Question

9．实蝇是一种世界性果蔬害虫，中国将其列为进口植物检疫Ⅰ类危险性害虫，对其检疫极其严格．目前我国已经在欧美进口水果中检测到三种品系的地中海实蝇（均包含雌雄个体，D、d表示腹色基因，A、a表示背色基因）

品系名称	表现型	相关性状描述
野生品系	红腹、彩背	腹部橙红色、胸部背面有黄白色斑纹
红腹品系	红腹、黑背	腹部橙红色、胸部背面黑色有光泽
黑植品系	黑腹、黑背	腹部黑色、胸部背面黑色有光泽

（1）研究人员通过培养和杂交实验已经证实：上述性状由非同源染色体上的两对等位基因控制，在此基础上，又进行了以下实验：
①野生品系（♀）×红腹品系（♂）  F₁：红腹彩背：红腹黑背=1：1；
②野生品系（♂）×红腹品系（♀）  F₁：红腹彩背：红腹黑背=1：1；
③红腹品系×红腹品系  F₁：红腹彩背：红腹黑背=1：2
④原始红腹品系和黑檀品系进行正反交，结果正交的子代腹部全为橙红色，反交子代中雌雄个体和雄性个体的腹部颜色不同．
由①②③可知：控制背色的基因所在的染色体种类及显隐性关系是位于常染色体上，黑背对彩背为显性，③中F₁的a基因频率是：$\frac{2}{3}$．④中反交组合应该是红腹品系（♂）×黑檀品系（♀）【或：红腹黑背（♂）×黒腹黑背（♀）】（写出性别和性状），由实验④可以推测控制腹色的基因位于图Ⅱ-1区段；进一步研究发现d基因的碱基序列虽然比D基因多了800个碱基对，但d基因编码的蛋白质比D所编码的蛋白质末端少30个氨基酸，推测其原因可能是d基因转录的mRNA提前出现了终止密码．
（2）研究人员通过培养和杂交实验还发现有一实蝇品系，其中一种突变体的X染色体上具有CIB三个基因的区段（用X^ClB表示）．已知基因B控制棒眼性状；基因I的纯合子在胚胎期死亡（X^ClBX^ClB与　X^ClBY不能存活）；ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常实蝇X染色体无ClB区段（用X⁺表示）．实蝇的长翅（Vg）对残翅（vg）为显性，基因位于常染色体上．下图是实蝇杂交实验示意图，请据图回答下列问题：

图中F₁棒眼与正常眼的比例为1：2．如果用F₁正常眼长翅的雌实蝇与F₁正常眼残翅的雄实蝇杂交，预期产生正常眼长翅实蝇的概率是$\frac{2}{3}$；用F₁棒眼长翅的雌实蝇与F₁正常眼长翅的雄实蝇杂交，预期产生棒眼长翅实蝇的概率是
$\frac{8}{27}$．

Answer 1

分析 分析表格：①②是野生品系和红腹品系的正反交实验，正交和反交的结果相同，说明控制胸部背面斑纹的基因位于常染色体上．由③红腹品系×红腹品系→F₁：红腹彩背：红腹黑背=1：2，说明黑背相对彩背为显性．根据基因的分离定律，该比例应该为1：3，而实际比例是1：2，说明$\frac{1}{4}$的黑背纯合子致死．

解答 解：（1）红腹与黑腹、黑背与彩背这两对相对性状均符合基因分离定律；由以上分析可知，黑背相对彩背为显性．①、②是野生品系和红腹品系的正反交实验，正交和反交的结果相同，说明控制胸部背面斑纹的基因位于常染色体上，由③红腹品系×红腹品系→F₁：红腹彩背：红腹黑背=1：2，说明黑背相对彩背为显性．按照基因分离定律，后代应出现1：2：1的基因型之比，以及1：3的性状分离比，而实际比例是1：2，可推知黑背纯合致死导致，则a基因频率是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$．已知红腹相对于黑腹为显性性状；正交的子代腹部全为橙红色，反交子代中雌性个体和雄性个体的腹部颜色不同，即正、反交的结果有很大的差异，由此可推测控制腹部颜色的基因位于X染色体的Ⅱ-1上．根据题干信息“反交子代中雌性个体和雄性个体的腹部颜色不同”这一现象判断，反交应为红腹X^AY做父本，黑腹X^aX^a做母本，即反交组合为：红腹品系（♂）×黑檀品系（♀）．根据题意d基因的碱基序列虽然比D基因多了800个碱基对，但d基因编码的蛋白质比D所编码的蛋白质末端少30个氨基酸，可能是d基因转录的mRNA提前出现了终止密码．
（2）根据题意，X⁺X^ClB×X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），故棒状眼和正常眼的比例为1：2；F₁长翅为$\frac{1}{3}$VgVg和$\frac{2}{3}$Vgvg，残翅为vgvg，$\frac{2}{3}$Vgvg×vgvg→残翅vgvg为$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{3}$，则长翅占$\frac{2}{3}$，F₁正常眼雌果蝇为X⁺X⁺×正常眼雄果蝇X⁺Y所得后代均为正常眼，故产生正常眼长翅果蝇的概率是$\frac{2}{3}$×1=$\frac{2}{3}$；F₁长翅×长翅→残翅，$\frac{2}{3}$Vgvg×$\frac{2}{3}$Vgvg→$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{9}$残翅vgvg，则长翅占$\frac{8}{9}$，F₁棒眼雌果蝇X⁺X^ClB×正常眼雄果蝇X⁺Y→X⁺X⁺、X⁺Y、X⁺X^ClB和X^ClBY（死亡），故棒眼所占比例为$\frac{1}{3}$，二者合并产生棒眼长翅果蝇的概率是$\frac{8}{9}$×$\frac{1}{3}$=$\frac{8}{27}$．
故答案为：
（1）位于常染色体上，黑背对彩背为显性   $\frac{2}{3}$ 
红腹品系（♂）×黑檀品系（♀）【或：红腹黑背（♂）×黒腹黑背（♀）】Ⅱ-1   终止密码
（2）1：2  $\frac{2}{3}$    $\frac{8}{27}$

点评 本题为一道难题，题干描述中隐藏了一些信息，比如杂交组合①和②互为正交和反交等等，都是解题的关键所在．再加上两对相对性状都是颜色，学生在读题时难免混淆，全面细致的考虑问题，还是能够解答出来的．