姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因分析

徐正衛(wèi)

摘要：在生物教學中，教師在對姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因進行分析時，必須要做到兩點，一是要掌握等位基因的概念；二是要對姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因作具體分析。

關鍵詞：等位基因；基因突變；基因重組

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）03-068-2

近幾年高考試卷中經(jīng)常考到姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因分析，筆者根據(jù)教學經(jīng)驗，總結如下：

一、首先要掌握相關概念

1.等位基因的概念：位于同源染色體上相同位置，控制相對性狀的基因就稱為等位基因。

2.基因突變的時間？細胞分裂間期。

3.基因重組的類型及發(fā)生時間？基因重組有三種類型：（1）在減數(shù)分裂的第一次分裂后期，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合；（2）在減數(shù)分裂的四分體期，由于非姐妹染色單體的交叉互換，打破了原有基因的連鎖關系而產(chǎn)生基因重組；（3）重組DNA技術，在DNA復制時，沒有基因組合的改變。

二、姐妹染色單體上出現(xiàn)等位基因的原因具體分析的步驟

1.據(jù)親子代基因型判斷

（1）如果親代基因型為BB或bb，則引起姐妹染色單體上B與b不同的原因是基因突變。

（2）如果親代基因型為Bb，則引起姐妹染色單體上B與b不同的原因是基因突變或交叉互換。

2.據(jù)細胞分裂方式判斷

（1）如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結果。

（2）如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。

3.據(jù)細胞分裂圖判斷

（1）如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結果，如圖甲。

（2）如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（同白或同黑，無互換的痕跡）上的兩基因不同，則為基因突變的結果，如圖乙。

（3）如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體（顏色不一致，有互換的痕跡）上的兩基因不同，則為交叉互換（基因重組）的結果，如圖丙。

三、典型例題

1.下圖是一個基因型為AaBb（兩對基因獨立遺傳）的精原細胞在一次減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生的兩個次級精母細胞，則該過程發(fā)生了

A.基因突變、姐妹染色單體分開形成的染色體未分離

B.交叉互換、姐妹染色單體分開形成的染色體未分離

C.基因突變、同源染色體未分離

D.交叉互換、同源染色體未分離

【解析】 一個基因型為AaBb（兩對基因獨立遺傳）的精原細胞在一次減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生的兩個如圖的次級精母細胞，左圖中前兩個染色體相同位置上的基因是A和a，而右圖中相應基因都為a，所以左圖中前兩個染色體上的A和a不是交叉互換導致的，只能是基因突變形成，右圖中能明顯看出姐妹染色單體分開形成的染色體未分離。

【答案】 A

2.圖1、圖2表示某基因型為AaBb的二倍體動物在生殖發(fā)育過程中正在分裂的兩個細胞，圖3表示生殖發(fā)育中的染色體組數(shù)的變化曲線。請據(jù)圖回答：

（1）圖1所示細胞對應圖3中的時段（填序號），其產(chǎn)生的子細胞為；①處染色體上出現(xiàn)a基因的原因是。

（2）圖2細胞所處時期的染色體主要行為是，②處染色體上出現(xiàn)a基因最可能的原因是。

【答案】 （1）⑦體細胞基因突變

（2）同源染色體分離、非同源染色體自由組合交叉互換

Ab、ab、AB、aB

3.（2015·蘇州一模）右圖是基因型為aaBb的某動物細胞分裂的示意圖。由原始性母細胞形成該細胞的過程中，下列現(xiàn)象沒有發(fā)生的是（）

A.基因突變

B.姐妹染色單體分開

C.同源染色體中非姐妹染色單體間的交叉互換

D.同源染色體分離，非同源染色體自由組合【解析】 選B。題圖處于減數(shù)第二次分裂中期，由性原細胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂后產(chǎn)生，在減數(shù)第一次分裂后期，出現(xiàn)同源染色體分離，非同源染色體自由組合，D正確；該生物的基因型為aaBb，不存在A基因，因此，圖中A基因是基因突變而來，一條染色體上的B、b是同源染色體中非姐妹染色單體間的交叉互換的結果，A、C正確；圖中每條染色體都有姐妹染色單體，沒有發(fā)生姐妹染色單體分開，D錯誤。

三、習題訓練

1.下圖是基因型為Aa的個體不同分裂時期的圖像，根據(jù)圖像判定每個細胞發(fā)生的變異類型，正確的是（）

A.①基因突變②基因突變③基因突變

B.①基因突變或基因重組②基因突變③基因重組

C.①基因突變②基因突變③基因突變或基因重組

D.①基因突變或基因重組②基因突變或基因重組③基因重組

2.下面甲、乙兩圖為某二倍體高等生物某細胞分裂過程中不同時期模式圖。相關敘述正確的是（）

A.在形成圖甲細胞過程中發(fā)生過交叉互換

B.甲、乙兩圖說明該細胞分裂過程中發(fā)生了染色體變異

C.甲細胞中有兩個染色體組，8條姐妹染色單體

D.若圖乙表示卵細胞，則圖甲表示次級卵母細胞

四、習題訓練參考答案：

1.解析：選C圖中①②分別處于有絲分裂的中期和后期，A與a所在的DNA分子是由一個DNA分子經(jīng)過復制而得到的，圖中①②的變異只能來自基因突變；③處于減數(shù)第二次分裂的后期，A與a的不同可能來自于基因突變或減Ⅰ前期的交叉互換（基因重組）。

2.解析：選A圖甲細胞中沒有同源染色體，可判定為處于減數(shù)第二次分裂中期。比較圖甲和圖乙中第3條（從左到右數(shù)）染色體顏色與形態(tài)，可知在形成圖甲細胞過程中發(fā)生過交叉互換，而非染色體變異；甲細胞中只有一個染色體組，8條姐妹染色單體；若圖乙表示卵細胞，根據(jù)甲和乙中對應染色體的顏色，可知圖甲表示第一極體而非次級卵母細胞。