Question

果蝇的无眼与有眼是一对相对性状，由一对等位基因（A、a）控制，红眼与白眼是一对相对性状，由一对等位基因（R、r）控制。现选用两对果蝇进行杂交实验，第二组F₁雌雄果蝇随机交配得到F₂，结果如下表所示。回答下列问题：

杂交 组别	亲本	F1	F2
♀	♂	♀	♂	♀	♂
第一组	无眼	红眼	红眼：无眼=1：1	红眼：白眼：无眼=1:1:2
第二组	白眼	无眼	红眼	白眼	红眼：白眼：无眼=3:3:2	红眼：白眼：无眼=3：3：2

（1）生物学实验常用果蝇作为遗传学研究的实验材料，是因为其具备________________________的特点（至少答出两点）。

（2）第一组实验中，亲本雌雄果蝇的基因型为____________，F₁无眼果蝇的基因型有____________种；让F₁中的红眼果蝇随机交配，则子代雄果蝇中表现型及比例为无眼：白眼：红眼=____________。

（3）第二组实验中，F₂果蝇种群中r的基因频率为____________。

（4）几种性染色异常果蝇的性别、育性如下表所示：

性染色体异常种类	XXY	XO	XXX	OY	XYY	YY
性别及育性	雌性、可育	雄性、不育	死亡	死亡	雄性、可育	死亡

摩尔根的合作者布里吉斯发现正常白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中，2000-3000只红眼雌果蝇中就会出现一只白眼雌果蝇（性染色体组成为XXY），同样在2000-3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇（性染色体组成为XO）。已知减数分裂时，3条同源染色体中的任意两条配对并正常分离，另外一条染色体随机移向一极，各种配子的形成机会和可育性相同，将上述性染色体异常的白眼雌果蝇和红眼雄果蝇分别与性染色体正常的异性红眼果蝇杂交，后代表现型及比例分别为____________、____________。

Answer

易饲养、繁殖快、染色体数目少、后代数目多、具有易于区分的相对性状 aaXRXr、AaXRY 4 4:3:9 2/3 红眼雌果蝇:白眼雌果蝇:红眼雄果蝇:白眼雄果蝇=4:1:1:4 无子代

【解析】

第一组实验中，若仅考虑红眼、白眼这对性状，F1中雌性均为红眼，雄性既有红眼也有白眼，可推断决定红眼、白眼的基因位于X染色体上，且亲本中雌果蝇的基因型为XRXr，雄果蝇为XRY；若仅考虑有眼、无眼这对性状，F1中有眼和无眼这对性状与性别无关，可推断A、a位于常染色体上，由第二组中亲本和F1的表现型，可知有眼为显性，故第一组中亲本的基因型为aaXRXr和AaXRY，第二组亲本的基因型为AAXrXr和aaXRY，F1的基因型为AaXRXr和AaXrY。

（1）生物学实验常用果蝇作为遗传学研究的实验材料，是因为其易饲养、繁殖力强、繁殖周期短、染色体数目少、杂交实验容易进行、后代数目多、具有易于区分的相对性状等优点。

（2）由分析可知，第一组实验中，亲本雌雄果蝇的基因型为aaXRXr和AaXRY。F1无眼果蝇的基因型有aaXRXr、aaXRXR、aaXRY、aaXrY共4种。F1中的红眼雌果蝇的基因型为1/2AaXRXr、1/2AaXRXR，红眼雄果蝇的基因型为AaXRY，随机交配，只考虑有眼和无眼一对基因，则子代有眼（A_）3/4，无眼（aa）1/4；只考虑红眼和白眼一对基因，则子代雄果蝇中红眼占3/4，白眼占1/4，综合两对性状，雄果蝇中表现型及比例为无眼:白眼:红眼=1/4:（3/4×1/4）:（3/4×3/4）=4:3:9。

（3）第二组实验中，只考虑红眼、白眼一对性状，F2果蝇的基因型为1/4XRXr、1/4XrXr、1/4XRY、1/4XrY，故种群中r的基因频率为2/3。

（4）根据题干信息可知，染色体异常的白眼雌果蝇基因型为XrXrY，红眼雄果蝇的基因型为XRO，白眼雌果蝇XrXrY与正常红眼雄果蝇杂交，结果见下表：

雌配子

雄配子

2Xr

2XrY

XrXr

Y

XR

2XRXr（红眼雌）

2XRXrY（红眼雌）

XRXrXr（死亡）

XRY（红眼雄）

Y

2XrY（白眼雄）

2XrYY（白眼雄）

XrXrY（白眼雌）

YY（死亡）

由上表可知子代表现型及比例为红眼雌果蝇：白眼雌果蝇:红眼雄果蝇:白眼雄果蝇=4:1:1:4。由题干信息可知XRO为雄性不育，因此染色体异常的红眼雄果蝇（XRO）与正常红眼雌果蝇杂交无子代产生。