Question

4．果蝇具有繁殖速度快、培养周期短、染色体数目少、可区分的性状多等特点，是遗传学研究的好材料．请回答下列有关问题：
（1）摩尔根利用X射线照射处理红眼果蝇，之所以能获得白眼果蝇是因为发生了基因突变．
（2）图1为果蝇的原始生殖细胞中染色体组成及染色体上部分基因分布的示意图，该果蝇的基因型是AaDDX^WX^w，该果蝇最多能产生4种基因型卵细胞．
（3）一个如图2所示的卵原细胞产生了一个ADX^W的极体，那么与该极体同时产生的卵细胞基因型为ADX^W或aDX^w．
（4）图1是该果蝇Ⅳ号染色体结构发生异常时出现的情况，该异常属于易位（移接）．

（5）在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中，出现了一只黑身雄果蝇．假如已知黑身是隐性性状，请设计实验，判断黑身基因是位于常染色体上还是位于X染色体上，请完善有关的实验步骤、可能的实验结果及相应的实验结论．
实验步骤：
第一步：用纯种的灰身雌果蝇与变异的黑身雄果蝇交配，得子一代，子一代表现型是灰身．
第二步：将子一代中灰身雌果蝇与原种群的灰身雄果蝇交配，得子二代，分析并统计子二代不同表现型的个体数．
结果和结论：
①如果子二代个体都是灰身果蝇，则黑身基因位于常染色体上；
②如果子二代出现黑身雄果蝇，则黑身基因位于X染色体上．

Answer 1

分析 1、分析题图1可知，果蝇含有4对同源染色体，是二倍体生物，该果蝇的性染色体组型是XX，因此是雌果蝇的染色体组型及相关基因，其中D（d）、A（a）分别位于Ⅱ、Ⅲ号同源染色体上，W（w）位于X染色体上，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，在遗传过程中遵循基因的自由组合定律．
2、分析图2可知，两条染色体的大小、形态不同，是非同源染色体，其中一条染色体的一个片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位．
3、通过遗传实验判黑身基因位于常染色体上还是位于X染色体上，先假定位于常（X）染色体上，根据题干提示完成实验步骤，并根据遗传图解写出后代的基因型、表现型，然后解答．

解答 解：（1）X射线照射处理红眼果蝇从而获得了白眼果蝇，这是由于X射线照射，发生了基因突变导致的．
（2）结合图示分析，该果蝇是雌果蝇，其基因型为AaDDX^WX^w，优由于三对等位基因分别位于三对同源染色体上，该果蝇果蝇最多能产生的卵细胞为2×1×2=4种．
（3）如果卵原细胞产生了一个ADX^W的极体，那么，如果该极体是由次级卵母细胞产生的，与该极体同时产生的卵细胞基因型为ADX^W或，如果该极体是由第一极体经过减数第二次分裂产生的，卵细胞的基因型则为aDX^w．（4）从图中可以看出该染色体异常属于一条染色体上的片段移接到另一条非同源染色体上，这种变化叫易位．（5）判断黑身基因的遗传方式，可用纯种的灰身雌果蝇与变异的黑身雄果蝇杂交，看其F₁灰身雌果蝇与原种群的灰身雄果蝇交配产生的后代表现型即可．
①如果黑身基因位于常染色体上，黑身雄果蝇的基因型是bb，纯合灰身雌果蝇的基因型是BB，杂交子一代的基因型是Bb，表现为灰身；将子一代中灰身雌果蝇（Bb）与原种群的灰身雄果蝇交配（BB），子二代的基因型是BB、Bb，都表现为灰身．
②如果黑身基因位于X染色体上，黑身雄果蝇的基因型是X^bY，纯合灰身雌果蝇的基因型是X^BX^B，杂交子一代的基因型是X^BX^b、X^BY，表现为灰身；将子一代中灰身雌果蝇（X^BX^b）与原种群的灰身雄果蝇交配（X^BX^B），子二代的基因型是X^BX^B、X^BX^b、X^BY、X^bY，其中X^bY表现为黑身雄性．
故答案为：
（1）基因突变　
（2）AaDDX^WX^w 4
（3）ADX^W或aDX^w
（4）易位（移接）　
（5）灰身雌果蝇    灰身　  灰身雌果蝇　   常　  X

点评 本题的知识点是果蝇的染色体组型、性别决定和伴性遗传，基因的分离定律和自由组合定律的实质和应用，生物变异的类型，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络并应用相关知识结合题干信息解答问题的能力，学会通过演绎推理的方法设计遗传实验、预期实验结果、获取结论．