Question

菜粉蝶是二倍体生物，含50条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。

（1）研究菜粉蝶的基因组，应研究       条染色体上的基因。正常情况下，菜粉蝶减数分裂过程中产生的次级卵母细胞中含有W染色体的数量是____        条。

（2）若用纯合灰体和纯合黑体菜粉蝶交配，子代全是灰体。现有灰体红眼与黑体白眼菜粉蝶交配，菜粉蝶的体色和眼色分别由基因A、a和D、d控制，F₁中红眼都是雄性，白眼都是雌性，灰体与黑体雌雄菜粉蝶都有。据此可知，亲代中灰体红眼菜粉蝶的基因型是             。F₁中雌雄个体自由交配产生的F₂中，灰体红眼雄菜粉蝶所占的比例是            。

（3）研究人员让一群灰体菜粉蝶自由交配，产生的F₁中灰体：黑体=63：1，则亲代灰体菜粉蝶中纯合子的比例是            。

（4）研究发现菜粉蝶体内e和f是两个位于Z染色体上的隐性致死基因，即Z^eZ^e、Z^fZ^f、Z^eW，Z^fW的受精卵将不能发育。为了只得到雄性后代，通过育种，需要得到Z染色体上所含基因情况是            的雄蚕，将该雄蚕与不带有致死基因的雌蚕交配，即可达到目的。

Answer

（1）26 0或1或2

（2）AaZDW 7/64

（3）3/4

（4）两个Z染色体上分别带有致死基因e和f（即ZeFZEf）

【解析】（1）研究菜粉蝶的基因组，应研究一个染色组的全套基因，即常染色体（24）+ZW共26条染色体上的基因。正常情况下，菜粉蝶减数第一次分裂过程中产生一个极体和一个次级卵母细胞，若W在极体中，则次级卵母细胞中含有W染色体的数量是0条；若W在次级卵母细胞的前期或中期中，则次级卵母细胞中含有W染色体的数量是1条；若W在次级卵母细胞的后期中，则次级卵母细胞中含有W染色体的数量是2条。

（2）纯合灰体和纯合黑体菜粉蝶交配，子代全是灰体，说明灰体是显性性状。 灰体红眼与黑体白眼菜粉蝶交配，F1中红眼都是雄性，白眼都是雌性，说明眼色的遗传与性别相关联，相关的基因位于Z染色体上，且红眼对白眼为显性，因此亲代红眼和白眼的基因型分别为ZDW、ZdZd；F1中灰体与黑体雌雄菜粉蝶都有，说明控制体色的基因位于常染色体上，亲本的相关基因型是Aa、aa；综上所述，亲本灰体红眼菜粉蝶的基因型为AaZDW，黑体白眼菜粉蝶aaZdZd，F1的基因型有AaZDZd、AaZdW、aaZDZd、aaZdW四种，且比值相等。F1中雌雄个体自由交配，若只研究体色，则F1产生的雌雄配子的类型及比例各是1/4A、3/4a，产生的F2中，灰体菜粉蝶所占的比例是1—3/4a×3/4a＝7/16；若只研究眼色，则F1产生的雌配子的类型及比例是1/2Zd、1/2W，雄配子的类型及比例1/2ZD、1/2Zd，产生的F2中红眼雄菜粉蝶所占的比例是1/2ZD×1/2Zd＝1/4ZDZd；再将两种性状综合在一起，F1中雌雄个体自由交配产生的F2中，灰体红眼雄菜粉蝶所占的比例是7/16×1/4＝7/64。

（3）一群灰体菜粉蝶自由交配，产生的F1中灰体：黑体=63:1，即F1中黑体菜粉蝶（aa）占1/64，则在该种群中，a基因的频率为1/8，A基因的频率为1—1/8＝7/8。设在亲代灰体菜粉蝶中，AA所占的比例为X，则Aa所占的比例为（1—X）；依据1个等位基因的频率＝它的纯合子的频率＋1/2杂合子的频率，则有7/8＝X＋1/2（1—X），解得X＝3/4，所以亲代灰体菜粉蝶中纯合子的比例是3/4。

（4）菜粉蝶体内e和f是两个位于Z染色体上的隐性致死基因，ZeW、ZfW的受精卵将不能发育。为了只得到雄性后代，应选择两个Z染色体上分别带有致死基因e和f（即ZeFZEf）的菜粉蝶与不带有致死基因的菜粉蝶（即ZEFW）交配，后代中雌性因含有致死基因不能发育而只有雄性。

【考点定位】基因组测序；减数分裂；基因的自由组合定律；伴性遗传；基因频率和基因型频率计算