Question

20．果蝇是常用的遗传学材料，图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图，请回答下列问题：

（1）果蝇一个精子细胞内的染色体组成可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（用图中序号表示）．研究发现性别由X染色体数目与常染色体组数之比（性指数）决定，性指数≥1时发育为雌性，性指数≤0.5发育为雄性，推测性染色体是XYY、XXY的果蝇分别发育成雄性和雌性性．
（2）进一步研究发现：A基因的表达产物是果蝇眼色表现红色所需的一种酶，这一事实表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢进而控制生物体的性状．
（3）在一个数量比较大的果蝇种群中（不考虑迁入迁出和自然选择），雌雄果蝇随机交配，其中灰身个体占64%（C控制灰身，c控制黑身），则杂合灰身在种群中占的比例是48%．
（4）果蝇的眼色受两对完全显隐性的等位基因A、a和B、b控制．如下图所示．用纯合红眼雌蝇与纯合白眼雄蝇交配，F_l中雌蝇全为紫眼、雄蝇全为红眼；让F₁雌雄蝇相互交配，F₂的表现型及比例为紫眼：红眼：白眼=3：3：2，请根据题意，回答下列问题：

①B、b基因位于染色体X上．眼色的遗传符合基因的自由组合（基因的分离定律和基因的自由组合定律）定律．
②若设计上述实验的反交实验，则亲本组合的基因型为AAX^bY×aaX^BX^B，F₂的表现型及比例紫眼：红眼：白眼=9：3：4．
③果蝇出现白眼是基因突变导致的，该基因突变前的部分序列（含起始密码信息）如下图所示．（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA）

上图所示的基因片段在转录时．以乙链链为模板合成mRNA；若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含5个氨基酸．

Answer 1

分析 1、果蝇的性别决定是XY型，雄性的性染色体组型是XY，雌性的性染色体组型是XX，由题图可知，果蝇含有2个染色体组，雄果蝇的一个染色体组是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，果蝇经过减数分裂形成的生殖细胞含有一个染色体组．
2、基因对性状的控制：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状．
3、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．
4、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，基因突变使转录形成的mRNA的碱基序列发生变化，进而使翻译形成的蛋白质的氨基酸序列改变而导致生物性状改变．

解答 解：（1）果蝇产生精子的过程是减数分裂，减数分裂过程中同源染色体发生分离，由题图可知，果蝇一个精子细胞内的染色体组成可表示为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；果蝇的常染色体组是2个，YY不含有X染色体，因此性指数＜0.5，发育为雄性，XYY性指数=0.5，发育为雄性，XXY性指数=1，发育为雌性．
（2）如果A基因的表达产物是果蝇眼色表现红色所需的一种酶，这一事实体现了基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状．
（3）在一个数量比较大的果蝇种群中，不考虑迁入迁出和自然选择，果蝇之间进行随机交配，遵循遗传平衡定律，C_=64%，cc=36%，则c的基因频率是60%，C的基因频率是40%，因此Cc的基因型频率是2×60%×40%=48%．
（4）①纯合红眼雌蝇与纯合白眼雄蝇交配，F₁中雌蝇全为紫眼、雄蝇全为红眼，则紫眼和红眼的遗传为伴性遗传，B和b基因位于X染色体上；又果蝇的眼色与A、a和B、b两对等位基因有关，A、a位于常染色体上，故眼色的遗传符合基因的自由组合定律．
②纯合红眼雌蝇与纯合白眼雄蝇交配称为正交，则反交是纯合红眼雄性与纯合白眼雌性交配，基因型分别是AAX^bY×aaX^BX^B；F₁基因型为为AaX^BY、AaX^BX^b，则F₂代出现的表现型及其比例为紫眼（A_X^B_）：红眼（A_X^bY）：白眼（aa__）=$\frac{9}{16}$：$\frac{3}{16}$：$\frac{4}{16}$=9：3：4．
③由题意知，起始密码子是AUG，对应的转录链的碱基序列是TAC，因此转录的模板链是乙链；转录形成的mRNA的碱基序列是AUG GGA AAU CUC AAU GUG ACA CUG，如果“↑”所指碱基对缺失，转录形成的mRNA的碱基序列是AUG GGA AUC UCA AUG UGA CAC UG，其中UGA是终止密码子，因此编码的肽链是5个氨基酸．
故答案为：
（1）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y       雄性和雌性
（2）控制酶的合成来控制代谢     
（3）48%
（4）①X　基因的自由组合（基因的分离定律和基因的自由组合定律）
②AAX^bY×aaX^BX^B 紫眼：红眼：白眼=9：3：4
③乙链    5

点评 本题旨在考查学生理解果蝇的染色体组型、性别决定和伴性遗传，基因的转录和翻译过程，通过一对性状考查基因自由组合定律和伴性遗传，要求学生根据F₂中表现型比例以及题干信息判断，意在考查考生的理解能力．