Question

4．果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题．

（1）图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于染色体结构变异导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为X^BY．
（2）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示．在纯合（X^dBX^dB、X^dBY）时能使胚胎致死．若棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和正常眼雌果蝇，其中雄果蝇占$\frac{1}{3}$．若F₁雌果蝇随机交配，则产生的F₂中X^b频率为$\frac{10}{11}$．
（3）遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子．缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡．现有一红眼雄果蝇X^AY与叶白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇．请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比．
结果及结论：
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1：1，则为基因突变引起的．
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2：1，则是由于缺失造成的．

Answer 1

分析 1、由题图可知，果蝇的正常眼基因和棒状眼基因位于X染色体上，正常眼基因是X^bX^b和X^bY，如果X染色体上某一区段重复，该染色体上的b基因变成B基因，则为棒状眼，因此棒状眼出现是染色体结构变异的结果．
2、先写出棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交后代的基因型，根据题干中隐性纯合致死现象，判断出致死基因型及杂交后代个体的基因型、表现型及比例，计算子一代个体自由交配后代的某基因的基因频率时，先计算出子一代雌性个体产生的配子的基因型、比例和子一代雄性个体产生的配子的基因型及比例，用雌雄配子交配法写出自由交配后代的基因型及比例；根据题意中的隐性纯合致死判断出胚胎致死的基因型和自由交配后代的不同基因型及比例，最后按照基因频率的概念进行计算．
3、由题意知，一红眼雄果蝇X^AY与叶白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇，该白眼雌果蝇出现的原因可能是染色体片段的缺失，也可能是基因突变两种情况，先假定某种情况成立，写出亲本的基因型和杂交后的基因型及表现，然后进行解答．

解答 解：（1）由图1可知，果蝇的棒状眼是由于染色体片段的重复引起的，属于染色体结构变异；棒状眼基因位于X染色体上，因此雄果蝇棒状眼的基因型是X^BY．
（2）棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，后代的基因型是：X^dBX^b、X^dBY、X^bX^b、X^bY，其中X^dBY胚胎致死，因此后代的表现型是棒眼雌果蝇（X^dBX^b）、正常眼雄果蝇（X^bY）和正常眼雌果蝇（X^bX^b），比例为1：1：1，因此中雄果蝇占$\frac{1}{3}$；子一代雌果蝇产生的配子的基因型及比例是X^dB：X^b=1：3，雄果蝇产生的配子的基因型及比例是X^b：Y=1：1，F₁雌雄果蝇随机交配，则产生的F₂中的基因型及比例是X^dBY：X^dBX^b：X^bXb：X^bY=1：1：3：3，其中X^dBY胚胎致死，因此自由交配F₂中果蝇个体的基因型及比例是：X^dBX^b：X^bXb：X^bY=1：3：3，所以X^b频率为（1+2×3+3）÷（2+6+3）=$\frac{10}{11}$．
（3）该实验的目的是探究红眼雄果蝇X^AY与叶白眼雌果蝇X^ax^a杂交子代中出的白眼雌果蝇的原因是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的；
①如果该白眼果蝇是基因突变引起的，则该白眼果蝇的基因型为X^aX^a，与红眼雄果蝇交配，后代的基因型为X^AX^a：X^aY=1：1，因此杂交后的性别比例是雌性果蝇：雄果蝇=1：1；
②假设该白眼雌果蝇是由染色体缺失造成的，如果染色体缺失用X+表示，该果蝇的基因型为X⁺X^a，与红眼雄果蝇交配，后代的基因型为X⁺X^A、X^AX^a、X⁺Y、X^aY，其中X⁺Y胚胎致死，因此杂交后的性别比例是雌性果蝇：雄果蝇=2：1．
故答案为：
（1）染色体（结构）变异 X^BY
（2）正常眼雌果蝇 $\frac{1}{3}$ $\frac{10}{11}$
（3）①1：1 ②2：1

点评 本题旨在考查学生分析题干获取信息的能力，理解所学知识的要点，把握知识的内在联系形成知识网络的能力，并应用相关知识结合题干信息对某些遗传学问题进行解释、推理、判断获取结论的能力及设计遗传实验预期实验结果、获取结论的能力．