“配子”專題知識點分析和題型整合

湖北 呂愛民 陳延安

“配子”專題知識點分析和題型整合

湖北 呂愛民 陳延安

配子在高中生物教學中具有非常重要的地位，涉及減數(shù)分裂、遺傳定律和生物變異等核心知識點?，F(xiàn)將配子專題相關知識點和題型整合分析如下。

1.一對等位基因染色體缺失時產(chǎn)生的配子分析

顯性基因所在的染色體片段缺失時，會使隱性基因控制的性狀表現(xiàn)出來，這稱為擬顯性現(xiàn)象。

【例1】 （2014年安徽卷第31題第3問）香味性狀是優(yōu)質水稻品種的重要特性之一，香稻品種甲的香味性狀受隱性基因（a）控制，用純合無香味植株作母本與香稻品種甲進行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請對此現(xiàn)象給出合理解釋：

①_______________；②_______________。

【解析】正常情況下純合無香味植株（AA）與香稻品種甲（aa）雜交，所得子代全部為無香味植株（Aa）。某一雌配子形成時，若A基因突變?yōu)閍基因或含A基因的染色體片段缺失，則可能出現(xiàn)某一植株具有香味性狀。

【答案】①某一雌配子形成時，A基因突變?yōu)閍基因②某一雌配子形成時，含A基因的染色體片段缺失

2.一對等位基因染色體數(shù)目變異時產(chǎn)生的配子分析

根據(jù)基因的分離定律很容易寫出已知基因型的正常精原細胞或卵原細胞形成的配子及其比例。但在涉及求染色體數(shù)目變異引起的特殊配子及比例時，大多數(shù)學生就一籌莫展了。下面通過兩個典型例題介紹此類題型的解題方法。

【例2】求基因型為AAaa的四倍體植物產(chǎn)生的配子及其比例。

【解析】從減數(shù)分裂染色體的行為變化來分析。A和a互為等位基因，位于一對同源染色體上，那么AAaa的四倍體植物中的四個基因位于四條同源染色體上，如圖1所示。其原始的生殖細胞在減數(shù)第一次分裂后期時，染色體有如圖2所示的三種分配方式，且出現(xiàn)這三種分配方式的概率相同。所以基因型為AAaa的四倍體生物一共形成3種配子，且比例為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1。

圖1

圖2

【答案】AA∶Aa∶aa=1∶4∶1

【例3】番茄是二倍體植物，有一種三體番茄，其第6號染色體的同源染色體有三條。三體在減數(shù)第一次分裂后期時，多的一條染色體隨機地移向細胞的任意一極。若該三體的基因型為AAa，求其產(chǎn)生的配子及其比例。

【解析】從減數(shù)分裂染色體的行為變化來分析。AAa中的三個基因位于三條同源染色體上，如圖3所示。其原始的生殖細胞在減數(shù)第一次分裂后期時，染色體有如圖4所示的三種分配方式，且出現(xiàn)這三種分配方式的概率相同。所以基因型為AAa的三體生物一共形成4種配子，且比例為a∶A∶AA∶Aa=1∶2∶1∶2。

圖3

圖4

【答案】a∶A∶AA∶Aa=1∶2∶1∶2

3.二對等位基因獨立遺傳時正常情況下產(chǎn)生的配子分析

若某生物的基因型為AaBb并且符合基因的自由組合定律，正常情況下產(chǎn)生的配子分析如下：

可能產(chǎn)生配子的種類實際能產(chǎn)生配子的種類一個精原細胞4種2種（AB、ab或Ab、aB）一個雄性個體4種4種（AB、ab、Ab、aB）一個卵原細胞4種1種（AB或ab或Ab或aB）一個雌性個體4種4種（AB、ab、Ab、aB）

【例4】從某動物產(chǎn)生的精子中提取出四個，經(jīng)測定基因型分別為AB、Ab、aB、ab，若不考慮交叉互換與基因突變，下列說法錯誤的是 （ ）

A. 這四個精子至少來自兩個精原細胞

B. 這四個精子可能來自同一個精原細胞

C. AB、ab不可能來自同一個次級精母細胞

D. AB、Ab不可能來自同一個初級精母細胞

【解析】一個基因型為AaBb的精原細胞在進行減數(shù)第一次分裂時等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，形成基因型為AABB和aabb或AAbb和aaBB的兩個次級精母細胞，減數(shù)第二次分裂時，在不考慮交叉互換與基因突變的情況下，由同一個次級精母細胞形成的兩個精細胞或精子的基因型是完全相同的，為AB、AB或ab、ab或Ab、Ab或aB、aB，所以選項C、D正確。正常情況下一個精原細胞或初級精母細胞只能產(chǎn)生兩種精子，該動物出現(xiàn)基因型為AB、Ab、aB、ab的四種精子，說明它們至少來自兩個精原細胞，所以選項A正確，選項B錯誤。

【答案】B

4.二對等位基因獨立遺傳時異常情況下產(chǎn)生的配子分析

減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時可能出現(xiàn)以下三種異常情況：減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變、減數(shù)第一次分裂后期同源染色體沒有分離、減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂形成的兩條子染色體移向了同一極。三種異常情況的具體分析見例5。若試題中已知了某一異常配子的基因型，要分析可能的原因見例6。

