必修2-遗传与进化-连锁交换致死摩尔根测交验证思路联会概率不同

果蝇是遗传学研究的良好材料，其特点有∶①生活史短，从初生卵发育至新羽化的成虫大约为10~12 天，成虫存活大约15 天；②性别决定方式为XY型，具体的决定方式如表1所示，其中在性染色体组成为XXY雌果蝇中，XY联会的概率远低于 XX 联会，另外雌果蝇的结构很特别，有一个储精囊，交配后便会将雄果蝇的精子储存在储精囊中，之后这只雌果蝇便能不断地产生此次交配的子代；③突变型多，已知果蝇的部分突变型如表2所示。摩尔根及其学生利用果蝇作为实验材料，通过实验证明了基因位于染色体上，并给出了第一幅果蝇多种基因在染色体上的相对位置图。

表1

表2

(1)摩尔根利用在一群红眼果蝇中发现的一只白眼雄果蝇，做了著名的“摩尔根果蝇杂交实验”，即用红眼雌果蝇与该白眼雄果蝇杂交得F₁，再让 F₁自由交配得F_2，基于F₂的实验结果摩尔根提出了______的“假说”，并预测了测交的实验结果。请基于"摩尔根果蝇杂交实验"，结合果蝇的特点完成后续测交实验的设计思路______。

(2)摩尔根的学生重复做了红眼雄果蝇与白眼雌果蝇的杂交实验，发现子代 2000 ~3000 只红眼雌果蝇中会出现一只“白眼雌果蝇”，同时又在 2000~3000只“白眼雄果蝇”中会出现一只红眼雄果蝇。
①某生物兴趣小组一致认为该现象不是基因突变导致的，推测持该观点的理由是______。
②显微镜观察发现“白眼雌果蝇”有三条性染色体，则进一步将其和野生型的红眼雄果蝇进行交配，推测其子代情况应为______。
(3)现有三种不同品系（纯合体）的果蝇，1号为红眼长翅直刚毛果蝇；2号为残翅果蝇；3号为白眼小翅卷刚毛果蝇（不考虑性染色体组成异常）。
①果蝇的翅型有3种类型∶长翅、小翅和残翅，由两对等位基因共同决定，当个体中Vg和 M基因同时存在时，表现为长翅，Vg基因不存在时，表现为残翅，其余表现为小翅。某生物兴趣小组随机选取1号与2号的两只果蝇杂交得F₁，F₁出现小翅型，则 F₁雌雄果蝇交配得F₂的翅型及比例为___。
②为确定基因在染色体上的相对位置，摩尔根和他的学生们依据染色体上两基因距离越远，它们之间的染色体互换的机会就越多，反之越少的现象发明了三点测交法，即利用三杂合体与三隐性纯合体做测交实验。对同一染色体上的三种基因来说，染色体的互换可归为三类，即一种两种单交换型和双交换型，如下图所示。现为确定w、sn、m 三种基因的位置关系，某生物兴趣小组选用1号的雄果蝇和3号雌果蝇做杂交得F₁，再用F₁的雌果蝇与3号的雄果蝇做测交实验，子代的表型及数量如下表所示。

分析表中结果可知，F₁的雌果蝇产生的配子有___种，w、sn、m 三种基因在X染色体上的顺序为______。

【答案】

(1)控制白眼的基因在X染色体上， Y染色体上不含它等位基因让F₂的雌雄果蝇自由交配获得F₃，从F₃中选取红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，统计子代的性状及分离比

(2)因为基因突变的频率极低， 且红眼雌果蝇突变成白眼雌果蝇与白眼雄果蝇突变成红眼雄果蝇同时发生的概率更低    绝大多数为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇，少数为红眼雄果蝇和白眼雌果蝇

(3)长翅:残翅:小翅=3:2:3     8    m、sn、 w(或w、sn、m)

【解析】

1、分析表格可知，受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性，且XXX、YO (没有X染色体)、YY还会导致胚胎期致死。

