Question

4．动物园有一种ZW性别决定的鸟类，其长腿和短腿由等位基因A/a控制，羽毛的灰色和白色由等位基因B/b控制．研究者进行了如下两组杂交实验，结合实验结果回答下列问题：

杂交组合	亲本	F1
		雌性	雄性
杂交实验一	长腿灰羽雌X长腿灰羽雄	长腿灰羽$\frac{3}{16}$，长腿白羽$\frac{3}{16}$ 短腿灰羽$\frac{1}{16}$，短腿白羽$\frac{1}{16}$	长腿灰羽$\frac{3}{8}$ 短腿灰羽$\frac{1}{8}$
杂交实验二	长腿白羽雌X短腿灰羽雄	长腿灰羽$\frac{1}{4}$，长腿白羽$\frac{1}{4}$ 短腿灰羽$\frac{1}{4}$，短腿白羽$\frac{1}{4}$	无

（1）根据杂交实验推断，A/a和B/b两对等位基因中，位于Z染色体的是B/b，腿长度中显性性状为长腿，杂交实验一的亲本中雄性个体基因型为AaZ^BZ^b．
（2）造成杂交实验二中没有雄性个体是因为含有b基因的卵细胞（填“精子”或“卵细胞”）不能参与受精作用．
（3）杂交实验一产生的F₁中B基因频率为$\frac{2}{3}$，选出其中的长腿灰羽个体随机交配，子代中长腿灰羽的概率为$\frac{7}{9}$．
（4）在饲养过程中，研究人员发现单独饲养的雌鸟减数分裂产生的卵细胞可随机与同时产生的上极体中的一个结合形成合子（性染色体为WW的个体不能发育），进而孵化成幼鸟．将杂交实验二中的长腿灰羽雌性个体单独饲养，理论上最终孵化成的幼鸟中性别比例为雌性：雄性=4：1，长腿：短腿=9：1．

Answer 1

分析 1、长腿和短腿由等位基因A/a控制，羽毛的灰色和白色由等位基因B/b控制．根据试验一可知：长腿灰羽（♀）×长腿灰羽（♂），后代中雌性中既有灰羽又有白羽，但是雄性中只有灰羽，说明是伴性遗传，控制的相关基因在Z染色体上．长、短腿，后代雌性和雄性都有，并都是长腿：短腿=3：1，说明是常染色体遗传，相关基因位于常染色体上．
2、雌鸡（ZW）的卵细胞和3个极体有2种情况．第一种情况是：Z（卵细胞）、Z（极体）、W（极体）、W（极体），按题中所述方式形成的二倍体后代性别及比例是：ZZ（雄）：ZW（雌）=1：2；第二种情况是：W（卵细胞）、W（极体）、Z（极体）、Z（极体）．按题中所述方式形成的二倍体后代类型及比例是：WW（不能存活）：ZW（雌性）=0：2．两种情况概率相等，得雌：雄=（2+2）：（1+0）=4：1．

