Question

1909年，摩尔根在实验室的大群野生型红眼果蝇中偶尔发现了一只白眼雄果蝇，为了探究白眼性状的遗传特点，摩尔根用这只果蝇做了一系列精巧的实验。杂交实验之一如下图示，回答下列问题：

(1)根据实验结果，可提出两种假设：假设一，白眼基因仅位于X染色体上；假设二，白眼基因位于X、Y染色体的同源区段。不考虑“白眼基因仅位于Y染色体上”的原因是_______________________________________________________。

(2)将F₁红眼雌果蝇与亲代白眼雄果蝇测交，不能对假设一、二作出判断的原因是_______________________________________________________。

(3)请从野生型和子一代果蝇中挑选材料设计一次交配方案对假设一、二作出判断。交配方案：_______________________________________________________。

预期结果及结论：

①若_______________________________________________________，则假设一正确。

②若_______________________________________________________，则假设二正确。

Answer

F1中无白眼（雄）果蝇；或F1（雄）果蝇均为红眼；或若白眼基因仅位于Y染色体上，则F1的雄果蝇均为白眼 两种假设的F1红眼雌性测交结果相同或测交后代均为红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1∶1∶1 F1红眼雌果蝇×野生型红眼雄果蝇 子代中出现（雄性）白眼果蝇（或子代雄性果蝇中，红眼：白眼约为1：1；或子代果蝇中红眼：白眼约为3:1） 子代（雄性）果蝇均为红眼

【解析】

根据红眼和白眼杂交，F1都是红眼，说明红眼是显性性状；红眼自交后，红眼：白眼=3：1，说明控制果蝇的红眼与白眼基因符合基因的分离定律，由于白眼性状只在雄性中出现，说明性状的表现与性别相关联；摩尔根的假设是：控制白眼的基因在X染色体上，Y上不含有它的等位基因。验证假说可采用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，若后代出现红眼雌果蝇：白眼雄果蝇=1：1，则说明白眼基因只位于X染色体上，也可以选用F1的红眼雌性个体和野生型的红眼雄果蝇杂交，若白眼基因位于XY同源区段，则后代均为红眼。

（1）若白眼基因仅位于Y染色体上，则F1的雄果蝇均为白眼，与题意中F1均为红眼不符，故不考虑白眼基因仅位于Y染色体上。
（2）无论基因只位于X染色体上还是位于XY染色体的同源区段，F1红眼雌果蝇基因型均为XWXw，若将F1红眼雌果蝇与亲代白眼雄果蝇（XwY或XwYw）测交，测交后代均为红眼雌果蝇（XWXw）∶白眼雌果蝇（XwXw）∶红眼雄果蝇（XWY或XWYw）∶白眼雄果蝇（XwY或XwYw）=1∶1∶1∶1，故不能判断白眼基因是仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段。
（3）若要证明白眼果蝇的位置，可将F1红眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，若白眼基因仅位于X染色体上，则F1红眼雌果蝇（XWXw）与野生型红眼雄果蝇（XWY）杂交的后代雌性均为红眼，雄性有红眼和白眼。而如果基因存在于XY的同源区段，则F1红眼雌果蝇（XWXw）与野生型红眼雄果蝇（XWYW）杂交的后代无论雌雄均为红眼。所以若子代出现（雄性）白眼果蝇（或子代雄性果蝇中红眼：白眼约为1：1，或子代果蝇中红眼：白眼约为3:1），说明白眼基因仅位于X染色体上；若子代（雄性）果蝇均为红眼，则白眼基因位于X、Y染色体的同源区段。