例解染色體變異在高考中的考查

吳藝

【摘 要】遺傳與變異在高考中是?？键c(diǎn)，在生物考查的知識(shí)中占比例較大，在高考的考查中出現(xiàn)的概率比較高，通常結(jié)合減數(shù)分裂進(jìn)行考查，本文就染色體變異在高考中的考查類型進(jìn)行歸納闡述。

【關(guān)鍵詞】染色體 變異 減數(shù)分裂 遺傳

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）03B-0159-02

染色體變異會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的遺傳病，對(duì)人類健康影響非常大，它包括結(jié)構(gòu)變異與數(shù)目變異兩方面。在高考的考查中出現(xiàn)的概率比較高，通常結(jié)合減數(shù)分裂進(jìn)行考查，這就要求學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂的內(nèi)容要掌握好，能融會(huì)貫通。

現(xiàn)通過(guò)例子加以說(shuō)明。

一、染色體結(jié)構(gòu)變異結(jié)合減數(shù)分裂的考查

例1 二倍體觀賞植物藍(lán)鈴花的花色（紫色、藍(lán)色、白色）由三對(duì)常染色體上的等位基因（A，a；E，e；F，f）控制，下圖為基因控制物質(zhì)合成的途徑。已知體細(xì)胞中f基因數(shù)多于F基因時(shí)，F(xiàn)基因不能表達(dá)。下圖是基因型為aaEeFf的兩種突變體類型與其可能的染色體組成（其他染色體與基因均正常，產(chǎn)生的各種配子正常存活）。

①圖中甲所示的變異類型是___________________________，基因型為aaEeFff的突變體花色為_(kāi)__________________________。

②現(xiàn)有純合的紫花和藍(lán)花植株，欲通過(guò)一代雜交確定aaEeFff植株屬于圖中的哪一種突變體類型，請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果預(yù)測(cè)。

實(shí)驗(yàn)步驟：讓該突變體與___________________________植株雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表觀型與比例。

結(jié)果預(yù)測(cè)：I.若子代中，藍(lán)∶紫=3∶1，則其為突變體___________________________。

Ⅱ.若子代中___________________________，則其為突變體___________________________。

〖解析〗①甲圖中在含有F和f的一對(duì)同源染色體外，一條非同源染色體上多了一個(gè)基因f，為染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；根據(jù)題意，體細(xì)胞中f基因數(shù)多于F基因時(shí)，F(xiàn)基因不能表達(dá)，則基因型為aaEeFff的突變體只能合成出有色物質(zhì)I，所以其花色為藍(lán)色。

②純合的紫花和藍(lán)花植株基因型分別為aaEEFF和aaEEff，為確定aaEeFff植株屬于圖中的哪一種突變體類型，可讓該突變體與藍(lán)花植株（aaEEff）雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表觀型與比例。

I.若為突變體甲（aaEeFff），則其產(chǎn)生的配子為F∶f∶Ff∶ff=1∶1∶1∶1（aaEe產(chǎn)生的配子省略），與藍(lán)花植株（aaEEff）雜交，則子代中，藍(lán)∶紫=3∶1。

Ⅱ.若為突變體乙（aaEeFff），則其產(chǎn)生的配子為F∶ff=1∶1（aaEe產(chǎn)生的配子省略），與藍(lán)花植株（aaEEff）雜交，則其子代中，藍(lán)∶紫=1∶1。

〖答案〗①易位 藍(lán)色 ②藍(lán)色 I 甲 Ⅱ 藍(lán)色∶紫色=1∶1 乙

例2 已知果蠅眼色有鮮紅眼、紅褐眼、白眼三種表現(xiàn)型， 并且具有A基因的果蠅，眼色呈鮮紅色；具有aa基因或A和a基因丟失（丟失一個(gè)或完全丟失）的果蠅顏色呈紅褐色。另有B和b基因與果蠅眼色的形成有關(guān)。多只紅褐眼果蠅和白眼果蠅雜交，F(xiàn)1均表現(xiàn)為白眼，F(xiàn)1白眼果蠅相互交配，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例如下表。

請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）由果蠅雜交實(shí)驗(yàn)及F2的表現(xiàn)型及比例可以推測(cè)，果蠅的眼色遺傳是由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制的。為了驗(yàn)證這一結(jié)論，可以讓___________________________雜交，若出現(xiàn)___________________________結(jié)論，則說(shuō)明猜測(cè)正確。

（2）若符合（1）中的結(jié)論，則F2鮮紅眼果蠅的基因型是___________________________，F(xiàn)2鮮紅眼果蠅相互交配，后代中褐紅眼所占的比例是___________________________，但由于某種原因，F(xiàn)2鮮紅眼果蠅多次自交，后代中F2紅褐眼果蠅所占的比例都高于這一分離比，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一部分純和鮮紅眼果蠅的受精卵在發(fā)育過(guò)程中，A基因隨機(jī)的整合到與果蠅眼色有關(guān)的染色體上，A基因在染色體上整合后出現(xiàn)如同圖所示的三種情況（空白為基因整合的位點(diǎn)）為確定甲乙丙三種情況，設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證屬于哪種情況。

