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1、. 分析同源染色體與等位基因 [2016-03-30] 同源染色體與等位基因是減數(shù)分裂和遺傳規(guī)律的基本概念，卻不易真正弄懂這兩個概念，在學習中感到困惑，下面對同源染色體與等位基因的概念進行辨析。 一、對同源染色體的來源、大小與形態(tài)的理解 作為同源染色體，對于常染色體來說，形態(tài)、結(jié)構(gòu)、遺傳組成基本相同，但對于 性染色體來說，大小與形態(tài)卻往往不相同。 同源染色體雖然有 “同源 ”兩字， 但其來源可理解為在受精作用過程中由于父母雙方各提供一個染色體組 （對于二倍體生物而言） ，因此在受精卵中就具有了一個來自父方、一個來自母方的同源染色體。但是 同源

2、染色體不一定都是一個來自父方一個來自母方，如對于單倍體生物通過自然或秋水仙素誘導染色體加倍后，得到的兩條大小形態(tài)一樣具有聯(lián)會能力 的染色體也稱為同源染色體。 但是，在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期， 由于著絲點分裂原來的姐妹染色單體分 開后形成的兩個大小形態(tài)完全一樣的染色體不叫同源染色體。 例 1 對性腺組織細胞進行熒光標記，等位基因 A、 a 都被標記為黃色，等位基因 B、 b 都被標記為綠色，在熒光顯微鏡下觀察處于四分體時期的細胞。下列有關推測合理的是（） A．若這 2 對基因在 1 對同源染色體上，則有 1 個四分體中出現(xiàn) 2 個黃色、 2 個綠色

3、熒 光點 B．若這 2 對基因在 1 對同源染色體上，則有 1 個四分體中出現(xiàn) 4 個黃色、 4 個綠色熒 光點 C．若這 2 對基因在 2 對同源染色體上，則有 1 個四分體中出現(xiàn) 2 個黃色、 2 個綠色熒 光點 D．若這 2 對基因在 2 對同源染色體上，則有 1 個四分體中出現(xiàn) 4 個黃色、 4 個綠色熒 光點 解析本題以熒光標記為手段， 考查減數(shù)分裂過程中四分體的相關知識。 由于染色體經(jīng)過 復制，基因也隨之加倍，使每個四分體上的同名基因含有 4 個，即 2 個 A 和 2 個 a 或 2 個 B 和 2 個 b ，若

4、2 對等位基因位于一對同源染色體上，則 1 個四分體中將出現(xiàn) 4 個黃色和 4 個綠色熒光點，若 2 對等位基因位于 2 對同源染色體上，則每個四分體中將出現(xiàn) 4 個黃色 或 4 個綠色熒光點。 答案 B 二、對同源染色體行為的理解 作為同源染色體，最重要的特征之一就是在減數(shù)分裂中具有聯(lián)會能力，并形成四分體，在四分體時期可能會發(fā)生交叉互換。注意的是，交叉互換只能發(fā)生在一對同源染色體內(nèi)部， 即只能在一對同源染色體的兩個非姐妹染色單體之間進行， 彼此交換的是等位基因或相同基因，屬于基因重組。 這與染色體變異中的易位不同， 染色體結(jié)構(gòu)的易位發(fā)生在非同源染色體之間，

5、彼此交換的是控制不同生物性狀的基因。 在減數(shù)第一次分裂的中期， 同源染色體成對排列在赤道板的位置。 在減數(shù)第一分裂的后期，同源染色體彼此分離，分別移向細胞兩極，產(chǎn)生的次級精母細胞（或次級卵母細胞、第 一極體）中不存在同源染色體（以二倍體生物為例）。 在有絲分裂中， 沒有同源染色體的聯(lián)會過程， 但卻仍然存在有同源染色體 （以二倍體生物為例）。在有絲分裂后期，隨著著絲點的分裂，兩組染色體分別移向細胞兩極，并且在每 一極仍然存在有同源染色體。 例 2 下列各項所進行的細胞分裂，不出現(xiàn)同源染色體配對現(xiàn)象的有（ D） 1 / 4 .

