有關(guān)減數(shù)分裂的幾點(diǎn)思考

車木子 指導(dǎo)教師：李昌成 沈雪瑩

(新疆烏魯木齊市第八中學(xué)高三8班 830002)

在人類的歷史長河中,一直能傳承下來的不只有文化還有基因.隨著科技的進(jìn)步，人們逐漸揭開了人類遺傳的神秘面紗，減數(shù)分裂也隨之進(jìn)入人們的視野，它影響著每一個人.因此對減數(shù)分裂的學(xué)習(xí)不但了解自身是如何誕生的，而且還能通過比較減數(shù)分裂過程及精卵細(xì)胞的形成過程進(jìn)一步理解細(xì)胞生命活動的動態(tài)變化.從而讓自己建立起辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)，強(qiáng)化生命觀念.減數(shù)分裂的相關(guān)知識在高中的生物知識體系中是很重要的一部分，高考考查的頻率也較高，是高中生必須掌握的知識.

以下幾道高頻易錯題，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常遇到的題型.

例某雄性動物基因型為AaBb，現(xiàn)已知其精原細(xì)胞在形成精子的過程中，MⅠ異常，有一對同源染色體未分離.觀察到精原細(xì)胞產(chǎn)生的一個精細(xì)胞基因型為ABb，推測出另外三個精細(xì)胞的基因型為____.

解析由題已知，含有A(a)基因的同源染色體正常分離，含有B(b)的同源染色體未分離，并同時進(jìn)入同一個次級精母細(xì)胞，致使另一個次級精母細(xì)胞中沒有B(b)基因的染色體，只有一條含a基因的染色體.而在MⅡ過程中，染色體的姐妹染色單體正常分離，所以四個精細(xì)胞的基因型為ABb、ABb、a、a.

歸納總結(jié)若精原細(xì)胞為AaBb，原本正常情況下能產(chǎn)生4個精細(xì)胞，其中一種為AB、AB、ab、ab，他們兩兩相同，不相同的之間為“互補(bǔ)”(如AB與ab).即來自于同一個次級精母細(xì)胞的兩個精細(xì)胞相同，不是來自于同一個精母細(xì)胞的兩個精細(xì)胞互補(bǔ).以此類推題目中精原細(xì)胞為AaBb，其中一個精細(xì)胞為ABb時，與其來自同一個次級精母細(xì)胞的精細(xì)胞也應(yīng)為ABb.又因為是含B(b)基因的同源染色體在MⅠ時未分離，并均進(jìn)入有含A基因的染色體的次級精母細(xì)胞中，所以含a的次級精母細(xì)胞中無B(b)基因.所以剩下本該互補(bǔ)的兩個精細(xì)胞的基因型只能為a、a.

例2某雄性動物基因型為AaBb，現(xiàn)已知精原細(xì)胞的MⅠ正常，MⅡ異常，觀察到精原細(xì)胞產(chǎn)生的一個精細(xì)胞基因型為abb，推測出另外三個基因型為____.

解析因為親本基因型為AaBb，而產(chǎn)生的一個精細(xì)胞為abb，說明含有B和b基因的同源染色體在MⅠ過程中正常分離(且a與b組合在一起).是次級精母細(xì)胞ab中含b基因的染色體，在著絲點(diǎn)分裂時(MⅡ后期)，姐妹染色單體移向同一極所致.

歸納總結(jié)當(dāng)一個精原細(xì)胞為AaBb，產(chǎn)生的其中一個精細(xì)胞為abb時，可知①M(fèi)Ⅰ正常，即同源染色體分離，A與a分離，B與b正常分離分別進(jìn)入不同的次級精母細(xì)胞.則兩個次級精母細(xì)胞分別為ab和AB.②余下的三個精細(xì)胞中，與abb來源于同一個次級精母細(xì)胞(ab)的精細(xì)胞本該與其相同，但由于含b基因的姐妹染色單體未分離，全部進(jìn)入一個精細(xì)胞，則與abb來源于同一個次級精母細(xì)胞(ab)的精細(xì)胞就只剩a了.另外兩個來源于次級精母細(xì)胞(AB)的精細(xì)胞應(yīng)相同且與ab互補(bǔ)，所以為AB、AB.

方法提煉在一個精原細(xì)胞產(chǎn)生的四個精細(xì)胞中，來自于同一次級精母細(xì)胞的兩個精細(xì)胞應(yīng)該相同，而來自于不同次級精母細(xì)胞的精細(xì)胞應(yīng)“互補(bǔ)”.這一原則即使在減數(shù)分裂異常的情況下也適用.卵細(xì)胞也同理.所以學(xué)生可更加方便快速地解決相關(guān)問題，省去了傳統(tǒng)的通過畫圖來分析解決問題的過程，有助于學(xué)生高效解題.

方法應(yīng)用有研究者對基因型EeXFY的某動物精巢切片進(jìn)行了顯微觀察.若該動物產(chǎn)生的一個精細(xì)胞的基因型為E，則另外三個精細(xì)胞的基因型為(1)eXFY、eXFY、E ;(2)EXFXF、eY、eY;(3)EYY、eXF、eXF.

解析若其中一個精細(xì)胞的基因型為E，則說明含E和e的一對常染色體正常分離，是性染色體未正常分離所致.從非同源染色體自由組合的角度的來講，可知至少其中一個配子E并未與XF與Y任何一個結(jié)合，因此可能有以下三種情況產(chǎn)生.

