Question

18．如图为一对雌雄果蝇体细胞的染色体图解，其中红眼（A）对白眼（a）为显性，长翅（D）对残翅（d）为显性．下表为果蝇性染色体组成与其性别的关系，雌果蝇（XXY）产生的可育配子中性染色体有1条或2条．请分析图和表回答以下问题：

性染色体组成	XY	XX	XXX	XXY	XO	XYY	YYX
性别	雄性	雌性	超雌性 （死亡）	雌性	雄性	雄性	超雄性 （死亡）

（1）正常雄果蝇的一个染色体组中包含4条染色体．
（2）若这一对雌雄果蝇交配，则F1中的白眼残翅果蝇的基因型是ddX^aY；表现为红眼长翅的雌果蝇中杂合子的比例为$\frac{5}{6}$．
（3）某一次的杂交实验中，产生了一只残翅白眼雌果蝇，原因有以下三种可能性：①环境因素改变了果蝇的表现型，遗传物质未变；②亲本减数分裂发生基因突变；③亲本减数分裂过程中发生染色体不分离的现象．请设计简单的杂交实验，探究该白眼雌果蝇产生的原因．
实验步骤：
①选择正常红眼雄果蝇个体与该雌果蝇进行杂交；
②统计后代的性状表现和比例．
结果预测：
①若后代雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇全为红眼或红眼：白眼为1：1，则为第一种原因造成的；
②若后代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼，则为第二种原因造成的；
③若后代雌果蝇红眼：白眼为4：1，雄果蝇红眼：白眼为1：4，则为第三种原因造成的，且可进一步推知，减数分裂异常发生于母本（填“父本”或“母本”）减数第二次分裂过程中．

Answer 1

分析 分析题图可知，果蝇是4对同源染色体，即含有2个染色体组，每个染色体组是4条染色体；D（d）位于常染色体上，A（a）位于X染色体上，两对等位基因分别位于2对同源染色体上，因此遵循自由组合定律；题图中雌果蝇的基因型是DdX^AX^a，雄果蝇的基因型是DdX^AY，将自由组合问题转化成2个分离定律问题，Dd×Dd→3D_：1dd，XAXa×XAY→X^AX^A：X^AX^a：X^AY：X^aY=1：1：1：1，其中X^AX^A、X^AX^a为红眼雌果蝇，X^AY为红眼雄果蝇，X^aY白眼雄果蝇．

解答 解：（1）由题图可知，果蝇含有4对同源染色体，即含有2个染色体组，每个染色体组是4条染色体．
（2）图中雌果蝇的基因型是DdX^AX^a，雄果蝇的基因型是DdX^AY，二者杂交，子一代中白眼残翅果蝇的基因型是ddX^aY；表现为红眼长翅的雌果蝇的基因型是D_X^AX^-，纯合子是DDX^AX^A，比例是$\frac{1}{3}×\frac{1}{2}=\frac{1}{6}$，杂合子的比例是$\frac{5}{6}$．
（3）由题意知，白眼残翅雌果蝇可能是：①环境因素改变了果蝇的表现型，遗传物质未变，该白眼残翅雌果蝇的基因型是ddX^AX^a或ddX^AX^A；②基因突变产生，该果蝇的基因型是ddX^aX^a；③亲本减数分裂过程中发生染色体不分离的现象，则基因型为ddX^aX^aY；如果是环境改变引起，遗传物质没有发生变化，则不能遗传给后代，如果是亲本减数分裂过程中发生染色体不分离、基因突变造成的，则可以遗传给后代．探究该红眼雌果蝇产生的原因的实验步骤如下：
①选择正常红眼雄果蝇个体与该雌果蝇进行杂交．
②统计后代的性状表现和比例．结果预期及结论：
若是环境因素改变了果蝇的表现型，遗传物质未变，则待测果蝇的基因型是X^AX^A或X^AX^a，雄果蝇的基因型为X^AY，后代雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇全为红眼或红眼：白眼为1：1；
如果是基因突变引起的，则待测果蝇的基因型是X^aX^a，雄果蝇的基因型为X^AY，后代代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼；
如果是亲本减数分裂过程中发生染色体不分离的现象造成的，则待测果蝇的基因型是X^aX^aY，X^aX^aY产生的配子的类型及比例色素X^aX^a：Y：X^a：X^aY=1：1：2：2，雄果蝇的基因型为X^AY，如果产生的卵细胞与含有X^A的精子结合，杂交后代果蝇的基因型及比例是X^AX^aX^a（死亡）：X^AY（红眼雄）：X^AX^a（红眼雌）：X^AX^aY（红眼雌）：=1：1：2：2，与含有Y的精子结合形成的个体是X^aX^aY（白眼雌性）：YY（死亡）：X^aY（白眼雄）：X^aYY（白眼雄）=1：1：2：2，因此杂交后代雌果蝇红眼：白眼为4：1，雄果蝇红眼：白眼为1：4；该变异是由于母本减数第二次分裂时，含有X^a的染色体没有分离下次含有X^aX^a的卵细胞，与含有Y染色体的精子结合形成的受精卵发育而成．
故答案为：
（1）4
（2）ddX^aY     $\frac{5}{6}$
（3）实验步骤：
①正常红眼雄果蝇       ②统计后代的性状表现和比例
结果预测：
②后代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼
③后代雌果蝇红眼：白眼为4：1，雄果蝇红眼：白眼为1：4        母本        二

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律、自由组合定律的实质，果蝇的性别决定和伴性遗传，生物变异的类型等知识要点，学会应用应用分离定律解决自由组合问题，应用演绎推理的方法设计遗传实验探究生物变异的类型，预期实验结果并获取结论．