6、①將柳枝扦插，長成柳樹②由蛙的受精卵發(fā)育成蝌蚪③小鼠骨髓瘤細胞與淋巴細胞融合，得到的融合細胞大量繁殖④雄蜂產(chǎn)生精子的過程 A①③ B．②④ C．①②③ D. ①②③④ 解析① ~ ③中細胞通過有絲分裂增殖，④中的雄蜂體細胞只有一個染色體組，通過減數(shù)分裂形成精子，都無同源染色體配對。 答案 D 三、同源染色體與染色體組、生物幾倍體的關系 在一個染色體組中不可能存在有同源染色體。對于像雄蜂等只有一個染色體組的生物， 體細胞中及在有絲分裂過程中都不存在同源染色體。 對于同源多倍體來說， 大小形態(tài)相同的幾個染色體互為同源染色體， 因為它們彼此之間

7、 具有相互聯(lián)會的能力。如對于基因型為 AAaa 的同源四倍體來說，由于互為同源染色體的四 條染色體中的任意兩條都具聯(lián)會的能力與可能，所以它產(chǎn)生的配子比例為 1AA : 4Aa : 1a a。又如對于三倍體無子西瓜來說，由于大小形態(tài)相同的互為同源染色體的三條染色體中任 意兩兩之間都具聯(lián)會能力， 因此說同源染色體的聯(lián)會配對會發(fā)生紊亂， 造成染色體很難平均 分配到子細胞中去， 結(jié)果得到的絕大多數(shù)配子是染色體數(shù)目不均衡的配子， 不能正常的受精 結(jié)實，只有極少數(shù)的配子為正常配子，而概率僅為 1/2n （ n 代表一個染色體組中所有染色 體的數(shù)目），所以說三倍體無

8、子西瓜是高度不育的。 對于同源四倍體或同源八倍體來說，它們的配子中存在有同源染色體。 四、等位基因與同源染色體的關系 對于真核生物來說， 基因在同源染色體上都是成對存在的， 在同源染色體上占據(jù)相同位 置的控制某一性狀的不同基因稱為等位基因。 而在同源染色體上相同座位上的兩個一樣的基 因則稱為相同的基因。經(jīng)過基因突變產(chǎn)生的新的基因與原基因?qū)儆诘任换颉? 在一個物種內(nèi)， 基因如果存在多種等位基因的形式， 這種現(xiàn)象就稱為復等位基因。 但任 何一個二倍體個體只存在復等位基因中的二個相同或不同的基因。下面再說明幾點： （ 1）同源染色體相同位置上存在的并非

9、都是等位基因。 對于純合子來說， 同源染色體相同位置上存在的都是相同的基因。 而同源染色體相同位 置上只要存在有等位基因的個體則一定是雜合子。 （ 2）同源染色體某一位置上可能只存在一對等位基因中的一個基因。 人類的 X 染色體比 Y 染色體大得多，但二者仍是同源染色體，在 X 染色體的非同源區(qū) 段上存在著的基因在 Y 染色體上沒有與之對應的基因存在。 另外，如果發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)的缺失， 則缺失部位沒有與另一條同源染色體相對應的等位 基因或相同基因。 （ 3）等位基因并非只存在于同源染色體上。 一般情況下， 等位基因只能存在于一對同源染色體上

10、， 但還可能存在于同一條染色體的 兩條姐妹染色單體或同一條染色體的著絲點分裂后產(chǎn)生的子染色體上。 以上兩種情況如果來 自有絲分裂， 則等位基因的來源是由于基因突變產(chǎn)生的。 如果是來自減數(shù)分裂， 則等位基因 的來源可能是基因突變或四分體時期的交叉互換。 （ 4）非等位基因并非只存在于非同源染色體上。 非等位基因的存在有三種情況： 非同源染色體上的基因控制的不是相對性狀， 這些基因不是等位基因； 同源染色體上不同位置的基因， 控制的也不是相對性狀， 它們也不屬于等位基因；此外，同一條染色體上的不同位置的基因也不屬于等位基因。 例 3 下圖為某二倍體生物細胞分裂某

11、一時期， 1、 2 、 3、 4 代表染色體， a、 a 、 b、 b 代表染色單體。且不考慮基因突變和同源染色體之間的交叉互換，則 2 / 4 . （） A．該細胞中有四分體 4 個、 DNA 分子 8 個 B．如果 a 上有 E 基因， a′相同位置上的基因是 E 或 e C．由于非同源染色體自由組合，此細胞分裂完成將得到四種子細胞 D．由于同源染色體分離，分裂后 a 與 b 不能共存于同一個子細胞 解析該圖中有２對同源染色體，因此有２個四分體共有８條 DNA 分子。在不考慮基因 突變與交叉互換情況下， 姐妹染色

