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-1-【生物】追踪减数分裂中的基因行为一、基因在染色体上基因是有遗传效应的DNA片段，在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。如图1所示，等位基因存在于同源染色体的同一位置。注意：多对等位基因可以在多对同源染色体上，也可以在同一对同源染色体上。二、减数分裂过程中基因的正常行为变化在减数分裂过程中，染色体和基因具有平行关系，因此基因会随染色体的行为变化而出现同步变化。如图2所示，减数第一次分裂前，染色体复制，每条染色体包含两条姐妹染色单体，基因也被复制（Dd→DDdd）。减数第一次分裂结束，同源染色体分离，染色体数目减半，等位基因随同源染色体的分离而分离（DDdd→DD、dd）。减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，其上的基因也随之分离（DD→D、D；dd→d、d）。注意同源染色体上相同基因的行为变化，如图3所示，复制时（dd→dddd），减数第一次分裂结束时（dddd→dd、dd），减数第二次分裂结束时（dd→d、d）。如涉及多对等位基因，在等位基因分离的同时还存在非同源染色体上非等位基因的自由组合，如图4所示。-2-在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换，导致配子中的基因组成发生变化（基因重组），如图5所示。【典例1】（2011·江苏卷）如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生C．此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞D．此动物体细胞内最多含有四个染色体组【解析】该细胞内的两条染色体形状、大小不同，为非同源染色体，从基因来看，等位基因B、b已分离，因此该细胞是减数第二次分裂中期的细胞，为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体。个体的基因型为AA，图中出现的a不可能是交叉互换的结果,只能是基因突变的结果。若该细胞是次级精母细胞，经过减数第二次分裂产生的两个精子类型不同，分别为AB和aB；若该细胞是次级卵母细胞，则产生的卵细胞和极体的类型也不同，由于产生的卵细胞只有一个，因此产生一种类型的卵细胞。该细胞中含有一个染色体组，正常的体细胞中含有两个染色体组，对应的有丝分裂后期细胞中，含有四个染色体组。答案：A三、减数分裂过程中基因的异常行为变化1．基因突变在减数第一次分裂前的间期，在DNA分子复制的过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，这种突变能通过配子传递给下一代，如图6所示。注意：突变一般发生在同源染色体中的某一条染色体上，可以是显性突变，也可以是隐性突变。-3-2．基因数量变化在减数分裂过程中，伴随着染色体行为变化的异常，往往会引起配子中基因数目的增减。在分析基因数目变化时，应考虑变化与减数第一次分裂有关还是与减数第二次分裂有关。如图7表示减数第一次分裂异常、减数第二次分裂正常产生的配子情况。图8表示减数第一次分裂正常、减数第二次分裂异常产生配子的情况。综上所述，在分析减数分裂过程中核基因的行为变化时，应抓住减数分裂过程中染色体行为变化的三个关键点：减数第一次分裂前的间期发生染色体的复制；减数第一次分裂过程中同源染色体分离；减数第二次分裂过程中姐妹染色单体分离。也可以结合基因的变化，逆向分析染色体的行为变化，加深基因在染色体上的理解，加深对基因分离定律和自由组合定律内涵的理解，构建完整的、系统的知识体系。【典例2】（2011·山东卷）基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生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。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A．①③B．①④C．②③D．②④【解析】基因型为AaXBY的小鼠减数分裂过程中，产生了不含性染色体的AA型配子，AA型配子的产生是因为减数第二次分裂异常，即姐妹染色单体分开后，移向了同一极。配子中不含性染色体，可能是减数第一次分裂异常，也可能是减数第二次分裂异常造成的。答案：A【典例3】(2011·山东卷，8)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生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。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是()①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A．①③B．①④C．②③D．②④解析AA型配子中没有a基因，说明减数第一次分裂时A与a已经分开，一定是由于减数第二次分裂时2号染色体未分离，①正确，②错误；AA型配子中不含性染色体，有两种可能：一是在减数第一次分裂时性染色体未分离，配子由产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成；二是减数第二次分裂时性染色体未分离，产生不含性染色体的性细胞，故③正确，④错误。答案A-4-拓展链接根据产生配子异常情况推测减数分裂何时发生异常。若亲代为AaXBY，则子代配子情况如下：(1)若配子中出现Aa或XY在一起，则减Ⅰ分裂异常。(2)若配子中A－a分开，X－Y分开，出现两个AA/aa或两个XX/YY则是减Ⅱ分裂异常。(3)若配子中无性染色体或无A也无a，则既可能减Ⅰ也可能减Ⅱ分裂异常。二、性染色体异常（一）减数第一次分裂异常【典例4】在人的卵细胞形成过程中，如果两条X染色体不分离，都进入次级卵母细胞中，那么，形成的卵细胞与正常的精子结合，其受精卵的染色体组成是（）A．22AA+XXYB．22AA+XXXC．22AA+XXY或22AA+XXXD．22AA+XXY或22AA+XY解析：正常精子的性染色体为X或Y，解答此题的关键是判断出卵细胞的性染色体组成。两条X染色体都进入级次卵母细胞，则次级卵母细胞中和极体中性染色体的组成如下图：减数第二次分裂正常，则很容易得出卵细胞的性染色体组成为XX。