Question

14．果蠅是一種小型蠅類，因其具有易飼養，培養周期短，染色體數目相對較少等特點，是遺傳學中常見的試驗材料．其深紅眼和猩紅眼受兩對等位基因（A、a和B、b）控制，這兩對等位基因位于兩對非同源染色體上，它們與眼色素的關系如如圖所示．
利用表現型均為猩紅眼的純合果蠅品系甲（不含基因A）、品系乙（不含基因B）和野生型深紅眼進行如下雜交實驗．
實驗一：

親本	F1	F2
品系甲（父本）與野生深紅眼（母本）雜交	深紅眼雌果蠅 深紅眼雄果蠅	雌果蠅全深紅眼 雄果蠅深紅：雌果蠅深紅=1：1

實驗二：

親本組合		F1的表現型及數量
組別	表現型	深紅眼雄蠅	深紅眼雄蠅	猩紅眼雄蠅	猩紅眼雌蠅
第一組	品系甲雄性×品系乙雌性	204	196	0	0
第二組	品系乙雄性×品系甲雌性	0	209	100	0

（1）果蠅作為遺傳試驗材料除了題干中優點，還有繁殖速度快；其單倍體基因組有5條染色體．
（2）圖中基因與眼色素的關系體現了基因可通過控制酶的合成控制細胞代謝進而控制生物性狀．
（3）實驗一，若讓F₂代雌雄個體隨機交配，所得F₃代中，雄果蠅中猩紅眼所占比例為$\frac{1}{4}$．
（4）果蠅缺失1條IV號染色體仍能正常生存和繁殖，缺失2條則致死．若基因（A、a和B、b）均不在IV號染色體上，從實驗一的F₁中取一對都缺失1條 IV號染色體的深紅眼果蠅進行雜交，F₂中缺失1條IV號染色體的猩紅眼果蠅占$\frac{1}{6}$．
（5）實驗二中第二組的F₁中猩紅眼雄果蠅的基因型是BbX^aY；讓第一組的F₁互交，預期F₂的表現型（包括性別和眼色）及比例為深紅眼雌果蠅：深紅眼雄果蠅：猩紅眼雌果蠅：猩紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅=6：3：2：4：1．

Answer 1

分析 1、由題意知，果蠅的深紅眼和猩紅眼受兩對等位基因（A、a和B、b）控制，且兩對等位基因位于兩對非同源染色體上，因此在遺傳過程中遵循自由組合定律；由題圖知，A、B同時存在，表現為深紅色，A存在、B不存在表現為猩紅色，A不存在、B存在表現為猩紅眼，A、B都不存在表現為白眼．
2、分析實驗一：品系甲（不含基因A）與野生深紅眼（母本）雜交，子一代全是深紅眼，子二代雌果蠅全深紅眼，雄果蠅深紅：雌果蠅深紅=1：1，說明A（a）基因位于X染色體上，B（b）位于常染色體上，親本基因型是BBX^aY×BBX^AX^A，子一代的基因型BBX^AY、BBX^AX^a，子二代的基因型是BBX^AX^A、BBX^AX^a、BBX^AY、BBX^aY．
3、分析實驗二：第一組品系甲雄果蠅（BBX^aY）與品系乙雜交，子代雌雄果蠅都表現為深紅眼，即此雄果蠅都同時含有A、B基因，又知，品系乙不含有B基因，因此品系乙雌果蠅的基因型是bbX^AX^A，雜交子一代基因型是BbX^AX^a、BbX^AY；第二組實驗中，品系甲雌果蠅的基因型是BBX^aX^a，品系乙雄果蠅的基因型是bbX^AY，雜交子一代的基因型是BbX^AX^a、BbX^aY

解答 解：（1）由于果蠅具有易飼養、繁殖速度快、染色體數目少，具有容易區分的相對性狀等優點，因此常用果蠅作為實驗材料；由于果蠅的性染色體X、Y是異型同源染色體，因此單倍體基因組有有3條常染色體、1條X染色體、1條Y染色體，共5條染色體．
（2）題圖表明基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀．
（3）由分析可知，實驗一中，子二代的基因型是BBX^AX^A、BBX^AX^a、BBX^AY、BBX^aY，雌果蠅產生的配子的類型及比例是BX^A：BX^a=3：1，雄果蠅產生的配子的類型及比例是BX^A：BX^a：BY=1：1：2，自由交配產生的后代的雄性個體的基因型是BBX^AY：BBX^aY=3：1，其中BBX^aY都猩紅眼，占$\frac{1}{4}$．
（4）由分析可知，實驗一的F₁中的果蠅的基因型是BBX^AY、BBX^AX^a，子二代的基因型是BBX^AX^A、BBX^AX^a、BBX^AY、BBX^aY，比例是1：1：1：1，猩紅眼的比例是BBX^aY=$\frac{1}{4}$，由于Ⅳ染色體與A（a）、B（b）不存在連鎖關系，缺失一條Ⅳ染色體記作ⅣO，雜交子代的染色體組成是ⅣⅣ：ⅣO：OO=1：2：1，其中OO致死，因此缺失一條Ⅳ染色體的概率是ⅣO=$\frac{2}{3}$，子二代中，缺失1條IV號染色體的猩紅眼果蠅的比例是，$\frac{1}{4}×\frac{2}{3}=\frac{1}{6}$．
（5）由分析可知，品系甲雌果蠅的基因型是BBX^aX^a，品系乙雄性的基因型是bbX^AY，子一代基因型是BbX^AX^a、BbX^aY，其中BbX^aY表現為猩紅眼雄性果蠅；第一組的子一代的果蠅的基因型是BbX^AX^a、BbX^AY，F₁互交，Bb×Bb→$\frac{3}{4}$B_、$\frac{1}{4}$bb，X^AX^a×X^AY→$\frac{1}{2}$X^AX^-、$\frac{1}{4}$X^AY、$\frac{1}{4}$X^aY，因此子一代互交，子二代的表現型及比例是深紅眼雌果蠅：深紅眼雄果蠅：猩紅眼雌果蠅：猩紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅=6：3：2：4：1．
故答案為：
（1）繁殖速度快    5
（2）控制酶的合成控制細胞代謝
（3）$\frac{1}{4}$
（4）$\frac{1}{6}$
（5）BbX^aY   深紅眼雌果蠅：深紅眼雄果蠅：猩紅眼雌果蠅：猩紅眼雄果蠅：白眼雄果蠅=6：3：2：4：1

點評 本題的知識點是果蠅的性別決定和伴性遺傳，基因自由組合定律的實質和應用，旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內在聯系，形成知識網絡，并應用相關知識進行推理、綜合解答問題．