12、單體應是完全相同的， 相同部分存在的是相同的基因。 該時期是減數(shù)第一次分裂， 產(chǎn)生的是兩個次級性母細胞。 由于在減數(shù)第一次分裂的后期同源染色體的分開， a 與 b 不能共存于同一個子細胞。 答案 D 鞏固訓練 1. 以下細胞中既有同源染色體，又含染色單體的是（） ①有絲分裂中期細胞 ②有絲分裂后期細胞 ③減數(shù)第一次分裂中期細胞 ④減數(shù)第二次分裂中期細胞 ⑤減數(shù)第一次分裂后期細胞 ⑥減數(shù)第二次分裂后期細胞 A.①③⑤ B．②④⑥ C．①②③ D．④⑤⑥ 2. 下列敘述的關于細胞增殖過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象中不正確的是 （）

13、 ①進行有絲分裂的細胞沒有同源染色體和同源染色體的聯(lián)會 ②進行有絲分裂的細胞有同源染色體，但無同源染色體的聯(lián)會 ③進行減數(shù)分裂的細胞出現(xiàn)同源染色體和同源染色體的聯(lián)會 ④進行減數(shù)分裂的細胞出現(xiàn)同源染色體，但同源染色體不聯(lián)會 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 3. 關于下圖的敘述中，正確的有（） Ⅰ . 因為細胞中有中心體⑨，所以可以斷定該細胞不是高等植物細胞 Ⅱ . ④是一條染色體，包含兩條染色單體①和③，兩條染色單體由一個著絲點②相連 Ⅲ . 細胞中有兩對同源染色體， 即④和⑦為一對同源染色體， ⑤和⑥為另一對同源染色 體

14、Ⅳ . 在后期時，移向同一極的染色體有同源染色體 A．1 項 B．2 項 C．3 項 D．4 項 4. 大量事實表明，孟德爾發(fā)現(xiàn)的基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。據(jù)此做出如下推測，哪一項是沒有說服力的（） A. 基因在染色體上 B. 同源染色體分離導致等位基因分離 C. 每條染色體上都有許多基因 D. 非同源染色體自由組合使非等位基因重組 5. 在細胞正常分裂的情況下，雄性果蠅精巢中一定含有兩個 Y 染色體的細胞是（） A. 減數(shù)第一次分裂的初級精母細胞 B. 有絲分裂中期的精原細胞 C. 減數(shù)第二次分裂的次級精母細胞

15、 D. 有絲分裂后期的精原細胞 3 / 4 . 6. 根據(jù)孟德爾遺傳規(guī)律推斷，下列結(jié)構(gòu)中可能含有等位基因的是（）①四分體 ②姐妹染色單體 ③一個 DNA 分子的兩條脫氧核苷酸鏈 ④非同源染色體 A.②③ B.① C.②④ D. ①③ 7. 某種昆蟲長翅（ A）對殘翅（ a）為顯性，直翅（ B）對彎翅（ b）為顯性，有刺剛毛（D）對無刺剛毛（ d ）為顯性，控制這 3 對性狀的基因均位于常染色體上。現(xiàn)有這種昆蟲，個體基因型如下圖所示，請回答下列問題。 （ 1）長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的遺傳是否遵循基因自由組合

16、定律，并說 明理由。 _______________________________________ 。 （ 2）該昆蟲一個初級精母細胞所產(chǎn)生的精細胞的基因型為 _______________ 。 （ 3）該昆蟲細胞有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因有 _____________ 。 （ 4）該昆蟲細胞分裂中復制形成的兩個 D 基因發(fā)生分離的時期有 ___________ 。 （ 5）為驗證基因自由組合定律，可用來與該昆蟲進行交配的異性個體的基因型分別是 ______________ 。 答案 1. A2. B3. D4. C5. D6. B 7. （ 1 ）不遵循，控制這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上（ 2）AbD 、 abd 或 Abd 、 abD （ 3）A、 a、b 、 b 、D、 d （ 4）有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期 （ 5）aabbdd 、aaBBdd 、 AabbDd 、 AaBBDd 4 / 4