Question

10．果蝇是以腐烂的水果或植物体为食的昆虫，全球约1，000种，目前广泛用作遗传和演化的室内外研究材料，摩尔根于1908年开始饲养果蝇，并通过果蝇实验发现了伴性遗传等科学规律．请根据对果蝇的了解和遗传学知识解答下列问题：
（1）如图为雄果蝇细胞的染色体模式图，A、a、b为染色体上的基因，则该果蝇基因型可表示为AaX^bY，甲图中的染色体可分成2个染色体组．
（2）果蝇之所以广泛地被作为遗传学研究的实验材料，是因为它具有的优点易饲喂、繁殖快、染色体少、生长周期短．（至少答出两点）．
（3）若果蝇的黑身对灰身是显性，由图甲中A、a控制，而图中b基因的等位基因B会抑制黑色素的形成，使果蝇保持灰身，b基因无此作用，则图中果蝇与另一只基因型为AaX^BX^b灰身杂合雌果蝇交配，F1代中黑身果蝇所占比例为$\frac{3}{8}$．
（4）已知果蝇的另一对相对性状直毛对非直毛是显性，控制基因为D、d，实验室现有直毛纯系果蝇雌、雄各一只，非直毛纯系果蝇雌、雄果蝇各一只，若要通过一次杂交实验判断这对基因位常染色体上还是位于X染色体上，请完成实验设计．
①选择直毛雄果蝇与非直毛雌果蝇进行杂交
②若后代雄的全为非直毛，雌的全为直毛则基因位于X染色体上，否则位于常染色体．

Answer 1

分析 1、分析题图可知，果蝇是二倍体生物，含有4对同源染色体，2个染色体组，A（a）位于常染色体上，B（b）位于X染色体上，属于伴性遗传，两对等位基因分别位于2对同源染色体上，在遗传过程中遵循自由组合定律，由于自由组合定律同时遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转换为分离定律问题进行解答．
2、判断基因位于常染色体上还是X染色体上的常用方法：用雌性隐性纯合体与显性雄性纯合体杂交，如果杂交子代都表现为显性性状，则基因位于常染色体上，如果杂交后代的雌性个体是显性性状，雄性个体是隐性性状，则基因位于X染色体上．

解答 解：（1）分析题图可知，该果蝇的A（a）位于常染色体上，B（b）位于X染色体的非同源区段上，该果蝇的基因型是AaX^b Y，图中大小形态相同的染色体是2条，因此含有2个染色体组．
（2）由于果蝇具有易饲喂、繁殖快、染色体少、生长周期短、具有容易区分的相对性状等优点，因此果蝇常用于做遗传实验的材料．则基因位于X染色体上，否则位于常染色体
（3）该图表示的果蝇的基因型是AaX^b Y，与基因型为AaX^BX^b灰身杂合雌果蝇交配，Aa×Aa→$\frac{3}{4}$A_、$\frac{1}{4}$aa，X^bY×X^BX^b→X^bY：X^BX^b：X^BY：X^bX^b=1：1：1：1，黑身果蝇的基因型是A_X^b_=$\frac{3}{4}×\frac{1}{2}=\frac{3}{8}$．
（4）由题意知，果蝇的直毛对非直毛是显性，因此判断控制直毛和非直毛的基因位于常染色体上还是位于X染色体上，可以让直毛雄果蝇与非直毛雌果蝇杂交，观察子代的雌雄个体表现型，如果雄的全为非直毛，雌的全为直毛则基因位于X染色体上；如果雌雄个体都是直毛，则位于常染色体上．
故答案为：
（1）AaX^b Y   2
（2）易饲喂、繁殖快、染色体少、生长周期短等
（3）$\frac{3}{8}$
（4）①直毛雄果蝇与非直毛雌果蝇   ②雄的全为非直毛，雌的全为直毛

点评 本题重在考查学生理解性别决定和伴性遗传及基因自由组合定律的实质，并学会应用演绎推理的方法设计遗传实验确定基因的位置．