打开生物“果蝇试题”的五重门

张婷婷　吴海峰

第  重门：

回归教材，夯实基础知识，直面减数分裂

“减数分裂”是“有丝分裂”内容的延伸和扩展，产生的配子是联系亲代和子代之间的桥梁，分裂过程中染色体的数量变化和规律性运动在生物的“遗传和变异”中起了重要的作用，这些都体现了本节内容与“遗传因子的发现”“基因和染色体的关系”“生物变异”等知识的密切联系，同时也是学习后面遗传的基本规律等知识的前提和基础。

【例1】（原创题）果蝇的性别决定是XY型，图1所示为果蝇染色体图。请回答下列问题：

（1）甲是性，乙是性，甲乙两果蝇最多（不考虑交叉互换）能产生不同基因组成的配子是种。

（2）果蝇的体细胞在进行正常的分裂过程中，细胞中的染色体的形态最多有种。

（3）H和h为控制果蝇体色的一对等位基因，只存在于X染色体上。在细胞分裂过程中，发生该等位基因分离的细胞是。

（4）雄果蝇的X染色体来自亲本中的蝇，并将其传给下一代中的蝇。

（5）现有一果蝇的某个精原细胞在形成精子的过程中，出现了一对姐妹染色单体分离却移向了细胞的同一极，则该精原细胞产生正常精子与异常精子的比例为。

【参考答案】（1）雌 雄 4 （2）5 （3）初级卵母细胞 （4）雌 雌 （5）1∶1

第  重门：

知识辨析，把握遗传规律，

解答遗传过程中的特殊情况

1.基因互作

两对独立遗传的非等位基因在表达时，有时会因基因之间的相互作用，而使杂交后代的性状分离比偏离9∶3∶3∶1的孟德尔比例，称为基因互作。在基因互作的各种类型中，杂种后代表现型及比例虽然偏离正常的孟德尔遗传，但基因的传递规律仍遵循自由组合定律。

【例2】果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。aa个体的褐色素合成受到抑制，bb个体的朱砂色素合成受到抑制。正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。请回答下列问题：

（1）a和b是性基因，就这两对基因而言，朱砂眼果蝇的基因型包括。

（2）用双杂合体雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，母体果蝇复眼为色。子代表现型及比例为暗红眼∶白眼=1∶1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是。

（3）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象。从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是： 的一部分 细胞未能正常完成分裂，无法产生            。

（4）为检验上述推测，可用观察切片，统计 的比例，并比较与 之间该比值的差异。

【参考答案】（1） 隐 aaBb、aaBB （2） 白 A、B在同一条2号染色体上 （3）父本 次级精母 携带a、b基因的精子 （4）显微镜 次级精母细胞与精细胞 K 只产生一种眼色后代的雄蝇

2.致死作用

致死作用指某些致死基因的存在使配子或个体死亡。常见致死基因的类型如下：（1）隐性致死，指隐性基因存在于一对同源染色体上时，对个体有致死作用;（2）显性致死，指显性基因具有致死作用，通常为显性纯合致死;（3）配子致死，指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象;（4）合子致死，指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或出现个体早夭的现象。

【例3】有一果蝇品系，其一种突变体的X染色体上存在ClB区段（用XClB表示）。B基因表现显性棒眼性状;l基因的纯合子在胚胎期死亡（XClBXClB与XClBY不能存活）;ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段（用X+表示）。果蝇的长翅（Vg）对残翅（vg）为显性，基因位于常染色体上。请回答下列问题：

（1）图2是果蝇杂交实验示意图。图中F1长翅与残翅个体的比例为 ，棒眼与正常眼的比例为 。

（2）如果用正常眼长翅的雌果蝇与F1正常眼残翅的雄果蝇杂交，预期产生正常眼残翅果蝇的概率是 ;用F1棒眼长翅的雌果蝇与正常眼长翅的雄果蝇杂交，预期产生棒眼残翅果蝇的概率是 。

