Question

【題目】果蠅體細胞的X染色體上有一區段編號為16A（其上有多個基因），Y染色體沒有該區段。野生型果蠅成蟲體細胞的X染色體都只有1個16A區段，表現為圓眼。有些果蠅體細胞中1條X染色體上有2個16A區段，這些果蠅眼睛窄小，表現為棒眼。此外有些果蠅體細胞中1條X染色體上有3個16A區段，眼睛非常窄小，表現為超棒眼。

（1）果蠅眼形狀的變異類型屬于__________。果蠅一條X染色體上16A區段_________，眼睛越窄小。

（2）研究人員培育出一種棒眼雌蠅，其X染色體上的剛毛、翅脈兩對基因及16A區段如圖1所示。此種棒眼雌蠅與叉毛合脈棒眼雄蠅雜交后產生大量子代，結果見下表

子代 性狀	棒眼				圓眼		超棒眼
	雌		雄		雄		雌
	野生、 野生	叉毛、 合脈	野生、 野生	叉毛、 合脈	叉毛、 野生	野生、 合脈	叉毛、 野生
數量	5413	3749	5218	4160	1	2	1

據雜交實驗結果分析，子代中出現圓眼和超棒眼雄蠅的原因是親本果蠅中的__________在減數分裂過程中發生__________，產生異常配子。請將該種親本果蠅可能形成的所有異常配子染色體圖畫在方框中__________。

（3）大量觀察發現，超棒眼雌蠅中不存在純合子和含有2個16A區段的雜合子，推測可能的原因是這兩種類型的果蠅不能成活。研究人員設計如下雜交實驗進行驗證。選取多只超棒眼雌蠅與棒眼雄蠅雜交。若各組雜交后代性狀及比例為__________，則推測正確。

（4）果蠅為變態發育，幼蟲與成蟲各部分的形態結構存在極大差異。為研究16A區段中的BarH基因表達的蛋白質在果蠅成蟲眼形成過程中的作用。研究人員首先需要從野生型果蠅發育的不同階段提取RNA，用32P標記的__________片段做探針進行檢測，結果如圖2。再通過制備的特異性___________，檢測野生型和突變體果蠅__________期細胞的BarH蛋白質的有無，然后進行下一步的分析和研究。

Answer 1

【答案】染色體（結構）變異 重復越多 母本 X染色體上的交換 棒眼雌蠅：野生雄蠅：超棒眼雄蠅=1:1:1 BarH基因 抗體 蛹

【解析】

1、染色體變異包括染色體結構變異和數目變異：

（1）染色體結構的變異：指細胞內一個或幾個染色體發生片段的缺失、增添、倒裝或移位等改變；

（2）染色體數目的變異：指細胞內染色體數目增添或缺失的改變。

2、基因的表達：

轉錄：在細胞核內，以DNA一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。

翻譯：在細胞質中，以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。

（1）通過題干信息可知，16A區段含有多個基因，果蠅一條X染色體上16A區段重復越多，眼睛越窄小；這屬于染色體結構變異。

（2）棒眼雌蠅（X++Xffu）、叉毛合脈棒眼雄蠅（XffuY）每個X染色體上含有2個16A區段，棒眼雌蠅（X++Xffu）與叉毛合脈棒眼雄蠅（XffuY）雜交后產生大量子代，后代中出現圓眼雄蠅的X染色體上出現1個16A，超棒眼雄蠅的X染色體上出現3個16A，雄蠅的X染色體來自母本，故可推測子代中出現圓眼和超棒眼雄蠅的原因是親本果蠅中的母本在減數分裂過程中發生X染色體上的交換，產生異常配子，具體變化如圖：

（3）假如超棒眼雌蠅中不存在純合子和含有2個16A區段的雜合子，X3表示含有三個16A，同理X2表示含有二個16A、X1表示含有一個16A，則超棒眼雌蠅（X3X1）與棒眼雄蠅（X2Y）雜交，后代出現X3X2(死亡):X2X1(棒眼雌蠅):X3Y(超棒眼雄蠅):X1Y(野生雄蠅)=1:1:1，故各組雜交后代性狀及比例為棒眼雌蠅:野生雄蠅：超棒眼雄蠅=1:1:1，則超棒眼雌蠅中純合子和含有2個16A區段的雜合子個體死亡。

（4）果蠅眼的形成與BarH基因表達的蛋白質有關，基因表達的產物是蛋白質，其過程包括轉錄和翻譯，其中轉錄以DNA一條鏈為模板合成RNA的過程，通過圖2可知在胚胎和蛹期存在BarH基因轉錄的RNA，故研究人員從野生型果蠅發育的不同階段提取RNA，用32P標記的BarH基因片段做探針進行檢測，可篩選出以BarH基因為模板轉錄的RNA。再通過制備的特異性抗體，檢測野生型和突變體果蠅蛹期細胞的BarH蛋白質的有無，然后進行下一步的分析和研究。