Question

20．果蠅是常用的遺傳學材料，圖為果蠅體細胞染色體及部分基因位置的示意圖，請回答下列問題：

（1）果蠅一個精子細胞內的染色體組成可表示為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（用圖中序號表示）．研究發(fā)現性別由X染色體數目與常染色體組數之比（性指數）決定，性指數≥1時發(fā)育為雌性，性指數≤0.5發(fā)育為雄性，推測性染色體是XYY、XXY的果蠅分別發(fā)育成雄性和雌性性．
（2）進一步研究發(fā)現：A基因的表達產物是果蠅眼色表現紅色所需的一種酶，這一事實表明基因可以通過控制酶的合成來控制代謝進而控制生物體的性狀．
（3）在一個數量比較大的果蠅種群中（不考慮遷入遷出和自然選擇），雌雄果蠅隨機交配，其中灰身個體占64%（C控制灰身，c控制黑身），則雜合灰身在種群中占的比例是48%．
（4）果蠅的眼色受兩對完全顯隱性的等位基因A、a和B、b控制．如下圖所示．用純合紅眼雌蠅與純合白眼雄蠅交配，F_l中雌蠅全為紫眼、雄蠅全為紅眼；讓F₁雌雄蠅相互交配，F₂的表現型及比例為紫眼：紅眼：白眼=3：3：2，請根據題意，回答下列問題：

①B、b基因位于染色體X上．眼色的遺傳符合基因的自由組合（基因的分離定律和基因的自由組合定律）定律．
②若設計上述實驗的反交實驗，則親本組合的基因型為AAX^bY×aaX^BX^B，F₂的表現型及比例紫眼：紅眼：白眼=9：3：4．
③果蠅出現白眼是基因突變導致的，該基因突變前的部分序列（含起始密碼信息）如下圖所示．（注：起始密碼子為AUG，終止密碼子為UAA、UAG或UGA）

上圖所示的基因片段在轉錄時．以乙鏈鏈為模板合成mRNA；若“↑”所指堿基對缺失，該基因控制合成的肽鏈含5個氨基酸．

Answer 1

分析 1、果蠅的性別決定是XY型，雄性的性染色體組型是XY，雌性的性染色體組型是XX，由題圖可知，果蠅含有2個染色體組，雄果蠅的一個染色體組是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y，果蠅經過減數分裂形成的生殖細胞含有一個染色體組．
2、基因對性狀的控制：①基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀，②基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀．
3、基因分離定律和自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合．
4、基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結構的改變，基因突變使轉錄形成的mRNA的堿基序列發(fā)生變化，進而使翻譯形成的蛋白質的氨基酸序列改變而導致生物性狀改變．

解答 解：（1）果蠅產生精子的過程是減數分裂，減數分裂過程中同源染色體發(fā)生分離，由題圖可知，果蠅一個精子細胞內的染色體組成可表示為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；果蠅的常染色體組是2個，YY不含有X染色體，因此性指數＜0.5，發(fā)育為雄性，XYY性指數=0.5，發(fā)育為雄性，XXY性指數=1，發(fā)育為雌性．
（2）如果A基因的表達產物是果蠅眼色表現紅色所需的一種酶，這一事實體現了基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀．
（3）在一個數量比較大的果蠅種群中，不考慮遷入遷出和自然選擇，果蠅之間進行隨機交配，遵循遺傳平衡定律，C_=64%，cc=36%，則c的基因頻率是60%，C的基因頻率是40%，因此Cc的基因型頻率是2×60%×40%=48%．
（4）①純合紅眼雌蠅與純合白眼雄蠅交配，F₁中雌蠅全為紫眼、雄蠅全為紅眼，則紫眼和紅眼的遺傳為伴性遺傳，B和b基因位于X染色體上；又果蠅的眼色與A、a和B、b兩對等位基因有關，A、a位于常染色體上，故眼色的遺傳符合基因的自由組合定律．
②純合紅眼雌蠅與純合白眼雄蠅交配稱為正交，則反交是純合紅眼雄性與純合白眼雌性交配，基因型分別是AAX^bY×aaX^BX^B；F₁基因型為為AaX^BY、AaX^BX^b，則F₂代出現的表現型及其比例為紫眼（A_X^B_）：紅眼（A_X^bY）：白眼（aa__）=$\frac{9}{16}$：$\frac{3}{16}$：$\frac{4}{16}$=9：3：4．
③由題意知，起始密碼子是AUG，對應的轉錄鏈的堿基序列是TAC，因此轉錄的模板鏈是乙鏈；轉錄形成的mRNA的堿基序列是AUG GGA AAU CUC AAU GUG ACA CUG，如果“↑”所指堿基對缺失，轉錄形成的mRNA的堿基序列是AUG GGA AUC UCA AUG UGA CAC UG，其中UGA是終止密碼子，因此編碼的肽鏈是5個氨基酸．
故答案為：
（1）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y       雄性和雌性
（2）控制酶的合成來控制代謝     
（3）48%
（4）①X　基因的自由組合（基因的分離定律和基因的自由組合定律）
②AAX^bY×aaX^BX^B 紫眼：紅眼：白眼=9：3：4
③乙鏈    5

點評 本題旨在考查學生理解果蠅的染色體組型、性別決定和伴性遺傳，基因的轉錄和翻譯過程，通過一對性狀考查基因自由組合定律和伴性遺傳，要求學生根據F₂中表現型比例以及題干信息判斷，意在考查考生的理解能力．