Question

9．實蠅是一種世界性果蔬害蟲，中國將其列為進口植物檢疫Ⅰ類危險性害蟲，對其檢疫極其嚴格．目前我國已經在歐美進口水果中檢測到三種品系的地中海實蠅（均包含雌雄個體，D、d表示腹色基因，A、a表示背色基因）

品系名稱	表現型	相關性狀描述
野生品系	紅腹、彩背	腹部橙紅色、胸部背面有黃白色斑紋
紅腹品系	紅腹、黑背	腹部橙紅色、胸部背面黑色有光澤
黑植品系	黑腹、黑背	腹部黑色、胸部背面黑色有光澤

（1）研究人員通過培養和雜交實驗已經證實：上述性狀由非同源染色體上的兩對等位基因控制，在此基礎上，又進行了以下實驗：
①野生品系（♀）×紅腹品系（♂）  F₁：紅腹彩背：紅腹黑背=1：1；
②野生品系（♂）×紅腹品系（♀）  F₁：紅腹彩背：紅腹黑背=1：1；
③紅腹品系×紅腹品系  F₁：紅腹彩背：紅腹黑背=1：2
④原始紅腹品系和黑檀品系進行正反交，結果正交的子代腹部全為橙紅色，反交子代中雌雄個體和雄性個體的腹部顏色不同．
由①②③可知：控制背色的基因所在的染色體種類及顯隱性關系是位于常染色體上，黑背對彩背為顯性，③中F₁的a基因頻率是：$\frac{2}{3}$．④中反交組合應該是紅腹品系（♂）×黑檀品系（♀）【或：紅腹黑背（♂）×黒腹黑背（♀）】（寫出性別和性狀），由實驗④可以推測控制腹色的基因位于圖Ⅱ-1區段；進一步研究發現d基因的堿基序列雖然比D基因多了800個堿基對，但d基因編碼的蛋白質比D所編碼的蛋白質末端少30個氨基酸，推測其原因可能是d基因轉錄的mRNA提前出現了終止密碼．
（2）研究人員通過培養和雜交實驗還發現有一實蠅品系，其中一種突變體的X染色體上具有CIB三個基因的區段（用X^ClB表示）．已知基因B控制棒眼性狀；基因I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；正常實蠅X染色體無ClB區段（用X⁺表示）．實蠅的長翅（Vg）對殘翅（vg）為顯性，基因位于常染色體上．下圖是實蠅雜交實驗示意圖，請據圖回答下列問題：

圖中F₁棒眼與正常眼的比例為1：2．如果用F₁正常眼長翅的雌實蠅與F₁正常眼殘翅的雄實蠅雜交，預期產生正常眼長翅實蠅的概率是$\frac{2}{3}$；用F₁棒眼長翅的雌實蠅與F₁正常眼長翅的雄實蠅雜交，預期產生棒眼長翅實蠅的概率是
$\frac{8}{27}$．

Answer 1

分析 分析表格：①②是野生品系和紅腹品系的正反交實驗，正交和反交的結果相同，說明控制胸部背面斑紋的基因位于常染色體上．由③紅腹品系×紅腹品系→F₁：紅腹彩背：紅腹黑背=1：2，說明黑背相對彩背為顯性．根據基因的分離定律，該比例應該為1：3，而實際比例是1：2，說明$\frac{1}{4}$的黑背純合子致死．

解答 解：（1）紅腹與黑腹、黑背與彩背這兩對相對性狀均符合基因分離定律；由以上分析可知，黑背相對彩背為顯性．①、②是野生品系和紅腹品系的正反交實驗，正交和反交的結果相同，說明控制胸部背面斑紋的基因位于常染色體上，由③紅腹品系×紅腹品系→F₁：紅腹彩背：紅腹黑背=1：2，說明黑背相對彩背為顯性．按照基因分離定律，后代應出現1：2：1的基因型之比，以及1：3的性狀分離比，而實際比例是1：2，可推知黑背純合致死導致，則a基因頻率是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$．已知紅腹相對于黑腹為顯性性狀；正交的子代腹部全為橙紅色，反交子代中雌性個體和雄性個體的腹部顏色不同，即正、反交的結果有很大的差異，由此可推測控制腹部顏色的基因位于X染色體的Ⅱ-1上．根據題干信息“反交子代中雌性個體和雄性個體的腹部顏色不同”這一現象判斷，反交應為紅腹X^AY做父本，黑腹X^aX^a做母本，即反交組合為：紅腹品系（♂）×黑檀品系（♀）．根據題意d基因的堿基序列雖然比D基因多了800個堿基對，但d基因編碼的蛋白質比D所編碼的蛋白質末端少30個氨基酸，可能是d基因轉錄的mRNA提前出現了終止密碼．
（2）根據題意，X⁺X^ClB×X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），故棒狀眼和正常眼的比例為1：2；F₁長翅為$\frac{1}{3}$VgVg和$\frac{2}{3}$Vgvg，殘翅為vgvg，$\frac{2}{3}$Vgvg×vgvg→殘翅vgvg為$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{3}$，則長翅占$\frac{2}{3}$，F₁正常眼雌果蠅為X⁺X⁺×正常眼雄果蠅X⁺Y所得后代均為正常眼，故產生正常眼長翅果蠅的概率是$\frac{2}{3}$×1=$\frac{2}{3}$；F₁長翅×長翅→殘翅，$\frac{2}{3}$Vgvg×$\frac{2}{3}$Vgvg→$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{9}$殘翅vgvg，則長翅占$\frac{8}{9}$，F₁棒眼雌果蠅X⁺X^ClB×正常眼雄果蠅X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），故棒眼所占比例為$\frac{1}{3}$，二者合并產生棒眼長翅果蠅的概率是$\frac{8}{9}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{8}{27}$．
故答案為：
（1）位于常染色體上，黑背對彩背為顯性   $\frac{2}{3}$ 
紅腹品系（♂）×黑檀品系（♀）【或：紅腹黑背（♂）×黒腹黑背（♀）】Ⅱ-1   終止密碼
（2）1：2  $\frac{2}{3}$    $\frac{8}{27}$

點評 本題為一道難題，題干描述中隱藏了一些信息，比如雜交組合①和②互為正交和反交等等，都是解題的關鍵所在．再加上兩對相對性狀都是顏色，學生在讀題時難免混淆，全面細致的考慮問題，還是能夠解答出來的．