Question

3．菜粉蝶是二倍体生物，含50条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性．
（1）研究菜粉蝶的基因组，应研究条染色体上的基因．正常情况下，菜粉蝶减数分裂过程中产生的次级卵母细胞中含有W染色体的数量是0或1或2条．
（2）若用纯合灰体和纯合黑体菜粉蝶交配，子代全是灰体．现有灰体红眼与黑体白眼菜粉蝶交配，菜粉蝶的体色和眼色分别由基因A、a和D、d控制，F₁中红眼都是雄性，白眼都是雌性，灰体与黑体雌雄菜粉蝶都有．据此可知，亲代中灰体红眼菜粉蝶的基因型是AaZ^DW．F₁中雌雄个体自由交配产生的F₂中，灰体红眼雄菜粉蝶所占的比例是$\frac{15}{64}$．
（3）研究人员让一群灰体菜粉蝶自由交配，产生的F₁中灰体：黑体=63：1，则亲代灰体菜粉蝶中纯合子的比例是$\frac{3}{4}$．
（4）在菜粉蝶的一对常染色体上有控制蛹颜色的黄色基因（Y）与白色基因（y）．在另一对常染色体上有I．i基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y的作用，从而使蛹变为白色；而i基因不会抑制黄色基因Y的作用．若基因型为IiYy、iiyy的两个体交配，理论上子代的表现型及比例为白色、黄色=3：1．若基因型为IiYy的两个体交配，子代白色蛹个体中纯合子占$\frac{3}{13}$．
（5）研究发现菜粉蝶体内e和f是两个位于z染色体上的隐性致死基因，即Z^eZ^e、Z^fZ^f、Z^ef，ZfW的受精卵将不能发育．为了只得到雄性后代，通过育种，需要得到z染色体上所含基因情况是两个Z染色体上分别带有致死基因e和f，即Z^eFZ^Ef的雄蚕，将该雄蚕与不带有致死基因的雌蚕交配，即可达到目的．

Answer 1

分析 用纯合灰体和纯合黑体菜粉蝶交配，子代全是灰体，说明灰体是显性性状，亲本是AA、aa，子一代是Aa；灰体（A_）红眼与黑体（aa）白眼菜粉蝶交配，F中红眼都是雄性，白眼都是雌性，说明眼色是伴X遗传，且且红眼是显性性状，亲本相关基因型是Z^DW、Z^dZ^d，灰体与黑体雌雄菜粉蝶都有，说明亲本是Aa、aa，因此两个亲本的基因型为AaZ^DW、aaZ^dZ^d，据此答题．

解答 解：（1）由题意可知，菜粉蝶细胞中有24对常染色体，1对性染色体，所以研究家蚕的基因组应研究24条常染色体和一条Z染色体、一条W染色体，共26条；由题意可知，雌家蚕的性染色体组成是ZW，减数分裂形成的次级卵母细胞可能不含W染色体，也可能含W染色体，若含W染色体处于减数第二次分裂的前期和中期，有一条W染色体，若处于后期，着丝点分裂，则含有2条W染色体．
（2）根据以上分析已知，亲代中灰体红眼菜粉蝶的基因型是AaZ^DW，黑体白眼菜粉蝶基因型为aaZ^dZ^d，
F₁中雌雄个体基因型分别为AaZ^DZ^d、aaZ^DZ^d、AaZ^dW、aaZ^dW，自由交配产生的F₂中，灰体（A_）红眼雄菜粉蝶（Z^D_）所占的比例=（1-$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$）×（$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$）=$\frac{15}{64}$．
（3）研究人员让一群灰体菜粉蝶自由交配，产生的F₁中灰体：黑体=63：1，则aa占$\frac{1}{64}$，说明亲本产生a配子=$\frac{1}{8}$，A=$\frac{7}{8}$，又因为a=$\frac{1}{2}$Aa=$\frac{1}{8}$，即Aa占$\frac{1}{4}$，所以亲代灰体菜粉蝶中纯合子AA的比例是$\frac{3}{4}$．
（3）基因型为IiYy、iiyy的两个个体交配产生后代的基因型是IiYy：Iiyy：iiYy：iiyy=1：1：1：1，由题意可知，只有基因型为iiYy的个体表现为黄色，其他均为白色，因此子代的表现型及其比例为白色、黄色=3：1；若基因型为IiYy的两个个体交配，子代的基因型是I_Y_：I_yy：iiY_：iiyy=9：3：3：1，其中表现为黄色的个体是iiY_，其余的都表现为白色，白色个体中纯合子所占的比例是$\frac{3}{13}$．
（4）进一步的研究发现，菜粉蝶中e和f是两个位于Z染色体上的隐性致死基因，即Z^eZ^e、Z^fZ^f、Z^eW，Z^fW的受精卵将不能发育．为了只得到雄性后代，通过育种，需要得到Z染色体上所含基因情况是两个Z染色体上分别带有致死基因e和f的（即Z^eFZ^Ef）雄菜粉蝶，将该雄菜粉蝶与不带有致死基因的雌菜粉蝶交配，即可达到目的．
故答案应为：
（1）26 0或1或2
（2）AaZ^DW  $\frac{15}{64}$
（3）$\frac{3}{4}$
（4）白色、黄色=3：1 $\frac{3}{13}$
（5）两个Z染色体上分别带有致死基因e和f，即Z^eFZ^Ef

点评 本题的知识点是染色体结构变异，减数分裂性染色体的行为，基因的自由组合定律，性别决定及伴性遗传，主要考查学生的识图能力和对自由组合定律的理解和灵活运用的能力．