【例5】若某生物精原細胞的基因組成及基因與染色體的位置關系如圖5所示，求下列異常情況下產(chǎn)生的精子種類及比例。

圖5

（1）若減數(shù)第一次分裂前的間期復制時，一個A突變成了a，且減數(shù)第一次分裂后期，1號和3號組合，2號和4號組合，則該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_______。

（2）若減數(shù)第一次分裂后期，1號、2號同源染色體沒有分離，則該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_______。

（3）若減數(shù)第一次分裂后期，1號和3號組合，2號和4號組合，但減數(shù)第二次分裂后期，1號染色體經(jīng)過復制、著絲點分裂形成的兩條子染色體移向了同一極，則該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_________。

【解析】（1）依題意可知，1號和3號組合形成的次級精母細胞基因型為AaBB，該次級精母細胞進行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個精子為AB和aB；2號和4號組合形成的次級精母細胞基因型為aabb，該次級精母細胞進行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個精子為ab。故該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AB∶aB∶ab=1∶1∶2。

（2）若1號、2號和3號組合在一起，形成的兩個次級精母細胞基因型為AAaaBB和bb，前者產(chǎn)生的兩個精子為AaB，后者產(chǎn)生的兩個精子為b；若1號、2號和4號組合在一起，形成的兩個次級精母細胞基因型為AAaabb和BB，前者產(chǎn)生的兩個精子為Aab，后者產(chǎn)生的兩個精子為B。故該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AaB∶b=1∶1或Aab∶B=1∶1。

（3）1號和3號組合形成的次級精母細胞基因型為AABB，該次級精母細胞減數(shù)第二次分裂后期，1號染色體經(jīng)過復制、著絲點分裂形成的兩條子染色體移向了同一極，產(chǎn)生的兩個精子分別為AAB和B；2號和4號組合形成的次級精母細胞基因型為aabb，該次級精母細胞進行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個精子為ab。故該精原細胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AAB∶B∶ab=1∶1∶2。

【答案】（1）AB∶aB∶ab=1∶1∶2 （2）AaB∶b=1∶1或Aab∶B=1∶1 （3）AAB∶B∶ab=1∶1∶2

【例6】（2011年山東理綜卷）基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)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(shù)第二次分裂時未分離

②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離

③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離

④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離

A. ①③ B. ①④

C. ②③ D. ②④

【解析】依據(jù)題干信息“產(chǎn)生一個不含性染色體的AA型配子”，可知“A與A”沒有分離，而A與A的分離發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，故①正確；同時還可知“A與a”分離了，而A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，故②不正確?！安缓匀旧w”有兩種可能：一是減數(shù)第一次分裂后期性染色體沒有分離，二是減數(shù)第二次分裂后期某一染色體著絲點分裂形成的兩條子性染色體移向了同一極，故③正確，④不正確。

【答案】A

5.配子棋盤法求后代概率分析

所有遺傳概率的計算題都可以先求出親本的配子，再利用配子棋盤法求出后代的概率。在涉及致死、淘汰和親本有多種可能的基因型并且隨機交配等情況時，配子棋盤法更顯得簡潔方便。

【例7】（2010年全國理綜卷Ⅱ）已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個體全部存活，aa個體在出生前會全部死亡。現(xiàn)有該動物的一個大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1∶2。假設每對親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是 （ ）

A. 1∶1 B. 1∶2

C. 2∶1 D. 3∶1

【解析】先求出親本的配子及概率再利用配子棋盤法求后代概率。由于父本、母本都有AA、Aa兩種基因型，且比例為1∶2，故雌雄配子都有兩種，其中A=2/3，a=1/3，列配子棋盤法如下：

♀配子配子A（2/3）a（1/3）A（2/3）AA（4/9）Aa（2/9）a（1/3）Aa（2/9）aa（1/9）

因為aa在出生前就已經(jīng)死亡，所以該群體隨機交配產(chǎn)生的第一代中AA∶Aa=1∶1。

【答案】A

6.配子致死分析

根據(jù)在生物個體發(fā)育階段的不同時期所發(fā)生的致死效應，致死現(xiàn)象可以分為配子致死和合子致死。配子致死是指致死基因在配子期發(fā)揮作用而具有致死效應。

【例8】一雜合子（Dd）植株自交時，含有隱性配子的花粉有50%的死亡率，則自交后代的基因型比例是 （ ）

A. 1∶1∶1 B. 4∶4∶1

C. 2∶3∶1 D. 1∶2∶1

【解析】隱性配子的花粉有50%的死亡率，說明雄配子中D、d的比例是2∶1，而雌配子中D、d的比例為1∶1，所以用配子棋盤法（如下圖）即可求得DD∶Dd∶dd＝2∶3∶1。

【答案】C

配子♀配子D（1/2）d（1/2）D（2/3）DD（2/6）Dd（2/6）d（1/3）Dd（1/6）dd（1/6）

（作者單位：湖北省監(jiān)利中學）