生物的可遺傳變異主要有三種情況構(gòu)成,分別是染色體變異、基因重組、基因突變。其中染色體變異中的染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組中的交叉互換、基因突變?nèi)呒扔邢嗨菩?,又有本質(zhì)區(qū)別,現(xiàn)根據(jù)幾個(gè)實(shí)例對(duì)這三種情況進(jìn)行辨析。
1 染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的辨析
【例1】(多選)已知某物種的一條染色體上依次排列著M、N、O、p、q五個(gè)基因,如圖1所示,在細(xì)胞有絲分裂后出現(xiàn)了如圖A-D變化所示的染色體,其中屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是( )
解析:在此題中A圖染色體片段縮短,基因數(shù)量明顯減少,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失;B圖中0基因數(shù)量增多屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的增添;C圖中基因的數(shù)量種類都沒(méi)有發(fā)生變化,但是各個(gè)基因在染色體上的位置發(fā)生了明顯的變化,所以應(yīng)屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的基因倒位。D圖中基因的數(shù)量沒(méi)有發(fā)生變化,各個(gè)基因的位置沒(méi)有變,但是原圖中N、o、p三個(gè)基因分別變成了n、o、P,出現(xiàn)了原染色體上沒(méi)有的基因,應(yīng)是基因突變或交叉互換。本題題干中已明確說(shuō)明是發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中,因此排除了交叉互換的可能。應(yīng)為基因突變。
參考答案:ABC。
小結(jié):在此題中要辨析染色體結(jié)構(gòu)變異和基因突變之間的差異,主要是抓住兩者的本質(zhì)差異:染色體上有無(wú)新基因的產(chǎn)生。
注意:由于染色體結(jié)構(gòu)變異中還有一種情況是易位,因此在利用此策略時(shí)還要注意染色體上產(chǎn)生的新基因是否是細(xì)胞內(nèi)其他染色體上已經(jīng)存在的。如果產(chǎn)生的新基因是在其他染色體上也有的,那么也不排除發(fā)生易位的可能。2染色體結(jié)構(gòu)變異與交叉互換的辨析
【例2】圖2是果蠅細(xì)胞的染色體組成,以下說(shuō)法正確的是( )
A 1與4之間的交換屬于基因重組
B 染色體1、2、4、5屬于一個(gè)染色體組
C 控制果蠅紅眼或白眼的基因位于6號(hào)染色體上
D 果蠅單倍體基因組可以由1、3、7、5、6組成
解析:基因重組有兩種情況,一種是可以發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中以及非同源染色體上的非等位基因之間,這叫自由組合;另一種是發(fā)生在同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)的非姐妹染色單體之間,這叫做交叉互換。此題中誤選A的錯(cuò)誤率非常高,在這里主要是對(duì)交叉互換與染色體機(jī)構(gòu)變異中的易位認(rèn)識(shí)不清。由于圖中1與4形狀大小很相似,因此認(rèn)為可以發(fā)生交叉互換,屬于基因重組。而仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)1與4并不是屬于同源染色體,無(wú)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。它們之間的交換已不屬于基因重組的范疇,而是屬于非同源染色體之間片段的互換,應(yīng)是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。
參考答案:D。
小結(jié):交叉互換是屬于基因重組的一種類型,前提是發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中和同源染色體中的非姐妹染色體單體之間。而易位屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,是發(fā)生在非同源染色體之間。兩種情況發(fā)生的對(duì)象不同。
3 基因突變和交叉互換的辨析
【例3】(多選)圖3是某個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體,字母代表染色體上帶有的基因)。據(jù)圖所做的判斷中,不正確的是( )
A 該動(dòng)物的性別是雄性的
B 乙細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變或基因重組
C 1與2或1與4的片段交換,都屬于基因重組
D 丙分裂產(chǎn)生子細(xì)胞后的變化特點(diǎn),是某些性狀表現(xiàn)母系遺傳的重要原因
解析:基因突變既可能發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中又可以發(fā)生在有絲分裂過(guò)程中,交叉互換只能發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中。B選項(xiàng)說(shuō)乙圖中分離的姐妹染色單體上出現(xiàn)了A、a兩種基因,若要出現(xiàn)基因重組,必定應(yīng)該是發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,但是乙圖卻分明是有絲分裂后期。因此可以排除交叉互換或者說(shuō)是基因重組的可能。c選項(xiàng)可以采用第二種情況來(lái)分析。
參考答案:BC。
小結(jié)3:要判斷基因突變和交叉互換主要是要從發(fā)生的時(shí)間來(lái)看:基因突變既可能發(fā)生在有絲分裂又可能發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,而交叉互換只能發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中。