湖北 呂愛民 陳延安

“配子”專題知識點(diǎn)分析和題型整合

湖北 呂愛民 陳延安

配子在高中生物教學(xué)中具有非常重要的地位，涉及減數(shù)分裂、遺傳定律和生物變異等核心知識點(diǎn)。現(xiàn)將配子專題相關(guān)知識點(diǎn)和題型整合分析如下。

1.一對等位基因染色體缺失時(shí)產(chǎn)生的配子分析

顯性基因所在的染色體片段缺失時(shí)，會使隱性基因控制的性狀表現(xiàn)出來，這稱為擬顯性現(xiàn)象。

【例1】 （2014年安徽卷第31題第3問）香味性狀是優(yōu)質(zhì)水稻品種的重要特性之一，香稻品種甲的香味性狀受隱性基因（a）控制，用純合無香味植株作母本與香稻品種甲進(jìn)行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請對此現(xiàn)象給出合理解釋：

①_______________；②_______________。

【解析】正常情況下純合無香味植株（AA）與香稻品種甲（aa）雜交，所得子代全部為無香味植株（Aa）。某一雌配子形成時(shí)，若A基因突變?yōu)閍基因或含A基因的染色體片段缺失，則可能出現(xiàn)某一植株具有香味性狀。

【答案】①某一雌配子形成時(shí)，A基因突變?yōu)閍基因②某一雌配子形成時(shí)，含A基因的染色體片段缺失

2.一對等位基因染色體數(shù)目變異時(shí)產(chǎn)生的配子分析

根據(jù)基因的分離定律很容易寫出已知基因型的正常精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞形成的配子及其比例。但在涉及求染色體數(shù)目變異引起的特殊配子及比例時(shí)，大多數(shù)學(xué)生就一籌莫展了。下面通過兩個(gè)典型例題介紹此類題型的解題方法。

【例2】求基因型為AAaa的四倍體植物產(chǎn)生的配子及其比例。

【解析】從減數(shù)分裂染色體的行為變化來分析。A和a互為等位基因，位于一對同源染色體上，那么AAaa的四倍體植物中的四個(gè)基因位于四條同源染色體上，如圖1所示。其原始的生殖細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂后期時(shí)，染色體有如圖2所示的三種分配方式，且出現(xiàn)這三種分配方式的概率相同。所以基因型為AAaa的四倍體生物一共形成3種配子，且比例為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1。

圖1

圖2

【答案】AA∶Aa∶aa=1∶4∶1

【例3】番茄是二倍體植物，有一種三體番茄，其第6號染色體的同源染色體有三條。三體在減數(shù)第一次分裂后期時(shí)，多的一條染色體隨機(jī)地移向細(xì)胞的任意一極。若該三體的基因型為AAa，求其產(chǎn)生的配子及其比例。

【解析】從減數(shù)分裂染色體的行為變化來分析。AAa中的三個(gè)基因位于三條同源染色體上，如圖3所示。其原始的生殖細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂后期時(shí)，染色體有如圖4所示的三種分配方式，且出現(xiàn)這三種分配方式的概率相同。所以基因型為AAa的三體生物一共形成4種配子，且比例為a∶A∶AA∶Aa=1∶2∶1∶2。

圖3

圖4

【答案】a∶A∶AA∶Aa=1∶2∶1∶2

3.二對等位基因獨(dú)立遺傳時(shí)正常情況下產(chǎn)生的配子分析

若某生物的基因型為AaBb并且符合基因的自由組合定律，正常情況下產(chǎn)生的配子分析如下：

可能產(chǎn)生配子的種類實(shí)際能產(chǎn)生配子的種類一個(gè)精原細(xì)胞4種2種（AB、ab或Ab、aB）一個(gè)雄性個(gè)體4種4種（AB、ab、Ab、aB）一個(gè)卵原細(xì)胞4種1種（AB或ab或Ab或aB）一個(gè)雌性個(gè)體4種4種（AB、ab、Ab、aB）

【例4】從某動物產(chǎn)生的精子中提取出四個(gè)，經(jīng)測定基因型分別為AB、Ab、aB、ab，若不考慮交叉互換與基因突變，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）

A. 這四個(gè)精子至少來自兩個(gè)精原細(xì)胞

B. 這四個(gè)精子可能來自同一個(gè)精原細(xì)胞

C. AB、ab不可能來自同一個(gè)次級精母細(xì)胞

D. AB、Ab不可能來自同一個(gè)初級精母細(xì)胞

【解析】一個(gè)基因型為AaBb的精原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，形成基因型為AABB和aabb或AAbb和aaBB的兩個(gè)次級精母細(xì)胞，減數(shù)第二次分裂時(shí)，在不考慮交叉互換與基因突變的情況下，由同一個(gè)次級精母細(xì)胞形成的兩個(gè)精細(xì)胞或精子的基因型是完全相同的，為AB、AB或ab、ab或Ab、Ab或aB、aB，所以選項(xiàng)C、D正確。正常情況下一個(gè)精原細(xì)胞或初級精母細(xì)胞只能產(chǎn)生兩種精子，該動物出現(xiàn)基因型為AB、Ab、aB、ab的四種精子，說明它們至少來自兩個(gè)精原細(xì)胞，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。

【答案】B

4.二對等位基因獨(dú)立遺傳時(shí)異常情況下產(chǎn)生的配子分析

減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)可能出現(xiàn)以下三種異常情況：減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變、減數(shù)第一次分裂后期同源染色體沒有分離、減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂形成的兩條子染色體移向了同一極。三種異常情況的具體分析見例5。若試題中已知了某一異常配子的基因型，要分析可能的原因見例6。

