脑洞大开之染色体异常题目的巧解巧析

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减数分裂、染色体变异是必修二《遗传与进化》的重要内容，也是学生普遍感觉较难理解的内容，但近几年的高考试题和模拟题中对这一部分考查很频繁。在教学过程中，我们也发现学生对这一部分题无从下手，其实，仔细分析，学生还是对减数分裂过程中染色体的变化不是太清晰。

例：（2012年山东）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为_____________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是_____________条。

（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生Xr、XrXr、_____________和_____________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_____________。

（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为_____________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为_____________。

（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的、出现是由哪一种原因引起的。

实验步骤：_____________。

结果预测：（1）若___________，则是环境改变；

（2）若___________，则是基因突变；

（3）若___________，则是减数分裂时X染色体不分离。

【解析】

（1）正常果蝇是二倍体生物，共8条两个染色体组，每个染色体组含有4条染色体。减数第一次分裂间期，染色体完成复制，但染色体数目仍为8条（每条染色体含有两条姐妹染色单体），故此时染色体组数为2。减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，随机移向两级导致减一末期染色体数目减半。因此减数第二次分裂前、中期含有一个染色体组，数目为4条，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体加倍变为8条。

（2）基因型为XrXrY的个体复制后为XrXrXrXrYY，若能产生Xr的配子，则减一末期染色体组成为XrXr、XrXrYY，所以与Xr同时产生的配子为XrY；若能产生XrXr的配子则减一末期染色体组成为XrXrXrXr、YY，所以与XrXr同时形成的配子为Y。该果蝇与基因型为XRY的个体杂交，子代中红眼雌果蝇必具有亲本红眼雄果蝇（XRY）产生的含XR的配子，该配子与白眼雌果蝇产生的四种配子结合，产生后代的基因型为XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr为雌性个体，XRY为雄性个体，根据题干所给图示可知，XRXrY为雌性个体，XRXrXr不育，因此子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。

（3）黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，子一代基因型为AaXRXr、AaXrY，子二代中灰身红眼果蝇所占比例为3/4（A_）×1/2（XRXr、XRY）=3/8，黑身白眼果蝇所占比例为1/4（aa）×1/2（XrXr、XrY）=1/8，故两者比例为3：1。从子二代灰身红眼雌果蝇（A_XRXr）和灰身白眼雄果蝇（A_XrY）中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇（aa）的概率为2/3（Aa）×2/3（Aa）=1/9aa；XRXr×XrY出现白眼的概率为1/2（XrXr、XrY），因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2=1/18。

（4）遗传题中学生普遍感到比较难的是如何分析题目中那种变异，对于这类题目我们可以通过假设法，所以本题可以从假设M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能下M果蝇的基因型，从而设计实验步骤和预测实验结果。分析题干可知，三种可能情况下，如果是基因突变则M果蝇基因型为XRY，如果是环境引起的则基因型为XrY、若减数分裂是X染色体没有分离，则基因型可写为XrO。动物基因型的测定我们经常用测交，因此，本实验可以用M果蝇与多只白眼雌果蝇（XrXr）杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况，XRY与XrXr杂交，若子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼，则为环境一起的表型改变；第二种情况，XRY与XrXr杂交，若子代全部是白眼，则为基因突变一起表型改变；第三种情况，XRY与XbXb杂交，若没有子代产生（XbO不育），则为减数分裂是X染色体没有分离。

【试题评价】本题综合性较强，主要考查减数分裂、遗传规律、伴性遗传及实验的设计和结果分析，难度较大。

（作者单位：山东省肥城市第三中学）