Question

8．幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示．

（1）正常果蠅在減數第一次分裂中期的細胞內染色體組數為2，在減數第二次分裂后期的細胞中染色體數是8條．
（2）白眼雌果蠅（X^rX^r Y）最多能產生X^r、X^rX^r、X^rY和Y四種類型的配子．該果蠅與紅眼雄果蠅（X^R Y）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為X^RX^r、X^RX^rY．
（3）用黑身白眼雌果蠅（aa X^rX^r）與灰身紅眼雄果蠅（AA X^RY）雜交，F₁雌果蠅表現為灰身紅眼，雄果蠅表現為灰身白眼．F₂中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為3：1，從F₂灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現黑身白眼果蠅的概率為$\frac{1}{18}$．
（4）用紅眼雌果蠅（X^RX^R）與白眼雄果蠅（X^r Y）為親本雜交，在F1群體中發現一只白眼雄果蠅（記為“M”），M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表現型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離．請設計簡便的雜交試驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的．
實驗步驟：M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交．
結果預測：I．若子代出現紅眼（雌）果蠅，則是環境改變；
Ⅱ．若子代表現型全是白眼，則是基因突變；
Ⅲ．若沒有子代，則是減數分裂時X染色體不分離．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：正常果蠅是二倍體生物，每個染色體組含有4條染色體．減數第一次分裂后期，同源染色體雖然分離，但仍在一個細胞中，所以細胞中染色體數目仍為8條．減數第一次分裂后期，同源染色體分離，隨機移向兩級，染色體數目減半，但因著絲點分裂，染色體暫時加倍，所以此時染色體組數為2個．

解答 解：（1）正常的果蠅為二倍體生物，正常體細胞中染色體組成為3對常染色體+XX（雌果蠅）或3對常染色體+XY（雄果蠅）．在減數第一次分裂后期果蠅細胞中，含有4對即8條染色體，含有16個核DNA分子，含兩個染色體組；在果蠅細胞減數第二次分裂后期，由于著絲點分裂而導致染色體及染色體組數目短暫加倍，此時細胞內的染色體數和體細胞相同即8條，含兩個染色體組數．
（2）在減數分裂的過程中，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，最后產生了染色體數目減半的配子．通過減數分裂可推知，X^rX^rY個體會產生X^r、X^rY、X^rX^r和Y四種卵子．X^rX^rY與紅眼雄果蠅（X^RY）雜交，子代的基因型共有X^RX^r、X^RX^rY、X^RX^rX^r、X^RY、X^rY、X^rYY、X^rX^rY、YY，其中能存活的紅眼雌果蠅的基因型為X^RX^r 或X^RX^rY．
（3）aaX^rX^r×AAX^RY→AaX^RX^r、AaX^rY，分別表現為雌性灰身紅眼，雄性為灰身白眼，子二代中灰身紅眼的基因型及比例是A_X^RX^r+A_X^RY=$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{3}{8}$，黑身白眼果蠅的基因型及比例aaX^rX^r+aaX^rY=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$$\frac{1}{8}$，因此灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為3：1；子二代中灰身紅眼雌果蠅的基因型為AAX^RX^r或者是AaX^RX^r，前者占$\frac{1}{3}$，后者占$\frac{2}{3}$；灰身白眼雄果蠅AAX^rY或者是AaX^rY，前者占$\frac{1}{3}$，后者占$\frac{2}{3}$，子代中出現黑身白眼果蠅的概率為aaX^rX^r+aaX^rY=$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{18}$．
（4）由題意知，M果蠅的變異來源可能是環境改變引起表現型變化，但基因型未變；親本果蠅發生基因突變；
親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離；實驗的目的是驗證M果蠅的變異類型，可以用M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，通過觀察雜交后代的表型比判斷M果蠅的變異類型．
I．如果是環境改變引起表現型變化，基因型未變，M果蠅的基因型為X^RY，則雜交后的雌果蠅是紅眼；
II．如親本果蠅發生基因突變引起表現型變化，果蠅的基因型為X^rY，則雜交后的全是白眼；
III．親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離引起表現型變化，該雄果蠅的基因型為X^rO，不育，因此沒有后的產生．
故答案為：
（1）2     8  
（2）X^rY   Y    X^RX^r、X^RX^rY
（3）3：1     $\frac{1}{18}$
（4）實驗步驟：M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現型結果預測：
I．子代出現紅眼（雌）果蠅；   
II．子代表現型全是白眼 
 III．沒有子代

點評 本題旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內在聯系的能力，分析題干獲取有效信息的能力，并利用所學知識對某些生物學問題進行解釋、推理、判斷獲取結論的能力及設計遺傳實驗并預期實驗結果、獲取結論的能力．