復(fù)習(xí)遺傳變異：果蠅研究
近百年來，果蠅被應(yīng)用于遺傳學(xué)研究的各個(gè)方面，而且它是早于人類基因組計(jì)劃之前而被測序的一種動(dòng)物.請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：
I、(1)對(duì)果蠅基因組進(jìn)行研究，應(yīng)測序 條染色體上DNA的堿基序列.測定的染色體是__________(填圖中字母)。要確定其染色體數(shù)目和形態(tài)特征的全貌，需對(duì)其進(jìn)行__________分析。果蠅的體細(xì)胞內(nèi)有 個(gè)染色體組，一個(gè)卵細(xì)胞內(nèi)的染色體組成可表示為 (用圖中序號(hào)表示).請(qǐng)參照上面果蠅染色體組成示意圖，繪制出能繁殖后代的單體果蠅的染色體組成。
(2)如果一個(gè)DNA分子復(fù)制時(shí)有3個(gè)堿基發(fā)生了差錯(cuò)，但該DNA所控制合成的蛋白質(zhì)都正常，請(qǐng)說出2種可能的原因： ; .
(3)請(qǐng)說出果蠅作為遺傳學(xué)研究好材料的理由(至少2條)：
?、?----------------------- ; ②------------------------ .
Ⅱ、野生型果蠅(純合子)的眼形是圓眼，某遺傳學(xué)家在研究中偶然發(fā)現(xiàn)一只棒眼雄果蠅，他想探究果蠅眼形的遺傳方式，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn).右圖為雄果蠅性染色體的示意圖，X、Y染色體的同源部分(圖中I片段)上的基因互為等位，非同源部分(圖中Ⅱ1、Ⅱ2片段)上的基因不互為等位.分析回答：
(1)由F1可知，果蠅眼形的 是顯性性狀.
(2)若F2中圓眼：棒眼≈3：1，且雌、雄果蠅個(gè)體中均有圓眼、棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因位于 染色體上.
(3)若F2中圓眼：棒眼≈3：1，但僅在雄果蠅中有棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因有可能位于 ，也有可能位于 .
(4)若想通過一次交配對(duì)上述(3)中的問題做出判斷，可從野生型、F1、F2中選擇合適的個(gè)體進(jìn)行試驗(yàn)，則應(yīng)選擇 雄果蠅與 雌果蠅交配.
(5)已知果蠅的灰身(A)和黃身(a)是一對(duì)相對(duì)性狀?，F(xiàn)有偶然發(fā)現(xiàn)一只黃身雌果蠅，為確定控制A、a在染色體上的位置，科學(xué)家進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將這只雌果蠅和純合的灰身雄果蠅雜交，得到子一代(F1)。
如果F1 的 表現(xiàn)型為_______________，則說明基因位于X染色體上非同源區(qū)段.
如果F1不能判斷，則將F1雌雄相互交配得到子二代(F2)。若F2的表現(xiàn)型是：
?、賍__________________________________，則基因位于常染色體上。
②___________________________________，則基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段。
(6)假如(5)中不知道黃翅和灰翅的顯隱性關(guān)系，但已知該性狀受一對(duì)等位基因控制。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)通過兩對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)(提示：一對(duì)為正交，一對(duì)為反交)來判斷這對(duì)等位基因是位于常染色體上還是X染色體上的方案。
正反交實(shí)驗(yàn)：正交____________;反交_____________。
推斷和結(jié)論：___________________________________。
Ⅲ、在一批野生正常翅(h)果蠅中，出現(xiàn)少數(shù)毛翅(H)的顯性突變個(gè)體，這些突變個(gè)體在培養(yǎng)過程中可能因某種原因而恢復(fù)正常翅，這種突變成毛翅后又恢復(fù)為正常翅的個(gè)體稱為回復(fù)體.回復(fù)體出現(xiàn)的原因可能有兩種;一是因?yàn)榛騂又突變?yōu)閔;二是由于體內(nèi)另一對(duì)基因RR突變?yōu)閞r，從而抑制H基因的表達(dá)(R、r基因本身并沒有控制具體性狀，其中RR、Rr基因組合不影響H、h基因的表達(dá)，只有rr基因組合時(shí)才會(huì)抑制H基因的表達(dá)).由于第一種原因出現(xiàn)的回復(fù)體稱為“真回復(fù)體”，第二種原因出現(xiàn)的回復(fù)體稱為“假回復(fù)體”.請(qǐng)分析回答：
(1)表現(xiàn)正常翅果蠅(包括真、假回復(fù)體)的基因型可能為： 以及hhRr、hhrr;表現(xiàn)毛翅果蠅的基因型可能為 以及HHRr.
