Question

果蝇的体色有灰身和黑身、翅形有长翅和残翅、眼色有红眼和白眼之分，三对相对性状分别受等位基因B和b、D和d、E和e控制。已知控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上，且雌蝇在形成配子的过程中，部分性母细胞的这对染色体发生交叉互换，而雄蝇无此现象。某同学为验证所学知识，利用一果蝇种群进行了如下实验：

实验一：将纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为灰身长翅；再利用黑身残翅雄蝇与F₁中的灰身长翅雌蝇测交，得到F₂中表现型有灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅，所占比例分别为42%、8%、8%、42%。

实验二：将纯种红眼与白眼果蝇杂交，得到的F₁中雌雄果蝇全部为红眼；F₁中的雌雄果蝇自由交配，得到的F₂中表现型及比例为红眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雄蝇=2:1:1。

请回答下列问题：

（1）果蝇的三对相对性状中的显性性状分别为______________。

（2）根据实验一推断，果蝇的体色和翅形的遗传都符合孟德尔的________定律，请对F₂中表现型的比例做出合理的解释____________。

（3）结合摩尔根的经典实验判断，实验二中亲本果蝇的基因型为_______。如果将F₂中的白眼雄蝇与F₁中的红眼雌蝇杂交得到下一代，预期结果______（填“能”或“不能”）验证果蝇的眼色遗传与性别有关，原因是______________。

（4）若进行一次杂交实验，既能说明雄性果蝇不发生交叉互换，又能说明果蝇的眼色遗传与性别有关，则用来杂交的亲本基因型最佳组合为__________。

Answer

灰身、长翅、红眼 基因分离 F1雌蝇在产生配子（卵细胞）的过程中发生了交叉互换，导致产生的两种（亲本型）BD和bd配子（卵细胞）数量多且相等，产生的两种（重组型) Bd和bD配子（卵细胞）数量少且相等 XEXE×XeY 不能 不论控制眼色的基因位于常染色体还是X染色体上，其后代均有两种表现型；且每种表现型的性别比例均为1:1，故不能确定果蝇的眼色基因是否在性染色体上 bddXeXe × BbDdXEY

【解析】试题分析：根据实验一的F1表现型全为灰身长翅，可知，灰身对黒身为显性；长翅对残翅为显性；根据实验一中F1测交得到的F2的表现型及其比例可知，控制体色的等位基因与控制翅形的等位基因位于一对同源染色体上，且根据亲本纯种果蝇的表现型可知，控制灰身的B与控制长翅的D位于一条染色体上，控制黑身的b与控制残翅的d位于另一条染色体上。由于F2出现了新的表现型类型，说明F1在产生配子的过程中，同源染色体在四分体时期发生了交叉互换。根据实验二的F1结果可知，红眼对白眼为显性，再根据F2雌雄个体中同一表现型所占比例不同可知，控制眼色的等位基因只伴随X染色体遗传。

（1）根据前面的分析，题中涉及的三对性状中属于显性性状的分别是灰身、长翅和红眼。

（2）根据实验一推断，果蝇的体色和翅形的遗传单独分析，都符合孟德尔的分离定律；但两对结合分析，发现它们并不遵循孟德尔的自由组合定律，因为F2中表现型的比例不为1:1:1:1，说明F1雌蝇在产生配子（卵细胞）的过程中发生了交叉互换，导致产生的两种（亲本型）BD和bd配子（卵细胞）数量多且相等，产生的两种（重组型) Bd和bD配子（卵细胞）数量少且相等。

（3）结合前面的分析，实验二中亲本果蝇的基因型为XEXE×XeY ；如果将F2中的白眼雄蝇（XeY）与F1中的红眼雌蝇（XEXE和XEXe）杂交得到下一代，由于结果中雌雄果蝇中红眼或者白眼所占的比例均相同，所以不能验证果蝇的眼色遗传与性别有关。

（4）通过一次杂交实验就要能说明果蝇的眼色遗传与性别有关，则亲本的杂交组合应选XeXe ×XEY；如果通过一次杂交实验来 说明雄性果蝇不发生交叉互换，则用来杂交的亲本应选双杂合的雄果蝇和双隐性雌果蝇，即基因型为bbdd(♀)× BbDd（♂），两方面结合，所选亲本最佳基因型组合为bddXeXe × BbDdXEY。

【点睛】本题有两点值得引起注意：一是两对相对性状的亲本测交，子代表现型比例不为1:1:1:1，说明这两对性状的遗传不遵循自由组合定律，但又表现型了四种表现型，说明它们的控制基因位于同一对同源染色体上。二是通过一次杂交实验就要确定是否为伴性遗传，必须选“同型隐性，异型显性”的亲本杂交，若要通过一次杂交结果判定是否发生交叉互换，需要选择测交类型，即双杂合与双隐性杂交。