異常配子的快速求解法

湖北 陸龍志 向承敏

異常配子的快速求解法

湖北 陸龍志 向承敏

在學(xué)習(xí)必修2《基因與染色體的關(guān)系》后，經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)求解一個(gè)某種基因型精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞的基因組成問(wèn)題，同時(shí)求解多個(gè)這樣的精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞產(chǎn)生的精子或卵細(xì)胞的種類數(shù)及基因組成等。學(xué)生遇見(jiàn)這樣的問(wèn)題就感頭痛，但這還不算大問(wèn)題。當(dāng)碰上求解一個(gè)某種基因型的精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞因減數(shù)分裂異常而致異常的精子或卵細(xì)胞基因型時(shí)，錯(cuò)誤更是頻頻出現(xiàn)，百思不得其解。如何快速準(zhǔn)確求解異常配子的基因組成呢？以下兩種思路值得推廣應(yīng)用：一是基因型互補(bǔ)求解法（做減法），二是簡(jiǎn)筆畫(huà)法（畫(huà)細(xì)胞圖像）。

正常減數(shù)分裂過(guò)程中，一個(gè)性原細(xì)胞（不考慮減數(shù)第一次分裂前期非姐妹染色單體的交叉互換）在減數(shù)第一次分裂后期“位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離，與此同時(shí)，位于非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合”，這樣，減數(shù)第一次分裂完成后形成的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞（或第一極體和次級(jí)卵母細(xì)胞）基因組成具有互補(bǔ)性，而減數(shù)第二次分裂相當(dāng)于有絲分裂，故兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的4個(gè)精子之間兩兩互補(bǔ)。對(duì)于雜合子來(lái)說(shuō)如果精子（或卵細(xì)胞或極體）中出現(xiàn)等位基因，表明在減數(shù)第一次分裂后期出現(xiàn)差錯(cuò)；如果精子（或卵細(xì)胞或極體）中出現(xiàn)完全相同基因，表明在減數(shù)第二次分裂后期出現(xiàn)差錯(cuò)。下面就此類問(wèn)題舉例說(shuō)明之。

【例1】（改編）基因型為AaXBY小鼠的一個(gè)精原細(xì)胞僅因?yàn)闇p數(shù)第二次分裂過(guò)程中染色體未正常分離，而只產(chǎn)生了一個(gè)不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號(hào)染色體上。則另外三個(gè)精子的基因型可能是 （ ）

A.XBXB，aY，aXB

B.aXB，aXB，Y

C.YY，XBXB，aa

D.XBXB，aY，aY或YY，aXB，aXB

【解析】解題思路1——基因型互補(bǔ)求解法：基因型為AaXBY小鼠的一個(gè)精原細(xì)胞通過(guò)間期復(fù)制，形成的初級(jí)精母細(xì)胞的基因型為AAaaXBXBYY。由題意知，減數(shù)第一次分裂正常分裂，可產(chǎn)生基因型為AAXBXB和aaYY（或AAYY和aaXBXB）的兩個(gè)互補(bǔ)性次級(jí)精母細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂實(shí)質(zhì)相當(dāng)于有絲分裂。再據(jù)題意分析，減數(shù)第二次分裂過(guò)程中染色體未正常分離，而只產(chǎn)生了一個(gè)不含性染色體的AA型配子，所以基因型為AAXBXB（或AAYY）的次級(jí)精母細(xì)胞出現(xiàn)染色體未分離而產(chǎn)生基因型為AA和XBXB的配子；同時(shí)其互補(bǔ)性的次級(jí)精母細(xì)胞須正常分裂產(chǎn)生一種精子aY，故產(chǎn)生的另外三個(gè)精子的基因型是XBXB，aY，aY。同理，基因型為AAYY和aaXBXB的兩個(gè)互補(bǔ)性次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的另外三個(gè)精子的基因型是YY，aXB，aXB。

解題思路2——“簡(jiǎn)筆畫(huà)法”（畫(huà)細(xì)胞圖像）：據(jù)題意，畫(huà)出減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂部分示意圖如下。

另一種情況同上圖，同樣可得另外三個(gè)精子的基因型是YY，aXB，aXB。

【答案】D

【例2】一個(gè)基因型為AaXbY的精原細(xì)胞，在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，產(chǎn)生了一個(gè)AAaXb的精子，則另外三個(gè)精子的基因型分別是 （ ）

A.aXb，Y，Y B.Xb，aY，Y

C.AXb，aY，Y D.AAaXb， Y，Y

【解析】解題思路1——基因型互補(bǔ)求解法：一個(gè)基因型為AaXbY的精原細(xì)胞，通過(guò)減數(shù)第一次分裂前的間期復(fù)制形成的初級(jí)精母細(xì)胞的基因型為AAaaXbXbYY；由題意可知，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，產(chǎn)生了一個(gè)AAaXb的精子，說(shuō)明減數(shù)第一次分裂后期Aa這一對(duì)等位基因所在的同源染色體未分離，XY這一對(duì)同源染色體正常分離；故產(chǎn)生的兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的基因型分別為AAaaXbXb和YY。減數(shù)第二次分裂分裂實(shí)質(zhì)是有絲分裂，則基因型為AAaaXbXb次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個(gè)精子分別為AAaXb和aXb，基因型為YY次級(jí)精母細(xì)胞產(chǎn)生的兩個(gè)精子為Y和Y；故產(chǎn)生的另外三個(gè)精子為aXb，Y，Y。

解題思路2——“簡(jiǎn)筆畫(huà)法”（畫(huà)細(xì)胞圖像）：據(jù)題意，畫(huà)出減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂部分示意圖如下。

【答案】A

【練習(xí)】某雌果蠅的一個(gè)卵原細(xì)胞的基因型為AaXBXb，在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，產(chǎn)生了一個(gè)基因型為AaaXB的卵細(xì)胞，則另外三個(gè)極體的基因型分別為 （ ）

A.AXb，aXb，XbB.XB，aXb，Xb

C.aXB，Xb，XbD.AAaXb，Xb，Xb

【答案】C

（作者單位：湖北省房縣一中）