打開生物“果蠅試題”的五重門

張婷婷　吳海峰

第? 重門：

回歸教材，夯實基礎知識，直面減數分裂

“減數分裂”是“有絲分裂”內容的延伸和擴展，產生的配子是聯系親代和子代之間的橋梁，分裂過程中染色體的數量變化和規律性運動在生物的“遺傳和變異”中起了重要的作用，這些都體現了本節內容與“遺傳因子的發現”“基因和染色體的關系”“生物變異”等知識的密切聯系，同時也是學習后面遺傳的基本規律等知識的前提和基礎。

【例1】（原創題）果蠅的性別決定是XY型，圖1所示為果蠅染色體圖。請回答下列問題：

（1）甲是性，乙是性，甲乙兩果蠅最多（不考慮交叉互換）能產生不同基因組成的配子是種。

（2）果蠅的體細胞在進行正常的分裂過程中，細胞中的染色體的形態最多有種。

（3）H和h為控制果蠅體色的一對等位基因，只存在于X染色體上。在細胞分裂過程中，發生該等位基因分離的細胞是。

（4）雄果蠅的X染色體來自親本中的蠅，并將其傳給下一代中的蠅。

（5）現有一果蠅的某個精原細胞在形成精子的過程中，出現了一對姐妹染色單體分離卻移向了細胞的同一極，則該精原細胞產生正常精子與異常精子的比例為。

【參考答案】（1）雌 雄 4 （2）5 （3）初級卵母細胞 （4）雌 雌 （5）1∶1

第? 重門：

知識辨析，把握遺傳規律，

解答遺傳過程中的特殊情況

1.基因互作

兩對獨立遺傳的非等位基因在表達時，有時會因基因之間的相互作用，而使雜交后代的性狀分離比偏離9∶3∶3∶1的孟德爾比例，稱為基因互作。在基因互作的各種類型中，雜種后代表現型及比例雖然偏離正常的孟德爾遺傳，但基因的傳遞規律仍遵循自由組合定律。

【例2】果蠅的2號染色體上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，減數分裂時不發生交叉互換。aa個體的褐色素合成受到抑制，bb個體的朱砂色素合成受到抑制。正常果蠅復眼的暗紅色是這兩種色素疊加的結果。請回答下列問題：

（1）a和b是性基因，就這兩對基因而言，朱砂眼果蠅的基因型包括。

（2）用雙雜合體雄蠅（K）與雙隱性純合體雌蠅進行測交實驗，母體果蠅復眼為色。子代表現型及比例為暗紅眼∶白眼=1∶1，說明父本的A、B基因與染色體的對應關系是。

（3）在近千次的重復實驗中，有6次實驗的子代全部為暗紅眼，但反交卻無此現象。從減數分裂的過程分析，出現上述例外的原因可能是： 的一部分 細胞未能正常完成分裂，無法產生? ? ? ? ? ? 。

（4）為檢驗上述推測，可用觀察切片，統計 的比例，并比較與 之間該比值的差異。

【參考答案】（1） 隱 aaBb、aaBB （2） 白 A、B在同一條2號染色體上 （3）父本 次級精母 攜帶a、b基因的精子 （4）顯微鏡 次級精母細胞與精細胞 K 只產生一種眼色后代的雄蠅

2.致死作用

致死作用指某些致死基因的存在使配子或個體死亡。常見致死基因的類型如下：（1）隱性致死，指隱性基因存在于一對同源染色體上時，對個體有致死作用;（2）顯性致死，指顯性基因具有致死作用，通常為顯性純合致死;（3）配子致死，指致死基因在配子時期發生作用，從而不能形成有活力的配子的現象;（4）合子致死，指致死基因在胚胎時期或成體階段發生作用，從而不能形成活的幼體或出現個體早夭的現象。

【例3】有一果蠅品系，其一種突變體的X染色體上存在ClB區段（用XClB表示）。B基因表現顯性棒眼性狀;l基因的純合子在胚胎期死亡（XClBXClB與XClBY不能存活）;ClB存在時，X染色體間非姐妹染色單體不發生交換;正常果蠅X染色體無ClB區段（用X+表示）。果蠅的長翅（Vg）對殘翅（vg）為顯性，基因位于常染色體上。請回答下列問題：

（1）圖2是果蠅雜交實驗示意圖。圖中F1長翅與殘翅個體的比例為 ，棒眼與正常眼的比例為 。

（2）如果用正常眼長翅的雌果蠅與F1正常眼殘翅的雄果蠅雜交，預期產生正常眼殘翅果蠅的概率是 ;用F1棒眼長翅的雌果蠅與正常眼長翅的雄果蠅雜交，預期產生棒眼殘翅果蠅的概率是 。

