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4.黑腹果蝇是常用的遗传研究材料,其性别决定类型为XY型.请回答下列有关问题:

(1)图1为雄果蝇体细胞的染色体组成示意图,则雄果蝇的一个染色体组可以表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+Y,雄果蝇正常减数分裂的过程中,有2条Y染色体的细胞是次级精母细胞.
(2)果蝇Ⅱ号染色体上的隐性基因h(正常翅)可以突变为显性基因H(毛翅),Ⅲ号染色体上存在一对基因R、r,r基因纯合时会抑制H基因的表达.则一个种群中正常翅果蝇的基因型有5种.现有一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配,产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3:1,那么这对果蝇的基因型可能是RrHH或RRHh.
(3)果蝇的X染色体和Y染色体上有同源区段和非同源区段(如图2).已知果蝇的灰身(A)和黄身(a)是一对相对性状.现有偶然发现一只黄身雌果蝇,为确定控制A、a在染色体上的位置,科学家进行了如下实验:将这只雌果蝇和纯合的灰身雄果蝇杂交,得到子一代(F1).如果F1的表现型为雌果蝇均为灰身,雄果蝇均为黄身,则说明基因位于X染色体上非同源区段.如果F1不能判断,则将F1雌雄相互交配得到子二代(F2).若F2的表现型是:
①灰身果蝇和黄身果蝇比例为3:1,且与性别无关,则基因位于常染色体上.
②雄果蝇只有灰身性状,雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状,则基因位于X、Y染色体上的同源区段.

分析 染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息.染色体组的特点是不含同源染色体,不含等位基因.由于Ⅱ号染色体和Ⅲ号染色体是常染色体,所以Hh和Rr之间符合基因的自由组合定律.

解答 解:(1)雄果蝇的性染色体为XY,X、Y染色体形态、大小不同,所以雄果蝇的一个染色体组可以表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+Y;雄果蝇正常减数分裂的过程中,当减数第二次分裂后期,着丝点分裂后染色体数目暂时加倍,会有2条Y染色体,故有2条Y染色体的细胞是次级精母细胞.
(2)由于正常翅基因为隐性基因h,又r基因纯合时会抑制H基因的表达.所以一个种群中正常翅果蝇的基因型有5种,分别是hhRR、hhRr、hhrr、HHrr、Hhrr.毛翅果蝇的基因型R-H-,所以一对基因型相同的毛翅雌雄果蝇交配,产生的子代中毛翅与正常翅的比例为3:1,说明只有一对基因是杂合的,因此,这对果蝇的基因型是RrHH或RRHh.
(3)用偶然发现的一只黄身雌果蝇和纯合的灰身雄果蝇杂交,如果F1的表现型为雌果蝇均为灰身,雄果蝇均为黄身,则说明基因位于X染色体上非同源区段.如果F1不能判断,则将F1雌雄相互交配得到子二代(F2).若F2的表现型是灰身果蝇和黄身果蝇比例为3:1,且与性别无关,则基因位于常染色体上;若F2的表现型是雄果蝇只有灰身性状,雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状,则基因位于X、Y染色体上的同源区段.
故答案是:
(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ+Y     次级精母细胞
(2)5 RrHH     RRHh
(3)雌果蝇均为灰身,雄果蝇均为黄身
灰身果蝇和黄身果蝇比例为3:1,且与性别无关
雄果蝇只有灰身性状,雌果蝇既有灰身性状也有黄身性状

点评 本题考查果蝇染色体组成、基因的自由组合定律和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和实验设计、分析能力.

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