(2)現(xiàn)獲得一批純合的果蠅回復(fù)體，欲判斷其基因型是HHrr還是hhRR，可讓這批純合的果蠅回復(fù)體與 雜交，觀察子代果蠅的性狀表現(xiàn)而得出結(jié)論.
(3)果蠅Ⅱ號(hào)染色體上的隱性基因h(正常翅) 或 ?？梢酝蛔?yōu)轱@性基因H(毛翅)，Ⅲ號(hào)染色體上存在一對(duì)基因R、r， r基因純合時(shí)會(huì)抑制H基因的表達(dá)。則一個(gè)種群中正常翅果蠅的基因型有 種?，F(xiàn)有一對(duì)基因型相同的毛翅雌雄果蠅交配，產(chǎn)生的子代中毛翅與正常翅的比例為3：1，那么這對(duì)果蠅的基因型可能是 。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這批果蠅屬于假回復(fù)體，請(qǐng)利用這些果蠅及純合野生正常翅果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，以判斷這兩對(duì)基因是位于同一對(duì)染色體上還是位于不同對(duì)的染色體上.(寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論)
實(shí)驗(yàn)步驟(寫出要點(diǎn)即可)：
?、僮屵@些果蠅與 進(jìn)行雜交獲得F1;
?、谧孎1果蠅 獲得F2;
?、塾^察F2果蠅的性狀表現(xiàn)，并統(tǒng)計(jì) .
預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出相應(yīng)結(jié)論：
?、偃鬎2果蠅中毛翅與正常翅的比 則這兩對(duì)基因位于不同對(duì)的染色體上;
②若F2果蠅中毛翅與正常翅的比 則這兩對(duì)基因位于同對(duì)的染色體上.
?、?、通過誘發(fā)突變和人工選擇可以培育許多果蠅新品種.請(qǐng)回答下列問題：
(1)利用合適的方法可誘發(fā)果蠅基因突變，基因突變的本質(zhì)是 .
(2)如圖1為果蠅紅眼基因一條鏈的部分堿基序列，及該基因編碼的部分氨基酸序列.
紅眼基因的表達(dá)需經(jīng)過 過程.若圖中的賴氨酸變成了谷氨酸，則可推知圖中紅眼基因發(fā)生的堿基序號(hào)及變化結(jié)果是[] .([]中填序號(hào))
(3)野生型雄果蠅(XWY)經(jīng)誘變處理后出現(xiàn)了一只突變型(X-Y)雄果蠅，該突變可能是隱性突變、隱性致死突變(XY胚胎期致死)和無義突變(仍保持原有性狀).請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)確定這只雄果蠅(X-Y)的突變類型，用遺傳圖解表示雜交實(shí)驗(yàn)過程：(表現(xiàn)型不作要求，都為單對(duì)交配)
可能結(jié)果和相應(yīng)結(jié)論：
?、偃?;則說明發(fā)生了隱性突變.
?、谌?;則說明發(fā)生無義突變.
?、廴?;則說明發(fā)生了隱性致死突變.
