Question

9．果蝇是常用的遗传学实验材料：
（1）有一果蝇品系，其一种突变体的 X 染色体上存在 ClB 区段（用 X^ClB表示）． B 基因表现显性棒眼性状；l 基因的纯合子在胚胎期死亡（X^ClBX^ClB与 X^ClBY 不能存活）；ClB存在时，X 染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常果蝇 X 染色体无 ClB 区段（用 X⁺表示）． 果蝇的长翅（Vg）对残翅（vg）为显性，基因位于常染色体上． 请回答下列问题：
①图1 是果蝇杂交实验示意图．  F₁中表现型为正常眼残翅雄果蝇的概率为$\frac{1}{12}$．如果用一对 F₁中表现型分别为棒眼长翅雌果蝇与表现型为正常眼残翅雄果蝇交配繁殖，预期产生棒眼残翅果蝇的概率是$\frac{1}{9}$；如果用 F₁中表现型为棒眼长翅雌果蝇与表现型为正常眼残翅雄果蝇自由交配繁殖，预期产生棒眼残翅果蝇的概率是$\frac{1}{9}$．
②图2 是研究 X 射线对正常眼果蝇 X染色体诱变示意图． 为了鉴定 X 染色体上正常眼基因是否发生隐性突变，需用正常眼雄果蝇与 F₁ 中棒眼雌蝇果蝇杂交，X 染色体的诱变类型能在其杂交后代雄性果蝇中直接显现出来，且能计算出隐性突变频率．
（2）果蝇的短刚毛对长刚毛是显性，由一对等位基因（B，b）控制．短刚毛纯合果蝇与长刚毛果蝇杂交，在后代群体中出现了一只长刚毛果蝇．出现该长刚毛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．请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因．（注：一对同源染色体都缺失相同片段时，个体成活，表现为无刚毛；各型配子活力相同）实验步骤：
①用该长刚毛果蝇与亲本中的（纯合） 短刚毛的果蝇杂交，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表现型及比例为短刚毛：长刚毛=3：1，则为基因突变；
II如果F₂表现型及比例为短刚毛：长刚毛：无刚毛=12：3：1，则为染色体片段缺失．

Answer 1

分析 阅读题干和题图可知，本题涉及的知识有基因的自由组合定律和伴性遗传，明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）①长翅与残翅基因位于常染色体上，与性别无关联，因此P：长翅（Vgvg）×长翅（Vgvg）→长翅：残翅=3：1，则残翅占$\frac{1}{4}$；X⁺X^ClB×X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），则正常眼雄果蝇占$\frac{1}{3}$，所有正常眼残翅雄果蝇占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{12}$．F₁中表现型分别为棒眼长翅雌果蝇（$\frac{2}{3}$VgvgX⁺X^ClB）与表现型为正常眼残翅雄果蝇（vgvgX⁺Y）交配繁殖，产生棒眼残翅果蝇的概率是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{9}$．
②P：X⁺X^ClB×X^？Y→F₁：雌性X^？X^ClB、X^？X⁺、雄性X⁺Y、X^ClBY（死亡），F₁中雌果蝇为正常眼X^？X⁺和棒眼X^？X^ClB，正常眼雄果蝇的基因型为X⁺Y，由于ClB存在时，染色体间非姐妹染色单体不发生交换，故X^？X^ClB不会交叉互换，X^？X⁺可能会发生交叉互换．又由于杂交后代中雄果蝇染色体来源于F₁（X^？X^ClB）雌果蝇，而F₁棒眼雌果蝇（X^？X^ClB）中的X^？的来自于亲本的被X射线照射过的雄果蝇，故隐性突变可以在子代雄性中显示出来；选择F₁棒眼雌性X^？X^ClB与正常眼雄性X⁺Y交配，后代雄性将会出现三种表现型即棒眼X^ClBY（死亡），正常眼X⁺Y和隐性突变体X^？Y．可以根据子代雄性个体隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率．
（2）
由题意知，出现该长刚毛果蝇的原因如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，则此长刚毛果蝇的基因型为bb，如果是染色体片段缺失，长刚毛果蝇的基因型为bO．
①用该长刚毛果蝇与亲本中的（纯合） 短刚毛（BB）的果蝇杂交，获得F₁；
②F₁自由交配，观察、统计F₂表现型及比例．
Ⅰ．如果基因突变，子一代为Bb，则F₂表现型及比例为短刚毛：长刚毛=3：1；
Ⅱ．如果为染色体片段缺失，子一代为Bb和BO，后代为$\frac{1}{4}$BB、$\frac{1}{4}$Bb、$\frac{1}{16}$bb、$\frac{1}{4}$BO、$\frac{1}{8}$bO、$\frac{1}{16}$00，即F₂表现型及比例为短刚毛：长刚毛：无刚毛=12：3：1．
故答案为：
（1）①$\frac{1}{12}$         $\frac{1}{9}$    $\frac{1}{9}$   
 ②棒眼雌蝇
（2）答案一  ①（纯合） 短刚毛
②Ⅰ短刚毛：长刚毛=3：1Ⅱ短刚毛：长刚毛：无刚毛=12：3：1
答案二①长刚毛            ②Ⅰ全为长刚毛Ⅱ长刚毛：无刚毛=15：1

点评 本题考查伴性遗传的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．