Question

果蠅是遺傳學常用的實驗材料．有許多易于區(qū)別的性狀如紅眼、白眼、正常翅、殘翅、黑身、灰身等．
Ⅰ．1909年，摩爾根從野生型的紅眼果蠅（皆為純合子）培養(yǎng)瓶中發(fā)現(xiàn)了一只白眼的雄果蠅，這只例外的白眼雄果蠅引起了他的特別重視，并用它做了一系列實驗．摩爾根首先做了實驗一：

摩爾根認為，既然果蠅的眼色遺傳與性別相關聯(lián)，說明控制紅眼和白眼的基因在性染色體上．在20世紀初期，生物學家對于果蠅的性染色體有了一定的了解（如圖2）．那么果蠅的眼色基因到底在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中哪個區(qū)段上呢？請你從野生型果蠅、F₁或F₂中選擇個體進行一次雜交實驗就排除白眼基因在Ⅱ區(qū)段上（雜交一次產(chǎn)生的后代足夠多）：
雜交：

 

結(jié)果：

 

Ⅱ．大豆為自花授粉植物，雜交育種比較麻煩．大豆田中偶然出現(xiàn)一株雄性不育（花中無花粉或花粉敗育，但雌蕊正常）大豆，研究者想利用該大豆培育出便于雜交的雄性不育高蛋白純種．
①研究者利用該雄性不育個體作為母本與正常大豆雜交，子一代全部表現(xiàn)為雄性可育，子一代自交獲得子二代，發(fā)現(xiàn)子二代中雄性可育與雄性不育之比為3：1．取子二代中的雄性不育個體作為品種甲；
②選取表現(xiàn)為高蛋白（基因B控制）的個體連續(xù)自交選育獲得純合的高蛋白品種乙；
③選取品種甲與品種乙作為親本雜交獲得F₁．
（1）雄性不育個體出現(xiàn)的原因最可能是

 

，若控制雄性可育或不育的基因用A、a表示，則親本中甲的基因型是

 

，乙的基因型是

 

．
（2）若②中高蛋白個體中BB、Bb比例分別為

1

3

和

2

3

，需要連續(xù)自交

 

代，純合子比例會超過95%．
（3）研究者用③中F₁自交獲得F₂，F(xiàn)₂中表現(xiàn)雄性不育高蛋白的個體基因型是

 

；若要獲得純種丙，還需要

 

．
（4）題（3）的方法所需時間較長，若想縮短育種年限，可以采用

 

（方法）．

Answer 1

考點：伴性遺傳,基因的自由組合規(guī)律的實質(zhì)及應用

專題：

分析：分析題圖：圖1中紅眼與白眼雜交，F(xiàn)₁均為紅眼，說明紅眼相對于白眼是顯性性狀；F₂紅眼有雌性和雄性，白眼只有雄性，說明與性別相關聯(lián)．
圖2，為性染色體簡圖，X和Y染色體有一部分是同源的（圖中I片段），另一部分是非同源的（圖中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片段）．

解答： 解：Ⅰ．圖1中紅眼與白眼雜交，F(xiàn)₁均為紅眼，說明紅眼相對于白眼是顯性性狀；F₂紅眼有雌性和雄性，白眼只有雄性，說明與性別相關聯(lián)．為了證明控制顏色的基因不在X染色體上的同源區(qū)段Ⅱ，可以將實驗一中所得的F₁中的紅眼雌蠅和野生紅眼雄果蠅進行雜交，若后代紅眼：白眼=3：1，說明結(jié)論成立．
Ⅱ（1）由于雄性不育是大豆田中偶然出現(xiàn)的一株，且發(fā)現(xiàn)子二代中雄性可育與雄性不育之比為3：1，所以可判斷雄性不育個體出現(xiàn)的原因最可能是基因突變．由于高蛋白由基因B控制，所以親本中甲的基因型是aabb，乙的基因型是AABB．
（2）根據(jù)題意分析，可列式：

1

3

+

2

3

×{

1

2

×（1-（

1

2

）ⁿ）÷[（

1

2

）ⁿ+

1

2

×（1-（

1

2

）ⁿ）]}＞95%，求出n＞4，所以需要連續(xù)自交5代，純合子比例會超過95%．
（3）品種甲與品種乙作為親本雜交獲得F₁，基因型為AaBb，自交后代中，表現(xiàn)雄性不育高蛋白的個體基因型是aaBB或aaBb．若要獲得純種丙，還需要將F₂中雄性不育高蛋白的個體與品種乙雜交（回交），獲得的第一代再自交，從第二代中再篩選雄性不育高蛋白的個體，重復多次即可．
（4）若將F₂中雄性不育高蛋白的個體與品種乙雜交（回交），獲得的第一代后進行單倍體育種，即可獲得純合的雄性不育高蛋白純種丙．由于單倍體育種獲得的是純合體，自交后代不發(fā)性性狀分離，所以能縮短育種年限．
故答案為：
I．將實驗一中所得的F₁中的紅眼雌蠅和野生紅眼雄果蠅進行雜交
紅眼：白眼=3：1（紅眼雌蠅：紅眼雄蠅：白眼雄蠅=2：1：1或有白眼果蠅出現(xiàn)）
Ⅱ．（1）基因突變   aabb  AABB
（2）5
（3）aaBB或aaBb
F₂中雄性不育高蛋白的個體與品種乙雜交（回交），獲得的第一代再自交，從第二代中再篩選雄性不育高蛋白的個體；重復多次
或：F₂中雄性不育高蛋白的個體與品種乙雜交（回交），獲得的第一代后進行單倍體育種獲得純合的雄性不育高蛋白純種丙
（4）單倍體育種

點評：本題主要考查了孟德爾、摩爾根等著名科學家的重大發(fā)現(xiàn)，及伴性遺傳等相關知識，考查了學生學生對知識的記憶和理解能力，培養(yǎng)學生熱愛科學和為科學獻身的精神．