(4)果蠅種群中常出現(xiàn)性染色體異常的個(gè)體，從而產(chǎn)生不同的表現(xiàn)型。已知：性染色體組成為XXX和YO(細(xì)胞中只有一條Y染色體，沒有X染色體)時(shí)表現(xiàn)為胚胎期致死，XXY時(shí)表現(xiàn)為雌性可育，XYY時(shí)表現(xiàn)為雄性可育，而XO(細(xì)胞中只有一條X染色體，沒有Y染色體)表現(xiàn)為雄性不育。
為探究果蠅眼色的遺傳方式，摩爾根做了下列雜交實(shí)驗(yàn)：
?、侔籽坌酃?times;紅眼雌果蠅→全部紅眼;②白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅→1/2白眼雄、1/2紅眼雄。但蒂更斯通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅的雜交子代有少數(shù)例外：2000～3000只雌果蠅中出現(xiàn)一只白眼可育果蠅，每2000～3000只雄果蠅中出現(xiàn)一只紅眼不育果蠅。請(qǐng)用遺傳圖解解釋蒂更斯實(shí)驗(yàn)中為什么會(huì)出現(xiàn)例外(設(shè)有關(guān)基因?yàn)锽、b)。
?、蛇z傳學(xué)上將染色體上某一片段及其帶有的基因一起丟失的現(xiàn)象叫缺失。若一對(duì)同源染色體中兩條染色體在相同區(qū)域同時(shí)缺失叫缺失純合子，若僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活，缺失純合子常導(dǎo)致個(gè)體死亡。
現(xiàn)有一紅眼果蠅XBY與一白眼雌果蠅XbXb雜交，子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。請(qǐng)采用兩種方法判斷這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的，還是由于基因突變引起的?(請(qǐng)用文字加以說明)
方法一(從細(xì)胞學(xué)角度分析)：
方法二(從遺傳學(xué)角度分析)：
(6)在黑腹果蠅(2n=8)中，點(diǎn)狀染色體(4號(hào)染色體)缺失一條也可以存活，而且能夠繁殖后代，可以用來進(jìn)行遺傳學(xué)研究。
野生型果蠅(EE)經(jīng)基因突變可形成無眼果蠅(ee)，該等位基因位于Ⅳ號(hào)染色體，據(jù)此回答以下問題。(注：實(shí)驗(yàn)中的親本無眼果蠅染色體組成均正常)
?、倩駿和e的根本區(qū)別是________________________________________。
?、趯o眼果蠅與野生型Ⅳ—單體果蠅雜交，子一代的表現(xiàn)型及比例為_____________。
③將無眼果蠅與野生型Ⅳ—三體果蠅雜交，子一代中，正?！萌w等于____________。子一代中的Ⅳ—三體雌果蠅產(chǎn)生的配子種類和比例是__________________________。
?、茏屪右淮械蘑?mdash;三體雌與無眼雄蠅雜交，則子二代表現(xiàn)性之比為 。
?、酢⒂袃蓚€(gè)純合果蠅品系：品系A(chǔ)和品系B。兩個(gè)品系都是猩紅眼，這是一種與野生型深紅眼明顯不同的表現(xiàn)型。品系A(chǔ)猩紅眼基因與品系B猩紅眼基因位于果蠅的非同源染色體上，這兩個(gè)不同基因?qū)ρ凵鼐哂蓄愃频男?yīng)。
實(shí)驗(yàn)1：品系A(chǔ)雄性與品系B雌性雜交產(chǎn)生的F1中有200個(gè)野生型雄蠅和198個(gè)野生型雌蠅;
實(shí)驗(yàn)2：品系B雄性與品系A(chǔ)雌性雜交產(chǎn)生的F1中有197個(gè)猩紅眼雄蠅和201個(gè)野生型雌蠅
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題：
(1)品系A(chǔ)猩紅眼基因?qū)σ吧偷任换驗(yàn)開______性，位于___________染色體上。
(2)品系B猩紅眼基因?qū)σ吧偷任换驗(yàn)開______性，位于___________染色體上。
(3)讓實(shí)驗(yàn)1的F1代互交，預(yù)期F2代表現(xiàn)型及比例為__________________________。
(4)讓實(shí)驗(yàn)2的F1代互交，預(yù)期F2代表現(xiàn)型及比例為__________________________。
答案：Ⅰ(1) 5 aa'bcd(其他合理答案也可) 染色體核(組)型 2 abcd(只要合理即得分)
?、?復(fù)制時(shí)發(fā)生了差錯(cuò)的3個(gè)堿基位于非編碼區(qū);復(fù)制時(shí)發(fā)生了差錯(cuò)的DNA分子轉(zhuǎn)錄形成的密碼子對(duì)應(yīng)的氨基酸不變.
