Question

2．果蝇种群中翅型有3种：长翅、小翅和残翅，该性状由A与a、H与h两对基因共同决定：基因A、H同时存在个体表现为长翅，基因A、H均不存在则表现为残翅，其余均为小翅．某果蝇的相关基因在染色体上的位置如右图所示．分析回答：
（1）该果蝇的一个基因组中含有5条染色体，若该果蝇的精原细胞产生了一个基因型为AaYY的次级精母细胞，则产生该细胞的原因为减数第一次分裂时发生了基因突变或交叉互换（基因重组）．
（2）现选择基因型纯合的长翅雌性个体和残翅雄性个体杂交，F₁代雌雄个体相互交配，则在F₂中，雄性个体的表现型及比例为长翅：小翅：残翅=3：4：1．
（3）对F₂果蝇进行诱变处理，并使其雌雄个体相互交配，在后代中出现了新的翅型（由基因h⁺控制），但是该突变型个体的比例明显低于理论预期．相关实验已确定h⁺基因对雌配子存活无影响．
①现有各种正常及突变型的雌雄果蝇，请设计杂交实验，探究基因h⁺是否影响雄配子的存活．
A．实验思路：．选择突变型雄性个体与雌性个体杂交．
B．结果与结论：若后代雌雄个体比例接近1：1，h⁺对雄配子无致死效应；若后代个体均为雄性，h⁺对雄配子有完全致死效应．
②若H及其等位基因既影响翅型又对配子的存活产生影响，这一现象表明基因与性状的关系为一个（种）基因可以决定两种（或多种）性状．

Answer 1

分析 1、分析题图可知，果蝇含有4对同源染色体，其中3对是常染色体，1对性染色体，果蝇的性别决定是XY型，X、Y是异型同源染色体，二者的遗传信息不完全相同，因此基因组包括3条常染色体、1条X染色体、1条Y染色体上的遗传信息．
2、由题意知，果蝇的翅型由2对等位基因决定，一对位于常染色体上，1对位于X染色体上，且A、H同时存在个体表现为长翅，基因A、H均不存在则表现为残翅，其余均为小翅，因此长翅雌果蝇的基因型是A_X^HX^_，长翅雄果蝇的基因型是A_X^HY，残翅雌果蝇的基因型是aaX^hX^h，残翅雄果蝇的基因型是aaX^hY，小翅雌果蝇的基因型是aaX^HX^-、A_X^hX^h、A_X^hY、aaX^hY；由于2对等位基因分别位于2对同源染色体上，因此在遗传过程中遵循自由组合定律和分离定律．

解答 解：（1）由题图可知，果蝇含有4对同源染色体上，其中X、Y是异型同源染色体，X、Y染色体上的遗传信息不完全相同，因此果蝇的一个基因组包括3条常染色体和一条X、一条Y染色体；该果蝇的基因型是AaXY，如果精原细胞产生了一个基因型为AaYY的次级精母细胞，则可能的原因是减数第一次分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，A基因与a基因位于一条染色体的两条染色单体上．
（2）由题意知，纯合的长翅雌性个体的基因型是AAX^HX^H，纯合残翅雄性个体的基因型是aaX^hY，二者杂交子一代的基因型是AaX^HXh、A^aX^HY，子一代雌雄个体交配，后代中雄果蝇中，长翅的概率是A_X^HY=$\frac{3}{4}×\frac{1}{2}=\frac{3}{8}$，残翅的概率是aaX^hY=$\frac{1}{4}×\frac{1}{2}=\frac{1}{8}$，小翅的概率是1-$\frac{3}{8}-\frac{1}{8}=\frac{4}{8}$，因此长翅：小翅：残翅=3：4：1
（3）①由分析可知，该实验的目的是探究基因h⁺是否影响雄配子的存活，如果h⁺对雄配子无致死效应，则雌果蝇产生一种性染色体组成是X的配子，雄果蝇产生的配子是X：Y=1：1，则选择突变型雄性个体与雌性个体杂交后代的果蝇性别比例是雌性：雄性=1：1；如果h⁺对雄配子有完全致死效应，则雄果蝇产生的配子只有含有Y染色体的配子能形成受精卵并发育成个体，则选择突变型雄性个体与雌性个体杂交后代的果蝇性别是只有雄性个体．
②若H及其等位基因既影响翅型又对配子的存活产生影响，这说明一个（种）基因可以决定两种（或多种）性状．
故答案为：
（1）5   减数第一次分裂时发生了基因突变或交叉互换（基因重组）
（2）长翅：小翅：残翅=3：4：1
（3）①A．选择突变型雄性个体与雌性个体杂交
B．后代雌雄个体比例接近1：1    后代个体均为雄性
②一个（种）基因可以决定两种（或多种）性状

点评 本题的知识点是基因分离定律和自由组合定律的实质和应用，果蝇的性别决定和伴性遗传，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络并应用相关知识结合题干信息进行推理、判断综合解答问题的能力，学会运用演绎推理的方法设计遗传实验、预期实验结果并获取结论的能力．