Question

13．摩尔根利用果蝇为材料证明了基因在染色体上之后，多位科学家继续以果蝇为材料进行了大量科学实验，完善了遗传学．
（1）果蝇性母细胞在减数分裂过程中，由于非同源染色体自由组合，其上的基因随之自由组合；果蝇体细胞有4对同源染色体，在不发生突变的情况下，理论上雌果蝇可以形成16 种卵子．科学家观察发现，实际上能够重组的类型远远多于染色体的组合，荷兰遗传学家Hugode  Vries认为这可能是同源染色体在减数分裂过程中发生了部分互换，导致产生更多种类的配子．
（2）为证明上述推测，美国遗传学家Curt Stern以果蝇为材料研究了果蝇的眼色R/r和眼型B/b两对相对性状，选择纯合的父母本杂交，F₁雌雄个体交配得到F₂，结果如表

亲本表现型	F1表现型	F2表现型及比例
父本 红眼正常眼	雌果蝇全部为 红眼棒状眼 雄果蝇全部为 粉红眼棒状眼	雌果蝇    红眼棒状眼：粉红眼棒状眼=1：1 雄果蝇    红眼正常眼：粉红眼棒状眼=1：1
母本 粉红眼棒状眼

科学家从F₁中选择了一只雌果蝇，体细胞的某对染色体组成及相关基因位置如图，且通过显微镜可以观察到两条异常染色体的特性．根据上表数据推测，图中所示为X染色体，显性性状分别是红眼、棒状眼．
（3）让该果蝇与粉红眼正常眼雄果蝇杂交：
①若子代雌果蝇表现型及比例为粉红眼棒状眼：红眼正常眼=1：1，说明该雌果蝇在产生配子的过程中没发生交叉互换，雌果蝇每种表现型的细胞内各有1条异常的染色体．
②若子代雌果蝇表现型为粉红眼棒状眼、红眼正常眼、红眼棒状眼、粉红眼正常眼，则说明该雌果蝇的相应染色体在产生配子过程中可能发生了交叉互换．表现型为红眼棒状眼的雌果蝇含有既重复又缺失的染色体．

Answer 1

分析 1、减数第一次分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，随着同源染色体分离位于同源染色体上的等位基因随着分离，同时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．
2、分析表格中的子一代性状分离比可知，正常眼父本与棒眼母本杂交，后代都是棒眼，说明棒眼对正常眼是显性性状，红眼父本与粉红眼母本杂交，子一代雌果蝇全部是红眼，雄果蝇全部是粉红眼，说明控制红眼和粉红眼的基因位于X染色体上，且红眼对粉红眼是显性性状；子二代中雌果蝇中红眼棒状眼：粉红眼棒状眼=1：1
，雄果蝇中，红眼正常眼：粉红眼棒状眼=1：1，说明控制两对相对性状的基因连锁在一对同源染色体上，不遵循自由组合定律．

解答 解：（1）基因自由组合定律的实质是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；果蝇体细胞有4对同源染色体，在不发生突变和同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换的情况下，理论上雌果蝇可以形成2×2×2×2=16种染色体组型的卵子．
（2）由分析可知，控制眼色的基因位于X染色体上，控制棒眼和正常眼的基因与控制眼色的基因是连锁关系，因此都位于X染色体上，图中的染色体是X染色体；由分析可知，棒眼对正常眼是显性性状、红眼对粉红眼是显性性状．
（3）①由题图可知，果蝇的红眼和棒眼位于一对同源染色体上，亲本雌果蝇的基因型是X^rBX^rB，亲本雄果蝇的基因型是X^RbY，F₁雌果蝇的基因型是X^RbX^rB，粉红眼正常眼雄果蝇的基因型是X^rbY，二者杂交如果没有交叉互换，子代雌果蝇的基因型及比例是X^RbX^rb：X^rbX^rB=1：1，前者表现为红眼正常眼，后者表现为粉红眼棒眼；雌果蝇每种表现型的细胞内各有1条染色体异常（缺失或重复）．
②如果雌果蝇在减数分裂过程，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，则雌果蝇产生四种类型的配子，杂交后代雌果蝇的表现型有四种，分别是粉红眼棒状眼、红眼正常眼、红眼棒状眼、粉红眼正常眼；红眼棒状眼的雌果蝇含有既重复又缺失的染色体．
故答案为：
（1）非同源    16
（2）X     红眼棒状眼
（3）①粉红眼棒状眼和红眼正常眼=1：1     1
②粉红眼棒状眼、红眼正常眼、红眼棒状眼、粉红眼正常眼     红眼棒状眼

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，果蝇的性别决定和伴性遗传，减数分裂过程中染色体的行为变化，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络并学会应用相关知识通过分析、比较综合等方法解答问题．