實(shí)驗(yàn)步驟：① ______________________________________________________

②觀察并統(tǒng)計(jì)后代的性狀表現(xiàn)。

結(jié)果預(yù)測(cè)：

Ⅰ若自交后代均為鮮紅眼果蠅，則為圖___________________________所示的基因組成。

Ⅱ. 若鮮紅眼∶紅褐眼=3∶1，則為圖___________________________所示的基因組成。

Ⅲ.若鮮紅眼∶紅褐眼=15∶1，則為圖___________________________所示的基因組成。

〖分析〗F2代白∶鮮紅∶紅褐=12∶3∶1，說(shuō)明F1代是AaBb，親代紅褐眼為aabb，白眼為AABB（含B基因就是白眼，含A基因不含B基因是鮮紅眼）。純合鮮紅眼（AAbb）的A基因整合到與果蠅眼色有關(guān)的染色體上，如圖甲、乙、丙，則分別產(chǎn)生一種配子（Ab）、兩種配子（Aab，b，數(shù)量1∶1）、三種配子（Aab，Ab，b，數(shù)量1∶2∶1），分別相互交配，據(jù)棋盤法，即可得到結(jié)果。

〖答案〗（1）F1代白眼和親代紅褐眼回交___________________________子代為白∶鮮紅∶紅褐=2∶1∶1

（2）AAbb或Aabb（注意相互交配不是自交，所以有兩個(gè)）

實(shí)驗(yàn)步驟：①讓甲、乙、丙三種類型的果蠅分別相互交配

結(jié)果預(yù)測(cè)：Ⅰ.甲 Ⅱ.乙 Ⅲ.丙

二、基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變異結(jié)合減數(shù)分裂的考查

純合長(zhǎng)翅果蠅（EE）與殘翅果蠅（ee）雜交，在子代中發(fā)現(xiàn)了一只殘翅果蠅。出現(xiàn)該殘翅果蠅的原因一是親代果蠅在減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生了基因突變，二是發(fā)生了染色體片段缺失?，F(xiàn)有一批果蠅可供選擇（EE，Ee，ee），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究是哪種原因。（注：同源染色體對(duì)應(yīng)片段都缺失會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡；各種配子受精能力相同）實(shí)驗(yàn)步驟：

①用 果蠅與基因組成為EE的果蠅雜交，獲得 F1。

②F1個(gè)體隨機(jī)交配，觀察、統(tǒng)計(jì)子二代性狀表現(xiàn)。

預(yù)測(cè)結(jié)果：I.若子二代性狀表現(xiàn)為_(kāi)__________________________，則該個(gè)體產(chǎn)生原因是基因突變；

II.若子二代性狀表現(xiàn)為_(kāi)__________________________，則該個(gè)體產(chǎn)生原因是染色體片段缺失。

〖解析〗由題意知，若為基因突變，則此殘翅果蠅基因型為 ee，該個(gè)體與EE交配，子一代基因型為 Ee，子一代自由交配，子二代的顯隱性之比為 3∶1。

若為染色體片段缺失，則基因型為 e-，該個(gè)體與EE交配，子一代基因型為 Ee，E-，子一代自由交配，則雌雄配子的種類及比例均為：E是1/2，e是1/4，e-是1/4，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，用棋盤法列出子代性狀比例可得出--致死個(gè)體占1/16，顯性E-占12/16，隱性e-占3/16，故顯隱性之比為4∶1。

〖答案〗①殘翅 ②I 長(zhǎng)翅∶殘翅=3∶1 II長(zhǎng)翅∶殘翅=4∶1

三、染色體數(shù)目變異結(jié)合減數(shù)分裂的考查

果蠅缺失一條染色體稱為單體。能存活，還能夠繁殖子代。果蠅3號(hào)染色體存在裂翅基因（A）、非裂翅基因（a），現(xiàn)有一只非裂翅雌果蠅，欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其是否為單體果蠅，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)步驟：①讓該非裂翅雌果蠅與純合裂翅雄果蠅交配，得到子代；

②統(tǒng)計(jì)子代的 ___________________________，并記錄。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：

若子代中出現(xiàn)____________________________，則說(shuō)明該非裂翅雌果蠅為單體；

②若子代全為_(kāi)__________________________，說(shuō)明該非裂翅雌果蠅為正常二倍體。

【解析】探究非裂翅果蠅是否為單體果蠅，可利用非裂翅果蠅與純合裂翅果蠅交配，獲得子代，統(tǒng)計(jì)子代的性狀表現(xiàn)，可以得出結(jié)論。若該非裂翅雌果蠅為單體，則有親本為非裂翅

（a）×裂翅（AA），所以子代的基因型是Aa（裂翅）和a（非裂翅），比例是1∶1。若該非裂翅雌果蠅為正常二倍體，則有親本為非裂翅（aa）×裂翅（AA），子代全部為裂翅（Aa）。

〖答案〗性狀表現(xiàn) 裂翅∶非裂翅為1∶1 裂翅

四、二倍體轉(zhuǎn)基因植株可視為該基因的雜合子

植物若是二倍體的，導(dǎo)入某基因時(shí)，一般只進(jìn)入了一個(gè)基因（可能整合到某一染色體DNA中），則另一同源染色體上無(wú)此基因（相當(dāng)于隱性），可視為該基因的雜合子。（因?yàn)槲覀儗?dǎo)入基因的時(shí)候，只導(dǎo)入進(jìn)去一個(gè)，只能與一對(duì)同源染色體中的一個(gè)染色體相整合，所以，在這一對(duì)同源染色體上，結(jié)果是一個(gè)染色體上有這個(gè)轉(zhuǎn)入的基因，可以看做顯性基因，而另外一個(gè)染色體上沒(méi)有轉(zhuǎn)入的基因，可以看做隱性基因，故可以看做是雜合子），所以，這樣的轉(zhuǎn)基因植株自交，子代中，轉(zhuǎn)基因性狀∶非轉(zhuǎn)基因性狀=3∶1。

從上述例子可以看出，要學(xué)好遺傳與變異，減數(shù)分裂的內(nèi)容在當(dāng)中起到非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)作用，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，一定要做好這一方面的教學(xué)。