Question

【題目】果蠅是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的模式生物。請回答下列以果蠅為材料開展研究的相關(guān)問題。

(1)美國生物學(xué)家摩爾根用果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過________法證明了基因位于染色體上。

(2)某研究者在一個(gè)灰身果蠅純系中發(fā)現(xiàn)幾只黑身雌、雄果蠅。

①讓灰身果蠅與黑身果蠅雜交，發(fā)現(xiàn)無論________，F(xiàn)1果蠅均表現(xiàn)為灰身，再由F1雌、雄果蠅相互交配產(chǎn)生的F2果蠅中灰身與黑身分離比為3∶1，由此判斷黑身是________染色體上單基因隱性突變的結(jié)果。

②黑身是基因突變的結(jié)果，科研人員研究發(fā)現(xiàn)黑身果蠅體內(nèi)存在有三個(gè)突變基因，都有可能與黑身的出現(xiàn)有關(guān)。這三個(gè)突變基因中堿基發(fā)生的變化及控制的蛋白質(zhì)如下表所示。

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白質(zhì)	與正常蛋白質(zhì)分 子結(jié)構(gòu)無差異	與正常蛋白質(zhì)有一 個(gè)氨基酸不同	與正常蛋白質(zhì)相比， 長度明顯變短

由上表推測，黑身果蠅的突變應(yīng)屬于表中的________類型。

(3)果蠅共有3對常染色體，編號(hào)為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。灰身果蠅甲品系的4種突變性狀分別由一種顯性突變基因控制，如圖所示，并且突變基因純合時(shí)胚胎致死(不考慮交叉互換)。

①果蠅甲品系的雌、雄個(gè)體間相互交配，子代果蠅的成活率為________

②若將一只純種黑身果蠅與甲品系中某灰身果蠅進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)子代中灰身和黑身個(gè)體的比例為1∶1，則說明親本灰身果蠅除了含有一個(gè)灰身基因以外，同時(shí)還攜帶一個(gè)黑身基因或________。若子代果蠅中所有正常剛毛、鈍圓平衡棒的個(gè)體都是黑身，所有短剛毛、正常平衡棒的個(gè)體都是灰身，則控制上述體色的基因位于________號(hào)染色體上。子代中正常翅脈、卷曲翅、黑身∶正常翅脈、卷曲翅、灰身∶多翅脈、正常翅型、黑身∶多翅脈、正常翅型、灰身的比例為________。

Answer 1

【答案】假說——演繹 正交和反交(黑身果蠅做父本或母本) 常 Ⅱ或Ⅲ 1/4 對黑身基因隱性的基因(失活的灰身基因、灰身基因缺失等) Ⅲ 1∶1∶1∶1

【解析】

未知顯隱性時(shí)判斷基因的位置可以采用正反交的方法，若正反交結(jié)果一致，說明控制該性狀的基因在常染色體上；若正反交結(jié)果不一致，說明控制該性狀的基因不在常染色體上，即為伴性遺傳。

（1）薩頓用類比推理法推測基因在染色體上，摩爾根采用假說演繹法證明基因位于染色體上。

（2）①黑身果蠅和灰身果蠅雜交，未知顯隱性，可以采用正反交，F(xiàn)1若全是灰身，說明灰身是顯性，且控制該性狀的基因位于常染色體上，則黑身是常染色體上單基因隱性突變的結(jié)果。

②基因突變導(dǎo)致出現(xiàn)了黑身，說明表現(xiàn)型發(fā)生了改變，突變Ⅰ蛋白質(zhì)未發(fā)生改變，說明性狀不變，突變Ⅱ、Ⅲ表達(dá)的蛋白質(zhì)與正常蛋白質(zhì)均有區(qū)別，說明性狀會(huì)發(fā)生改變，故黑身對應(yīng)的變異可能是突變Ⅱ或Ⅲ。

（3）①甲品系含有4種顯性突變基因，且控制翅形和翅脈的基因位于一對同源染色體上，控制剛毛和平衡棒的基因位于另一對同源染色體上，且突變基因純合時(shí)胚胎致死，甲品系內(nèi)的雌雄交配的后代全部是雜合子（AaCcSsTt），AaCc占1/2，SsTt占1/2，故存活個(gè)體即AaCcSsTt占1/2*1/2=1/4。

②設(shè)控制黑身的基因是d，控制灰身的基因是D，黑身果蠅的基因型為dd，甲品系內(nèi)的某灰身果蠅與黑身雜交后代，若比例為：灰身：黑身=1:1，說明該灰身果蠅為雜合子，基因型可能是Dd，或者Dd-（d-相對d是隱性）。設(shè)該果蠅的基因型為Dd，若只考慮剛毛和平衡翅，則該灰身果蠅的基因型為：DdSsTt，若控制身體顏色的基因不位于Ⅲ號(hào)染色體上，則該灰身果蠅可以產(chǎn)生4種配子，與黑身果蠅雜交的后代會(huì)出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，而題目中顯示子代果蠅中所有正常剛毛、鈍圓平衡棒的個(gè)體都是黑身，所有短剛毛、正常平衡棒的個(gè)體都是灰身，說明控制身體顏色基因位于Ⅲ號(hào)染色體上，且DSt在一條染色體上，dsT在一條染色體上，結(jié)合Ⅱ號(hào)染色體上的2對等位基因，該灰身果蠅共可以產(chǎn)生4種配子，即AcDSt：AcdsT：aCDSt：aCdsT=1:1:1:1，故測交后代會(huì)出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，正常翅脈、卷曲翅、黑身∶正常翅脈、卷曲翅、灰身∶多翅脈、正常翅型、黑身∶多翅脈、正常翅型、灰身=1:1:1:1。