Question

果蝇是遗传学常用的实验材料．有许多易于区别的性状如红眼、白眼、正常翅、残翅、黑身、灰身等．
Ⅰ．1909年，摩尔根从野生型的红眼果蝇（皆为纯合子）培养瓶中发现了一只白眼的雄果蝇，这只例外的白眼雄果蝇引起了他的特别重视，并用它做了一系列实验．摩尔根首先做了实验一：

摩尔根认为，既然果蝇的眼色遗传与性别相关联，说明控制红眼和白眼的基因在性染色体上．在20世纪初期，生物学家对于果蝇的性染色体有了一定的了解（如图2）．那么果蝇的眼色基因到底在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪个区段上呢？请你从野生型果蝇、F₁或F₂中选择个体进行一次杂交实验就排除白眼基因在Ⅱ区段上（杂交一次产生的后代足够多）：
杂交：

 

结果：

 

Ⅱ．大豆为自花授粉植物，杂交育种比较麻烦．大豆田中偶然出现一株雄性不育（花中无花粉或花粉败育，但雌蕊正常）大豆，研究者想利用该大豆培育出便于杂交的雄性不育高蛋白纯种．
①研究者利用该雄性不育个体作为母本与正常大豆杂交，子一代全部表现为雄性可育，子一代自交获得子二代，发现子二代中雄性可育与雄性不育之比为3：1．取子二代中的雄性不育个体作为品种甲；
②选取表现为高蛋白（基因B控制）的个体连续自交选育获得纯合的高蛋白品种乙；
③选取品种甲与品种乙作为亲本杂交获得F₁．
（1）雄性不育个体出现的原因最可能是

 

，若控制雄性可育或不育的基因用A、a表示，则亲本中甲的基因型是

 

，乙的基因型是

 

．
（2）若②中高蛋白个体中BB、Bb比例分别为

1

3

和

2

3

，需要连续自交

 

代，纯合子比例会超过95%．
（3）研究者用③中F₁自交获得F₂，F₂中表现雄性不育高蛋白的个体基因型是

 

；若要获得纯种丙，还需要

 

．
（4）题（3）的方法所需时间较长，若想缩短育种年限，可以采用

 

（方法）．

Answer 1

考点：伴性遗传,基因的自由组合规律的实质及应用

专题：

分析：分析题图：图1中红眼与白眼杂交，F₁均为红眼，说明红眼相对于白眼是显性性状；F₂红眼有雌性和雄性，白眼只有雄性，说明与性别相关联．
图2，为性染色体简图，X和Y染色体有一部分是同源的（图中I片段），另一部分是非同源的（图中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片段）．

解答： 解：Ⅰ．图1中红眼与白眼杂交，F₁均为红眼，说明红眼相对于白眼是显性性状；F₂红眼有雌性和雄性，白眼只有雄性，说明与性别相关联．为了证明控制颜色的基因不在X染色体上的同源区段Ⅱ，可以将实验一中所得的F₁中的红眼雌蝇和野生红眼雄果蝇进行杂交，若后代红眼：白眼=3：1，说明结论成立．
Ⅱ（1）由于雄性不育是大豆田中偶然出现的一株，且发现子二代中雄性可育与雄性不育之比为3：1，所以可判断雄性不育个体出现的原因最可能是基因突变．由于高蛋白由基因B控制，所以亲本中甲的基因型是aabb，乙的基因型是AABB．
（2）根据题意分析，可列式：

1

3

+

2

3

×{

1

2

×（1-（

1

2

）ⁿ）÷[（

1

2

）ⁿ+

1

2

×（1-（

1

2

）ⁿ）]}＞95%，求出n＞4，所以需要连续自交5代，纯合子比例会超过95%．
（3）品种甲与品种乙作为亲本杂交获得F₁，基因型为AaBb，自交后代中，表现雄性不育高蛋白的个体基因型是aaBB或aaBb．若要获得纯种丙，还需要将F₂中雄性不育高蛋白的个体与品种乙杂交（回交），获得的第一代再自交，从第二代中再筛选雄性不育高蛋白的个体，重复多次即可．
（4）若将F₂中雄性不育高蛋白的个体与品种乙杂交（回交），获得的第一代后进行单倍体育种，即可获得纯合的雄性不育高蛋白纯种丙．由于单倍体育种获得的是纯合体，自交后代不发性性状分离，所以能缩短育种年限．
故答案为：
I．将实验一中所得的F₁中的红眼雌蝇和野生红眼雄果蝇进行杂交
红眼：白眼=3：1（红眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雄蝇=2：1：1或有白眼果蝇出现）
Ⅱ．（1）基因突变   aabb  AABB
（2）5
（3）aaBB或aaBb
F₂中雄性不育高蛋白的个体与品种乙杂交（回交），获得的第一代再自交，从第二代中再筛选雄性不育高蛋白的个体；重复多次
或：F₂中雄性不育高蛋白的个体与品种乙杂交（回交），获得的第一代后进行单倍体育种获得纯合的雄性不育高蛋白纯种丙
（4）单倍体育种

点评：本题主要考查了孟德尔、摩尔根等著名科学家的重大发现，及伴性遗传等相关知识，考查了学生学生对知识的记忆和理解能力，培养学生热爱科学和为科学献身的精神．