異常減數分裂導致的變異題型探究

史蘭珂

減數分裂作為能夠貫穿高中生物必修2《遺傳與進化》最重要的核心考點之一，是高等生物遺傳的基礎，在考試中考查的形式多樣.對異常減數分裂過程的考查，更能考查學生對減數分裂的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決問題的能力，更能考查學生的基本生物科學素養.

在高考中，特別是近幾年的高考中，對這方面的考查，更是呈現了梯度推進的態勢，試題覆蓋面越來越廣，試題質量越來越高，非常能考查學生的理解能力、獲取信息能力和綜合運用能力.在分析異常減數分裂時，一定要以正常的減數分裂特點作為標尺：減數第一次分裂，同源染色體分離（位于同源染色體上的等位基因分離）；減數第二次分裂，著絲點分裂，姐妹染色單體分開形成子染色體（位于姐妹染色單體上的相同基因分離），分別移向兩個子細胞.對減數分裂異常導致變異題目，要結合題目所給予的具體信息，進行綜合比較分析.

從考查的形式上看，在考題中往往通過以下幾個方面進行考查：

一、異常減數分裂導致染色體片段的“嫁接”

1.減數分裂時同源染色體的非姐妹染色單體發生片段的交叉互換

例1 （湖北八校2013第二次聯考）某生物的基因型為AaBb，其體內一個精原細胞通過減數分裂產生四個配子（不考慮突變）.下列說法正確的是（ ）. A.交叉互換發生于次級精母細胞中

B.交叉互換是染色體變異的形式之一

C.若無交叉互換，則只產生兩種配子

D.若有交叉互換，只有當兩對基因分別位于兩對同源染色體上時才能產生四種配子；否則只能產生兩種配子

解析 交叉互換發生在減數第一次分裂的四分體時期，屬于基因重組，此時的細胞叫初級精母細胞.AaBb的精原細胞若無交叉互換，則能產生兩種配子（AB和ab或Ab和aB）.若有交叉互換，只有兩對基因在一對同源染色體上時，且交換的區段有相關基因時，才能產生四種配子.

答案：C

2.減數分裂時非同源染色體上發生片段互換--易位

圖1例2 （山東2011高三模擬）圖1所示某生物細胞減數分裂時，兩對聯會的染色體之間出現異常的“字型結構”現象，圖中字母表示染色體上的基因.據此所作推斷中，錯誤的是（ ）.

A.此種異常源于染色體的結構變異

B.該生物產生的異常配子很可能有HAa或hBb

C.該生物基因型為HhAaBb，一定屬于二倍體生物

D.此種異?？赡軙е律矬w生殖能力下降

解析 本題考查了染色體結構變異的知識.從圖中可以看出這種異常屬于染色體結構變異中的易位，可以看做是一條染色單體上的a和另一條染色單體上的B發生了易位，這樣就可能形成HAa或hBb的異常配子.該生物的基因型為HhAaBb，含兩個染色體組，但該生物可能由受精卵發育而來，也可能由配子直接發育而來，所以該生物可能是二倍體，也可能是單倍體.變異大都是多害少利的，故此種異?？赡軙е律矬w生殖能力下降.

答案：C

3.減數分裂時非同源染色體上發生片段移接

例3 （2014濟寧一模）某二倍體高等植物有多對較為明顯的相對性狀，基因控制情況見下表.現有一種群，其中基因型為AaBbCc的植株M若干株，基因型為aabbcc的植株N若干株以及其他基因型的植株若干株.回答以下問題：

圖2若用電離輻射處理該植物萌發的種子或幼苗，使B、b基因從原染色體（圖2所示）隨機斷裂，然后隨機結合在C、c所在染色體的上末端，形成末端易位.已知單個（B或b）基因發生染色體易位的植株，由于同源染色體不能正常聯會是高度不育的.現有一植株在幼苗時給予電離輻射處理，欲確定該植株是否發生易位或發生怎樣的易位，最簡便的方法是：

.

對結果及結論的分析如下（只考慮Bb和Cc基因所控制的相對性狀）：

①若出現6種表現型子代，則該植株

；

②若不能產生子代個體，則該植株發生

； ③若子代表現型及比例為：寬葉粗莖：窄葉細莖：窄葉中粗莖=1∶ 1∶ 2，則B和b所在染色體都連在了C、c所在染色體的上末端，且

.

解析 由于基因A、a、B、b在一對同源染色體上，發生易位后會使產生的配子的類型發生變化，致使自交后代的表現型也會發生變化，所以判斷該植株是否發生易位及發生怎樣的易位，最簡便的方法就是讓其自交，觀察子代的表現型.根據題目信息，如果不發生易位，基因A、a、B、b在一對同源染色體上，如圖2所示，產生的配子只有Ab和aB兩種，自交后會產生1AAbb、2AaBb、1aaBB三種后代，分別表現為紅花窄葉、紅花窄葉、白花寬葉兩種表現型，Cc自交的后代有粗莖、中粗莖和細莖三種表現型，故總共有2×3=6種表現型.

如果單個（B或b）基因發生染色體易位的植株，由于同源染色體不能正常聯會是高度不育的，這樣就不會產生子代個體.

如果B、b基因從原染色體隨機斷裂，然后隨機結合在C、c所在染色體的上末端，形成末端易位，這樣會有兩種結合情況：

情況一：B基因連在C基因所在的染色體上，b基因連在c基因所在的染色體上.

這樣只會產生含基因BC和基因bc的兩種配子，自交后代為1BBCC、2BbCc、1bbcc，表現為1寬葉粗莖、2窄葉中粗莖、1窄葉細莖.

情況二：b基因連在C基因所在的染色體上，B基因連在c基因所在的染色體上.

這樣只會產生含基因bC和基因Bc的兩種配子，自交后代為1bbCC、2BbCc、1BBcc，表現為1窄葉粗莖、2窄葉中粗莖、1寬葉細莖.

答案：讓該植株自交，觀察子代的表現型.

①沒有發生染色體易位

②單個（B或b）基因的染色體易位

③B基因連在C基因所在的染色體上，b基因連在c基因所在的染色體上

二、異常減數分裂導致染色體數目的變異

例4 （2011山東卷）基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數分裂過程中染色體未正常分離，而產生一個不含性染色體的AA型配子.等位基因A、a位于2號染色體.下列關于染色體未分離時期的分析，正確的是（ ）.

①2號染色體一定在減數第二次分裂時未分離

②2號染色體可能在減數第一次分裂時未分離

③性染色體可能在減數第二次分裂時未分離

④性染色體一定在減數第一次分裂時未分離

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

解析 以精子形成為例Aa產生AA型配子的配子是減數第二次分裂后期異常.XBY產生一個不含性染色體的配子可能是減數第一次分裂后期異常產生一個不含X不含Y次級精母細胞，一個含X、Y這對同源染色體的次級精母細胞；可能是減數第二次分裂后期異常產生一個不含X不含Y精細胞，一個含2個X的精細胞（或一個含2個Y的精細胞）

答案：A

（收稿日期：2015-10-13）