Question

【题目】果蝇是进行遗传学研究的模式生物。请回答下列以果蝇为材料开展研究的相关问题。

(1)美国生物学家摩尔根用果蝇进行实验，通过________法证明了基因位于染色体上。

(2)某研究者在一个灰身果蝇纯系中发现几只黑身雌、雄果蝇。

①让灰身果蝇与黑身果蝇杂交，发现无论________，F1果蝇均表现为灰身，再由F1雌、雄果蝇相互交配产生的F2果蝇中灰身与黑身分离比为3∶1，由此判断黑身是________染色体上单基因隐性突变的结果。

②黑身是基因突变的结果，科研人员研究发现黑身果蝇体内存在有三个突变基因，都有可能与黑身的出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化及控制的蛋白质如下表所示。

突变基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
碱基变化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白质	与正常蛋白质分 子结构无差异	与正常蛋白质有一 个氨基酸不同	与正常蛋白质相比， 长度明显变短

由上表推测，黑身果蝇的突变应属于表中的________类型。

(3)果蝇共有3对常染色体，编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。灰身果蝇甲品系的4种突变性状分别由一种显性突变基因控制，如图所示，并且突变基因纯合时胚胎致死(不考虑交叉互换)。

①果蝇甲品系的雌、雄个体间相互交配，子代果蝇的成活率为________

②若将一只纯种黑身果蝇与甲品系中某灰身果蝇进行杂交，发现子代中灰身和黑身个体的比例为1∶1，则说明亲本灰身果蝇除了含有一个灰身基因以外，同时还携带一个黑身基因或________。若子代果蝇中所有正常刚毛、钝圆平衡棒的个体都是黑身，所有短刚毛、正常平衡棒的个体都是灰身，则控制上述体色的基因位于________号染色体上。子代中正常翅脉、卷曲翅、黑身∶正常翅脉、卷曲翅、灰身∶多翅脉、正常翅型、黑身∶多翅脉、正常翅型、灰身的比例为________。

Answer 1

【答案】假说——演绎 正交和反交(黑身果蝇做父本或母本) 常 Ⅱ或Ⅲ 1/4 对黑身基因隐性的基因(失活的灰身基因、灰身基因缺失等) Ⅲ 1∶1∶1∶1

【解析】

未知显隐性时判断基因的位置可以采用正反交的方法，若正反交结果一致，说明控制该性状的基因在常染色体上；若正反交结果不一致，说明控制该性状的基因不在常染色体上，即为伴性遗传。

（1）萨顿用类比推理法推测基因在染色体上，摩尔根采用假说演绎法证明基因位于染色体上。

（2）①黑身果蝇和灰身果蝇杂交，未知显隐性，可以采用正反交，F1若全是灰身，说明灰身是显性，且控制该性状的基因位于常染色体上，则黑身是常染色体上单基因隐性突变的结果。

②基因突变导致出现了黑身，说明表现型发生了改变，突变Ⅰ蛋白质未发生改变，说明性状不变，突变Ⅱ、Ⅲ表达的蛋白质与正常蛋白质均有区别，说明性状会发生改变，故黑身对应的变异可能是突变Ⅱ或Ⅲ。

（3）①甲品系含有4种显性突变基因，且控制翅形和翅脉的基因位于一对同源染色体上，控制刚毛和平衡棒的基因位于另一对同源染色体上，且突变基因纯合时胚胎致死，甲品系内的雌雄交配的后代全部是杂合子（AaCcSsTt），AaCc占1/2，SsTt占1/2，故存活个体即AaCcSsTt占1/2*1/2=1/4。

②设控制黑身的基因是d，控制灰身的基因是D，黑身果蝇的基因型为dd，甲品系内的某灰身果蝇与黑身杂交后代，若比例为：灰身：黑身=1:1，说明该灰身果蝇为杂合子，基因型可能是Dd，或者Dd-（d-相对d是隐性）。设该果蝇的基因型为Dd，若只考虑刚毛和平衡翅，则该灰身果蝇的基因型为：DdSsTt，若控制身体颜色的基因不位于Ⅲ号染色体上，则该灰身果蝇可以产生4种配子，与黑身果蝇杂交的后代会出现四种表现型，而题目中显示子代果蝇中所有正常刚毛、钝圆平衡棒的个体都是黑身，所有短刚毛、正常平衡棒的个体都是灰身，说明控制身体颜色基因位于Ⅲ号染色体上，且DSt在一条染色体上，dsT在一条染色体上，结合Ⅱ号染色体上的2对等位基因，该灰身果蝇共可以产生4种配子，即AcDSt：AcdsT：aCDSt：aCdsT=1:1:1:1，故测交后代会出现四种表现型，正常翅脉、卷曲翅、黑身∶正常翅脉、卷曲翅、灰身∶多翅脉、正常翅型、黑身∶多翅脉、正常翅型、灰身=1:1:1:1。