Question

13．果蝇是很好的遗传学研究材料，如表表示6个品系的果蝇（都是纯种）的性状和携带这些基因的染色体，品系②一⑥都只有一个性状是隐性性状，其他性状都正常．请回答：

品系	①	②	③	④	⑤	⑥
性状	野生型	残翅	黑体	白眼	棕眼	紫红眼
染色体		Ⅱ（a基因）	Ⅱ	X（b基因）	Ⅱ	Ⅲ

（1）用¹⁵N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA进行标记，正常情况下（不考虑交叉互换）这一精原细胞减数分裂形成的精子中，含¹⁵N的精子所占比例为$\frac{1}{2}$．
（2）若要研究伴性遗传，应选择表中①和④品系之间进行交配最为恰当；若考虑两对性状遗传，选择②和⑤之间进行交配不能（填“能”或“不能”）验证基因的自由组合定律．
（3）让系统④与系统②（两个系统中的雌雄个体数都相等）之间交配，得到的F₁的基因型可能有AaX^BY、AaX^BX^b、AaX^bY（写具体基因型），如果F₁各系统果蝇的生存能力相同，自由交配，计算F₂中野生型雌性的比值．
（4）二倍体动物缺失一条染色体称为单体．果蝇中的Ⅳ号染色体只缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代；缺失两条致死．已知果蝇有眼（C）对无眼（c）为显性，基因位于常染色体．现有一果蝇种群，其组成为染色体正常的有眼、染色体正常的无眼、Ⅳ号染色体单体有眼果蝇各多只，显性纯合子、杂合子混在一起．现将多只Ⅳ号染色体单体有眼果蝇与染色体正常的无眼果蝇交配，产生子代．若子代出现有眼：无眼果蝇=1：1（且有眼染色体全正常，无眼全为单体），则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；若子代出现有眼果蝇多于无眼果蝇（且有眼和无眼果蝇都有染色体正常和染色体单体个体），则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上．

Answer 1

分析 1、基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因控制特定的性状．基因通过中心法则控制性状，包括两种方式：通过控制酶的合成控制代谢过程，间接控制生物体的性状；还可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状．
2、自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合．
3、根据题意和表格分析，此题研究5种性状，①的5对基因都是显性纯合子；②③④⑤⑥相关性状的基因是隐性的，其余基因是显性纯合的．

解答 解：（1）根据题意可知，用¹⁵N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA进行标记，而该DNA分子经过半保留复制后形成的这条染色体上的两个DNA分子均含有¹⁵N标记，这条染色体将在减数第二次分裂后期时发生着丝点分裂，两个含¹⁵N标记的DNA分子分配到两个精细胞中，而另外两个同时产生的精细胞中不含标记，因此正常情况下（不考虑交叉互换）这一精原细胞减数分裂形成的精子中，含¹⁵N的精子所占比例为$\frac{1}{2}$．
（2）伴性遗传的基因位于性染色体上，因此若要研究伴性遗传，应选择表中品系①和④之间进行交配最为恰当；若考虑两对性状遗传，由于②和⑤的残翅、棕眼的基因均位于Ⅱ号染色体上，而基因的自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因，因此选择②和⑤之间进行交配不能验证基因的自由组合定律．
（3）设常染色体上的显、隐性基因为A、a，X染色体上的显、隐性基因为X^B、X^b，则④×②有两种可能：aaX^BX^B×AAX^bY或aaX^BY×AAX^bX^b，F₁基因型为AaX^BY、AaX^BX^b、AaX^bY．分别计算两者F₂中野生型雌性的比例为$\frac{3}{16}$、$\frac{6}{16}$，将两种情况综合考虑，比例为：$\frac{1}{2}×\frac{3}{16}+\frac{1}{2}×\frac{6}{16}=\frac{9}{32}$．
（4）为探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，可用多只Ⅳ号染色体单体有眼果蝇与正常染色体无眼果蝇交配，若子代中有眼、无眼果蝇各占一半，则无眼基因位于Ⅳ号染色体上；若子代有眼果蝇多于无眼，则无眼基因不位于Ⅳ号染色体上．
故答案为：
（1）$\frac{1}{2}$
（2）①和④不能
（3）AaX^BY、AaX^BX^b、AaX^bY      $\frac{9}{32}$
（4）若子代出现有眼：无眼果蝇=1：1（且有眼染色体全正常，无眼全为单体）
子代出现有眼果蝇多于无眼果蝇（且有眼和无眼果蝇都有染色体正常和染色体单体个体）

点评 本题考查基因的自由组合规律的实质及应用相关知识点，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养学生分析图表、获取信息及预测基因型和表现型的能力．