Question

18．果绳是常用的遗传学实验材料，其体色有黄身（H）、黑身（h）之分，翅型有长翅（V）、残翅（v）之分．现用两种纯合果蝇杂交，F₂出现4种类型且比例为5：3：3：1，已知果蝇有一种精子不具有受精能力．回答下列问题：
（1）果蝇体色与翅型的遗传遵循基因的自由组合定律．
（2）不具有受精能力精子的基因组成是HV．F₂黄身长翅果蝇中两对基因均杂合的比例为$\frac{3}{5}$．
（3）若让F₂黑身长翅果蝇自由交配，则子代的表现型及比例为黑身长翅：黑身残翅=8：1．
（4）现有多种不同类型的果蝇，从中选取亲本通过杂交实验来验证上述不能完成受精作用的精子的基因型．
①杂交组合：选择黑身残翅的果蝇做母本，双杂合的黄身长翅果蝇做父本的果蝇进行杂交．
②结果推断：若后代出现黄身残翅：黑身长翅：黑身残翅=1：1：1，则不具有受精能力精子的基因型为HV．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：用两种纯合果蝇杂交，F₂出现4种类型且比例为5：3：3：1，是9：3：3：1的特殊情况之一，遵循基因的自由组合定律．由于已知果蝇有一种精子不具有受精能力，而F₂比例为5：3：3：1，说明决定双显性状的精子不具有受精能力，所以该精子的基因组成为HV．

解答 解：（1）由于F₂出现4种类型且比例为5：3：3：1，是9：3：3：1的特殊情况（有一种精子不具有受精能力），所以果蝇体色与翅型的遗传遵循基因的自由组合定律，则F₁的基因型是HhVv，亲本果蝇的基因型是HHVV与hhvv或HHvv与hhVV，但基因组成为HV的精子不具有受精能力，所以亲本果蝇的基因型只能是HHvv与hhVV．
（2）由于果蝇有一种精子不具有受精能力，且F₂出现4种类型且比例为5：3：3：1，所以不具有受精能力精子的基因组成是HV，具有受精能力精子的基因组成是Hv、hV、hv，比例为1：1：1；卵细胞的基因组成是HV、Hv、hV、hv，比例为1：1：1：1．所以F₂黄身长翅果蝇的基因型只有HHVv、HhVV、HhVv三种，且比例为（$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{4}$）：（$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{4}$）：（$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{4}$×3）=1：1：3，所以双杂合子的比例为$\frac{3}{5}$．
（3）F₂黑身长翅的基因型是hhVV、hhVv，比例为1：2，所以hV配子的比例为$\frac{2}{3}$，hv配子的比例为$\frac{1}{3}$．若让F₂黑身长翅果蝇自由交配，则子代的表现型及比例为黑身长翅：黑身残翅=（$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$+$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{3}$×2）：（$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{3}$）=8：1．
（4）要想通过杂交实验来验证不能完成受精作用的精子的基因型，则选取的杂交组合为：黑身残翅的果蝇做母本、双杂合的黄身长翅果蝇做父本，杂交后代中若出现黄身残翅：黑身长翅：黑身残翅=1：1：1，则验证了不具有受精能力精子的基因型为HV．
故答案为：
（1）基因的自由组合     
（2）HV        $\frac{3}{5}$
（3）黑身长翅：黑身残翅=8：1
（4）①黑身残翅的果蝇做母本，双杂合的黄身长翅果蝇做父本
②黄身残翅：黑身长翅：黑身残翅=1：1：1

点评 本题考查基因自由组合定律的应用以及实验分析能力，意在考查学生的分析和理解能力，属于中档题，解题的关键是根据信息分析．