【例5】若某生物精原細(xì)胞的基因組成及基因與染色體的位置關(guān)系如圖5所示，求下列異常情況下產(chǎn)生的精子種類及比例。

圖5

（1）若減數(shù)第一次分裂前的間期復(fù)制時(shí)，一個(gè)A突變成了a，且減數(shù)第一次分裂后期，1號和3號組合，2號和4號組合，則該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_______。

（2）若減數(shù)第一次分裂后期，1號、2號同源染色體沒有分離，則該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_______。

（3）若減數(shù)第一次分裂后期，1號和3號組合，2號和4號組合，但減數(shù)第二次分裂后期，1號染色體經(jīng)過復(fù)制、著絲點(diǎn)分裂形成的兩條子染色體移向了同一極，則該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為_________。

【解析】（1）依題意可知，1號和3號組合形成的次級精母細(xì)胞基因型為AaBB，該次級精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精子為AB和aB；2號和4號組合形成的次級精母細(xì)胞基因型為aabb，該次級精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精子為ab。故該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AB∶aB∶ab=1∶1∶2。

（2）若1號、2號和3號組合在一起，形成的兩個(gè)次級精母細(xì)胞基因型為AAaaBB和bb，前者產(chǎn)生的兩個(gè)精子為AaB，后者產(chǎn)生的兩個(gè)精子為b；若1號、2號和4號組合在一起，形成的兩個(gè)次級精母細(xì)胞基因型為AAaabb和BB，前者產(chǎn)生的兩個(gè)精子為Aab，后者產(chǎn)生的兩個(gè)精子為B。故該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AaB∶b=1∶1或Aab∶B=1∶1。

（3）1號和3號組合形成的次級精母細(xì)胞基因型為AABB，該次級精母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂后期，1號染色體經(jīng)過復(fù)制、著絲點(diǎn)分裂形成的兩條子染色體移向了同一極，產(chǎn)生的兩個(gè)精子分別為AAB和B；2號和4號組合形成的次級精母細(xì)胞基因型為aabb，該次級精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精子為ab。故該精原細(xì)胞產(chǎn)生的精子的種類及比例為AAB∶B∶ab=1∶1∶2。

【答案】（1）AB∶aB∶ab=1∶1∶2 （2）AaB∶b=1∶1或Aab∶B=1∶1 （3）AAB∶B∶ab=1∶1∶2

【例6】（2011年山東理綜卷）基因型為AaXBY的小鼠僅因?yàn)闇p數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個(gè)不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號染色體。下列關(guān)于染色體未分離時(shí)期的分析，正確的是 （ ）

①2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離

②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時(shí)未分離

③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離

④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時(shí)未分離

A. ①③ B. ①④

C. ②③ D. ②④

【解析】依據(jù)題干信息“產(chǎn)生一個(gè)不含性染色體的AA型配子”，可知“A與A”沒有分離，而A與A的分離發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期，故①正確；同時(shí)還可知“A與a”分離了，而A與a的分離發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，故②不正確。“不含性染色體”有兩種可能：一是減數(shù)第一次分裂后期性染色體沒有分離，二是減數(shù)第二次分裂后期某一染色體著絲點(diǎn)分裂形成的兩條子性染色體移向了同一極，故③正確，④不正確。

【答案】A

5.配子棋盤法求后代概率分析

所有遺傳概率的計(jì)算題都可以先求出親本的配子，再利用配子棋盤法求出后代的概率。在涉及致死、淘汰和親本有多種可能的基因型并且隨機(jī)交配等情況時(shí)，配子棋盤法更顯得簡潔方便。

【例7】（2010年全國理綜卷Ⅱ）已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個(gè)體全部存活，aa個(gè)體在出生前會全部死亡?，F(xiàn)有該動物的一個(gè)大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1∶2。假設(shè)每對親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是 （ ）

A. 1∶1 B. 1∶2

C. 2∶1 D. 3∶1

【解析】先求出親本的配子及概率再利用配子棋盤法求后代概率。由于父本、母本都有AA、Aa兩種基因型，且比例為1∶2，故雌雄配子都有兩種，其中A=2/3，a=1/3，列配子棋盤法如下：

♀配子配子A（2/3）a（1/3）A（2/3）AA（4/9）Aa（2/9）a（1/3）Aa（2/9）aa（1/9）

因?yàn)閍a在出生前就已經(jīng)死亡，所以該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA∶Aa=1∶1。

【答案】A

6.配子致死分析

根據(jù)在生物個(gè)體發(fā)育階段的不同時(shí)期所發(fā)生的致死效應(yīng)，致死現(xiàn)象可以分為配子致死和合子致死。配子致死是指致死基因在配子期發(fā)揮作用而具有致死效應(yīng)。

【例8】一雜合子（Dd）植株自交時(shí)，含有隱性配子的花粉有50%的死亡率，則自交后代的基因型比例是 （ ）

A. 1∶1∶1 B. 4∶4∶1

C. 2∶3∶1 D. 1∶2∶1

【解析】隱性配子的花粉有50%的死亡率，說明雄配子中D、d的比例是2∶1，而雌配子中D、d的比例為1∶1，所以用配子棋盤法（如下圖）即可求得DD∶Dd∶dd＝2∶3∶1。

【答案】C

配子♀配子D（1/2）d（1/2）D（2/3）DD（2/6）Dd（2/6）d（1/3）Dd（1/6）dd（1/6）

（作者單位：湖北省監(jiān)利中學(xué)）