解答 解：（1）根据试验一可知：长腿灰羽（♀）×长腿灰羽（♂），后代中雌性中既有灰羽又有白羽，但是雄性中只有灰羽，说明是伴性遗传，控制的相关基因在Z染色体上．长、短腿，后代雌性和雄性都有，并都是长腿：短腿=3：1，说明是常染色体遗传，相关基因位于常染色体上．根据“无中生有为隐性”，可判断出短腿为隐性，长腿为显性．灰色为显性，白色为隐性．可以推测出杂交实验一的亲本中雌性个体基因型为AaZ^BW，雄性个体基因型为AaZ^BZ^b．
（2）根据亲本的表现型：长腿白羽（♀）×短腿灰羽（♂），可推知亲本的基因型大致为：A_-Z^bW、aaZ^BZ^b．由于后代雌性中长腿：短腿=1：1，符合测交的实验结果，因此亲本雌性的基因型为AaZ^bW；表格中后代没有雄性，但有雌性个体，并且雌性个体后代的表现型及比例符合基因的自由组合定律，表明亲代父本精子是正常的，含有W染色体的卵细胞也是正常的，因此造成杂交实验二中没有雄性个体的是因为母本的含有b基因的卵细胞不能参与受精作用．
（3）杂交实验一中亲本的基因型为AaZ^BW×AaZ^BZ^b，在杂交过程中没有基因的淘汰，因此产生的F₁中B基因频率=$\frac{2}{3}$．选出其中的长腿灰羽个体随机交配，由于每一对性状都遵循基因分离定律，可以先将每一对性状拆开单独计算，之后再综合起来．对于长短腿一对性状而言：子代中短腿的概率为$\frac{2}{3}Aa×\frac{2}{3}Aa×\frac{1}{4}=\frac{1}{9}$，则长腿为1-$\frac{1}{9}=\frac{8}{9}$；对于白羽和灰羽一对性状而言，子代中白羽的概率为$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$，则灰羽为1-$\frac{1}{8}$=$\frac{7}{8}$，子代中长腿灰羽的概率为$\frac{8}{9}×\frac{7}{8}=\frac{7}{9}$．
（4）雌鸡（ZW）的卵细胞和3个极体有2种情况．第一种情况是：Z（卵细胞）、Z（极体）、W（极体）、W（极体），按题中所述方式形成的二倍体后代性别及比例是：ZZ（雄）：ZW（雌）=1：2；第二种情况是：W（卵细胞）、W（极体）、Z（极体）、Z（极体）．按题中所述方式形成的二倍体后代类型及比例是：WW（不能正常发育）：ZW（雌性）=0：2．两种情况概率相等，得雌：雄=（2+2）：（1+0）=4：1．
由于两对相对性状符合基因自由组合定律，因此第一种情况：Z（卵细胞）、Z（极体）、W（极体）、W（极体），可以分两种情况：
①$\frac{1}{4}$AZ^B（卵细胞）、$\frac{1}{4}$AZ^B（极体）、$\frac{1}{4}$aW（极体）、$\frac{1}{4}$aW（极体），可知后代$\frac{1}{16}$AAZ^BZ^B（雄）、$\frac{2}{16}$AaZ^BW（雌）都为长腿，即$\frac{3}{16}$为长腿．
 ②$\frac{1}{4}$aZ^B（卵细胞）、$\frac{1}{4}$aZ^B（极体）、$\frac{1}{4}$AW（极体）、$\frac{1}{4}$AW（极体），可知后代为：$\frac{1}{16}$aaZ^BZ^B（雄）为短腿、$\frac{2}{16}$AaZ^BW（雌）为长腿．
第二种情况：W（卵细胞）、W（极体）、Z（极体）、Z（极体），也有两种情况：
①$\frac{1}{4}$AW（卵细胞）、$\frac{1}{4}$AW（极体）、$\frac{1}{4}$aZ^B（极体）、$\frac{1}{4}$aZ^B（极体）．后代WW不能正常发育，$\frac{2}{16}$AaZ^BW（雌性）为长腿．
②$\frac{1}{4}$aW（卵细胞）、$\frac{1}{4}$aW（极体）、$\frac{1}{4}$AZ^B（极体）、$\frac{1}{4}$AZ^B（极体）．后代WW不能正常发育，$\frac{2}{16}$AaZ^BW（雌性）为长腿．
综合上面4种情况可知：长腿：短腿=（$\frac{3}{16}$+$\frac{2}{16}$+$\frac{2}{16}$+$\frac{2}{16}$）：$\frac{1}{16}$=9：1．
故答案为：
（1）B/b    长腿    AaZ^BZ^b
（2）b    卵细胞
（3）$\frac{2}{3}$    $\frac{7}{9}$
（4）4：1    9：1

点评 本题以图表的形式，考查伴性遗传及常染色体上的遗传，要求考生掌握伴性遗传及常染色体遗传的特点，并根据题干信息准确判断其中相对性状的显隐性关系，及控制该相对性状的基因所在的位置，进而推断出各组亲本的基因型，再依据分离和自由组合定律解答即可．