Question

1．果蠅是一種小型蠅類，科學家常用它作為遺傳學研究的實驗材料．摩爾根用紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交，F(xiàn)₁全為紅眼，F(xiàn)₁自由交配后，F(xiàn)₂中紅眼和白眼比例為3：1，但白眼全為雄性．摩爾根的合作者布里斯吉用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，收獲F₁．大量觀察發(fā)現(xiàn)，上述雜交中，2000-3000只紅眼雌果蠅中會出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，同樣在2000-3000只白眼雄果蠅中會出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅，請回答以下相關問題：
（1）關于摩爾根所做實驗，摩爾根及其同事設想，如果控制白眼的基因（用a表示）在X染色體上，而Y染色體上不含它的等位基因，實驗現(xiàn)象就可以合理解釋．為了驗證他的假設，他又設計了三個新的實驗：①F₂中雌蠅與白眼雄蠅做單對交配 ②白眼雌蠅與紅眼雄蠅交配 ③白眼雌蠅和白眼雄蠅交配．以上三個實驗中，第②個實驗最關鍵．
（2）關于布里斯吉所做的實驗，有人認為肯定不是基因突變，理由是若是基因突變，突變頻率不會這么高，且不會出現(xiàn)這樣兩種定向的變異．
為了判斷驗證出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是基因突變還是染色體變異，較簡單的方法是利用顯微鏡檢查變異果蠅細胞中的染色體，若無染色體變異則為基因突變（不能用果蠅雜交方法）．

Answer 1

分析 1、摩爾根用紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交，F(xiàn)₁全為紅眼，F(xiàn)₁自由交配后，F(xiàn)₂中紅眼和白眼比例為3：1，但白眼全為雄性，說明果蠅眼色的遺傳與性別有關，為了解釋這一現(xiàn)象，摩爾根及其同事做出了假說是控制白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有對應的等位基因，親本果蠅的基因型是X^AX^A、X^aY，子一代的基因型是X^AX^a、X^AY，子二代的基因型是X^AX^A（紅眼雌果蠅）、X^AX^a（紅眼雌果蠅）、X^AY（紅眼雄果蠅）、X^aY（白眼雄蠅）．
2、如果摩爾根及其同事的假說是正確的，則白眼雌果蠅的基因型是X^aX^a，紅眼雄果蠅的基因型是XAY．二者雜交后代的基因型是X^AX^a（紅眼雌果蠅）：X^aY（白眼雄果蠅）=1：1．

解答 解：（1）摩爾根及其同事所做的假說是控制果蠅眼色的基因只位于X染色體上，Y染色體上無等位基因；為了驗證他的假設，他又設計了三個新的實驗：①F₂中雌蠅與白眼雄蠅做單對交配，子二代中的雌果蠅的基因型有兩種，X^AX^A、X^AX^a，如果是前者，后代都表現(xiàn)紅眼，如果是后者，后代雌雄白眼與紅眼的比例都是1：1，不能通過一次雜交做出判斷；②白眼雌蠅與紅眼雄蠅交配，假說成立，則雜交子代雌果蠅都是紅眼，雄果蠅都是白眼，可以通過一次實驗判斷假設是否正確； ③白眼雌蠅和白眼雄蠅交配，雜交后代都是白眼，不能通過該雜交實驗進行判斷．
（2）布里斯基的實驗中2000-3000只紅眼雌果蠅中會出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，同樣在2000-3000只白眼雄果蠅中會出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅，白眼果蠅的變異頻率較高，基因突變具有低頻性和不定向性，因此不可能是基因突變．
基因突變在顯微鏡下不能觀察，染色體變異可以在顯微鏡下進行觀察，因此可以利用顯微鏡檢查變異果蠅細胞中的染色體，判斷該變異是色體變異還是基因突變．
故答案為：
（1）X       Y       ②
（2）若是基因突變，突變頻率不會這么高，且不會出現(xiàn)這樣兩種定向的變異
利用顯微鏡檢查變異果蠅細胞中的染色體，若無染色體變異則為基因突變．

點評 本題旨在考查學生對摩爾根通過假說演繹法證明基因位于染色體上的實驗過程的掌握，理解并掌握基因突變的特點、基因突變和染色體變異的異同點，并學會應用相關知識綜合解答問題．