Question

13．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(shù)第一次分裂中期的細胞內(nèi)染色體組數(shù)為2，在減數(shù)第二次分裂后期的細胞中染色體數(shù)是8條．
（2）白眼雌果蠅（X^rX^rY）最多能產(chǎn)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^RY）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為X^RX^r或X^RX^rY．
（3）用黑身白眼雌果蠅（aaX^rX^r）與灰身紅眼雄果蠅（AAX^RY）雜交，F(xiàn)₁雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)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(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為$\frac{1}{8}$．
（4）用紅眼雌果蠅（X^RX^R）與白眼雄果蠅（X^rY）為親本雜交，在F₁群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅（記作“M”）．M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時X染色體不分離．請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)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，分析子代的表現(xiàn)型．
結(jié)果預測：
Ⅰ．若子代出現(xiàn)紅眼（雌）果蠅，則是環(huán)境改變；
Ⅱ．若子代表現(xiàn)型全部為白眼，則是基因突變；
Ⅲ．若無子代產(chǎn)生，則是減數(shù)分裂時X染色體不分離．

Answer 1

分析 （1）染色體組數(shù)的判斷方法有：
①看N前面的系數(shù)，系數(shù)是幾就是幾個染色體組．
②看同種形態(tài)的染色體的條數(shù)，如果每種形態(tài)均為3條，即為3個染色體組，如果幾乎每種形態(tài)都是兩條，只有其中一條是三條（單條）的，則是三體（單體），屬于染色體數(shù)目變異的個別增添（缺失），仍為2個染色體組．
（2）三體在減數(shù)分裂過程中，三條的染色體不能正常聯(lián)會，產(chǎn)生的配子種類及比例也會發(fā)生相應變化．

解答 解：（1）正常果蠅是二倍體生物，體細胞中染色體數(shù)是8條，每個染色體組含有4條染色體．減數(shù)第一次分裂中期，染色體已復制，每條染色體含有兩條姐妹染色單體，染色體數(shù)目仍為8條，故此時染色體組數(shù)為2．減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分離，隨機移向兩級，染色體數(shù)目減半，因此減數(shù)第二次分裂前中期的染色體數(shù)目為4條，減數(shù)第二次分裂后期，著絲點分裂，姐妹染色單體分開，染色體加倍變?yōu)?條．
（2）基因型為X^rX^rY的雌性個體，減數(shù)分裂過程中其中兩條性染色體會聯(lián)會配對形成四分體，這兩條染色體會分開，與另一條性染色體隨機分入一個細胞，這種情況共形成4種配子，X^r、X^rY、X^rX^r、Y；基因型為XRY的雄果蠅產(chǎn)生的精子有X^R、Y兩種，雌雄配子隨機組合，子代中紅眼雌果蠅的基因型為X^RX^r、XRX^rY、X^RX^rX^r，其中X^RX^rX^r死亡． 
（3）黑身白眼雌果蠅（aaX^rX^r）與灰身紅眼雄果蠅（AAX^RY）雜交，F(xiàn)₁果蠅的基因型為AaX^rY和AaX^RX^r，F(xiàn)₂代的表現(xiàn)型及其概率為$\frac{3}{8}$灰身紅眼[$\frac{3}{4}$（A_）×$\frac{1}{2}$（X^rX^r、X^rY）=$\frac{3}{8}$]、$\frac{1}{8}$黑身紅眼[$\frac{1}{4}$（aa）×$\frac{1}{2}$（XRX^r、XRY）=$\frac{1}{8}$]、$\frac{3}{8}$灰身白眼[$\frac{3}{4}$（A_）×$\frac{1}{2}$（XRX^r、XRY）=$\frac{3}{8}$]、$\frac{1}{8}$黑身白眼[$\frac{1}{4}$（aa）×$\frac{1}{2}$（X^rX^r、X^rY）=$\frac{1}{8}$]，故F₂中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為3：1．F₂代中灰身紅眼雌果蠅的基因型及其概率是$\frac{1}{16}$、$\frac{1}{8}$AaX^RX^r，灰身白眼雄果蠅的基因型及其概率是$\frac{1}{16}$AAX^rY、$\frac{1}{8}$AaX^rY；灰身紅眼雌果蠅中AaX^RX^r的概率是$\frac{2}{3}$，灰身白眼雄果蠅中AaX^rY的概率是$\frac{2}{3}$，二者產(chǎn)生黑身白眼果蠅的概率是$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{18}$．
 （4）本題應從分析M果蠅出現(xiàn)的三種可能原因入手，推出每種可能下M果蠅的基因型，從而設計實驗步驟和預測實驗結(jié)果．三種情況下白眼雄果蠅的基因型不同，第一種情況下基因型為X^RY，第二種情況下基因型為X^rY，第三種情況下，母本產(chǎn)生的卵細胞有O和X^RX^R兩種，O型卵細胞與含X^r的精子受精得到的個體為雄性不育（根據(jù)題干中圖可知），基因型為X^rO．所以，要判定M果蠅的基因型可讓該個體與正常的多只白眼雌果蠅（X^rX^r）交配，統(tǒng)計子代的眼色可判定其基因型，進而可以判定屬于哪種情況．第一種情況X^RY與X^rX^r雜交，若子代雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，則為環(huán)境引起的表型改變；第二種情況X^RY與X^rX^r雜交，若子代全為白眼，則為基因突變引起的表型改變；第三種情況X^RY與X^rX^r雜交，若沒有子代產(chǎn)生（X^rO不育），則為減數(shù)分裂時X染色體沒有分離．
故答案為：
（1）2   8
（2）X^rY    Y   X^RX^r或X^RX^rY
（3）3：1    $\frac{1}{18}$
（4）M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型
Ⅰ子代出現(xiàn)紅眼（雌）果蠅
Ⅱ子代表現(xiàn)型全部為白眼
Ⅲ無子代產(chǎn)生

點評 本題主要考查遺傳的細胞學基礎(chǔ)、伴性遺傳、概率計算等知識，同時考查實驗結(jié)果預測、分析的能力．