(3)①子代數(shù)目少，便于觀察;②有很多明顯地、易于區(qū)分的相對(duì)性狀;③后代數(shù)量多，便于統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果;④生長周期短，容易飼養(yǎng).
?、?1)圓眼(2)常 (3)X染色體的II1區(qū)段 X和Y染色體的I區(qū)段 (4)野生型 F1
(5)雌果蠅均為灰身，雄果蠅均為黃身 灰身果蠅和黃身果蠅比例為3:1，且與性別無關(guān)
雄果蠅只有灰身性狀，雌果蠅既有灰身性狀也有黃身性狀
(6)雄性黃翅×雌性灰翅 雄性灰翅×雌性黃翅
推斷和結(jié)論：如果正交和反交兩組中子一代的任一性狀的表現(xiàn)型都與性別無關(guān)(同一性狀在雌雄個(gè)體中所占的比例相同)，則說明這對(duì)等位基因位于常染色體上。如果正交和反交兩組中的一組子一代的任一性狀的表現(xiàn)型與性別無關(guān)，而另一組與性別有關(guān)(一組中同一性狀在雌雄個(gè)體中所占的比例相同，而另一組中同一性狀在雌雄個(gè)體中所占的比例不同)，則說明這對(duì)等位基因位于X染色體上。
?、?1)hhRR、HHrr、Hhrr HHRR、HhRR、HhRr (2)純合野生正常翅果蠅
(3)5 RrHH RRHh
(4)實(shí)驗(yàn)步驟：①純合野生正常翅果蠅 ②雌雄個(gè)體自由交配 ③其性狀分離比
結(jié)果與結(jié)論：為9：7 不為9：7
?、?1)核酸分子核苷酸序列改變(DNA分子堿基序列改變)(2)轉(zhuǎn)錄和翻譯 ④堿基由T變成C
(3)①F2中野生型占3/4(或雄性中有隱性突變體)②F2中全為野生型 ③F2中雌性和雄性個(gè)體之比為2：1
(4)(圖解：)
(寫出親本基因型、配子基因型、后代基因型、后代表現(xiàn)型，雜交符號(hào)，整體格式各1分，分要點(diǎn)給分，每一要點(diǎn)中有一處錯(cuò)誤的各扣1分。用棋盤法酌情給分)
⑸方法一：取該果蠅有分裂能力的細(xì)胞制成裝片，顯微鏡下觀察染色體結(jié)構(gòu)。若染色體正常，可能是基因突變引起的;反之可能是染色體缺失引起的。
方法二：選該白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為1：1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于基因突變引起的：若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為2：1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的。(其它合理答案給分)
?、盛倜撗鹾塑账嵝蛄胁煌?②野生型∶無眼=1∶1 ③1∶1EE：Ee：E：e=1：2：2：1 ④ 野生：無眼=5:1
?、?(1)隱 X(2) 隱性 常
(3)野生型雌性：猩紅眼雌性：野生型雄性：猩紅眼雄性=6：2：3：5
(4)野生型雌性：猩紅眼雌性：野生型雄性：猩紅眼雄性=3：5：3：5