魏親訪
摘要:減數(shù)分裂是遺傳規(guī)律的物質(zhì)基礎(chǔ),異常的減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類、特點(diǎn)也像正常的減數(shù)分裂一樣有規(guī)律。減數(shù)第一次分裂的實(shí)質(zhì)是同源染色體分離,減數(shù)第二次分裂的實(shí)質(zhì)是姐妹染色單體分開,不同的異常原因,產(chǎn)生的子細(xì)胞也各有特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:減數(shù)分裂;異常;特點(diǎn)
細(xì)胞增殖是高考中??純?nèi)容,特別是減數(shù)分裂更是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn),在高考復(fù)習(xí)中占有重要地位,因?yàn)闇p數(shù)分裂又與有性生殖有關(guān),所以與遺傳變異聯(lián)系也很緊密。在復(fù)習(xí)中,一個(gè)性原細(xì)胞正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞、種類、數(shù)量等規(guī)律比較好掌握,但是如果減數(shù)分裂異常時(shí),又呈現(xiàn)出什么規(guī)律呢?教學(xué)中以圖像來總結(jié)減數(shù)分裂異常時(shí)產(chǎn)生子細(xì)胞特點(diǎn)的規(guī)律,對(duì)學(xué)生推斷異常細(xì)胞產(chǎn)生的時(shí)期、原因會(huì)有幫助。
一、 減數(shù)分裂正常情況下產(chǎn)生的子細(xì)胞
若體細(xì)胞基因型為AaBb(位于兩對(duì)同源染色體),則正常情況下,一個(gè)性原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂,會(huì)產(chǎn)生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四個(gè)、兩種類型正常子細(xì)胞,且子細(xì)胞中不含等位基因,不含同源染色體,含有一對(duì)非等位基因,含有一對(duì)非同源染色體。
二、 減數(shù)分裂異常時(shí)產(chǎn)生的子細(xì)胞
減數(shù)分裂過程中染色體復(fù)制一次,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。減數(shù)第一次分裂的實(shí)質(zhì)是同源染色體分離,減數(shù)第二次分裂的實(shí)質(zhì)是姐妹染色單體分開,而減數(shù)分裂出現(xiàn)異常也常常是因?yàn)樵跍p數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離或者減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分開而導(dǎo)致的。不同的時(shí)期出現(xiàn)異常,產(chǎn)生的子細(xì)胞異常特點(diǎn)也不盡相同,具有不同的規(guī)律。
(一) 若在減數(shù)第一次分裂時(shí)異常產(chǎn)生子細(xì)胞特點(diǎn)
減數(shù)第一次分裂異常即某一對(duì)同源染色體未分離,而進(jìn)入了同一個(gè)次級(jí)性母細(xì)胞或極體,從而導(dǎo)致一個(gè)細(xì)胞多一條同源染色體,而另外一個(gè)細(xì)胞則缺少了一條非同源染色體。減數(shù)第二次分裂正常進(jìn)行,多一條同源染色體的細(xì)胞就會(huì)分裂為兩個(gè)相同的、都多了一條同源染色體的細(xì)胞;少一條非同源染色體的細(xì)胞就會(huì)分裂為兩個(gè)相同的、都少一條非同源染色體的細(xì)胞。如圖1所示:
由圖1可以看出,由于在減數(shù)第一次分裂后期發(fā)生錯(cuò)誤,含有等位基因B和b的同源染色體未分離,產(chǎn)生子細(xì)胞的基因型分別為:ABb、ABb、a、a,共4個(gè)、2種類型子細(xì)胞。異常細(xì)胞特點(diǎn):
①全部都是異常細(xì)胞,無正常配子。
②與正常子細(xì)胞相比較,兩個(gè)基因型ABb子細(xì)胞含有了等位基因,含有同源染色體。
③與正常子細(xì)胞相比較,兩個(gè)基因型a子細(xì)胞缺失了非等位基因,缺失了非同源染色體。
(二) 若在減數(shù)第二次分裂時(shí)異常產(chǎn)生子細(xì)胞特點(diǎn)
減數(shù)第二次分裂異常即減數(shù)第一次分裂正常產(chǎn)生兩個(gè)各含一個(gè)染色體組的子細(xì)胞,其中一個(gè)次級(jí)性母細(xì)胞或極體在后期某條染色體的著絲點(diǎn)未分裂,或者分裂了但是兩條姐妹染色單體未分離,而進(jìn)入了同子細(xì)胞,從而導(dǎo)致一個(gè)細(xì)胞多一條同源染色體,而另外一個(gè)細(xì)胞則缺少了一條非同源染色體。如圖2所示:
