減數(shù)分裂異常產(chǎn)生配子情況分析

新疆 姜 維

減數(shù)分裂異常產(chǎn)生配子情況分析

新疆 姜 維

減數(shù)分裂是有性生殖細(xì)胞成熟必須經(jīng)過(guò)的過(guò)程。有性生殖細(xì)胞（配子）的產(chǎn)生情況，就由減數(shù)分裂來(lái)決定，當(dāng)減數(shù)分裂發(fā)生差錯(cuò)，產(chǎn)生的配子就會(huì)異常。減數(shù)分裂分為第一次分裂和第二次分裂，它們發(fā)生差錯(cuò)，產(chǎn)生的異常配子也是不同的。具有一定的規(guī)律性。

一、正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生配子情況分析

一個(gè)基因型為AaXbY精原細(xì)胞進(jìn)行一次減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的情況見(jiàn)下圖所示。

形成的精細(xì)胞，經(jīng)過(guò)變形形成精子，精細(xì)胞變形為精子只是細(xì)胞質(zhì)的變形，細(xì)胞核中染色體及基因不變。

在沒(méi)有發(fā)生交叉互換情況下，如果只有一個(gè)精原細(xì)胞或者一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)一次減數(shù)分裂形成2個(gè)AXb配子和2個(gè)aY配子，或者形成2個(gè)aXb配子和2個(gè)AY配子，共2種4個(gè)配子。

總結(jié)：一個(gè)基因型為AaXbY精原細(xì)胞或者一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)一次減數(shù)分裂可以產(chǎn)生2種基因型不同精子。一個(gè)基因型為AaXbY精原細(xì)胞或者一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)一次減數(shù)分裂可能產(chǎn)生4種基因型不同精子。一個(gè)基因型為AaXbY的個(gè)體，通過(guò)減數(shù)分裂可以產(chǎn)生4種基因型不同的精子。一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的2個(gè)精子基因型完全相同，一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞只能產(chǎn)生一種精子。

【例1】基因型為AaBb的一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞，在減數(shù)分裂過(guò)程中一條姐妹染色單體上的A基因突變?yōu)閍，該細(xì)胞以后減數(shù)分裂正常進(jìn)行，則其可以產(chǎn)生幾種配子？

【分析】沒(méi)有突變的減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)配子有2種，2個(gè)AB，2個(gè)ab的配子，或者是2個(gè)Ab，2個(gè)aB的配子。

發(fā)生了突變，導(dǎo)致失去1個(gè)A，多了一個(gè)a。以后的減數(shù)分裂過(guò)程正常，產(chǎn)生4個(gè)配子，1個(gè)aB，1個(gè)AB，2個(gè)ab的配子，共有3種；或者1個(gè)Ab，1個(gè)ab ，2個(gè)aB的配子，共有3種。

二、異常的減數(shù)分裂產(chǎn)生配子情況分析

1.減數(shù)分裂第一次分裂異常第二次分裂正常產(chǎn)生配子的情況分析

減數(shù)分裂第一次分裂不正常，可以是一對(duì)常染色體沒(méi)有發(fā)生分離，即Aa一對(duì)等位基因沒(méi)有分離，進(jìn)入到一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中，而性染色體正常分離，進(jìn)入到不同的次級(jí)精母細(xì)胞。也可以是一對(duì)常染色體正常發(fā)生分離，而性染色體沒(méi)有正常分離。第三類(lèi)是一對(duì)常染色體和性染色體都沒(méi)有正常分離。具體產(chǎn)生的配子情況如下表（以基因型為AaXbY的精原細(xì)胞為例）。

YY AAaaXbXbXbXb AAaaYY aa AAXbXbYY AA aaXbXbYY AAaaXbXbYY AaXbY AaXbY aXbY aXbY AA aa AXbY AXbY AaY AaY XbXbYY AaXbAaXb異常情況 次級(jí)精母細(xì)胞 精細(xì)胞第一類(lèi) 第二類(lèi)第三類(lèi)異常5異常4異常3異常2異常1

