Question

4．果蝇是雌雄异体的二倍体动物，体细胞中有8条染色体，是常用的遗传研究材料．一对果蝇每代可以繁殖出许多后代．请回答下列有关问题：
（1）雄果蝇正常减数分裂的过程中，有两条Y染色体的细胞所处的时期为减数第二次分裂后期．
（2）有一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大．研究发现该种群的基因库中存在隐性致死突变基因（胚胎致死）．从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F₁中有202个雌性个体和98个雄性个体．
①导致上述结果的致死基因位于X染色体上．研究发现果蝇中的致死突变会使细胞中的核糖体含量极低，从而使突变个体死亡，其致死原因是没有足够的核糖体，导致幼虫体内蛋白质不足．让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂致死的概率是$\frac{1}{8}$．
②从该种群中任选取一只雌果蝇，鉴别它是纯合子还是杂合子的方法是：将该雌果蝇与种群中的雄果蝇杂交，如果杂交后代雌性：雄性=2：1，则该雌果蝇为杂合子；如果杂交后代雌性：雄性=1：1，则该雌果蝇为纯合子．
（3）研究发现野生果蝇正常翅（h）可以突变为毛翅（H），体内还有一对基因R、r本身不控制具体性状，但rr基因组合时会抑制H基因的表达．如果两对基因位于常染色体上，则一个种群中纯合正常翅果蝇的基因型有3种．如果这两对基因分别位于两对同源染色体上，基因型为RrHh的雌雄果蝇个体交配，产生的子代里，正常翅中杂合子所占的比例$\frac{4}{7}$．现有一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配，产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3：1，那么这对果蝇的基因型可能是RrHH或RRHh．

Answer 1

分析 根据题干可知，一对表现型正常的雌雄果蝇交配，子代202个雌性个体和98个雄性个体（2：1），雌性个体多于雄性个体，说明控制这对性状的基因位于X染色体上，由于雄性个体数量少，推测死亡的个体是雄性个体，即是隐性致死，表现型正常为显性．假设基因用B和b表示，则双亲的基因型为X^BX^b和X^BY，F₁雌果蝇的基因型为$\frac{1}{2}$X^BX^b、$\frac{1}{2}$X^BX^B，雄果蝇的基因型为X^BY，所以F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现X^bY的概率为$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．由于X^bY个体死亡，因此只能让该雌果蝇与正常的雄果蝇杂交，统计子代雌、雄果蝇的数目．若子代雌、雄果蝇比例为1：1，说明该雌果蝇为纯合子；若子代雌、雄果蝇比例为2：1，说明该雌果蝇为杂合子．

解答 解：（1）雄果蝇的性染色体组成为XY，在减数第一次分裂后期X与Y分离，在减数第二次分裂后期，细胞内姐妹染色单体Y、Y（X、X）分离，此时细胞内可能有两个X或两个Y染色体．
（2）①根据以上分析可知致死基因是位于X染色体上的隐性基因，致死突变会使细胞中的核糖体含量极低，导致细胞内蛋白质合成不足，从而使突变个体死亡．假设基因用B和b表示，则双亲的基因型为X^BX^b和X^BY，F₁雌果蝇的基因型为$\frac{1}{2}$X^BX^b、$\frac{1}{2}$X^BX^B，雄果蝇的基因型为X^BY，所以F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现X^bY的概率为$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．
②由于X^bY个体死亡，因此只能让该雌果蝇与正常的雄果蝇杂交，统计子代雌、雄果蝇的数目．若子代雌、雄果蝇比例为1：1，说明该雌果蝇为纯合子；若子代雌、雄果蝇比例为2：1，说明该雌果蝇为杂合子．
（3）正常翅果蝇的基因型有rrHH，rrHh，rrhh，RRhh，Rrhh共5种，其中纯合子有3种．依据遗传自由组合定律RrHh和RrHh后代毛翅雌雄果蝇基因型为R_H_，所以毛翅：正常翅=9：7，正常翅占7份，其中3份是纯合子，故正常翅中杂合子占$\frac{4}{7}$．一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配，若前面为RR，产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3：1的基因型为RRHh，若前面为Rr，产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3：1的基因型为RrHH．
故答案为：
（1）减数第二次分裂后期
（2）①X　没有足够的核糖体，导致幼虫体内蛋白质不足       $\frac{1}{8}$
②雌性：雄性=2：1    雌性：雄性=1：1
（3）3　    $\frac{4}{7}$     RrHH或RRHh

点评 本题以果蝇为素材，考查了伴性遗传和自由组合定律的应用的相关知识点，意在考查学生的理解分析能力，难度较大，解题的关键是明确基因自由组合定律的实质．