果蝇是遗传学实验的好材料,某生物兴趣小组用果蝇做了下列实验:
⑴该小组做染色体组型实验时,发现了一种染色体组成为XYY的雄果蝇,你认为这种雄果蝇形成的可能的原因是 ___________________________ 。
⑵在实验中,该小组偶然发现了一只棒眼雄果蝇,于是他们用野生型圆眼雌果蝇(纯合子)与该棒眼雄果蝇杂交,再将F 1 的雌雄果蝇自由交配得到 F 2 , F 1 、 F 2 的表现型及比例如图 1所示。设控制圆眼、棒眼这对相对性状的基因用B、b表示,根据图中信息,显性性状是 ____________ ,推测这对等位基因位于 X染色体上,原因是 _______________________________________ 。
⑶为探究该基因在X、Y染色体上的位置(即探究该基因在如图2所示X染色体的特有区段Ⅰ,还是X、Y染色体的同源区段Ⅱ),设计了下列实验:
实验步骤:
①让F 2 中棒眼雄果蝇与 F 1 中雌果蝇交配,得到棒眼雌果蝇;
②让步骤①得到的个体与 _________________ (填 “棒眼”或“野生型圆眼”)雄果蝇交配,观察子代中有没有棒眼个体出现。
③预期结果与结论:
若只有子代的雄果蝇中出现棒眼个体,则控制圆眼、棒眼的基因位于 ____________ ;
若子代中没有棒眼果蝇出现,则控制圆眼、棒眼的基因位于 ______________ 。
精子异常,在减数第二次分裂时, Y染色体的着丝点分裂后形成的YY染色体没有分到两个精细胞中 圆眼 F 2 中棒眼果蝇全部是雄性,性状与性别相关联 野生型圆眼 X染色体的区段Ⅰ X、Y染色体的同源区段Ⅱ
【解析】
试题分析:雌果蝇体细胞中含有的性染色体为 X和X,雄果蝇体细胞中含有的性染色体为X和Y,据此,围绕减数分裂的知识分析:性染色体为XYY的雄果蝇形成的原因。以图 1 中呈现的 “亲代和子代的性别、表现型及其性状分离比”为切入点,推测基因与染色体的位置关系及其显隐性,进而围绕基因的分离定律和伴性遗传等知识完成探究实验步骤。对实验结果及结论的分析,可结合题意并借助数学思维,对基因与染色体的位置关系的可能情况分别进行讨论。
(1) 雌果蝇体细胞中含有的性染色体为 X和X,雄果蝇体细胞中含有的性染色体为X和Y。性染色体为XYY的雄果蝇,是由母本产生的X的卵细胞与父本产生的YY的精子受精后所形成的受精卵发育而成,因此,形成的原因是精子异常,在减数第二次分裂时,Y染色体的着丝点分裂后形成的YY染色体没有分到两个精细胞中。
(2) 依题意并结合图 1 信息可知:该棒眼雄果蝇与野生型圆眼雌果蝇(纯合子)杂交, F 1 全为圆眼,说明圆眼为显性性状。 F 1 中的雌雄个体自由交配, F 2 中的棒眼均为雄果蝇,说明该性状的遗传与性别相关联,进而推测:这对等位基因位于 X染色体上。
(3) ② 欲探究该基因在 X、Y染色体上的位置,可让步骤①中得到的棒眼雌果蝇(隐性纯合子)与野生型圆眼雄果蝇交配,观察子代中是否有棒眼个体出现 。
③若控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的特有区段Ⅰ上,则步骤①得到的棒眼雌果蝇的基因型X b X b , 野生型圆眼雄果蝇的基因型为 X B Y,二者杂交,子代的基因型为X B X b ( 圆眼雌蝇 ) 和 X b Y ( 棒眼雄蝇 ) ,可见,子代只有雄果蝇中出现棒眼个体 。 若控制圆眼、棒眼的基因位于 X、Y染色体的同源区段Ⅱ , 则步骤 ①得到的棒眼雌果蝇的基因型为X b X b ,野生型圆眼雄果蝇的基因型为 X B Y B ,二者杂交,子代的基因型为 X B X b (圆眼雌蝇 ) 和 X b Y B (圆眼雄蝇 ) ,即子代中没有棒眼果蝇出现 。
【点睛】已知性状的显隐性,判断基因只位于 X染色体上或位于X、Y的同源区段上,可通过一次杂交实验进行判断:选择纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交,依据子代性状表现予以确认(如下图所示)。
伴性遗传:
1、概念:是指在遗传过程中子代的部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式。
2、伴性遗传的类型及特点
伴性遗传方式 | 遗传特点 | 实例 | |
伴X染色体显性遗传 | “父患女必患,子患母必患,女性患者多于男性”――最可能为“X显”(男病女必病) | 连续遗传 | 抗维生素D佝偻病 |
伴X染色体隐性遗传 | “母患子必患,女患父必患,男性患者多于女性”――最可能为“X隐”(女病男必病) | 交叉遗传 | 红绿色盲、血友病 |
伴Y染色体 | “父传子,子传孙,子子孙孙无穷尽,无女性患者”――最可能为“伴Y”(男性全为患者) | 连续遗传 | 外耳道多毛症 |
基因的位置 | Y染色体非同源区段基因的传递规律 | X染色体非同源区段基因的传递规律 | |
隐性基因 | 显性基因 | ||
模型图解 | |||
判断依据 | 父传于、于传孙,具有世代连续性 | 双亲正常子病;母病子必病,女病父必病 | 子女正常双亲病;父病女必病,子病母必病 |
规律 | 没有显隐性之分,患者全为男性,女性全部正常 | 男性患者多于女性患者;具有隔代交叉遗传现象 | 女性患者多于男性患者;具有连续遗传现象 |
举例 | 人类外耳道多毛症 | 人类红绿色肓、血友病 | 人类抗维生素D佝偻病 |
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