Question

某果蝇的种群中，部分个体翅上有红色的斑点，斑点分为圆形和星形两种。圆形(A)对星形(a)完全显性，由位于常染色体上的基因控制；翅上有斑点(B)对无斑点(b)完全显性，由仅位于X染色体上的基因控制。请回答下列问题：

(1)研究人员发现，在该果蝇的一个无斑纯合群体中，偶然出现了一只圆形斑雄蝇。已知出现该圆形斑雄蝇的原因是其中一个亲本产生配子时，一个基因发生突变所致。该圆形斑雄蝇的突变基因来自______(填“母本”“父本”或“母本或父本”)，该基因突变是_______(填“显性”或“隐性”)突变。

(2)果蝇种群中有一只圆形斑雌蝇，不知其基因组成是纯合子还是杂合子？若是杂合子，其基因在染色体上是如何分布的？请用实验予以确定(实验室有可供选择的基因型已确定的果蝇材料)。要求写出实验思路、实验结果及结论：________________________。

Answer

母本 显性 实验思路：选择基因型为aaXbY的雄蝇与该圆形斑雌蝇杂交；实验结果及结论如下表：

情况

结果(F1表现型)

结论(该雌蝇)

1

子代都是圆形斑

为纯合子：AAXBXB

2

子代表现型为圆形斑和星形斑

为杂合子：AaXBXB

3

子代表现型为圆形斑和无斑

为杂合子：AAXBXb

4

子代表现型为圆形斑、星形斑和无斑

为杂合子：AaXBXb

【解析】

据题文的描述可知：该题考查学生对基因突变、基因的自由组合定律、伴性遗传等相关知识的识记和理解能力，以及具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。

(1) 依题意可知：无斑纯合群体中X染色体上的基因均为b，后代偶然出现了一只圆形斑雄蝇，说明该雄蝇X染色体上出现了B基因，所以一个亲本产生配子时所发生的基因突变为显性突变。雄蝇的X染色体来自母本，因此该圆形斑雄蝇的突变基因只能来自母本。

(2) 实验思路：若要探究一只圆形斑雌蝇的基因组成及基因在染色体上是如何分布的，可采用测交方案，即选择基因型为aaXbY的雄蝇与该圆形斑雌蝇杂交，观察子代的表现型。

实验结果及结论：因该实验是探究性实验，其结论是未知的，对实验结果的预测并得出相应结论，应从各种可能的情况入手，分别加以讨论，其可能的情况如下：

若圆形斑雌蝇为纯合子(AAXBXB)，则与aaXbY杂交所得F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，都是圆形斑。

若圆形斑雌蝇为杂合子，则其基因型有3种可能，即AaXBXB、AAXBXb、AaXBXb，所以该杂合子圆形斑雌蝇与aaXbY杂交所得F1的基因型与表现型的情况如下：

①AaXBXB×aaXbY→AaXBXb、aaXBXb、AaXBY、aaXBY，子代表现型为圆形斑和星形斑；

②AAXBXb×aaXbY→AaXBXb、AaXbXb、AaXBY、AaXbY，子代表现型为圆形斑和无斑；

③AaXBXb×aaXbY→AaXBXb、AaXbXb、AaXBY、AaXbY、aaXBXb、aaXbXb、aaXBY、aaXbY，子代表现型为圆形斑、星形斑和无斑。