Question

果蝇因为体型小、易饲养、繁殖快等优点常作为遗传学研究的实验材料。回答问题：

（1）1910年摩尔根发现果蝇白眼性状的遗传规律，其使用的科学研究方法是__________。

（2）果蝇的体色有灰身（E）、黑身（e）之分，翅型有长翅（F）、残翅（f）之分。现用两种纯合果蝇杂交，F₂出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1，已知果蝇有一种精子不具有受精能力。则不具有受精能力精子的基因组成是__________。F₂灰身长翅果蝇中两对基因均杂合的比例为________________。

（3）果蝇的眼色由两对独立遗传的基因（A、a和B、b）控制，其中B、b仅位于X染色体上。A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F₁全为红眼。则亲代雌果蝇的基因型为__________，若将F₁雌雄果蝇随机交配，所得F₂粉红眼果蝇中雌雄比例为_____，在F₂红眼雌果蝇中杂合子占的比例为_____。

（4）遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇X^AY与一白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用最简答的方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的?______________________________。

Answer

假说-演绎法 EF 3/5 aaXBXB 2∶1 5/6 方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构；若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。
方法二：让该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，由于此缺失发生在雄性的X染色体上也会致死，因此子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2：1；若白眼雌果蝇出现的原因是基因突变，则杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比应为1：1。

【解析】

1、摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1全为红眼，F1自由交配后，F2中红眼和白眼比例为3∶1，但白眼全为雄性，说明果蝇眼色的遗传与性别有关，为了解释这一现象，摩尔根及其同事做出了假说是控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上没有对应的等位基因，亲本果蝇的基因型是XAXA、XaY，子一代的基因型是XAXa、XAY，子二代的基因型是XAXA（红眼雌果蝇）、XAXa（红眼雌果蝇）、XAY（红眼雄果蝇）、XaY（白眼雄蝇）。
2、如果摩尔根及其同事的假说是正确的，则白眼雌果蝇的基因型是XaXa，红眼雄果蝇的基因型是XAY，二者杂交后代的基因型是XAXa（红眼雌果蝇）∶XaY（白眼雄果蝇）=1∶1。
3、染色体结构变异以及数目变异可通过显微镜观察并确定变异类型。

（1）1910年摩尔根发现果蝇白眼性状的遗传规律，在子二代果蝇中出现了白眼的雄蝇，而没有出现白眼雌蝇，于是他提出控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因的假说，其使用的科学研究方法是假说-演绎法。

（2）果蝇的体色有灰身（E）、黑身（e）之分，翅型有长翅（F）、残翅（f）之分。现用两种纯合果蝇杂交，F2出现4种类型且比例为5∶3∶3∶1，已知果蝇有一种精子不具有受精能力，说明决定双显性状的精子不具有受精能力，所以该精子的基因组成为EF。具有受精能力精子的基因组成是Ef、eF、ef，比例为1∶1∶1；卵细胞的基因组成是EF、Ef、eF、ef，比例为1∶1∶1∶1,所以F2黄身长翅果蝇的基因型只有EEFf、EeFF、EeFf三种，且比例为（1/3×1/4）∶（1/3×1/4）∶（1/3×1/4×3）=1∶1∶3，所以双杂合子的比例为3/5。

（3）果蝇的眼色由两对独立遗传的基因（A、a和B、b）控制，其中B、b仅位于X染色体上。A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼，故这只纯合粉红眼雌果蝇的基因型为aaXBXB，与一只白眼雄果蝇杂交，F1代全为红眼A-XBX-、A-XBY，说明亲本雄果蝇的基因型为AAXbY，F1中雌雄果蝇的基因型分别为：AaXBXb，AaXBY，则F1代雌雄果蝇随机交配，使得F2代粉红眼果蝇的基因型及比例为：aaXBXB∶aaXBXb∶aaXBY=1∶1∶1，其中雌雄比例为2∶1；F2代红眼雌果蝇的基因型为：A-XBX-，其中纯合子的比例是1/3×1/2＝1/6，故杂合子的比例是1-1/6=5/6。

（4）红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代基因型为XAXa、XAY，全为红眼，若出现一只白眼雌果蝇，则这只白眼雌果蝇的出现可能由于缺失造成的，也可能是由于基因突变引起的，可以通过如下方法判断，方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构；若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。
方法二：正常红眼雄果蝇（XAY）与白眼雌果蝇（XaXa）杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇基因型可以表示为XaXa（雄果蝇在产生精子的过程中发生了基因突变）或X-Xa（X-即表示雄果蝇产生的精子中的X染色体上A基因缺失）。
若该白眼雌果蝇（X-Xa）与红眼雄果蝇（XAY）杂交，由于此缺失发生在雄性的X染色体上也会致死，因此子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2∶1。若白眼雌果蝇出现的原因是基因突变，则杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比应为1∶1。