减数分裂基因行为.docVIP

【生物】追踪减数分裂中的基因行为 生物体在有性生殖过程中，通过减数分裂产生的配子（精子和卵细胞），既是亲代的产物，又是子代的根源，是连接亲子代的纽带。通过受精作用形成的合子中的遗传物质，是子代个体发育的指令和规划图。由于减数分裂形成的配子中染色体组成具有多样性，导致不同配子的遗传物质存在差异。在减数分裂过程中，染色体的行为变化是理解和掌握基因分离定律和自由组合定律的细胞学基础。那么减数分裂过程中，在染色体的行为发生变化时，其上的基因行为如何呢？ 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。 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。 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．①③ B．①④ C． ②③