Question

果蝇是遗传学实验的模式生物之一，果蝇的刚毛（A）和截毛（a）是一对相对性状，灰身（B）和黑身（b）是一对相对性状，其中A对a为显性，B对b为显性，两对相对性状独立遗传。有人将一只灰身刚毛的雌果蝇与一只灰身截毛的雄果蝇交配，得到F₁（子代数量足够多，不考虑交叉互换和变异），F₁表现型及比例如表所示，如图为X和Y染色体的结构模式图，请回答下列问题：

F1	雄性：雌性	灰身：黑身
刚毛	1：1	3：1
截毛	1：1	3：1

（1）果蝇是遗传学研究的常用实验材料，其优点是________________（至少两点）。

（2）若X、Y染色体的同源区段Ⅱ上不存在基因A、a，也不存在基因B、b，则亲本雌果蝇可能的基因型为__________________（写出所有可能的基因型）。

（3）若已知基因A、a位于常染色体，基因B、b位于X染色体的Ⅰ区段，欲鉴定F₁中一只刚毛灰身雌果蝇的基因型，请以题中的果蝇为供选材料，设计一个简单的杂交实验方案，要求写出实验思路、预期结果及结论__________________（每对果蝇均能产生足够多子代）。

Answer

培养周期短、繁殖快、易饲养、有多对易于区分的相对性状、成本低（ AaBb、AaXBXb、BbXAXa 实验思路：让该只雌果蝇与一只（或多只）黑身雄果蝇进行多次交配，观察统计子代雌雄果蝇的体色（或表现型）及比例；预期结果及结论：若子代果蝇全为灰身，则该只刚毛灰身雌果蝇的基因型为AaXBXB；若子代无论雌雄果蝇，都是一半灰身，一半黑身，则该只刚毛灰身雌果蝇的基因型为AaXBXb。

【解析】

一只灰身刚毛的雌果蝇与一只灰身截毛的雄果蝇交配，子一代中无论刚毛还是截毛，子代都是雌性∶雄性=1∶1，亲本基因型可能是Aa×aa，也可能是XAXa×XaY，子一代灰身∶黑身=3∶1，亲本基因型可能为Bb×Bb，也可能是XBXb×XbY，根据表格数据可知，表现为刚毛或截毛的个体中都是灰身∶黑身=3∶1，可见两对基因符合自由组合定律，可能两对基因都位于常染色体上，也可能一对位于常染色体上，一对位于X染色体。

（1）果蝇是遗传学研究常用的材料，其优点有培养周期短、繁殖快、易饲养、有多对易于区分的相对性状、成本低等。
（2）由题意可知不考虑该基因位于X、Y染色体同源区段上的情况，题中涉及的两对相对性状，可逐一分析，亲本为刚毛雌果蝇和截毛雄果蝇，F1中无论刚毛还是截毛果蝇，雄性∶雌性均为1∶1，说明控制刚毛、截毛性状的等位基因可能位于常染色体上或X染色体（Ⅰ区段）上；亲本雌、雄都为灰身，F1中无论刚毛还是截毛果蝇中，灰身∶黑身均为3∶1，说明控制灰身和黑身性状的等位基因也可能位于常染色体上或X染色体（Ⅰ区段）上，且这两对相对性状的遗传符合自由组合定律，所以符合题意的亲本的基因型和F1表现型及比例见表格：

灰身刚毛（♀）

灰身截毛（♂）

F1表现型及比例

1

AaBb

aaBb

刚灰（AaB ）∶刚黑（Aabb）∶截灰（aaB ）∶截黑（aabb）=3∶1∶3∶1

2

AaXBXb

aaXBY

刚灰（AaXB ）∶刚黑（AaXbY）∶截灰（aaXB ）∶截黑（aaXbY）=3∶1∶3∶1

3

BbXAXa

BbXaY

刚毛（XAXa∶XAY=1∶1）∶截毛（XaXa∶XaY=1∶1）=1∶1；灰身（B ）∶黑身（bb）=3∶1

即亲本雌果蝇可能的基因型为AaBb、AaXBXb、BbXAXa。

（3）若已知基因A、a位于常染色体，基因B、b位于X染色体Ⅰ区段，则亲本的基因型为AaXBXb、aaXBY。F1中一只刚毛灰身雌果蝇的基因型为AaXBXB或AaXBXb，因其关于刚毛和截毛的基因型均为Aa，故可以不考虑，要鉴定其基因型是XBXB还是XBXb，可以采用测交的方法，让该只雌果蝇与一只（或多只）黑身雄果蝇（XbY）进行多次交配，观察统计子代雌雄果蝇的体色及比例，若子代果蝇全为灰身，则该只刚毛灰身雌果蝇的基因型为AaXBXB；若子代无论雌雄果蝇，都是一半灰身，一半黑身，则该只刚毛灰身雌果蝇的基因型为AaXBXb。（也可以考虑两对等位基因，将该只刚毛灰身雌果蝇与基因型为aaXbY的截毛黑身雄果蝇交配，根据子代雌雄果蝇的表现型及比例进行判断）