Question

果蝇是遗传学实验的好材料，某生物兴趣小组用果蝇做了下列实验：

⑴该小组做染色体组型实验时，发现了一种染色体组成为XYY的雄果蝇，你认为这种雄果蝇形成的可能的原因是___________________________。

⑵在实验中，该小组偶然发现了一只棒眼雄果蝇，于是他们用野生型圆眼雌果蝇（纯合子）与该棒眼雄果蝇杂交，再将F₁的雌雄果蝇自由交配得到F₂，F₁、F₂的表现型及比例如图1所示。设控制圆眼、棒眼这对相对性状的基因用B、b表示，根据图中信息，显性性状是____________，推测这对等位基因位于X染色体上，原因是_______________________________________。

⑶为探究该基因在X、Y染色体上的位置（即探究该基因在如图2所示X染色体的特有区段Ⅰ，还是X、Y染色体的同源区段Ⅱ），设计了下列实验:

实验步骤：

①让F₂中棒眼雄果蝇与F₁中雌果蝇交配，得到棒眼雌果蝇；

②让步骤①得到的个体与_________________（填“棒眼”或“野生型圆眼”）雄果蝇交配，观察子代中有没有棒眼个体出现。

③预期结果与结论:

若只有子代的雄果蝇中出现棒眼个体，则控制圆眼、棒眼的基因位于____________；

若子代中没有棒眼果蝇出现，则控制圆眼、棒眼的基因位于______________。

Answer

精子异常，在减数第二次分裂时，Y染色体的着丝点分裂后形成的YY染色体没有分到两个精细胞中 圆眼 F2中棒眼果蝇全部是雄性，性状与性别相关联 野生型圆眼 X染色体的区段Ⅰ X、Y染色体的同源区段Ⅱ

【解析】

试题雌果蝇体细胞中含有的性染色体为X和X，雄果蝇体细胞中含有的性染色体为X和Y，据此，围绕减数分裂的知识性染色体为XYY的雄果蝇形成的原因。以图1中呈现的“亲代和子代的性别、表现型及其性状分离比”为切入点，推测基因与染色体的位置关系及其显隐性，进而围绕基因的分离定律和伴性遗传等知识完成探究实验步骤。对实验结果及结论的分析，可结合题意并借助数学思维，对基因与染色体的位置关系的可能情况分别进行讨论。

(1) 雌果蝇体细胞中含有的性染色体为X和X，雄果蝇体细胞中含有的性染色体为X和Y。性染色体为XYY的雄果蝇，是由母本产生的X的卵细胞与父本产生的YY的精子受精后所形成的受精卵发育而成，因此，形成的原因是精子异常，在减数第二次分裂时，Y染色体的着丝点分裂后形成的YY染色体没有分到两个精细胞中。

(2)依题意并结合图1信息可知：该棒眼雄果蝇与野生型圆眼雌果蝇（纯合子）杂交，F1全为圆眼，说明圆眼为显性性状。F1中的雌雄个体自由交配，F2中的棒眼均为雄果蝇，说明该性状的遗传与性别相关联，进而推测：这对等位基因位于X染色体上。

(3) ②欲探究该基因在X、Y染色体上的位置，可让步骤①中得到的棒眼雌果蝇（隐性纯合子）与野生型圆眼雄果蝇交配，观察子代中是否有棒眼个体出现。

③若控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的特有区段Ⅰ上，则步骤①得到的棒眼雌果蝇的基因型XbXb，野生型圆眼雄果蝇的基因型为XBY，二者杂交，子代的基因型为XBXb（圆眼雌蝇）和XbY（棒眼雄蝇），可见，子代只有雄果蝇中出现棒眼个体。若控制圆眼、棒眼的基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ，则步骤①得到的棒眼雌果蝇的基因型为XbXb，野生型圆眼雄果蝇的基因型为XBYB，二者杂交，子代的基因型为XBXb（圆眼雌蝇）和XbYB（圆眼雄蝇），即子代中没有棒眼果蝇出现。