Question

2017年诺贝尔生理学或医学奖授予美国遗传学家杰弗里·霍尔．获奖者在研究果蝇羽化（从蛹变为蝇）昼夜节律 ，克隆出野生型昼夜节律基因P及其三个等位基因、、。并通过实验验证基因位于X染色体上。野生型果蝇的羽化节律周期为，突变基因、、分别导致果蝇的羽化节律周期变为、和无节律．依据上述事实，结合遗传相关知识回答下列问题：

（1）等位基因是指______。不同等位基因的产生体现了基因突变的______性。

（2）______（填“能”或“不能”）用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状来研究基因的自由组合规律，理由是______。

（3）果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制，大翅为显性．假设正常节律基因为显性、无节律基因为隐性．一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中，大翅正常节律：小翅正常节律：大翅无节律：小翅无节律＝1:1:1:1。根据上述杂交结果，______（填“能”或“不能”）证明翅膀型基因在常染色体上，请作出解释：______。

Answer

位于一对同源染色体上相同位置，控制相对性状的基因 不定向性 不能 因为果蝇节律基因和红眼白眼基因都在X染色体上 能 根据实验结果可知这两对性状能自由组合（或者符合基因的自由组合定律），说明两对基因位于两对同源染色体上（或位于非同源染色体），而已知节律基因在X染色体上，所以翅型基因位于常染色体上

【解析】

基因的自由组合定律是指两对或两对以上的染色体上的控制生物相对性状的遗传规律，其实质是等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。

基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，导致基因结构的改变。

基因突变的特点：（1）普遍性，即所有的生物都能发生基因突变；（2）随机性，即基因突变可以发生在个体发育的任何时期、任何一个DNA分子中，DNA分子任何部位；（3）不定向性，即基因可以向任意方向突变，但都是变为其等位基因；（4）低频性；（5）多害少利性。

据题干信息分析，果蝇的羽化昼夜节律受位于X染色体上的复等位基因（P、PS、PL、P01）控制，遵循基因的分离定律和伴性遗传规律，四种基因控制的羽化节律周期分别为24h、19h、29h和无节律。

（1）等位基因是指位于一对同源染色体上相同位置，控制相对性状的基因，基因突变往往突变为其等位基因，不同的等位基因的出现说明了基因突变具有不定向性。

（2）位于非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律，而果蝇节律基因和红眼白眼基因都在染色体上，因此不能用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状来研究基因的自由组合定律。

（3）根据题意分析，实验结果是大翅正常节律︰小翅正常节律︰大翅无节律︰小翅无节律，符合基因的自由组合定律，说明两对基因位于两对同源染色体上，而已知节律基因在X染色体上，所以翅型基因就位于常染色体上。