染色体异常的减数分裂、遗传题归类分析

1 个性化作业①2015年10月10日编辑

【染色体异常的减数分裂、遗传题归类分析】

【例析】（2011·四川卷·31·II）小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙系在培育过程中发生了染色体的 变异。该现象如在自然条件下发生，可为 提供原材料。 （2）甲和乙杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随 的分开面分离。F1自交所得F2中有 种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有 种。 （3）甲与丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中I甲与I丙因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到 个四分体；该减数分裂正常完成，可产生 种基因型的配子，配子中最多含有 条染色体。 （4）让（2）中F1与（3）中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为 。 【解析】这道题综合考查了遗传的基本规律、染色体变异、减数分裂以及进化等相关知识，考查了学生的理解能力、获取信息能力和综合运用能力。 乙细胞中，普通小麦的Ⅱ号染色体上，B基因所在的打阴影部分的染色体片段来自于偃麦草，偃麦草与普通小麦属于两个不同的物种，没有同源染色体，所以乙在培育的过程中发生了染色体片段由偃麦草的染色体转移到了它的非同源染色体即普通小麦的Ⅱ号染色体上，这属于染色体结构变异，同理，丙系在培育的过程中也发生了染色体结构变异。依据现代生物进化理论，染色体变异能为生物进化提供原材料。 甲和乙杂交所得到的F1，其细胞内染色体组成如右图,F1的基因型为ⅠAⅠaⅡBⅡO,A与a是位于一对同源染色体上的等位基因，在减数第一次分裂的后期，会随着同源染色体的分离而分离。F1所有染色体正常联会，且A、B两基因独立遗传，所以F1自交所得F2有9种基因型，即ⅠAⅠAⅡBⅡB、ⅠAⅠAⅡBⅡO、ⅠAⅠaⅡBⅡB、ⅠAⅠaⅡBⅡO、ⅠaⅠaⅡBⅡB、ⅠaⅠaⅡBⅡO、ⅠAⅠAⅡOⅡO、ⅠAⅠaⅡOⅡO和ⅠaⅠaⅡOⅡO。其中仅表现抗矮黄病的只有ⅠaⅠaⅡBⅡB和ⅠaⅠaⅡBⅡO两种基因型。 甲和丙杂交所得到的F1，其细胞内染色体组成如右图,F1的基因型为ⅠAOⅠaEⅡ0ⅡO,除了I甲与I

丙因差异较大不能正常配对形成四分体外，其余20对同源染色体的正常配对，各形成1个四分体，所以可观察到20个四分体。在减数分裂形成配子的过程中，有可能I甲与I丙没有平均分配到两个次级性母细胞中，而是进入到了同一个次级性母细胞中，这样就会形成ⅠAOⅠaEⅡ0与Ⅱ0两种基因型的配子；也有可能I甲与I丙平均分配到两个次级性母细胞中，这样就会形成ⅠAOⅡ0与ⅠaEⅡ0两种基因型的配子。因此，最终可以形成4种基因型的配子。其中，基因型为ⅠAOⅠaEⅡ0的配子中既含有I甲又含有I丙，染色体数目最多，为22条。 2

（2）中的F1能产生基因型为ⅠaOⅡO、ⅠAOⅡO、ⅠaOⅡB和ⅠAOⅡB的四种配子，如下图所示 四种配子的比例为1/4：1/4：1/4：1/4；（3）中的F1能产生基因型为ⅠAOⅠaEⅡO、ⅡO、ⅠAOⅡO和 ⅠaEⅡO的四种配子，如下图所示，由于各种配子的形成机会与可育性相等，所以四种配子的比例为1/4：1/4：1/4：1/4。列出P方阵如下： 1/4ⅠaOⅡO 1/4ⅠAOⅡO 1/4ⅠaOⅡB 1/4ⅠAOⅡB 1/4ⅠAOⅠaEⅡO 1/16ⅠAOⅠaEⅠaOⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅠaOⅠaEⅡOⅡB 1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡBⅡO 1/4ⅡO 1/16ⅠaOⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅡOⅡO 1/16ⅠaOⅡBⅡO 1/16ⅠAOⅡBⅡO 1/4ⅠAOⅡO 1/16ⅠAOⅠaOⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅠAOⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅠaOⅡBⅡO 1/16ⅠAOⅠAOⅡBⅡO 1/4ⅠaEⅡO 1/16ⅠaEⅠaOⅡOⅡO 1/16ⅠAOⅠaEⅡOⅡO 1/16ⅠaEⅠaOⅡBⅡO 1/16ⅠAOⅠaEⅡBⅡO 可见，后代植株同时表现三种性状的几率为1/16ⅠAOⅠaOⅠaEⅡOⅡB +1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡBⅡO +1/16ⅠAOⅠaEⅡBⅡO =3/16。

【答案】（1）结构 生物进化 （2）同源染色体 9 2 （3）20 4 22（4）3/16 【近几年的高考、模拟试题汇编】 1、（2013年·福建卷）某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是 A.图甲所示的变异属于基因重组 B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞 C.如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种 D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代 【解析】图甲显示，两条非同源染色体（一条14 号和一条21 号染色体）相互连接时，丢失了一小段染色体片段，故该变异属于染色体结构变异，A 项错误；因有丝分裂中期染色体的着丝点排列在赤道板上，故此时染色体最清晰，B项错误；根据乙图及题意可知，减数第一次分裂后期同源染色体发生分离时，图乙中配对的三条染色体，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极，有三种可能的情况：①14号移向一极，异常染色体和21号同时移向另一极；②异常染色体移向一极，14号和21号同时移向另一极；③21号移向一极，异常染色体和14号同时移向另一极；其结果共产生六种精子，C项错误；通过对乙图的分析，该男子减数分裂时能产生正常的精子，那么与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代，D项正确。答案D。 2、（2014年·安徽模拟）某男子表现型正常，但其一条5号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲．减数分裂时异常染色体的联会如图乙， 3

