Question

近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物．请回答下列有关问题：
I、（1）对果蝇基因组进行研究，应测序

 

条染色体．
（2）请说出果蝇作为遗传学研究好材料的理由（至少2条）：①

 

；②

 

．
Ⅱ、野生型果蝇（纯合子）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方式，设计了如图所示的实验．右图为雄果蝇性染色体的示意图，X、Y染色体的同源部分（图中I片段）上的基因互为等位，非同源部分（图中Ⅱ₁、Ⅱ₂片段）上的基因不互为等位．分析回答：

（1）由F₁可知，果蝇眼形的

 

是显性性状．
（2）若F₂中圆眼：棒眼≈3：1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于

 

染色体上．
（3）若F₂中圆眼：棒眼≈3：1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因有可能位于

 

，也有可能位于

 

 

．
（4）若想通过一次交配对上述（3）中的问题做出判断，可从野生型、F₁、F₂中选择合适的个体进行试验，则应选择

 

雄果蝇与

 

雌果蝇交配．
Ⅲ、在一批野生正常翅（h）果蝇中，出现少数毛翅（H）的显性突变个体，这些突变个体在培养过程中可能因某种原因而恢复正常翅，这种突变成毛翅后又恢复为正常翅的个体称为回复体．回复体出现的原因可能有两种；一是因为基因H又突变为h；二是由于体内另一对基因RR突变为rr，从而抑制H基因的表达（R、r基因本身并没有控制具体性状，其中RR、Rr基因组合不影响H、h基因的表达，只有rr基因组合时才会抑制H基因的表达）．由于第一种原因出现的回复体称为“真回复体”，第二种原因出现的回复体称为“假回复体”．请分析回答：
（1）表现正常翅果蝇（包括真、假回复体）的基因型可能为：

 

以及hhRr、hhrr；表现毛翅果蝇的基因型可能为

 

以及HHRr．
（2）现获得一批纯合的果蝇回复体，欲判断其基因型是HHrr还是hhRR，可让这批纯合的果蝇回复体与

 

 杂交，观察子代果蝇的性状表现而得出结论．
（3）实验结果表明这批果蝇属于假回复体，请利用这些果蝇及纯合野生正常翅果蝇进行杂交实验，以判断这两对基因是位于同一对染色体上还是位于不同对的染色体上．（写出实验步骤，预测实验结果并得出结论）
实验步骤（写出要点即可）：
①让这些果蝇与

 

进行杂交获得F₁；
②让F₁果蝇

 

获得F₂；
③观察F₂果蝇的性状表现，并统计

 

．
预测实验结果并得出相应结论：
①若F₂果蝇中毛翅与正常翅的比

 

则这两对基因位于不同对的染色体上；
②若F₂果蝇中毛翅与正常翅的比

 

则这两对基因位于同对的染色体上．

Answer 1

考点：基因的自由组合规律的实质及应用

专题：

分析：后代分离比推断法：（1）若后代分离比为显性：隐性=3：1，则亲本的基因型均为杂合子；（2）若后代分离比为显性：隐性=1：1，则亲本一定是测交类型，即一方是杂合子，另一方为隐性纯合子；（3）若后代只有显性性状，则亲本至少有一方为显性纯合子．根据题意分析可知，rr抑制基因H的表达，因此只有在同时具备基因R和基因H时，果蝇才表现毛翅，其余情况下为正常翅．果蝇的9种基因型中表现为正常翅的有hhRr、hhrr、hhRR、HHrr、Hhrr，表现为毛翅的有HHRr、HHRR、HhRR、HhRr．

解答： 解：I（1）果蝇含有4对同源染色体，最后一对是性染色体（XX或XY），所以对果蝇基因组进行研究时，应测序5条染色体，即3+X+Y．
（2）生物实验的成功与否和实验材料的选择有着密切关系，果蝇因具有易饲养、繁殖周期短、具有易区分的相对性状、遗传组成相对简单等优点而常被用作遗传学的实验材料．
Ⅱ（1）亲本为圆眼和棒眼，子代只圆眼，圆眼为显性性状，棒眼是隐性性状．
（2）若F₂中圆眼：棒眼≈3：l，且性状表现与性别没有关系，则控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上．
（3）若基因位于X染色体的II₁区段，则亲本基因型为X^AX^A、X^aY，F₁基因型是X^AX^a、X^AY，F₂中X^AX^A、X^AX^a、X^AY、X^aY，表现型为圆眼：棒眼≈3：1，只有雄果蝇中有棒眼；若基因位于X和Y染色体的I区段，则亲本基因型是X^AX^A、X^aY^a，F₁基因型是X^AX^a、X^AY^a，F₂中基因型：X^AX^A、X^AX^a、X^AY^a、X^aY^a，也会出现圆眼：棒眼≈3：1，只有雄果蝇中有棒眼．
（4）若想通过一次交配对上述（3）中的问题做出判断，可从野生型、F₁、F₂中选择野生型雄果蝇与F₁雌果蝇交配．
Ⅲ（1）由于rr基因会抑制H基因的表达，故表现正常翅果蝇（包括真．假回复体）的基因型可能为：hhRR、HHrr、Hhrr、hhRr、hhrr；由于RR、Rr基因组合不影响H、h基因的表达，故表现毛翅果蝇的基因型可能为HHRR、HhRR、HhRr、HHRr． 
（2）欲判断回复体果蝇的基因型是HHrr还是hhRR，由于果蝇只有在同时具备基因R和基因H时才表现毛翅，其余情况下为正常翅，因此应选择基因型为hhRR的果蝇进行杂交．若此批果蝇的基因型为hhRR，则子代果蝇应全为正常翅；若此批果蝇的基因型为HHrr，则子代果蝇应全为毛翅．
（3）属于纯合假回复体的果蝇的基因型应为HHrr，纯合野生正常翅果蝇基因型应为hhRR，两者进行杂交得到基因型为HhRr的F ₁，让F₁果蝇雌雄个体自由交配获得F₂ ，若F₂ 果蝇中毛翅与正常翅的比例为9：7，则这两对基因位于不同对的染色体上；若 F₂果蝇中毛翅与正常翅的比例不为9：7，则这两对基因位于同一对染色体上．
故答案为：
Ⅰ（5）5
（2）①子代数目少，便于观察；②有很多明显地、易于区分的相对性状；③后代数量多，便于统计分析实验结果；④生长周期短，容易饲养．
Ⅱ（1）圆眼
（2）常  
（3）X染色体的II₁区段     X和Y染色体的I区段
（4）野生型   F₁
Ⅲ（1）hhRR、HHrr、Hhrr　       HHRR、HhRR、HhRr
（2）纯合野生正常翅果蝇
（3）实验步骤：①纯合野生正常翅果蝇     ②雌雄个体自由交配     ③其性状分离比
结果与结论：为9：7       不为9：7

点评：本题考查基因的自由组合定律及其应用、伴性遗传及应用、遗传实验，要求考生掌握基因自由组合定律的实质，学会熟练应用逐对分析法和后代分离比推断法解题；能根据题干信息和图解，设计合理的实验验证相关的结论．本题的难点是Ⅲ（3），要求考生理解题意，学会设计遗传实验步骤，能分析实验结果得出结论．