Question

2．野生型果蝇的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传特点，便设计了如图甲所示的实验（亲代果蝇均系纯合子）．雄果蝇的染色体组成图及性染色体分区段如图乙所示．据图分析回答下列问题：

（1）若F₂中圆眼：棒眼=3：1，则该对性状受一对等位基因控制，圆是显性性状．若F₂中圆跟：棒眼=27：37，则该对性状受3对等位基因控制．
（2）若该对性状受常染色体上一对等位基因控制，与果蝇眼形相关的基因型有3种；若这对基因位于性染色体（X、Y染色体上的I区段），则与果蝇眼形相关的基因型有7种．
（3）若F₂中圆眼：棒眼=3：1，且仅雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的等位基位于性染色体上，可能位于乙图中X、Y染色体的Ⅰ或Ⅱ区段．
（4）若已经研究清楚，该对性状受常染色体上一对等位基因控制．圆眼纯合果蝇与棒眼果蝇杂交，在后代群体中出现了一只棒眼果蝇．出现该棒眼果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失，为了探究其原因，现有人设计了如下的实验步骤，请您帮助完成结果预测．（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）
①用该棒眼果蝇与基因型为Aa的果蝇杂交，获得F₁；
②F₁自由交配，观察、统计F₂表现型及比例．
结果预测：
Ⅰ．如果F₂表现型及比例为圆眼：棒眼=7：9，则为基因突变；
Ⅱ．如果F₂表现型及比例为圆眼：棒眼=7：8，则为染色体片段缺失．

Answer 1

分析 基因分离定律和自由组合定律的实质：位于同一条染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合，位于性染色体上的基因遵循分离定律，伴性遗传是等位基因的特殊形式，与常染色体上的基因遵循自由组合定律．

解答 解：（1）甲图中，圆眼与棒眼杂交，子一代全是圆眼，说明圆眼对棒眼是显性性状，子一代圆眼相互交配，子二代中圆眼：棒眼=3：1，说明由一对等位基因控制，如果F₂中圆跟：棒眼=27：37，圆眼占$\frac{27}{64}$，说明受三对等位基因控制，且3个显性基因同时存在表现为圆眼，其他表现为棒眼．
（2）若该对性状受常染色体上一对等位基因控制，与果蝇眼形相关的基因型是AA、Aa、aa三种；若这对基因位于性染色体（X、Y染色体上的I区段），则与果蝇眼形相关的基因型X^AX^A、X^AY^A、A^XX^a、X^AY^a、X^aY^A、X^aX^a、X^aY^a．
（3）F₂中圆眼：棒眼=3：1，且仅雄果蝇中有棒眼，控制圆眼、棒眼的等位基位于性染色体上，可能位于X染色体的非同源区段上，亲本基因型是（X^AX^A×X^aY），也可能位于X、Y染色体的同源区段上，亲本基因型为（X^AX^A×X^aY^a）．
（4）如果基因位于常染色体上，圆眼纯合果蝇与棒眼果蝇杂交，子代基因型是Aa，表现为圆眼，在后代群体中出现了一只棒眼果蝇，该棒眼果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失，要探究果蝇的变异类型，可以用用该棒眼果蝇与基因型为Aa的果蝇杂交，获得F₁；F₁自由交配，观察、统计F₂表现型及比例进行判断．
①如果是基因突变引起，该变异果蝇的基因型是aa，Aa×aa→Aa：aa=1：1，以群体为单位产生配子的基因型及比例是A：a=1：3，子一代自由交配，AA：Aa=aa=1：6：9，其中A_表现为圆眼，aa表现为棒眼．
②如果是染色体片段缺失引起，缺失片段用O表示，则该变异果蝇的基因型是aO，aO×Aa→Aa：AO：aO：aa=1：1：1：1，以群体为单位产生配子的基因型及比例是A：O：a=1：1：2，自由交配后代16种组合，其中OO=$\frac{1}{16}$，胚胎致死，A_表现为圆眼，a_表现为棒眼，二者之比是7：8．
故答案为：
（1）圆眼  3
（2）3  7
（3）Ⅰ或Ⅱ
（4）7：9     7：8

点评 本题考查伴性遗传的相关知识，意在考查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