總結(jié)：對(duì)于一個(gè)兩對(duì)基因都是雜合的個(gè)體，正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中是沒(méi)有等位基因的，存在的都是等位基因的一個(gè)。如果細(xì)胞中存在有等位基因，那是因?yàn)橥慈旧w沒(méi)有發(fā)生分離的結(jié)果。也就是說(shuō)，如果配子中存在有等位基因，就可以判斷是減數(shù)分裂第一次分裂發(fā)生異常。

【例2】觀察到的某生物（2n=6）減數(shù)分裂第二次后期的細(xì)胞如下圖所示，請(qǐng)分析產(chǎn)生此細(xì)胞的原因。

【分析】此圖為減數(shù)分裂的第二次分裂，從圖像分析細(xì)胞中有8條染色體，有問(wèn)題。因?yàn)樯矬w的染色體數(shù)目是6條，減數(shù)分裂第一次產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體減半為3條，后期著絲點(diǎn)分裂，染色體加倍，應(yīng)為6條。但是此圖的細(xì)胞是8條染色體，說(shuō)明是因?yàn)闇p數(shù)分裂第一次分裂異常的結(jié)果。由左數(shù)的第1條染色體和左數(shù)的第4條染色體，形態(tài)是相同的，是一對(duì)同源染色體，說(shuō)明在減數(shù)分裂第一次分裂由于這對(duì)同源染色體沒(méi)有發(fā)生分離所致。

【例3】基因組成為XBXbY的甲，其父色盲，其母表現(xiàn)正常，產(chǎn)生的原因是？

【分析】第一種情況：如果甲母為攜帶者，甲母減數(shù)分裂第一次分裂中，兩條X染色體未分開(kāi)而進(jìn)入次級(jí)精母細(xì)胞，形成的卵細(xì)胞中同時(shí)含有XB和Xb兩個(gè)基因，與一個(gè)正常的精子（基因?yàn)閅）結(jié)合，通過(guò)受精作用產(chǎn)生XBXbY的受精卵，由此發(fā)育為甲。

第二種情況：甲父減數(shù)分裂第一次分裂中，兩條性染色體未分開(kāi)而進(jìn)入次級(jí)精母細(xì)胞，形成的精子中同時(shí)含有Xb和Y，與一個(gè)正常的卵子（基因型為XB）結(jié)合，通過(guò)受精作用產(chǎn)生XBXbY的受精卵，由此發(fā)育為甲。

2.減數(shù)分裂第一次分裂正常第二次分裂異常產(chǎn)生配子的情況分析

以基因型為AaXbY的精原細(xì)胞為例：

AAXbXbAAXbXbaaYY aaY Y AAY Y AAYY aaXbXbaaXbXb異常1異常2異常情況 次級(jí)精母細(xì)胞 精細(xì)胞?

總結(jié)：對(duì)于一個(gè)兩對(duì)基因都是雜合的個(gè)體，正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中是沒(méi)有相同的基因，存在的都是等位基因的一個(gè)。如果細(xì)胞中存在有相同基因，那是因?yàn)榉蛛x的姐妹染色單體同時(shí)進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞的緣故。也就是說(shuō)，如果配子中存在有相同基因，就可以判斷是減數(shù)分裂第二次分裂發(fā)生異常。

【例4】一個(gè)基因型為AaXbY的小鼠產(chǎn)生了一個(gè)aYY的配子，分析產(chǎn)生的原因？

【分析】配子存在有兩條Y染色體，是因?yàn)樵跍p數(shù)分裂第二次分裂姐妹染色單體沒(méi)有分離所致。

3.減數(shù)分裂第一次、第二次分裂均異常產(chǎn)生配子的情況分析

如果減數(shù)分裂第一次分裂異常，大致有5種異常情況，而減數(shù)分裂第二次分裂異常，發(fā)生的組合數(shù)很多，這里列舉一例，以示參考，其他幾組可以參照做練習(xí)使用（以基因型為AaXbY的精原細(xì)胞為例）。

