Question

2017诺贝尔获奖者在研究果蝇的羽化（从蛹变为蝇）昼夜节律过程中，克隆出野生型昼夜节律基因per及其三个等位基因pers、perL、perOl。通过实验验证基因位于X染色体上。野生型果绳的羽化节律周期为24h，突变基因pers、perL、perOl分别导致果蝇的羽化节律周期变为19h、29h和无节律。请回答下列问题：

（1）不同等位基因的产生体现了基因突变的____________性。

（2）____________（填“能”或“不能”）用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状来研究基因的自由组合规律，理由是________________________________________________。

（3）四种品系自由交配若干代后种群基因型共有____________种。

（4）纯合pers突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交，F₁果蝇的羽化节律周期一定不同的是__（填“雄蝇”或“雌蝇”）。

（5）果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制，大翅为显性。假设正常节律基因为显性、无节律perOl基因为隐性。一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中，大翅正常节律：小翅正常节律：大翅无节律：小翅无节律=1:1:1:1。

根据杂交结果，____________（填“能”或“不能”）证明翅型基因在常染色体上，请作出解释。___________。

Answer

不定向性 不能 因为节律基因和红眼白眼基因都在X染色体上 14 雄蝇 能 根据实验结果可知这两对性状能自由组合（或者符合基因的自由组合规律），说明两对基因位于两对同源染色体上（或位于非同源染色体），而节律基因在X染色体上，所以翅型基因位于常染色体上

【解析】试题分析：根据题干信息分析，果蝇的羽化昼夜节律受位于X染色体上的复等位基因（per、pers、perL、perOl）控制，遵循基因的分离定律和伴性遗传规律，四种基因控制的羽化节律周期分别为24h、19h、29h和无节律。

（1）基因突变往往突变为其等位基因，不同的等位基因的出现说明了基因突变具有不定向性。

（2）非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律，而节律基因和红眼白眼基因都在X染色体上，因此不能用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状来研究基因的自由组合规律。

（3）根据题意分析，该复等位基因有4种，因此雌果蝇纯合子基因型有4种，雌果蝇杂合子有4×3÷2=6种，雄果蝇基因型有4种，因此四种品系自由交配若干代后种群基因型共有14种。

（4）纯合pers突变体雌果蝇XpersXpers与纯合野生型雄果蝇XperY，后代雌果蝇基因型为XperXpers，雄果蝇基因型为XpersY；纯合pers突变体雄果蝇XpersY与纯合野生型雌果蝇XperXper，后代雌果蝇基因型为XperXpers，雄果蝇基因型为XperY。因此可见，正反交后代种雌性的基因型和表现型相同，而雄性的基因型和表现型不同，即F1果蝇的羽化节律周期一定不同的是雄蝇。

（5）根据题意分析，实验结果是大翅正常节律：小翅正常节律：大翅无节律：小翅无节律=1:1:1:1，符合基因的自由组合定律，说明两对基因位于两对同源染色体上，而节律基因在X染色体上，所以翅型基因位于常染色体上。