Question

请回答下列关于人类认识基因和染色体关系科学史的相关问题：

（1）蝗虫性染色体在雄性中为一条，即为XO，雌性中为两条XX。而果蝇中XX、XXY为雌性，XO或XY表现为雄性，它们决定性别的方式是___________________。

（2）萨顿通过观察蝗虫体细胞和配子中染色体的数量关系，并且联系分离定律内容，比较归纳提出推论：______________。

（3）摩尔根在实验室中从野生型（纯合子）红眼果蝇中得到白眼雄果蝇后，做了一序列果蝇杂交实验。

①根据F₂中红眼和白眼的比例，同时考虑眼色和性别，不难发现眼色的遗传与性别相关联且与X染色体的传递规律相似。所以摩尔根做出合理的假说：_________________。

②一种现象可能不仅仅只有一种假说可以解释，有同学提出新的假说：白眼雄果蝇的出现还可能是纯合的红眼雄果蝇X、Y染色体同源区发生双基因隐性突变形成的。为了探究控制眼色的基因在染色体上的位置符合摩尔根的假说还是新的假说，请利用摩尔根实验中历代果蝇做实验材料，帮他设计实验探究两种假说的可能性。（简要写出实验思路及结果和结论）______________________________。

Answer

性染色体的种类和数目 基因在染色体上 控制白眼的基因位于X染色体上，Y上没有其等位基因 思路：将F2雌雄果蝇自由交配，在后代中挑选出白眼雌果蝇（其他方法获得白眼雌果蝇也可给分），将该白眼雌果蝇与亲代野生雄性红眼果蝇杂交，统计后代中雄性果蝇的性状及分离比；

结果及结论：若后代雄果蝇全为红眼，则眼色的基因在染色体上的位置符合新的假说（同源区上）；若后代雄果蝇中全为白眼，则眼色的基因在染色体上的位置符合摩尔根的假说（控制白眼的基因位于X染色体上，Y上没有其等位基因）

【解析】

1、摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1都是红眼，说明红眼是显性性状，F1自由交配后，F2中红眼和白眼比例3∶1，但白眼全为雄性，说明果蝇眼色的遗传与性别有关。摩尔根的假说内容是：控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。

2、萨顿应用“类比推理”方法提出基因在染色体上的假说，摩尔根应用“假说-演绎法”设计果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。

（1）由题干信息可知，性染色体组成上，蝗虫雌、雄性的区别是X染色体的数目；果蝇雌、雄性的区别是性染色体的数目和种类，所以蝗虫和果蝇性别是由性染色体的数目和种类决定的。

（2）萨顿通过观察蝗虫体细胞和配子中染色体的数量关系，并且联系分离定律内容，类比基因和染色体的行为，提出基因在染色体上的假说，这种方法是类比推理法。

（3）①摩尔根让野生型红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交，F1都是红眼，说明红眼是显性性状；让F1红眼果蝇相互交配，F2红眼∶白眼=3∶1，说明控制果蝇的红眼与白眼基因符合基因的分离定律，由于白眼性状只在雄性中出现，说明性状的表现与性别相关联；摩尔根的假设是：控制白眼的基因在X染色体上，Y上没有它的等位基因。

②为了进一步探究控制眼色的基因在染色体上的位置符合摩尔根的假说还是新的假说，可选用测交实验证明，测交亲本用白眼雌蝇（将F2雌雄果蝇自由交配，在后代中挑选出白眼雌果蝇）与亲代野生型纯合红眼雄果蝇交配，统计后代中雄性果蝇的性状及分离比。

如果新的假说成立，控制眼色的基因位于X、Y染色体同源区段，测交后代基因型及比例：XaXa×XAYA→1XAXa∶ 1XaYA，后代雄蝇全为红眼；

如果符合摩尔根的假说，控制眼色的基因只位于X染色体上，Y上没有其等位基因，测交后代基因型及比例为：XaXa×XAY→1XAXa∶1XaY，后代雄蝇全为白眼。