Question

果蝇的灰身与黑身为一对相对性状（相关基因用A、a表示），直毛与分叉毛为一对相对性状（相关基因用B和b表示）。现有两只亲代果蝇杂交，F₁的表现型与比例如图所示．请回答下列问题：  

(1)控制直毛与分叉毛的基因位于________染色体上，判断的主要依据是________

(2)若只考虑果蝇的灰身、黑身这对相对性状，让F₁中灰身果蝇自由交配得到F₂，再用F₂中灰身果蝇自由交配得到F₃，则F₃灰身果蝇中纯合子所占比例为________（用分数表示）

(3)果蝇的灰体（E）对黑体（e）为显性（位于常染色体上），灰体纯合果蝇与黑体果蝇杂交，在后代个体中出一只黑体果蝇．出现该黑体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各基因型配子活力相同）。

实验步骤：

①用该黑体果蝇与基因型为________的果蝇杂交，获得F₁；

②F₁自由交配，观察、统计F₂表现型及比例。

结果预测：

I.如果F₂表现型及比例为灰体：黑体=________，则为基因突变；

II.如果F₂表现型及比例为灰体：黑体=________，则为染色体片段缺失。

Answer

X 杂交子代中，雄性个体直毛：分叉毛=1:1，而雌性个体没有分叉毛（或后代表现型与性别相关联，且雌雄比例为1:1） 3/5 EE 3:1 4:1

【解析】

试题以题意和图1、图2所示的F1的表现型及其数量为切入点，通过分析雌雄个体中的性状分离比，明辨相关基因与染色体的位置关系及其所遵循的遗传定律、相对性状的显隐性，进而对(1) (2)题进行解答。解答(3)题，需以题意“灰体(E)对黑体(e)为显性”为切入点，准确定位亲本“纯合灰体果蝇与黑体果蝇”和F1的基因型（Ee），至此可知理论上F1的均为灰体，若出现一只黑体果蝇，则应从基因突变和染色体缺失两种情况讨论该黑体果蝇产生的原因，进而完成相关的实验设计及其对实验结果进行预测。

(1)图2显示：F1的雌性个体均为直毛、没有分叉毛，雄性个体的直毛∶分叉毛＝1∶1，说明直毛对分叉毛为显性，且性状的表现与性别相关联，因此控制直毛与分叉毛的基因位于X染色体上。

(2) 图1显示：在F1的雌雄个体中，灰身∶黑身均为3∶1，说明灰身对黑身为显性，且基因A与a位于常染色体上，两只亲代果蝇的基因型均为Aa。F1中灰身果蝇的基因型为1/3AA、2/3Aa，产生的配子为2/3A、1/3a；F1中灰身果蝇自由交配得到的F2中，AA∶Aa∶aa＝2/3×2/3∶2×2/3×1/3∶1/3×1/3＝4∶4∶1。F2灰身果蝇的基因型为1/2AA、1/2Aa，产生的配子为3/4A、1/4a；F2中灰身果蝇自由交配得到的F3中，AA∶Aa∶aa＝3/4×3/4∶2×3/4×1/4∶1/4×1/4＝9∶6∶1，所以F3灰身果蝇中纯合子所占比例为9÷（9＋6）＝3/5。

(3) 纯合灰体果蝇（EE）与黑体果蝇（ee）杂交，F1的基因型均为Ee，均为灰体。若F1中出一只黑体果蝇，则该黑体果蝇出现的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变（E突变成e）或染色体片段缺失（E基因所在的染色体片段缺失）所致。若通过实验来探究该黑体果蝇出现的原因，其实验步骤为：①用该黑体果蝇与基因型为EE的果蝇杂交，获得F1；②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。

结果预测：

I.若该黑体果蝇出现的原因是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，则该黑体果蝇的基因型为ee，让其与基因型为EE的果蝇杂交，获得F1的基因型为Ee；F1自由交配所得F2的基因型及其比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，因此F2表现型及比例为灰体∶黑体＝3∶1。

Ⅱ.如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了E基因所在的染色体片段缺失，则该黑体果蝇的基因型为e0（“0”表示缺失的E基因），让其与基因型为EE的果蝇杂交，获得F1的基因型为1/2Ee、1/2E0，产生的配子及其比例为1/2E、1/4e、1/4O；F1自由交配所得F2的情况如下表：

雌配子

1/2E

1/4e

1/40

雄

配

子

1/2E

1/4EE（灰体）

1/8Ee（灰体）

1/8E0（灰体）

1/4e

1/8Ee（灰体）

1/16ee（黑体）

1/16e0（黑体）

1/40

1/8E0（灰体）

1/16e0（黑体）

1/1600（死亡）

统计分析上表数据可知，F1自由交配所得F2的表现型及比例为灰体∶黑檀体＝4∶1。