答案：C（二）减数第二次分裂异常【典例5】（2004全国II,2改编）一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，一对性染色体不发生分离；所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条性染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是（）A．两者产生的配子全部都不正常B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常C．两者都只产生一半不正常的配子D．前者产生的配子都不正常，后者产生一半不正常的配子解析第一个初级精母细胞减数第一次分裂不正常，一对性染色体没有分开，则产生的一个次级精母细胞中性染色体为XXYY，另一个次级精母细胞中没有性染色体。减数第二次分裂正常，产生的四个精细胞性染色体组成分别为XY、XY、O、O（O代表没有性染色体），所以前者产生的配子都不正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，则产生的两个次级精母细胞的性染色体组成分别为XX、YY。在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条性染色体的姐妹染色单体没有分开，假设是性染色体组成为XX的次级精母细胞姐妹染色单体没有分开，则产生的精细胞的性染色体组成为XX、O，另一个正常分裂的次级精母细胞产生的为Y、Y。所以后者产生一半不正常的配子。答案D（三）性染色体异常与基因组合在一起【典例6】表现型正常的双亲生有一色盲的孩子，其体细胞性染色体组成是XXY，这是由于双亲之一在形成配子时出现了罕见的性染色体不分离现象所致，此现象最可能发生在（）A．母方减Ⅱ中B．母方减Ⅰ中C．父方减Ⅱ中D．父方减Ⅰ中解析分析可知，该色盲孩子的基因型为XbXbY，父亲的表现型正常，他的基因型为XBY，母亲的基因型为XBXb。可以判断出是由于母亲产生了基因型为XbXb的卵细胞，与性染色体为Y的精子结合后发育得到该色盲的孩子。XbXb的卵细胞产生是由于母亲在形成卵细胞是减数第二次分裂异常，Xb所在的姐妹染色单体在减数第二次分裂是没有分开，一起进入了卵细胞。答案A1．某一生物有四对同源染色体，假设一个精原细胞产生的正常细胞和异常细胞的个数比为1：1。则该细胞在产生精细胞的过程中最可能出现的是()A．一个精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向同一极B．一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极C．两个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极D．两个初级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极2．某男产生的有些精子中．性染色体为a(XY)、b(YY)，这两种精子是如何产生的()A．a是由于减数分裂第一次分裂不分离．b是由于减数分裂的第一次分裂不分离B．a是由于减数分裂第二次分裂不分离。b是由于减数分裂的第二次分裂不分离C．a是由于减数分裂第一次分裂不分离．b是由于减数分裂的第二次分裂不分离D．a是由于减数分裂第二次分裂不分离．b是由于减数分裂的第一次分裂不分离3．1968年．在几篇新闻报道中描述了一个惊人的发现，有2％到4％的精神病患者的性染色体组成为XYY。XYY综合征患者有暴力倾向，有反社会行为，有人称多出的这条Y染色体为“犯罪染色体”。下列关于XYY综合征的叙述正确的是()A．患者为男性．是由母亲减数分裂产生异常卵细胞所致B．患者为男性．是由父亲减数分裂产生异常精子所致C．患者为女性。是由母亲减数分裂产生异常卵细胞所致D．患者为女性。是由父亲减数分裂产生异常精子所致4．在减数分裂过程中，由于偶然原因雌果蝇的一对性染色体没有分开，由此产生的不正常的F1的染色体情况为()-5-A．6+X和6+YB．6+XX和6+XYC．6+XXX和6+XXYD．A和C5．一个基因型为AaXbY的精原细胞在减数分裂过程中，由于染色体分配紊乱．产生了一个AAaXb的精子，则另三个精子的基因型分别是()A．axb、Y、YB．Xb、aY、YC．axb、aY、YD．AaaXb、Y、Y6．人类2l三体综合征的成因是在生殖细胞形成的过程中，第2l号染色体没有分离。若女患者与正常人结婚后可以生育，其子女患该病的概率(jA．0B．1／4C．1／2D．1减数分裂染色体行为异常习题参考答案：1．解析：1个次级精母细胞2个异常精子，另1个次级精母细胞产生2个正常精子。答案为B。2．解析：XY为同源染色体未分开，为减数第一次分裂异常，YY为姐妹染色单体未分开，为减数第二次分裂异常。答案为C。3．解析：此题不可能XY一起看。因为另一条为Y染色体，不可能两个精子相结合，所以YY一起看。YY为姐妹染色单体未分开，为父方减数第二次分裂异常所致。答案为B。4．解析：有一种卵细胞为3+XX，有一种卵细胞就为3条常染色体，精子的染色体组成为3+X或者3+Y，随机结合，答案D。5．解析：基因型为AaXbY的精原细胞，在减数分裂过程中，如要产生一个基因型为AAaXb的精子，则发生异常的应该是在减数第一次后期。A和a都进入同一极，而Xb和Y则分向两极，Xb与Aa在同一极，进入同一个次级精母细胞，Y进入另一个次级精母细胞。含有AaXb的次级精母细胞继续分裂，在减数第二次分裂后期，应该两极均含有AaXb，但是含有A的两个染色单体分开后，没有进入两个子细胞．而是进入了同一个子细胞中，这样产生的两个子细胞中，一个为AAaXb。另一个为aXb，含有Y染色体的次级精母细胞继续分裂．产生两个含有Y染色体的精子。答案为A。6．解析：女患者的21号多出的染色体没有同源染色体，减数第一次分裂时那条多余的染色体随机分离，女患者产生22+X的卵的概率是1/2，产生23+X的卵（有两条第2l号染色体)概率是1／2。如果22+X的卵和正常的精子结合后代就正常，如果23+X的卵和正常的精子结合后代就患21三体综合征。故若女患者与正常人结婚后可以生育，其子女患该病的概率是1／2，答案为C。7．如图所示是一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的精原细胞