Question

果蝇体细胞的X染色体上有一区段编号为16A（其上有多个基因），Y染色体没有该区段。野生型果蝇成虫体细胞的X染色体都只有1个16A区段，表现为圆眼。有些果蝇体细胞中1条X染色体上有2个16A区段，这些果蝇眼睛窄小，表现为棒眼。此外有些果蝇体细胞中1条X染色体上有3个16A区段，眼睛非常窄小，表现为超棒眼。

（1）果蝇眼形状的变异类型属于__________。果蝇一条X染色体上16A区段_________，眼睛越窄小。

（2）研究人员培育出一种棒眼雌蝇，其X染色体上的刚毛、翅脉两对基因及16A区段如图1所示。此种棒眼雌蝇与叉毛合脉棒眼雄蝇杂交后产生大量子代，结果见下表

子代 性状	棒眼	圆眼	超棒眼
雌	雄	雄	雌
野生、 野生	叉毛、 合脉	野生、 野生	叉毛、 合脉	叉毛、 野生	野生、 合脉	叉毛、 野生
数量	5413	3749	5218	4160	1	2	1

据杂交实验结果分析，子代中出现圆眼和超棒眼雄蝇的原因是亲本果蝇中的__________在减数分裂过程中发生__________，产生异常配子。请将该种亲本果蝇可能形成的所有异常配子染色体图画在方框中__________。

（3）大量观察发现，超棒眼雌蝇中不存在纯合子和含有2个16A区段的杂合子，推测可能的原因是这两种类型的果蝇不能成活。研究人员设计如下杂交实验进行验证。选取多只超棒眼雌蝇与棒眼雄蝇杂交。若各组杂交后代性状及比例为__________，则推测正确。

（4）果蝇为变态发育，幼虫与成虫各部分的形态结构存在极大差异。为研究16A区段中的BarH基因表达的蛋白质在果蝇成虫眼形成过程中的作用。研究人员首先需要从野生型果蝇发育的不同阶段提取RNA，用³²P标记的__________片段做探针进行检测，结果如图2。再通过制备的特异性___________，检测野生型和突变体果蝇__________期细胞的BarH蛋白质的有无，然后进行下一步的分析和研究。

Answer

染色体（结构）变异 重复越多 母本 X染色体上的交换 棒眼雌蝇：野生雄蝇：超棒眼雄蝇=1:1:1 BarH基因 抗体 蛹

【解析】

1、染色体变异包括染色体结构变异和数目变异：

（1）染色体结构的变异：指细胞内一个或几个染色体发生片段的缺失、增添、倒装或移位等改变；

（2）染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。

2、基因的表达：

转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（1）通过题干信息可知，16A区段含有多个基因，果蝇一条X染色体上16A区段重复越多，眼睛越窄小；这属于染色体结构变异。

（2）棒眼雌蝇（X++Xffu）、叉毛合脉棒眼雄蝇（XffuY）每个X染色体上含有2个16A区段，棒眼雌蝇（X++Xffu）与叉毛合脉棒眼雄蝇（XffuY）杂交后产生大量子代，后代中出现圆眼雄蝇的X染色体上出现1个16A，超棒眼雄蝇的X染色体上出现3个16A，雄蝇的X染色体来自母本，故可推测子代中出现圆眼和超棒眼雄蝇的原因是亲本果蝇中的母本在减数分裂过程中发生X染色体上的交换，产生异常配子，具体变化如图：

（3）假如超棒眼雌蝇中不存在纯合子和含有2个16A区段的杂合子，X3表示含有三个16A，同理X2表示含有二个16A、X1表示含有一个16A，则超棒眼雌蝇（X3X1）与棒眼雄蝇（X2Y）杂交，后代出现X3X2(死亡):X2X1(棒眼雌蝇):X3Y(超棒眼雄蝇):X1Y(野生雄蝇)=1:1:1，故各组杂交后代性状及比例为棒眼雌蝇:野生雄蝇：超棒眼雄蝇=1:1:1，则超棒眼雌蝇中纯合子和含有2个16A区段的杂合子个体死亡。

（4）果蝇眼的形成与BarH基因表达的蛋白质有关，基因表达的产物是蛋白质，其过程包括转录和翻译，其中转录以DNA一条链为模板合成RNA的过程，通过图2可知在胚胎和蛹期存在BarH基因转录的RNA，故研究人员从野生型果蝇发育的不同阶段提取RNA，用32P标记的BarH基因片段做探针进行检测，可筛选出以BarH基因为模板转录的RNA。再通过制备的特异性抗体，检测野生型和突变体果蝇蛹期细胞的BarH蛋白质的有无，然后进行下一步的分析和研究。