异常配子的快速求解法

2016-04-06湖北陆龙志向承敏

教学考试(高考生物) 2016年1期

湖北陆龙志向承敏

异常配子的快速求解法

湖北陆龙志向承敏

在学习必修2《基因与染色体的关系》后，经常会遇见求解一个某种基因型精原细胞或卵原细胞通过减数分裂产生的精子或卵细胞的基因组成问题，同时求解多个这样的精原细胞或卵原细胞产生的精子或卵细胞的种类数及基因组成等。学生遇见这样的问题就感头痛，但这还不算大问题。当碰上求解一个某种基因型的精原细胞或卵原细胞因减数分裂异常而致异常的精子或卵细胞基因型时，错误更是频频出现，百思不得其解。如何快速准确求解异常配子的基因组成呢？以下两种思路值得推广应用：一是基因型互补求解法（做减法），二是简笔画法（画细胞图像）。

正常减数分裂过程中，一个性原细胞（不考虑减数第一次分裂前期非姐妹染色单体的交叉互换）在减数第一次分裂后期“位于同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离，与此同时，位于非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合”，这样，减数第一次分裂完成后形成的两个次级精母细胞（或第一极体和次级卵母细胞）基因组成具有互补性，而减数第二次分裂相当于有丝分裂，故两个次级精母细胞产生的4个精子之间两两互补。对于杂合子来说如果精子（或卵细胞或极体）中出现等位基因，表明在减数第一次分裂后期出现差错；如果精子（或卵细胞或极体）中出现完全相同基因，表明在减数第二次分裂后期出现差错。下面就此类问题举例说明之。

【例1】（改编）基因型为AaXBY小鼠的一个精原细胞仅因为减数第二次分裂过程中染色体未正常分离，而只产生了一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体上。则另外三个精子的基因型可能是（）

A.XBXB，aY，aXB

B.aXB，aXB，Y

C.YY，XBXB，aa

D.XBXB，aY，aY或YY，aXB，aXB

【解析】解题思路1——基因型互补求解法：基因型为AaXBY小鼠的一个精原细胞通过间期复制，形成的初级精母细胞的基因型为AAaaXBXBYY。由题意知，减数第一次分裂正常分裂，可产生基因型为AAXBXB和aaYY（或AAYY和aaXBXB）的两个互补性次级精母细胞，减数第二次分裂实质相当于有丝分裂。再据题意分析，减数第二次分裂过程中染色体未正常分离，而只产生了一个不含性染色体的AA型配子，所以基因型为AAXBXB（或AAYY）的次级精母细胞出现染色体未分离而产生基因型为AA和XBXB的配子；同时其互补性的次级精母细胞须正常分裂产生一种精子aY，故产生的另外三个精子的基因型是XBXB，aY，aY。同理，基因型为AAYY和aaXBXB的两个互补性次级精母细胞产生的另外三个精子的基因型是YY，aXB，aXB。

解题思路2——“简笔画法”（画细胞图像）：据题意，画出减数第一次分裂和减数第二次分裂部分示意图如下。

另一种情况同上图，同样可得另外三个精子的基因型是YY，aXB，aXB。

【答案】D

【例2】一个基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，产生了一个AAaXb的精子，则另外三个精子的基因型分别是（）

A.aXb，Y，Y B.Xb，aY，Y

C.AXb，aY，Y D.AAaXb， Y，Y

【解析】解题思路1——基因型互补求解法：一个基因型为AaXbY的精原细胞，通过减数第一次分裂前的间期复制形成的初级精母细胞的基因型为AAaaXbXbYY；由题意可知，由于染色体联会紊乱，产生了一个AAaXb的精子，说明减数第一次分裂后期Aa这一对等位基因所在的同源染色体未分离，XY这一对同源染色体正常分离；故产生的两个次级精母细胞的基因型分别为AAaaXbXb和YY。减数第二次分裂分裂实质是有丝分裂，则基因型为AAaaXbXb次级精母细胞产生的两个精子分别为AAaXb和aXb，基因型为YY次级精母细胞产生的两个精子为Y和Y；故产生的另外三个精子为aXb，Y，Y。

解题思路2——“简笔画法”（画细胞图像）：据题意，画出减数第一次分裂和减数第二次分裂部分示意图如下。