Question

热带雨林中的某种昆虫（XY 型性别决定）的体色有灰色和黑色两种，由等位基因B/b控制，翅长度有短翅和长翅两种，由等位基因D/d控制。现有两只表现型相同的个体杂交得到数量足够多F₁，统计F₁各种表现型及比例如下表。回答下列问题：

P	灰身长翅	黑身长翅	灰身短翅	黑身短翅
雄性	3/12	1/12	3/12	1/12
雌性	0	0	3/12	1/12

（1）根据杂交实验判断，昆虫的体色中相关基因位于_染色体上。

（2）只考虑体色遗传时，F₁中灰身个体杂合的概率为_，这些个体自由交配得到的子代表现型及比例为_。

（3）F₁中雌性比例为1/3的原因是_，从F₁中任取一只灰身短翅和一只黑身短翅个体杂交得到F₂，则F₂中出现黑身短翅的概率为________________。

（4）若用题干中相同的亲代个体杂交得到的子代中出现少数长翅雌性个体，可能的原因是：亲本雄性个体产生配子时发生了基因突变，或者_

（5）理想状态下，一个平衡种群需要满足的条件是：种群非常大、所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁人和迁出、________、______。

Answer

常 2/3 灰身：黑身=8：1 基因型为XDXD个体致死 2/9 Y染色体上含d基因，减数分裂过程中因交叉互换产生了Xd的雄配子 不产生突变 不发生自然选择

【解析】

两只表现型相同的个体杂交，若后代出现不同于亲本的表现型，则该性状为隐性性状，若不知道亲本的表现型，则可根据后代的比例进一步来判断，如该题中相同性状的个体杂交（一对基因控制），后代灰身：黑身=3：1，则黑身为隐性，由隐性基因控制（b）。判断基因位于常染色体还是X染色体上，常用以下方法：若后代雌雄当中的两种表现型的比例一致（3：1），则控制该性状的基因位于常染色体上，如该题中的灰身和黑身，无论雌雄中均为3：1，则控制灰身（B）和黑身（b）的基因位于常染色体上；若后代雌雄当中的两种表现型的比例不一样，则控制性状的基因位于X染色体上，且亲本表现型相同，子代雌性个体中只有短翅，雄性个体中长翅：短翅=1：1，说明母本为杂合子XDXd（子代雄性的基因型由母本产生的雌配子决定，与含Y的雄配子无关），父本为XDY（只有这样子代雌性个体才只有一种性状），且子代雌性的表现型为短翅，所以短翅为显性性状。控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上时（如本题一对位于常染色体，一对位于X染色体），遵循自由组合定律，可以用乘法原理，也可以用配子法来进行相关的计算。

（1）根据杂交实验判断，子代无论雌雄灰身和黑身的比例均为3：1，则昆虫的体色中相关基因位于常染色体上。

（2）控制体色的基因位于常染色体上，只考虑体色遗传时，亲本的基因型为Bb×Bb，F1中灰身个体（1BB、2Bb）杂合子为Bb，Bb的概率为2/3，这些个体自由交配，作为母本的基因型为（1/3BB、2/3Bb），产生的雌配子为2/3B、1/3b，作为父本的基因型为（1/3BB、2/3Bb），产生的雄配子为2/3B、1/3b，所以得到的子代得基因型为4/9BB、4/9Bb、1/9bb，表现型及比例为灰身（4/9BB+4/9Bb）：黑身（1/9bb）=8：1。

（3）根据乘法原理，BbXDXd×BbXDY的后代理论上雌雄的比例应该一样，雄性个体中翅型（长翅+短翅）的比例为8/12，理论上雌性个体的翅型应该也占8/12，而表格中却只有4/12（短翅），说明雌性中有一半的基因型致死，又因为母本为XDXd，故致死的只能是XDXD。从F1中任取一只灰身短翅（1/3BBXDXd、2/3BbXDXd）和一只黑身短翅（bbXDY）个体杂交得到F2，则F2中出现黑身（bb）的概率为2/3×1/2=1/3，后代的翅型为短翅（1XDXd、1XDY）和长翅(1XdY)，出现短翅的概率为2/3，故出现黑身短翅的概率为1/3×2/3=2/9。

（4）若用题干中相同的亲代个体杂交得到的子代中出现少数长翅雌性个体，可能的原因是：亲本雄性个体产生配子时发生了基因突变，产生了Xd的雄配子，或者Y染色体上含d基因，减数分裂过程中因交叉互换产生了Xd的雄配子。

（5）理想状态下，一个平衡种群（基因频率和基因型频率都不变的种群）需要满足的条件是：种群非常大、所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代、没有迁人和迁出、不产生突变、不发生自然选择。