配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。据图回答下列问题。 （1）图甲所示的变异属于______，该变异的实质是______观察异常染色体应选择处于分裂______期的细胞。 （2）如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有______种，该男子与正常女子婚配生育5号染色体整条缺失的概率是______，该病是否叫猫叫综合症______（是或否）． 【解析】（1）分析题干和题图信息可知，该变异染色体的位置发生变化，且有部分染色体片段丢失，属于染色体结构变异实质是染色体上基因的位置发生了改变，观察染色体形态最好的时期是细胞分裂的中期。 （2）分析题图乙可知，该细胞中是三条染色体发生联会，其中任意一条移向一极，另两条移向一极产生2种精子，因此理论上产生精子的染色体组成有6种类型，即仅具有异常染色体、同时具有5号和21号染色体、同时具有异常染色体+5号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体+21号染色体、仅具有5号染色体，其中只有一种精子的染色体组成中只含21号染色体无5号染色体，其余5种都部分或全部含有5号染色体，因此该男子与正常女子婚配生育5号染色体整条缺失的概率是1/6。该病人的体细胞中染色体数目减少一条，猫叫综合症只是第5号染色体部分片段缺失，染色体数目没有变化，因此该病不是猫叫综合症。 【答案为】（1）染色体结构的变异 基因的位置发生了改变 中期 （2）6种 1/6 否 3、（2013年·佛山一模）某男性表现型正常，其一条13号染色体和一条21号染色体发生了图1所示变化．该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示据图回答： （1）图中所示的染色体变异类型有______，该变异可发生在______分裂过程，观察该变异最好选择处于______时期的胚胎细胞。 （2）若不考虑其他染色体，在减数分裂时．图2中男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，则其理论上产生的精子类型有______种，该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为______，参照4号个体的染色体组成情况，画出3号个体的染色体组成______。 （3）为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体在妊娠期间应进行______。为便于筛除异常胚胎，医生建议这对夫妇选择“试管婴儿”技术，该技术涉及的两个主要环节是______。

【解析】（1）图中所示的染色体变异类型有染色体结构和数目变异，该变异可发生在有丝分裂过程中，也可发生在减数分裂过程中，由于有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，所以观察该变异最好选择处于有丝分裂中期的胚胎细胞。 （2）由于男性的三条染色体中，任意两条联会并正常分离，另一条随机移向细胞任一极，共有3种组合方式；又每种组合能产生2种配子，所以理论上产生的精子类型有3×2=6种．由于染色体组成正常的女性减数分裂产生的配子正常，而男性减数分裂产生的配子中，只含重新组合形成的染色体的配子 4

占 1/6，所以该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为1/6 。 （3）为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体在妊娠期间应进行产前诊断，检查细胞中的染色体组成．“试管婴儿”技术涉及的两个主要环节是体外受精、胚胎移植。 【答案】（1）染色体结构和数目变异 有丝分裂和减数分裂 有丝分裂中期 （2）6种 1/6 （3）产前诊断 体外受精、胚胎移植 4、（2015年·珠海二模）某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示；在减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。

（1）图甲所示的变异在遗传学上属于 ，观察异常染色体应选择处于 _期的细胞。 （2）不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有 _ 种，该男子与正常女子婚配 _ （能/不能）生育出染色体组成正常的后代。 （3）某21三体综合征的男子，其中一条21号染色体发生了如图甲所示的异常情况，另两条21号染色体正常。在减数分裂时，两条21号染色体正常联会，异常染色体与14号染色体联会。则减数分裂中，产生异常配子的概率为 ，在下图画出异常配子的染色体组成（只需表示出14、21号及异常染色体，其它染色体不用表示）。 （4）为避免生出21三体综合征患儿，母亲怀孕后应及时接受_____________，获得胎儿细胞后运用____________技术大量扩增细胞，制作临时装片进行观察。 5、（2014年·深圳二模）甲、乙为某种二倍体植物的2个植株，其体细胞中2对同源染色体（Ⅰ和Ⅱ）及相关基因分别见图甲和图乙，其中图乙表示变异情况。减数分裂时，染色体联会过程均不发生交叉互换。A和B是显性基因，A和a分别控制高茎和矮茎；B和b分别控制红花和白花。 （1）若甲植株进行自交产生的子代为N。N的矮茎红花个体中纯合子占 ；若N的全部高茎红花植株自由交配，其子代中矮茎白花个体占 。 （2）乙植株发生了的变异类型是 ；发生该变异时，基因的碱基 。 （3）如果乙植株产生配子时，具有同源区段的染色体都可以正常进行联会，该植株产生的配子类型共有 种。 （4）为检测某植物体是否含有A基因，首先要在含有A基因的 ，以此作为探针，与从该植物提取出来的 进行 。 【答案】（1）1/3（2分） 1/81 （2分） （3）6（2分） （2）染色体移接（染色体易位或染色体结构变异，2分；答“染色体变异”得1分） 不变（2分，答“碱基序列不变”得2分，答“可能缺失”得2分；答“不增加”或“不替换”得1分）