Question

13．摩爾根利用果蠅為材料證明了基因在染色體上之后，多位科學(xué)家繼續(xù)以果蠅為材料進行了大量科學(xué)實驗，完善了遺傳學(xué)．
（1）果蠅性母細胞在減數(shù)分裂過程中，由于非同源染色體自由組合，其上的基因隨之自由組合；果蠅體細胞有4對同源染色體，在不發(fā)生突變的情況下，理論上雌果蠅可以形成16 種卵子．科學(xué)家觀察發(fā)現(xiàn)，實際上能夠重組的類型遠遠多于染色體的組合，荷蘭遺傳學(xué)家Hugode  Vries認(rèn)為這可能是同源染色體在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了部分互換，導(dǎo)致產(chǎn)生更多種類的配子．
（2）為證明上述推測，美國遺傳學(xué)家Curt Stern以果蠅為材料研究了果蠅的眼色R/r和眼型B/b兩對相對性狀，選擇純合的父母本雜交，F(xiàn)₁雌雄個體交配得到F₂，結(jié)果如表

親本表現(xiàn)型	F1表現(xiàn)型	F2表現(xiàn)型及比例
父本 紅眼正常眼	雌果蠅全部為 紅眼棒狀眼 雄果蠅全部為 粉紅眼棒狀眼	雌果蠅    紅眼棒狀眼：粉紅眼棒狀眼=1：1 雄果蠅    紅眼正常眼：粉紅眼棒狀眼=1：1
母本 粉紅眼棒狀眼

科學(xué)家從F₁中選擇了一只雌果蠅，體細胞的某對染色體組成及相關(guān)基因位置如圖，且通過顯微鏡可以觀察到兩條異常染色體的特性．根據(jù)上表數(shù)據(jù)推測，圖中所示為X染色體，顯性性狀分別是紅眼、棒狀眼．
（3）讓該果蠅與粉紅眼正常眼雄果蠅雜交：
①若子代雌果蠅表現(xiàn)型及比例為粉紅眼棒狀眼：紅眼正常眼=1：1，說明該雌果蠅在產(chǎn)生配子的過程中沒發(fā)生交叉互換，雌果蠅每種表現(xiàn)型的細胞內(nèi)各有1條異常的染色體．
②若子代雌果蠅表現(xiàn)型為粉紅眼棒狀眼、紅眼正常眼、紅眼棒狀眼、粉紅眼正常眼，則說明該雌果蠅的相應(yīng)染色體在產(chǎn)生配子過程中可能發(fā)生了交叉互換．表現(xiàn)型為紅眼棒狀眼的雌果蠅含有既重復(fù)又缺失的染色體．

Answer 1

分析 1、減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，隨著同源染色體分離位于同源染色體上的等位基因隨著分離，同時位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而發(fā)生自由組合．
2、分析表格中的子一代性狀分離比可知，正常眼父本與棒眼母本雜交，后代都是棒眼，說明棒眼對正常眼是顯性性狀，紅眼父本與粉紅眼母本雜交，子一代雌果蠅全部是紅眼，雄果蠅全部是粉紅眼，說明控制紅眼和粉紅眼的基因位于X染色體上，且紅眼對粉紅眼是顯性性狀；子二代中雌果蠅中紅眼棒狀眼：粉紅眼棒狀眼=1：1
，雄果蠅中，紅眼正常眼：粉紅眼棒狀眼=1：1，說明控制兩對相對性狀的基因連鎖在一對同源染色體上，不遵循自由組合定律．

解答 解：（1）基因自由組合定律的實質(zhì)是位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而發(fā)生自由組合；果蠅體細胞有4對同源染色體，在不發(fā)生突變和同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換的情況下，理論上雌果蠅可以形成2×2×2×2=16種染色體組型的卵子．
（2）由分析可知，控制眼色的基因位于X染色體上，控制棒眼和正常眼的基因與控制眼色的基因是連鎖關(guān)系，因此都位于X染色體上，圖中的染色體是X染色體；由分析可知，棒眼對正常眼是顯性性狀、紅眼對粉紅眼是顯性性狀．
（3）①由題圖可知，果蠅的紅眼和棒眼位于一對同源染色體上，親本雌果蠅的基因型是X^rBX^rB，親本雄果蠅的基因型是X^RbY，F(xiàn)₁雌果蠅的基因型是X^RbX^rB，粉紅眼正常眼雄果蠅的基因型是X^rbY，二者雜交如果沒有交叉互換，子代雌果蠅的基因型及比例是X^RbX^rb：X^rbX^rB=1：1，前者表現(xiàn)為紅眼正常眼，后者表現(xiàn)為粉紅眼棒眼；雌果蠅每種表現(xiàn)型的細胞內(nèi)各有1條染色體異常（缺失或重復(fù)）．
②如果雌果蠅在減數(shù)分裂過程，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，則雌果蠅產(chǎn)生四種類型的配子，雜交后代雌果蠅的表現(xiàn)型有四種，分別是粉紅眼棒狀眼、紅眼正常眼、紅眼棒狀眼、粉紅眼正常眼；紅眼棒狀眼的雌果蠅含有既重復(fù)又缺失的染色體．
故答案為：
（1）非同源    16
（2）X     紅眼棒狀眼
（3）①粉紅眼棒狀眼和紅眼正常眼=1：1     1
②粉紅眼棒狀眼、紅眼正常眼、紅眼棒狀眼、粉紅眼正常眼     紅眼棒狀眼

點評 本題的知識點是基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，果蠅的性別決定和伴性遺傳，減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)并學(xué)會應(yīng)用相關(guān)知識通過分析、比較綜合等方法解答問題．