【參考答案】（1）3∶1 1∶2 （2）

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再次探究，破析經典實驗，突破難點

在人類遺傳學史上，摩爾根所做的果蠅實驗非常經典，具有非常重要的意義。在充分分析X和Y染色體上的三個區段（X染色體上的非同源區段I、Y染色體上的非同源區段III和同源區段II，如圖3）后，摩爾根提出了假設：控制白眼性狀的隱性基因由X染色體攜帶，Y染色體上不帶有白眼基因的等位基因，即控制果蠅眼色的基因在Ⅰ區段上。

【例4】現有翅型為裂翅的果蠅新品系，裂翅（A）對非裂翅（a）為顯性。雜交實驗如圖4。請回答下列問題：

（1）上述親本中，裂翅果蠅為 （純合子/雜合子）。

（2）某同學依據上述實驗結果，認為該等位基因位于常染色體上。請你就上述實驗，以遺傳圖解的方式說明該等位基因可能位于X染色體上。

（3）現欲利用上述果蠅進行一次雜交實驗，以確定該等位基因是位于常染色體還是X染色體。請寫出一組雜交組合的表現型： 。

【參考答案】（1）雜合子 （2）如圖5 （3）非裂翅（♀）×裂翅（♂）或裂翅（♀）×裂翅（♂）

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深化知識，拓展教材內容，分析染色體異常

性染色體異常遺傳涉及異常減數分裂過程。教材《生物2·必修》中關于性染色體數量異常敘述有3種類型：性腺發育不全綜合征（XO）、先天性睪丸發育不全綜合征（XXY）、XYY綜合征（XYY）。這就要求同學們必須要能夠對教材上的內容進行深入挖掘，找出正常減數分裂過程與異常減數分裂過程的內在聯系，從而找到問題的解決辦法。

【例5】幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖6所示。請回答下列問題：

（1）正常果蠅在減數第一次分裂中期的細胞內染色體組數為 ，在減數第二次分裂后期的細胞中染色體數是? ? 條。

（2）白眼雌果蠅（XrXrY）最多能產生Xr、XrXr、? ?和? ?（注：兩空順序可以顛倒）四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅（XR Y）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（3）用紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（Xr Y）為親本雜交，在F1群體中發現一只白眼雄果蠅（記為“M”），M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表現型變化，但基因型未變;第二種是親本果蠅發生基因突變;第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。請設計簡便的雜交試驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。

實驗步驟：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

結果預測：I.若，則是環境改變;II.若，則是基因突變;III.若，則是減數分裂時X染色體不分離。

【參考答案】（1）2 8 （2）XrY Y XRXr、XRXrY? ?（3）M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現型 子代出現紅眼（雌）果蠅 子代表現型全是白眼 沒有子代

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創設情境，形成知識體系，

強化知識與能力遷移

同學們在復習過程中，應從系統化角度，熟記課本中的基本概念、基礎知識，通過核心知識來明確知識之間的內在邏輯關系，進行自我構建，做到心中有數，有意識地把書中零散的知識點梳理成線，將所學知識進行整合，再整理編織成知識網，形成知識體系，達到知識系統化、網格化。

【例6】請回答下列果蠅眼色的遺傳問題。

（l）有人從野生型紅眼果蠅中偶然發現一只朱砂眼雄蠅，用該果蠅與一只紅眼雌蠅雜交得F1，F1隨機交配得F2，子代表現型及比例如下（基因用B、b表示）：

實驗一 親本 F1 F2

雌 雄 雌 雄

紅眼（♀）×朱砂眼（♂） 全紅眼 全紅眼 紅眼︰朱砂眼= 1︰1

①B、b基因位于染色體上，朱砂眼對紅眼為性。②讓F2代紅眼雌蠅與朱砂眼雄蠅隨機交配，所得F3代中，雌蠅有種基因型，雄蠅中朱砂眼果蠅所占比例為? ? ?。

（2）在實驗一F3的后代中，偶然發現一只白眼雌蠅。研究發現，白眼的出現與常染色體上的基因E、e有關。將該白眼雌蠅與一只野生型紅眼雄蠅雜交得F1′，F1′隨機交配得F2 ′，子代表現型及比例如下：

實驗二 親本 F1′ F2′

雌 雄 雌、雄均表現為

紅眼︰朱砂眼︰白眼= 4︰3︰1

白眼（♀）×紅眼（♂） 全紅眼 全朱砂眼

實驗二中親本白眼雌繩的基因型為;F2′代雜合雌蠅共有種基因型，這些雜合雌蠅中紅眼果蠅所占的比例為。

（3）果蠅出現白眼是基因突變導致的，該基因突變前的部分序列（含起始密碼信息）如圖7所示。（注：起始密碼子為AUG，終止密碼子為UAA，UAG或UGA）

圖7所示的基因片段在轉錄時，以鏈為模板合成mRNA;若“↑”所指堿基對缺失，該基因控制合成的肽鏈含個氨基酸。

【參考答案】（1）①X 隱 ②2（2）eeXbXb 4（3）乙 5