(1)若減數(shù)第一次分離異常，則僅考慮X、Y時，依據(jù)相同或互補(bǔ)的原則，會產(chǎn)生四種精細(xì)胞XFY、XFY、O、O(O表示該細(xì)胞中無性染色體)，則加上正常分離的E和e基因，這四個精細(xì)胞的基因型為eXFY、eXFY、E、E.

(2)若MⅡ異常，①若X染色體MⅡ后期姐妹染色單體未分離，均移向同一極而進(jìn)入同一個精細(xì)胞，則與其來源于同一個次級精母細(xì)胞的另一個精細(xì)胞中便無X染色體.因此這四個精細(xì)胞應(yīng)為XFXF、O、Y、Y，加上正常分離的E和e基因，應(yīng)該為EXFXF、E、eY、eY.

②若Y染色體MⅡ分裂后期姐妹染色單體未分離，均移向同一極而進(jìn)入同一個精細(xì)胞，則與其來源于同一個次級精母細(xì)胞的精細(xì)胞就無Y染色體.即這四個精細(xì)胞為O、YY、XF、XF，再加上正常分離的E和e基因，這四個精細(xì)胞應(yīng)為E、EYY、eXF、eXF.(因為與O，即沒有性染色體組合在一起的始終是基因E)

例3一群基因型為Aa的植株連續(xù)自交

P Aa

↓?

F1AA 2Aa aa

? 1 ∶ 2 ∶ 1

F2AA 2(1/4 AA 1/2 Aa 1/4 aa) aa

? 3 ∶ 2 ∶ 3

F33AA 2(1/4AA 1/2Aa 1/4aa) 3aa

? 7 ∶ 2 ∶ 7

因此 FnAA∶Aa∶aa=2n-1∶2∶2n-1

例4一群基因型為Aa的植株連續(xù)自由交配

P Aa

F1AA 2Aa aa ?(A：1/2，a：1/2)

所以 AA ∶ Aa ∶ aa

則F21 ∶ 2 ∶ 1 (A：1/2，a：1/1)

F31 ∶ 2 ∶ 1 (A：1/2，a：1/2)

因此Fn1 ∶ 2 ∶ 1

例5一群基因型為Aa植株連續(xù)自交并逐代淘汰aa

P Aa

F1AA 2Aa aa (死亡)

? 1 ∶ 2

F2AA 2(1/4AA 1/2Aa 1/4aa)

? 3 ∶ 2

F33AA 2(1/4 AA 1/2 Aa 1/4 aa)

? 7 ∶ 2

因此 FnAA∶Aa=2n-1∶2

例6一群基因型為Aa的植株連續(xù)自由交配并逐代淘汰aa

P Aa

F1AA 2Aa aa (死亡)

? 1 ∶ 2(A∶a=4∶2=2∶1)

配子2Aa2A4AA2Aaa2Aa1aa

F2AA ∶ Aa

? 4 ∶ 4(A∶a=12∶4=3∶1)

同理F3AA ∶ Aa

9 ∶ 6

因此 FnAA∶Aa=n2∶2n

例7用基因型為Aa的小麥分別進(jìn)行連續(xù)自交、自由交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、自由交配并逐代淘汰隱性個體，根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖.下列分析錯誤的是( ).

A．曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4

B．曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4

C．曲線Ⅳ的Fn中純合子的比例比上一代增加(1/2)n+1

D．曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等

解析若Aa分別連續(xù)自交和自由交配并淘汰隱性個體，則后代都為(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)，淘汰掉aa則F1代Aa基因型個體占剩余個體的2/3.而當(dāng)F1代再自交時，其后代是1/3AA+2/3Aa(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)，淘汰掉aa后，得到的后代F2是3/5AA+2/5Aa，所以Aa所占的比例是0.4；若F1代再自由交配，則可由F1的A和a的基因頻率(A∶2/3和a∶1/3)，依據(jù)遺傳平衡計算出F2中AA=4/9、Aa=4/9、aa=1/9，淘汰aa之后則Aa基因型占剩余個體的1/2，由此推知圖中曲線Ⅱ是自由交配并淘汰aa的曲線，曲線Ⅲ是自交并淘汰aa的曲線，由此推出B項正確.

由曲線Ⅱ可知F2代的A、a基因頻率分別為3/4和1/4，則自由交配后代中AA=9/16、Aa=6/16、aa=1/16，淘汰aa后，F(xiàn)3中Aa的基因型頻率為0.4，所以A項正確.

Aa分別連續(xù)自交和自由交配，F(xiàn)1代Aa的基因型頻率都是1/2，若F1代再自由交配，后代的基因型頻率不會發(fā)生改變，則圖中曲線Ⅰ是Aa自由交配的曲線.而當(dāng)F1代再連續(xù)自交時，Aa的基因型頻率=(1/2)n，所以F2中Aa=1/4，則可推知圖中曲線Ⅳ是自交的結(jié)果，曲線Ⅳ中在Fn代純合子的比例是1-(1/2)n，則比上一代Fn-1增加的數(shù)值是1-(1/2)n-[(1-(1/2)n-1)]=(1/2)n，C項錯誤.

連續(xù)自交和自由交配這兩者都不存在選擇，所以不會發(fā)生進(jìn)化，A和a的基因頻率都不會改變，D項正確.

所以答案是C.