相对性状的两对等位基因连锁），故这两对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。

（2）由于果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上的一对等位基因控制，则刚毛雄果蝇的基因型为XBYB、XbYB、XBYb，故基因组成除图示外，还有2种。由于子代雄果蝇中既有刚毛，又有截毛，说明其雄果蝇中Y染色体上应该为b基因，亲代雌果蝇为XBXb，雄果蝇为XBYb。

（3）由于果蝇的灰身（H）对黑身（h）为显性，H、h位于常染色体上，纯合灰身果蝇（HH）与黑身果蝇（hh）杂交，后代为灰身果蝇（Hh），但后代中出现一只黑身果蝇（甲），甲的出现可能是亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。若亲本果蝇在产生配子的过程中发生了基因突变，则甲的基因型为hh，将甲（hh）和乙（HH）杂交，获得F1（Hh）；F1（Hh）自由交配，因此F2的表现型及比例为灰身（1/4H、2/4Hh）∶黑身（1/4h）=3∶1；若亲本果蝇在产生配子的过程中发生了染色体片段缺失，则甲的基因型为h0，将甲（h0）和乙（HH）杂交，获得F1（Hh、H0）；F1（1/2Hh、1/2H0）自由交配，则其H的基因频率为1/2，h的基因频率为1/4，0的基因频率为1/4，由于一对同源染色体缺失相同片段时胚胎致死，因此F2的灰身果蝇（H_）的概率为1/4（HH）+1/4（Hh）+1/4（H0）=3/4，黑身果蝇（h_）的概率为1/16（hh）+1/8（h0）=3/16，即F2的表现型及比例为灰身∶身=4∶1。