Question

科研人员利用一个纯合的野生型红眼果蝇种群做实验，偶然得到一只棕眼果蝇，于是将该棕眼果蝇与一只野生型红眼果蝇杂交，F₁雌雄果蝇均为红眼，F₁雌雄个体相互交配，F₂表现型及比例为红眼：棕眼=3：1。欲研究红眼基因与棕眼基因的显隐性关系，并推断这对基因是位于常染色体上、仅位于X染色体上还是位于X、Y同源区(图中黑色部分)，进行了以下分析及实验活动，请回答：

(1)根据上述实验结果，可判断棕眼为___________性性状，但不能确定红眼、棕眼基因的位置，需进一步统计F₂棕眼果蝇的性别比例。

(2)若F₂中，棕眼果蝇雌、雄均等分布，则控制红眼、棕眼的基因位于________________。

(3)若F₂中，棕眼均为雌果蝇，则控制红眼、棕眼的基因位于_______________________。

(4)若F₂中，棕眼均为雄果蝇，则控制红眼、棕眼的基因可能位于__________或_________。

请利用野生型及F₁、F₂中的果蝇，设计实验方案，进行一次杂交实验，明确该判断。___________________

Answer

隐 常染色体上 X、Y同源区 X、Y同源区 仅位于X染色体上 将F1中红眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，观察后代的表现型，若杂交后代雌雄果蝇均为红眼，则控制红眼、棕眼的基因位于X、Y同源区；若杂交后代雄果蝇中出现棕眼，则控制红眼、棕眼的基因仅位于X染色体上。

【解析】

题中，将棕眼果蝇与一只野生型红眼果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为红眼，说明红眼为显性性状，棕眼为隐性性状。

假设用A表示红眼性状，a表示棕眼性状。

（1）如果A、a位于常染色体上，则亲代基因型为AA×aa，F1为Aa，F1雌雄个体随机交配，F2中基因型为AA：Aa：aa=1:2:1，红眼：棕眼=3：1，且每种性状中雌雄比例为1:1。

（2）如果A、a仅位于X染色体上，且棕眼果蝇与一只野生型红眼果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为红眼，所以亲本基因型为XAXA×XaY，F1基因型为XAXa×XAY，则F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY，雌性全为红眼，棕眼全为雄性。

（3）如果A、a位于X、Y染色体同源段，可分为两种情况讨论：

①亲本为XAXA×XaYa，F1基因型为XAXa和XAYa，则F2的基因型为XAXA、XAXa、XAYa、XaYa，所以棕眼全为雄性。

②亲本为XaXa×XAYA，F1基因型为XAXa和XaYA，则F2的基因型为XAXa、XaXa、XAYA、XaYA，所以棕眼全为雌性。

（1）将棕眼果蝇与一只野生型红眼果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为红眼，说明红眼为显性性状，棕眼为隐性性状。

（2）若F2中，棕眼果蝇雌、雄均等分布，符合讨论的第一种情况，则控制红眼、棕眼的基因位于常染色体。

（3）若F2中，棕眼均为雌果蝇，符合讨论三的第②种情况，则控制红眼、棕眼的基因位于X、Y染色体同源段。

（4）若F2中，棕眼均为雄果蝇，符合讨论的第二种情况或者讨论三的第①中情况，则控制红眼、棕眼的基因可能位于仅位于X染色体上或X、Y染色体同源段。

将F1中红眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，观察后代的表现型，若杂交后代雌雄果蝇均为红眼，则控制红眼、棕眼的基因位于X、Y同源区；若杂交后代雄果蝇中出现棕眼，则控制红眼、棕眼的基因仅位于X染色体上。