Question

9．果蠅是常用的遺傳學實驗材料：
（1）有一果蠅品系，其一種突變體的 X 染色體上存在 ClB 區段（用 X^ClB表示）． B 基因表現顯性棒眼性狀；l 基因的純合子在胚胎期死亡（X^ClBX^ClB與 X^ClBY 不能存活）；ClB存在時，X 染色體間非姐妹染色單體不發生交換；正常果蠅 X 染色體無 ClB 區段（用 X⁺表示）． 果蠅的長翅（Vg）對殘翅（vg）為顯性，基因位于常染色體上． 請回答下列問題：
①圖1 是果蠅雜交實驗示意圖．  F₁中表現型為正常眼殘翅雄果蠅的概率為$\frac{1}{12}$．如果用一對 F₁中表現型分別為棒眼長翅雌果蠅與表現型為正常眼殘翅雄果蠅交配繁殖，預期產生棒眼殘翅果蠅的概率是$\frac{1}{9}$；如果用 F₁中表現型為棒眼長翅雌果蠅與表現型為正常眼殘翅雄果蠅自由交配繁殖，預期產生棒眼殘翅果蠅的概率是$\frac{1}{9}$．
②圖2 是研究 X 射線對正常眼果蠅 X染色體誘變示意圖． 為了鑒定 X 染色體上正常眼基因是否發生隱性突變，需用正常眼雄果蠅與 F₁ 中棒眼雌蠅果蠅雜交，X 染色體的誘變類型能在其雜交后代雄性果蠅中直接顯現出來，且能計算出隱性突變頻率．
（2）果蠅的短剛毛對長剛毛是顯性，由一對等位基因（B，b）控制．短剛毛純合果蠅與長剛毛果蠅雜交，在后代群體中出現了一只長剛毛果蠅．出現該長剛毛果蠅的原因可能是親本果蠅在產生配子過程中發生了基因突變或染色體片段缺失．請完成下列實驗步驟及結果預測，以探究其原因．（注：一對同源染色體都缺失相同片段時，個體成活，表現為無剛毛；各型配子活力相同）實驗步驟：
①用該長剛毛果蠅與親本中的（純合） 短剛毛的果蠅雜交，獲得F₁；
②F₁自由交配，觀察、統計F₂表現型及比例．
結果預測：I如果F₂表現型及比例為短剛毛：長剛毛=3：1，則為基因突變；
II如果F₂表現型及比例為短剛毛：長剛毛：無剛毛=12：3：1，則為染色體片段缺失．

Answer 1

分析 閱讀題干和題圖可知，本題涉及的知識有基因的自由組合定律和伴性遺傳，明確知識點，梳理相關的基礎知識，分析題圖，結合問題的具體提示綜合作答．

解答 解：（1）①長翅與殘翅基因位于常染色體上，與性別無關聯，因此P：長翅（Vgvg）×長翅（Vgvg）→長翅：殘翅=3：1，則殘翅占$\frac{1}{4}$；X⁺X^ClB×X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），則正常眼雄果蠅占$\frac{1}{3}$，所有正常眼殘翅雄果蠅占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{12}$．F₁中表現型分別為棒眼長翅雌果蠅（$\frac{2}{3}$VgvgX⁺X^ClB）與表現型為正常眼殘翅雄果蠅（vgvgX⁺Y）交配繁殖，產生棒眼殘翅果蠅的概率是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{9}$．
②P：X⁺X^ClB×X^？Y→F₁：雌性X^？X^ClB、X^？X⁺、雄性X⁺Y、X^ClBY（死亡），F₁中雌果蠅為正常眼X^？X⁺和棒眼X^？X^ClB，正常眼雄果蠅的基因型為X⁺Y，由于ClB存在時，染色體間非姐妹染色單體不發生交換，故X^？X^ClB不會交叉互換，X^？X⁺可能會發生交叉互換．又由于雜交后代中雄果蠅染色體來源于F₁（X^？X^ClB）雌果蠅，而F₁棒眼雌果蠅（X^？X^ClB）中的X^？的來自于親本的被X射線照射過的雄果蠅，故隱性突變可以在子代雄性中顯示出來；選擇F₁棒眼雌性X^？X^ClB與正常眼雄性X⁺Y交配，后代雄性將會出現三種表現型即棒眼X^ClBY（死亡），正常眼X⁺Y和隱性突變體X^？Y．可以根據子代雄性個體隱性突變個體在正常眼和突變體中所占的比例計算出該隱性突變的突變率．
（2）
由題意知，出現該長剛毛果蠅的原因如果是親本果蠅在產生配子過程中發生了基因突變，則此長剛毛果蠅的基因型為bb，如果是染色體片段缺失，長剛毛果蠅的基因型為bO．
①用該長剛毛果蠅與親本中的（純合） 短剛毛（BB）的果蠅雜交，獲得F₁；
②F₁自由交配，觀察、統計F₂表現型及比例．
Ⅰ．如果基因突變，子一代為Bb，則F₂表現型及比例為短剛毛：長剛毛=3：1；
Ⅱ．如果為染色體片段缺失，子一代為Bb和BO，后代為$\frac{1}{4}$BB、$\frac{1}{4}$Bb、$\frac{1}{16}$bb、$\frac{1}{4}$BO、$\frac{1}{8}$bO、$\frac{1}{16}$00，即F₂表現型及比例為短剛毛：長剛毛：無剛毛=12：3：1．
故答案為：
（1）①$\frac{1}{12}$         $\frac{1}{9}$    $\frac{1}{9}$   
 ②棒眼雌蠅
（2）答案一  ①（純合） 短剛毛
②Ⅰ短剛毛：長剛毛=3：1Ⅱ短剛毛：長剛毛：無剛毛=12：3：1
答案二①長剛毛            ②Ⅰ全為長剛毛Ⅱ長剛毛：無剛毛=15：1

點評 本題考查伴性遺傳的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．