【参考答案】（1）3∶1 1∶2 （2）

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再次探究，破析经典实验，突破难点

在人类遗传学史上，摩尔根所做的果蝇实验非常经典，具有非常重要的意义。在充分分析X和Y染色体上的三个区段（X染色体上的非同源区段I、Y染色体上的非同源区段III和同源区段II，如图3）后，摩尔根提出了假设：控制白眼性状的隐性基因由X染色体携带，Y染色体上不带有白眼基因的等位基因，即控制果蝇眼色的基因在Ⅰ区段上。

【例4】现有翅型为裂翅的果蝇新品系，裂翅（A）对非裂翅（a）为显性。杂交实验如图4。请回答下列问题：

（1）上述亲本中，裂翅果蝇为 （纯合子/杂合子）。

（2）某同学依据上述实验结果，认为该等位基因位于常染色体上。请你就上述实验，以遗传图解的方式说明该等位基因可能位于X染色体上。

（3）现欲利用上述果蝇进行一次杂交实验，以确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体。请写出一组杂交组合的表现型： 。

【参考答案】（1）杂合子 （2）如图5 （3）非裂翅（♀）×裂翅（♂）或裂翅（♀）×裂翅（♂）

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深化知识，拓展教材内容，分析染色体异常

性染色体异常遗传涉及异常减数分裂过程。教材《生物2·必修》中关于性染色体数量异常叙述有3种类型：性腺发育不全综合征（XO）、先天性睾丸发育不全综合征（XXY）、XYY综合征（XYY）。这就要求同学们必须要能够对教材上的内容进行深入挖掘，找出正常减数分裂过程与异常减数分裂过程的内在联系，从而找到问题的解决办法。

【例5】几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图6所示。请回答下列问题：

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为 ，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是    条。

（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、   和   （注：两空顺序可以颠倒）四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（XR Y）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为                 。

（3）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（Xr Y）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。

实验步骤：                                        。

結果预测：I.若，则是环境改变;II.若，则是基因突变;III.若，则是减数分裂时X染色体不分离。

【参考答案】（1）2 8 （2）XrY Y XRXr、XRXrY   （3）M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型 子代出现红眼（雌）果蝇 子代表现型全是白眼 没有子代

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创设情境，形成知识体系，

强化知识与能力迁移

同学们在复习过程中，应从系统化角度，熟记课本中的基本概念、基础知识，通过核心知识来明确知识之间的内在逻辑关系，进行自我构建，做到心中有数，有意识地把书中零散的知识点梳理成线，将所学知识进行整合，再整理编织成知识网，形成知识体系，达到知识系统化、网格化。

【例6】请回答下列果蝇眼色的遗传问题。

（l）有人从野生型红眼果蝇中偶然发现一只朱砂眼雄蝇，用该果蝇与一只红眼雌蝇杂交得F1，F1随机交配得F2，子代表现型及比例如下（基因用B、b表示）：

实验一 亲本 F1 F2

雌 雄 雌 雄

红眼（♀）×朱砂眼（♂） 全红眼 全红眼 红眼︰朱砂眼= 1︰1

①B、b基因位于染色体上，朱砂眼对红眼为性。②让F2代红眼雌蝇与朱砂眼雄蝇随机交配，所得F3代中，雌蝇有种基因型，雄蝇中朱砂眼果蝇所占比例为     。

（2）在实验一F3的后代中，偶然发现一只白眼雌蝇。研究发现，白眼的出现与常染色体上的基因E、e有关。将该白眼雌蝇与一只野生型红眼雄蝇杂交得F1′，F1′随机交配得F2 ′，子代表现型及比例如下：

实验二 亲本 F1′ F2′

雌 雄 雌、雄均表现为

红眼︰朱砂眼︰白眼= 4︰3︰1

白眼（♀）×红眼（♂） 全红眼 全朱砂眼

实验二中亲本白眼雌绳的基因型为;F2′代杂合雌蝇共有种基因型，这些杂合雌蝇中红眼果蝇所占的比例为。

（3）果蝇出现白眼是基因突变导致的，该基因突变前的部分序列（含起始密码信息）如图7所示。（注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA，UAG或UGA）

图7所示的基因片段在转录时，以链为模板合成mRNA;若“↑”所指碱基对缺失，该基因控制合成的肽链含个氨基酸。

【参考答案】（1）①X 隐 ②2（2）eeXbXb 4（3）乙 5