Question

11．果蝇是昆虫纲双翅目的一种小型蝇类，是遗传学研究的良好实验材料．
I．果蝇的某一相对性状由等位基因（N，n）控制，其中的一个基因（N或n）在纯合时能使合子致
死（注：NN、n n、XⁿXⁿ、X^NY、XⁿY等均视为纯合子）．有人用一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇共185只，其中雄蝇62只．
（1）推测该致死基因位于X染色体上．
（2）若让F₁代果蝇随机交配，理论上F₂代成活个体构成的种群中基因N的频率为$\frac{10}{11}$或$\frac{1}{11}$（用分数表示）．
II．图1表示对雌果蝇眼形的遗传研究结果．

（3）由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒状眼是因为X染色体上的16A区段重复，该变异属于染色体（结构）变异．
（4）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^sBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因s，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示．
s在纯合（X^sBX^sB、X^sBY）时能使胚胎致死．请依据所给信息回答下列问题．
①若棒眼雌果蝇（X^sBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，子代果蝇的表现型有3种，分别是正常眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和棒眼雌，其中雌果蝇占$\frac{2}{3}$．
②将野生正常眼雄果蝇用X射线处理后，性状没有发生改变，但可能在其细胞中，发生了新的隐性致死突变（该致死基因也在纯合时使胚胎致死，并与正常眼基因b始终连在一起）．为检验其X染色体上是否发生新的隐性致死突变，用棒眼雌果蝇（X^sBX^b）与之杂交，得到的F₁代有3种表现型，从中选取棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇进行杂交，得到F₂代．
若经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中产生了隐性致死突变，则F₂代中雄果蝇应占0；若经X射线处理后的野生正常眼雄果蝇细胞中，未发生新的隐性致死突变，则F₂代中雄果蝇应占$\frac{1}{3}$．

Answer 1

分析 Ⅰ由题意知，果蝇的某一相对性状由等位基因（N，n）控制，且存在纯合致死现象，如果基因位于常染色体上，则由于纯合致死在雌雄个体间的效应相同，如果基因位于X染色体上，则纯合致死在雌雄个体间的效应不相同；用一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇共185只，其中雄蝇62只，说明该基因位于X染色体上；由于通过题干信息不能判断显性纯合致死还是隐性纯合致死，解答（2）应该分情况进行计算，计算过程中应先判断出亲本基因型，根据亲本基因型写出子一代的基因型，并写出子一代雌雄个体产生的配子的基因型及比例，用雌雄配子结合法写出子二代的基因型，找出致死个体，然后根据存活个体的基因型及比例关系计算子二代的N的基因频率．
Ⅱ分析题图1可知，果蝇眼型变异是由于X染色体上的16A区段重复，该变异属于染色体结构变异．根据雌性个体的基因型可判断雄性棒眼果蝇的基因型为X^BY；分析图2可知，基因s与棒眼基因B连锁．

解答 解：Ⅰ（1）由题意知，用一对果蝇杂交，得到F₁代果蝇共185只，由于纯合致死原因，雄蝇只有62只，因此该基因可能位于X染色体上．
（2）雌性亲本是杂合子，基因型为X^NXⁿ，如果雄性亲本的基因型是X^NY，则应该是隐性纯合致死，F₁代雌果蝇的基因型是X^NX^N、X^NXⁿ，雄果蝇的基因型是X^NY，F1果蝇产生的雌配子的基因型及比例是X^N：Xⁿ=3：1，雄果蝇产生的配子的基因型及比例是X^N：Y=1：1，随机交配后代的基因型及比例是：X^NX^N：X^NXⁿ：X^NY：XⁿY=3：1：3：1，其中XⁿY致死，因此F₂代成活个体构成的种群中基因N的频率为（3×2+1+3）÷（3×2+1+3+1）=$\frac{10}{11}$；如果雄性亲本的基因型是XⁿY，则应该是显性纯合致死，F₁代雌果蝇的基因型是X^NXⁿ、XⁿXⁿ，雄果蝇的基因型是XⁿY，F1果蝇产生的雌配子的基因型及比例是X^N：Xⁿ=1：3，雄果蝇产生的配子的基因型及比例是Xⁿ：Y=1：1，随机交配后代的基因型及比例是：XⁿXⁿ：X^NXⁿ：XⁿY：X^NY=3：1：3：1，其中X^NY致死，因此F₂代成活个体构成的种群中基因N的频率为1÷（3×2+1+3+1）=$\frac{1}{11}$．
Ⅱ：（1）分析图1可知，棒状眼是由于X染色体上的16A区段重复造成的，属于染色体结构变异．
（2）①若将棒眼雌果蝇X^sBX^b与野生正常眼雄果蝇X^bY杂交，其后代的基因型及比例是X^sBX^b：X^bX^b：X^bY：X^sBY=1：1：1：1，其中X^sBY是致死的，三种存活的果蝇的表现型是：有正常眼雌、棒眼雌和正常眼雄，各占$\frac{1}{3}$，其中雌性个体占$\frac{2}{3}$．．
②F1棒眼雌果蝇的基因型是X^sBX^b，与野生型正常眼雄果蝇（X^bY）交配，若发生隐性致死突变，则X^bY致死，子代个体全部为雌性；若没有发生隐性致死突变，则X^bY存活，子代雄性个体占$\frac{1}{3}$．
故答案为：
Ⅰ（1）X
（2）$\frac{10}{11}$或$\frac{1}{11}$
Ⅱ（3）染色体（结构）变异
（4）①棒眼雌   $\frac{2}{3}$
②0   $\frac{1}{3}$

点评 本题考查遗传定律和伴性遗传的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论；能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容