Question

16．果蝇为XY型性别决定，下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况，请分析回答：

受精卵中性染色体组成	发育情况
XX、XXY	雌性，可育
XY、XYY	雄性，可育
XXX、YO（没有X染色体）、YY	胚胎期致死
XO（没有Y染色体）	雄性，不育

（1）由上表可知，果蝇的性别取决于X的数目．
（2）白眼雌果蝇（X^rX^rY）最多能产生X^r、X^rX^r、X^rY和Y四种类型的配子．该果蝇与红眼雄果蝇（X^R Y）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为X^RX^r或者X^RX^rY．
（3）用黑身白眼雌果蝇（aaX^rX^r）与灰身红眼雄果蝇（AAX^RY）杂交，F₁雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼．F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为3：1，从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为$\frac{1}{18}$．
（4）用红眼雌果蝇（X^RX^R）与白眼雄果蝇（X^r Y）为亲本杂交，在F₁群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离．请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的．
实验步骤：A（选填“A”或者“B”）
A．M果蝇与正常纯合白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
B．M果蝇与正常纯合红眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
结果预测：
Ⅰ．若子代出现红眼（雌）果蝇，则是环境改变；
Ⅱ．若子代表现型全是白眼，则是基因突变；
Ⅲ．若没有子代，则是减数分裂时X染色体不分离．

Answer 1

分析 分析表格可以看出受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性，并且XXX、YO（没有X染色体）、YY还会导致胚胎期致死，XO（没有Y染色体）为雄性不育．

解答 解：（1）根据题意和图表分析可知：如果有两条X染色体则为雌性，如果只有一条X染色体则为雄性，可知果蝇的性别取决于X染色体的数目．
（2）基因型为X^rX^rY的雌性个体，减数分裂过程中其中两条性染色体会联会配对形成四分体，这两条染色体会分开，与另一条性染色体随机分入一个细胞，这种情况共形成4种配子：X^r、X^rY、X^rX^r、Y；基因型为X^RY的雄果蝇产生的精子有X^R、Y两种，雌雄配子随机组合，子代中红眼雌果蝇的基因型为X^RX^r、X^RX^rY、X^RX^rX^r，其中X^RX^rX^r死亡． 
（3）黑身白眼雌果蝇（aaX^rX^r）与灰身红眼雄果蝇（AAX^RY）杂交，F₁果蝇的基因型为AaX^rY和AaX^RX^r，F₂代的表现型及其概率为$\frac{3}{8}$灰身红眼[$\frac{3}{4}$（A_）×$\frac{1}{2}$（X^rX^r、X^rY）=$\frac{3}{8}$]、$\frac{1}{8}$黑身红眼[$\frac{1}{4}$（aa）×$\frac{1}{2}$（XRX^r、XRY）=$\frac{1}{8}$]、$\frac{3}{8}$灰身白眼[$\frac{3}{4}$（A_）×$\frac{1}{2}$（XRX^r、XRY）=$\frac{3}{8}$]、$\frac{1}{8}$黑身白眼[$\frac{1}{4}$（aa）×$\frac{1}{2}$（X^rX^r、X^rY）=$\frac{1}{8}$]，故F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为3：1．F₂代中灰身红眼雌果蝇的基因型及其概率是$\frac{1}{16}$AAX^RX^r、$\frac{1}{8}$AaX^RX^r，灰身白眼雄果蝇的基因型及其概率是$\frac{1}{16}$AAX^rY、$\frac{1}{8}$AaX^rY；灰身红眼雌果蝇中AaX^RX^r的概率是$\frac{2}{3}$，灰身白眼雄果蝇中AaX^rY的概率是$\frac{2}{3}$，二者产生黑身白眼果蝇的概率是$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{18}$．
 （4）本题应从分析M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能下M果蝇的基因型，从而设计实验步骤和预测实验结果．三种情况下白眼雄果蝇的基因型不同，第一种情况下基因型为X^RY，第二种情况下基因型为X^rY，第三种情况下，母本产生的卵细胞有O和X^RX^R两种，O型卵细胞与含X^r的精子受精得到的个体为雄性不育（根据题干中图可知），基因型为X^rO．所以，要判定M果蝇的基因型可让该个体与正常的多只白眼雌果蝇（X^rX^r）交配，统计子代的眼色可判定其基因型，进而可以判定属于哪种情况．
第一种情况X^RY与X^rX^r杂交，若子代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，则为环境引起的表型改变；
第二种情况X^RY与X^rX^r杂交，若子代全为白眼，则为基因突变引起的表型改变；
第三种情况X^RY与X^rX^r杂交，若没有子代产生（X^rO不育），则为减数分裂时X染色体没有分离．
故答案为：
（1）X
（2）X^rY    Y   X^RX^r或X^RX^rY
（3）3：1    $\frac{1}{18}$
（4）M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
Ⅰ子代出现红眼（雌）果蝇
Ⅱ子代表现型全部为白眼
Ⅲ无子代产生

点评 本题考查性别决定方式和伴性遗传，意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．