Question

某果蝇种群偶然出现一只突变型的雌性个体，为确定果蝇该突变型与野生型的显隐性及基因位置情况。研究人员将该果蝇与纯合野生型雄蝇杂交，F₁只有一种表现型，F₂雄蝇全为野生型，雌蝇有野生型和突变型。研究人员做了如下两种假设：

假设一：相对性状由常染色体上的一对等位基因控制，突变型雄性纯合致死；

假设二：相对性状由XY同源区的一对等位基因控制，雌雄均无致死情况。

（1）若假设一成立，    则_____________为显性性状，且F₂中野生型与突变型果蝇数量之比为_______；若假设二成立，则F₂中野生型与突变型果蝇数量之比为_____________。

（2）现已确定假设二成立，请用上述实验中出现的果蝇为实验材料，设计一个杂交实验加以验证。（要求写出实验过程及实验结果）

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Answer

野生型 6:1 3:1 实验过程：取突变型雌果蝇与F1中的野生型雄果蝇杂交，观察并比较子代雌雄果蝇的表现型及比例。

实验结果：子代中雌果蝇全为突变型，雄果蝇全为野生型，且雌雄果蝇的比例为1：1

【解析】试题分析：依据F1的表现型准确定位突变型的雌性个体为纯合子；自设基因符号，依据假设，借助数学方面解讨论题的思维方法，将突变型和野生型的显隐性可能的情况分别进行讨论，依据假设将相应个体的果蝇基因型写出，推测可能出现的结果，将此与题意进行对比，进而做出判断。在此基础上结合题意和遗传定律的知识进行相关问题的解答。

(1) 突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇杂交，F1只有一种表现型，说明突变型的雌性个体为纯合子，但不能确定突变型和野生型的显隐性。

①若假设一成立，即相对性状由常染色体上的一对等位基因控制，突变型雄性纯合致死，假设该对等位基因用A和a表示，则F1的基因型为Aa，F２的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。如果突变型为显性性状，且突变型雄性纯合（AA）致死，则F2雄蝇既有野生型（aa）也有突变型（Aa），与题意中的“全为野生型”不符；如果野生型为显性性状，且突变型雄性纯合（aa）致死，则F2雄蝇只有野生型（AA和Aa），与题意中的“全为野生型”相符。综上分析：野生型为显性性状，在F2中，雄蝇的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa（致死）＝1∶2∶1，雌蝇的基因型及其比例也为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，且理论上F2中的雄蝇与雌蝇的比例相等，因此F2中野生型与突变型果蝇数量之比为6:1 。

②若假设二成立，即相对性状由XY同源区的一对等位基因控制，雌雄均无致死情况，则结合对“假设一”的分析可确定，突变型的雌性个体与纯合野生型雄蝇的基因型分别为XaXa、XAYA,二者交配所得F1的基因型为XAXa、XaYA, F2的基因型及其比例为XAXa∶XaXa∶XAYA∶XaYA＝1∶1∶1∶1，所以F2中野生型（XAXa＋XAYA＋XaYA）与突变型（XaXa）果蝇数量之比为3:1。

(2) 依题意可知：用上述实验中出现的果蝇为实验材料，设计一个杂交实验加以验证假设二成立，应选择突变型雌果蝇（XaXa）与F1中的野生型（XaYA）雄果蝇杂交，观察并比较子代雌雄果蝇的表现型及比例。其实验结果为：子代中雌果蝇全为突变型（XaXa），雄果蝇全为野生型（XaYA），且雌雄果蝇的比例为1：1。