圖2減數(shù)第二次分裂異常時(shí)產(chǎn)生子細(xì)胞圖像
由圖2可以看出,由于在減數(shù)第二次分裂后期發(fā)生錯(cuò)誤,含有相同基因b和b的姐妹染色單體未分離,產(chǎn)生子細(xì)胞的基因型分別為:Abb、A、aB、aB,共4個(gè)、3種類型子細(xì)胞。異常細(xì)胞特點(diǎn):
①有正常的子細(xì)胞和異常的子細(xì)胞,異常細(xì)胞和正常細(xì)胞之比為1∶1。
②與正常子細(xì)胞相比較,基因型Abb子細(xì)胞多了一個(gè)相同基因,多了一條相同的染色體。
③與正常子細(xì)胞相比較,基因型A子細(xì)胞缺失了一個(gè)非等位基因,缺失了非同源染色體。
三、 總結(jié)
通過以上圖像和特點(diǎn)可以看出,減數(shù)分裂產(chǎn)生異常時(shí),若產(chǎn)生子細(xì)胞多了一個(gè)等位基因或多一條同源染色體,肯定是減數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離的原因;若產(chǎn)生子細(xì)胞多了一個(gè)相同基因或相同染色體,肯定是減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分離的原因;若產(chǎn)生的子細(xì)胞缺失一個(gè)非等位基因或缺失一條非同源染色體,則有可能是因?yàn)闇p數(shù)第一次分裂同源染色體未分離,也有可能是減數(shù)第二次分裂姐妹染色單體未分離。
總結(jié)了減數(shù)分裂在不同時(shí)期出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)產(chǎn)生的異常細(xì)胞的特點(diǎn)后,就可以根據(jù)異常細(xì)胞的特點(diǎn),輕而易舉的推斷出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因和時(shí)期了。
【例1】基因型為AaXBY的小鼠因?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Aa位于2號(hào)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(hào)染色體一定在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離
②2號(hào)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. ①③B. ②③C. ②④D. ①④
解析:基因型為AaXBY,異常配子為AA,有兩條2號(hào)染色體,無性染色體。異常配子的特點(diǎn):①對(duì)于等位基因Aa來說,配子中多了一個(gè)相同基因,多了一條相同的染色體,則2號(hào)染色體肯定是在減數(shù)第二次分裂時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。②對(duì)于性染色體來說,配子只有常染色體缺少性染色體,即缺少非同源染色體,缺少非等位基因,則性染色體有可能是在減數(shù)第一次分裂后期未分離所致,也有可能是在減數(shù)第二次分裂后期姐妹染色單體未分開所致。故選A。
【例2】下列配子的產(chǎn)生與減數(shù)第一次分裂后期染色體的異常行為密切相關(guān)的是()
A. 基因型為DD的個(gè)體產(chǎn)生D、d的配子
B. 基因型為AaBb的個(gè)體產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子
C. 基因型為XaY的雄性個(gè)體產(chǎn)生XaY的異常精子
D. 基因型為XBXb的雌性個(gè)體產(chǎn)生XBXB的異常卵細(xì)胞
解析:根據(jù)以上可知,減數(shù)第一次分裂后期染色體的異常行為產(chǎn)生子細(xì)胞特點(diǎn)是多一個(gè)等位基因、多一條同源染色體,或者缺失一個(gè)非等位基因、少一條非同源染色體。C選項(xiàng)中XaY的雄性個(gè)體產(chǎn)生的精子應(yīng)該只含有一條X或一條Y,而XaY的異常精子多一條同源染色體,符合減數(shù)第一次分裂異常的特點(diǎn)。D選項(xiàng)中基因型為XBXb的雌性個(gè)體產(chǎn)生的卵細(xì)胞應(yīng)該只有一條XB或一條Xb,而異常卵細(xì)胞XBXB多一個(gè)相同基因、相同染色體,符合減數(shù)第二次分裂異常的特點(diǎn)。故C符合題意。endprint