以上圖解所示：減數(shù)分裂第一次分裂異常，等位基因A/a未分離，性染色體正常分離。

減數(shù)分裂第二次分裂異常，正常分離的基因和不正常分離的基因見(jiàn)下表。

序號(hào) 正常分離的基因 未正常分離的基因1 a和a，Xb和XbA和A 2 A和A，Xb和Xba和a 3 Xb和XbA和A，a和a 4 Xb和XbA和A，a和a 5 A和A，a和a，Xb和Xb6 a和a A和A，Xb和Xb7 A和A a和a，Xb和Xb8 A和A，a和a Xb和Xb9 A和A a和a，Xb和Xb10 a和a A和A，Xb和Xb

【例5】一個(gè)基因型為AaXbY的精原細(xì)胞產(chǎn)生一個(gè)基因型為AAaXb的精子，那么，另外3個(gè)精子的基因型分別是________________。

【分析】精原細(xì)胞基因型為AaXbY，其初級(jí)精母細(xì)胞基因型為AAaaXbXbYY。

因?yàn)锳a進(jìn)入同一個(gè)精子中，說(shuō)明，第一次分裂A、a所在的同源染色體沒(méi)有分離；于是產(chǎn)生了基因型為AAaaXbXb和YY的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。

在次級(jí)精母細(xì)胞AAaaXbXb第二次分裂過(guò)程中，因?yàn)锳A存在一個(gè)精子中，說(shuō)明，A、A所在的姐妹染色體進(jìn)入到一個(gè)精細(xì)胞。而a、a，Xb、Xb所在的姐妹染色體正常分離，所以產(chǎn)生基因型為AAaXb精子和aXb精子各一個(gè)。

在次級(jí)精母細(xì)胞YY第二次分裂過(guò)程中，如果Y、Y所在同源染色體正常分離，產(chǎn)生基因型為Y的兩個(gè)精子；如果Y、Y所在同源染色體不正常分離，產(chǎn)生基因型為YY的一個(gè)精子和不含有任何染色體的一個(gè)精子。

【答案】aXb、Y、Y或aXb、YY、0

總結(jié)：配子中存在有相同的基因是減數(shù)分裂的第二次異常，如精原細(xì)胞（初級(jí)精母細(xì)胞）存在相同基因，也可以是減數(shù)分裂第一次異常。如果配子中存在有等位基因則減數(shù)分裂第一次分裂異常。

總之，減數(shù)分裂異常產(chǎn)生的配子情況比較復(fù)雜，產(chǎn)生的配子種類(lèi)多，但是規(guī)律性較強(qiáng)。首先根據(jù)相同基因或等位基因的存在判斷發(fā)生異常的時(shí)期，就會(huì)容易解決問(wèn)題。一般減數(shù)分裂第一次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中存在的基因是相對(duì)的，即一個(gè)細(xì)胞中是A基因，另一個(gè)細(xì)胞一定為a基因，一個(gè)細(xì)胞中存在A和a兩個(gè)基因，另一個(gè)細(xì)胞就缺少此類(lèi)基因。正常的減數(shù)分裂第二次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精細(xì)胞是相同的；異常的第二次分裂，一個(gè)子細(xì)胞中存在是一對(duì)相同的基因，另一個(gè)不存在此基因。知道了一個(gè)配子的基因組成，不難得到其他三個(gè)配子的基因組成。

（作者單位：新疆兵團(tuán)農(nóng)八師石河子121團(tuán)第一中學(xué)）

有錯(cuò)必糾

2015年《高考生物4》更正：第19頁(yè)左欄第7行“105”改為“105”；第13行“3.07”改為“2.97”；第34行刪除“，但要注意，因題干問(wèn)的是可能，故選C不選D”。

2015年《高考生物5》更正：第7頁(yè)左欄倒數(shù)第4行“信_(tái)號(hào)分子分泌”改為“信號(hào)分子合成分泌”。