Question

14．已知某种动物灰身（A）对黑身（a）为显性，有眼（B）对无眼（b）为显性，控制有眼、无眼的基因位于常染色体上．
（1）为了研究A、a与B、b的位置关系，选取一对表现型为灰身有眼的正常染色体的雄性个体和黑身无眼的正常染色体的雌性个体进行杂交试验，F₁雌、雄个体中均出现四种表现型：灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼．
①如果F₁四种表现型比例为1：1：1：1，则基因A、a和B、b符合基因自由组合定律定律；让F₁中灰身有眼个体相互交配，在F₂的所有灰身个体中纯合子所占的比例为$\frac{1}{6}$．
②如果F₁四种表现型中，亲本类型偏多，重组类型偏少，则F₁同时出现上述四种表现型的原因最可能是：灰身有眼果蝇果蝇减数第一次分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换．
（2）动物体细胞中某对同源染色体多出 1条的个体称为：“三体”．研究发现，该种动物产生的多1条染色体的雌配子可育，而多1条染色体的雄配子不可育．该种动物的尾形由常染色体上的等位基因R、r控制，正常尾对卷曲尾为显性．有人在一个种群中偶然发现了一只卷曲尾的雌性个体，其10号常染色体多出1条，其余染色体均正常． （注：“三体”细胞在减数分裂过程中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极． ）
①该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的雌配子异常所致，这种变异属于可遗传变异中的染色体（数目）变异．
②欲判断基因R、r是否位于10号常染色体上，可让这只卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体杂交得F₁，再让F₁雌雄个体自由交配得F₂．
若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为13：5，则基因R、r位于10号常染色体上；
若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为3：1，则基因R、r位于其他常染色体上．

Answer 1

分析 1、一对表现型为灰身有眼的正常染色体的雄性个体和黑身无眼的正常染色体的雌性个体进行杂交试验，F₁雌、雄个体中均出现四种表现型：灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼，说明2对基因位于常染色体上，且灰身有眼果蝇的基因型是AaBb，黑身无眼果蝇的基因型是aabb，如果灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼的比例是1：1：1：1，相当于2对相对性状的测交实验，两对等位基因遵循自由组合定律；如果出现两多、量少的情况，则2对等位基因位于一对同源染色体，由于减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色体单体之间发生交叉互换，产生两种较少的配子所致．
2、该实验的目的是判断基因R、r是否位于10号常染色体上，如果位于10号染色体上，则这只卷曲尾的雌性“三体”的基因型是rrr，正常尾的基因型是RR，杂交子一代的基因型是Rrr、Rr，雌性个体产生的配子的基因型及比例是对于雌性个体都是可育的，所产生的配子是R：Rr：r：rr=4：2：5：1，雄性个体产生的能受精的配子的基因型及比例是R：r=4：5，因此自由交配后卷尾是$\frac{5}{12}×\frac{5}{9}+\frac{1}{12}×\frac{5}{9}=\frac{5}{18}$，正常尾：卷尾=13：5；如果不在10号染色体上，亲本基因型应是雌性rr，雄性是RR，杂交子一代的基因型是Rr，雌配子的类型是R：r=1：1，由于三体雄性个体产生的多一条染色体的配子是随机的，因此能受精的雄配子的比例仍然是R：r=1：1，子二代是R_：rr=3：1．

解答 解：（1）①如灰身有眼（A_B_）与黑身无眼（aabb）杂交，出现灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼四种性状，说明亲本灰身有眼果蝇的基因型为AaBb，果F₁四种表现型比例为1：1：1：1，相当于两对相对性状的测交实验，说明基因A、a和B、b符合自由组合定律；F₁中灰身有眼个体的基因型AaBb，让F₁中灰身有眼个体相互交配，F₂的所有灰身个体的基因型是9A_B_、3A_bb，其中AABB和AAbb是纯合子，比例为$\frac{1}{6}$．
②如果F₁四种表现型中，亲本类型偏多，重组类型偏少，则两对等位基因位于同一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，遵循连锁交换定律，出现两种较少表现型的原因是灰身有眼减数第一次分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换．
（2）①由题意知，多1条染色体的雄配子不可育，因此该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的
雌配子多一条染色体所致；该变异属于染色体数目变异．
②欲判断基因R、r是否位于10号常染色体上，可让这只卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体杂交得F₁，再让F₁雌雄个体自由交配得F₂．
如果因R、r位于10号常染色体上，则F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为13：5；
如果基因R、r位于其他常染色体上，则F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为3：1．
故答案为：
（1）①基因自由组合定律  $\frac{1}{6}$
②灰身有眼      减数第一次分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换
（2）①雌    染色体（数目）变异   
②13：5    3：1

点评 本题旨在考查学生理解自由组合定律的实质和使用条件、染色体数目变异及应用、减数分裂过程中染色体的行为变化，并学会运用演绎推理的方法设计遗传实验、预期实验结果并获取结论．