Question

8．果蝇的体色有灰身和黑身、翅形有长翅和残翅、眼色有红眼和白眼之分，三对相对性状分别受等位基因B和b、D和d、E和e控制．已知控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上，且雌蝇在形成配子的过程中，部分性母细胞的这对染色体发生交叉互换，而雄蝇无此现象．某同学为验证所学知识，利用一果蝇种群进行了如下实验：
实验一：将纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为灰身长翅；再利用黑身残翅雄蝇与F₁中的灰身长翅雌蝇测交，得到F₂中表现型有灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，所占比例分别为42%、8%、8%、42%．
实验二：将纯种红眼与白眼果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为红眼；F₁中的雌雄果蝇自由交配，得到的F₂中表现型及比例为红眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雄蝇=2：1：1．
请回答下列问题：
（1）果蝇的三对相对性状中的显性性状分别为灰身、长翅、红眼．
（2）根据实验一推断，果蝇的体色和翅形的遗传都符合孟德尔的基因分离定律，请对F₂中表现型的比例做出合理的解释基因分离F1雌蝇在产生配子（卵细胞）的过程中发生了交叉互换，导致产生的两种（亲本型）BD和bd配子（卵细胞）数量多且相等，产生的两种（重组型）Bd和bD配子（卵细胞）数量少且相等．
（3）结合摩尔根的经典实验判断，实验二中亲本果蝇的基因型为X^EX^E×X^eY．如果将F₂中的白眼雄蝇与F₁中的红眼雌蝇杂交得到下一代，预期结果不能（填“能”或“不能”）验证果蝇的眼色遗传与性别有关，原因是不论控制眼色的基因位于常染色体还是X染色体上，其后代均有两种表现型；且每种表现型的性别比例均为1：1，故不能确定果蝇的眼色基因是否在性染色体上．
（4）若进行一次杂交实验，既能说明雄性果蝇不发生交叉互换，又能说明果蝇的眼色遗传与性别有关，则用来杂交的亲本基因型最佳组合为bbddX^eX^e×BbDdX^EY．

Answer 1

分析 1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，同时位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生自由组合．
2、由题意知，B（b）、D（d）位于一对同源染色体上，因此两对等位基因在遗传过程中不遵循自由组合定律，且雌蝇在形成配子的过程中，部分性母细胞的这对染色体发生交叉互换，能产生四种类型的配子，雄果蝇不发生交叉互换，产生两种类型的配子．
3、实验一，纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为灰身长翅，说明灰身对黑身、长翅对残翅是显性性状，子一代果蝇的基因型是BbDd；黑身残翅果蝇的基因型是bbdd，黑身残翅雄蝇与F₁中的灰身长翅雌蝇测交，得到F₂中表现型有灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，所占比例分别为42%、8%、8%、42%，由于黑身残翅果蝇产生的配子是bd，因此雌果蝇产生的配子的类型及比例是BD：Bd：bD：bd=42：8：8：42．
实验二，纯种红眼与白眼果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为红眼，说明红眼对白眼是显性性状，F₁中的雌雄果蝇自由交配，得到的F₂中，雌果蝇都是红眼，雄果蝇中一半是红眼、一半是白眼，说明控制眼色的基因位于X染色体上．

解答 解：（1）实验一中，纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为灰身长翅，说明灰身对黑身是显性性状、长翅对残翅是显性性状，实验二纯种红眼与白眼果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为红眼，说明红眼对白眼是显性性状．
（2）实验一，侧交后代灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，所占比例分别为42%、8%、8%、42%．灰身：黑身=1：1，长翅：残翅=1：1，因此每一对相对性状的遗传符合基因分离定律；由于亲本基因型是BBDD、bbdd，子一代的基因型是BbDd，BD位于一条染色体上，bd位于一条染色体上，雌性个体在进行减数分裂产生配子的过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，产生基因型为Bd、bD两种重组类型的配子，且BD、bd两种类型的配子多且相等，重组类型的配子少且相等，因此用黑身残翅雄蝇与F₁中的灰身长翅雌蝇测交，得到F₂中表现型有灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，所占比例分别为42%、8%、8%、42%．
（3）由分析可知，果蝇的红眼对白眼是显性性状，且位于X染色体上，子二代雄果蝇中红眼、白眼各占一半，因此子一代的雌果蝇的基因型是X^EX^e，子二代雌果蝇都是红眼，因此子一代雄果蝇的基因型是XEY，亲本基因型是X^EX^E、X^eY；白眼雄果蝇的基因型是X^eY，子一代果蝇的基因型是X^EX^e，二者杂交后代表现为红眼雌果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雄果蝇=1：1：1：1，如果基因位于常染色体上，白眼雄果蝇的基因型是ee，子一代雌果蝇的基因型是Ee，杂交后代仍然是红眼雌果蝇：白眼雌果蝇：红眼雄果蝇：白眼雄果蝇=1：1：1：1，不能判断基因位于常染色体上，还是位于X染色体上．
（4）如果说明不发生交叉互换，可以用基因型为BbDd的雄性个体与基因型为bbdd的个体进行杂交，不发生交叉互换，基因型为BbDd的个体产生的配子的类型是两种，BD：bd=1：1，测交后代的表现型是2种，比例是1：1，如果发生交叉互换，则会产生4种配子类型，测交后代的表现型是4种；
说明果蝇的眼色遗传与性别有关的杂交组合是X^eX^e与X^EY杂交，因此若进行一次杂交实验，既能说明雄性果蝇不发生交叉互换，又能说明果蝇的眼色遗传与性别有关，则用来杂交的亲本基因型最佳组合为bbddX^eX^e×BbDdX^EY．
故答案为：
（1）灰身、长翅、红眼 
（2）基因分离    F1雌蝇在产生配子（卵细胞）的过程中发生了交叉互换，导致产生的两种（亲本型）BD和bd配子（卵细胞）数量多且相等，产生的两种（重组型） Bd和bD配子（卵细胞）数量少且相等
（3）X^EX^E×X^eY     不能   不论控制眼色的基因位于常染色体还是X染色体上，其后代均有两种表现型；且每种表现型的性别比例均为1：1，故不能确定果蝇的眼色基因是否在性染色体上
（4）bbddX^eX^e×BbDdX^EY

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质和使用条件、果蝇的性别决定和伴性遗传，把握知识的内在联系，形成知识网络，并学会分析题干获取信息，利用相关信息进行推理、综合解答问题．