2、据表可知，翅型位于II号染色体，而眼色、刚毛和翅型均位于X染色体，三种性状连锁遗传。
(1)
摩尔根具体实验过程为：让该白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交，F₁代全是红眼，F₁雌雄 果蝇相互交配，F₂中雌果蝇全为红眼，雄果蝇中红眼与白眼各占一半，由于F₂中白眼性状与雄性相关联，故摩尔根提出了控制白眼的基因在X染色体上, Y染色体上不含它等位基因；测交实验是杂合子与隐性纯合子进行杂交，故继续进行的测交实验为：让F₂的雌雄果蝇自由交配获得F₃，从F₃中选取红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，统计子代的性状及分离比。【我的理解】这里不能直接用白眼雄与雌杂交，因为无论雌是杂合子还是纯合子，后代性状都与性别无关联，无法验证，因而必须想办法得到白眼雌才可。
(2)
①由于基因突变的频率极低，且红眼雌果蝇突变成白眼雌果蝇与白眼雄果突突变成红眼雄果蝇同时发生的概率更低，故上述现象不是基因突变导致的。
②结合图表可知，有三条性染色体的雌性果蝇基因型为XXY，设相关基因型为B、b，则该白眼果蝇的基因型为X^bX^bY,其配子有X^b、XX和Y，比例为2:2:1，令其与红眼雄果蝇X^BY (配子比例为X^B: Y=1:1) 进行交配，由于XXX致死，故子代情况应为绝大多数为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇，少数为红眼雄果蝇和白眼雌果蝇。【我的理解】应该按照题意XY联会机会小，则分别讨论：一，多数为XX联会，则二者减I后期分离，X^bX^bY可形成的配子为X^bY和X^b，则与红眼雄果蝇X^BY (配子比例为X^B: Y=1:1) 进行交配，因而子代绝大多数为红眼雌果蝇和白眼雄果蝇；二，少数为XY联会，则二者减I后期分离，X^bX^bY可形成的配子为X^bY和X^bX^b，则与红眼雄果蝇X^BY (配子比例为X^B: Y=1:1) 进行交配，考虑XXX致死，因而子代少数为红眼雄果蝇和白眼雌果蝇。

①1号为长翅果蝇，2号为残翅果蝇，两者交配出现小翅型，又因为“Vg和M基因同时存在时，表现为长翅，Vg基因不存在时,表现为残翅，其余表现为小翅(Vg_X^m_) ”， 则1号果蝇基因型为VgVgX^MY或VgVgX^MX^M, 2号基因型为vgvgX^mX^m或vgvgX^mY，由于子代有小翅，则双亲基因型只能为VgVgX^MY × vgvgX^mX^m， F₁基因型及比例为VgvgX^MX^m (长翅) : VgvgX^mY(小翅) =1:1，F₁雌雄果蝇交配得F₂中(Vg_: vgvg=3:1) ，(X^MX^m: X^mX^m: X^mY: X^m=1:1:1:1) 。列棋盘法可知，翅型及比例为长翅:残翅:小翅=3:2:3。
②分析题意可知，w、sn、m三种基因均位于X染色体上，用1号为红眼长翅直刚毛果蝇(VgVgX^WMSnY) 与3号白眼小翅卷刚毛(VgVgX^wmsnY) 雌果蝇杂交，则F₁雌果蝇基因型为VgVgX^WMsnX^wmsn，其与3号雄果蝇测交，子代出现八种表现型，则说明F₁的雌果蝇产生的配子有8种；由于“基因距离越远，它们之间的染色体互换的机会就越多”， 则根据子代的数量关系，白小卷490：白长卷36：白小直5，可知，白色与卷刚毛更近，故可推知w (白眼)、sn (卷刚毛)、m (小翅)的距离关系为w、sn、m。【我的理解】

本题考查了伴性遗传和基因自由组合定律应用的有关知识，具有-定的难度，要求考生首先能够根据题干中杂交的结果判断性状的显隐性，从而确定亲本的基因型，再利用逐对分析法计算后代的表现型及比例。