Question

2．果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得“诺贝尔奖”．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（如图为果蝇染色体组型图）．请回答下列有关问题．
（1）选择果蝇作实验材料的原因有很多，请列举两点：易饲养、繁殖周期短，后代数量大．
（2）对果蝇基因组进行研究，应测序5条染色体．
（3）实验一：现有纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇，请设计实验探究灰身（B）、黑身（b）和长翅（D）、残翅（d）这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律．
第一步：取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得F₁；
第二步：与黑身残翅果蝇测交；
第三步：统计后代表现型的比例．
结果预测：如果后代出现四种表现型，灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且比例为1：1：1：1，
则符合基因的自由组合定律．反之，则不符合基因的自由组合定律．
（4）实验二：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼A、白眼a），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型．若用一次交配实验证明这对基因位于X染色体上还是常染色体上，选择的亲本表现型应为：父本红眼，母本：白眼．
实验预期及相应结论为：
①子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，则这对基因位于X染色体上；
②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上；
③子代中雌、雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：果蝇体细胞中含有8条染色体，其中ⅡⅡ、ⅢⅢ、ⅣⅣ为常染色体，XY为性染色体．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）果蝇具有培养周期短，易饲养，成本低；染色体数少，便于观察；某些相对性状区分明显等优点，所以科学家选择果蝇作为遗传学实验研究材料．
（2）果蝇的体细胞中有8条染色体，其中染色体2条，常染色体6条．由于XY染色体存在差异，所以对果蝇基因组进行研究时，应对3+XY共5条染色体进行测序．
（3）由题意可知控制灰身、黑身和长翅、残翅这两对性状的基因都在常染色体上．如果取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，则F₁全是灰身长翅（两对基因都杂合）；再让F₁与黑身残翅果蝇测交，后代性状分离比为灰身长翅、黑身长翅、灰黑残翅、黑身残翅=1：1：1：1，说明这两对性状的遗传否符合基因的自由组合定律；如果不是1：1：1：1，则说明这两对性状的遗传不符合基因的自由组合定律（也可以让F₁雌雄个体相互交配，若后代性灰身长翅、黑身长翅、灰黑残翅、黑身残翅=9：3：3：1，说明这两对性状的遗传否符合基因的自由组合定律；如果不是9：3：3：1，则说明这两对性状的遗传不符合基因的自由组合定律）．
（4）实验二：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，为证明这对基因位于X染色体上还是常染色体上，可选用红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行杂交，①如果子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，则这对基因位于X染色体上；②如果子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上；③如果子代中雌、雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上．
故答案为：
（1）易饲养、繁殖周期短，后代数量大（染色体数目少，相对性状明显等）
（2）5
（3）第二步：与黑身残翅果蝇测交（或让F₁中雄雌个体互交）
结果预测：后代出现四种表现型，灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且比例为1：1：1：1（或后代出现四种表现型，灰身长翅、黑身长翅、灰身残翅、黑身残翅且比例为9：3：3：1）
（4）红眼   白眼     ①X     ②常     ③常

点评 本题考查果蝇染色体组成与测序、基因与染色体关系的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．