分析同源染色體與等位基因

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(gè)概念， 在學(xué)習(xí)中感到困惑，下面對同源染 色體與等位基因的概念進(jìn)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(gè)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(gè)來自父方、一個(gè)來自母方的 同源染色體。但是同源染色體不一定都是一個(gè)來自父方一個(gè)來自 母方，如對于單倍體生物通過自然或秋

2、水仙素誘導(dǎo)染色體加倍后， 得到的兩條大小形態(tài)一樣具有聯(lián)會(huì)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(diǎn)分裂原來的姐妹染色單體分開后形成的兩個(gè)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(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，等位基因A、a都被標(biāo)記為黃色，等位基因 B、b都被標(biāo)記為綠色，在熒光顯微鏡下觀 察處于四分體時(shí)期的細(xì)胞。下列有關(guān)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(gè)四分體中 出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn)B. 若這2對基因在1對同源染色體上，則有1個(gè)四分體中 出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn)C. 若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個(gè)四分體

3、中 出現(xiàn)2個(gè)黃色、2個(gè)綠色熒光點(diǎn)D. 若這2對基因在2對同源染色體上，則有1個(gè)四分體中 出現(xiàn)4個(gè)黃色、4個(gè)綠色熒光點(diǎn)解析本題以熒光標(biāo)記為手段，考查減數(shù)分裂過程中四分體的 相關(guān)知識(shí)。由于染色體經(jīng)過復(fù)制，基因也隨之加倍，使每個(gè)四分 體上的同名基因含有4個(gè)，即2個(gè)A和2個(gè)a或2個(gè)B和2個(gè) b，若2對等位基因位于一對同源染色體上，則1個(gè)四分體中將出現(xiàn)4個(gè)黃色和4個(gè)綠色熒光點(diǎn)，若2對等位基因位于2對同源 染色體上，則每個(gè)四分體中將出現(xiàn) 4個(gè)黃色或4個(gè)綠色熒光點(diǎn)。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(huì)能力，并形成四分體，在四分體時(shí)期可能會(huì)發(fā)生交叉互換。

4、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(gè)非姐妹染色單體之間進(jìn)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，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(xì)胞兩極，產(chǎn)生的次級(jí)精母細(xì)胞（或次級(jí)卵母細(xì)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(huì)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(diǎn)的分裂，兩組染色體分別

5、移向細(xì)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(xiàng)所進(jìn)行的細(xì)胞分裂，不出現(xiàn)同源染色體配對現(xiàn) 象的有（D） 將柳枝扦插，長成柳樹由蛙的受精卵發(fā)育成蝌蚪小鼠 骨髓瘤細(xì)胞與淋巴細(xì)胞融合， 得到的融合細(xì)胞大量繁殖雄蜂產(chǎn) 生精子的過程AB.？C.D.解析中細(xì)胞通過有絲分裂增殖，中的雄蜂體細(xì)胞只 有一個(gè)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(guān)系在一個(gè)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(gè)染色體組的生物，體細(xì)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(gè)染色體互為同源 染色體，因?yàn)樗?/p>

6、們彼此之間具有相互聯(lián)會(huì)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(huì)的能力與可能，所以它產(chǎn)生的配子比例為1AA:4Aa:1aa。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(huì)能 力，因此說同源染色體的聯(lián)會(huì)配對會(huì)發(fā)生紊亂，造成染色體很難平均分配到子細(xì)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(shí)，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(gè)染色體組中所有染色體的數(shù) 目），所以說三倍體無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

7、中存在有同源染色體。四、等位基因與同源染色體的關(guān)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(gè)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?基因。在一個(gè)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(fù)等位基因。但任何一個(gè)二倍體個(gè)體只存在復(fù)等位基因 中的二個(gè)相同或不同的基因。下面再說明幾點(diǎn)：（1 ）同源染色體相同位置上存在的并非都是等位基因。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(gè)體則一 定

8、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(gè)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(yīng)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(yīng)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，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(diǎn)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

9、或四分體時(shí)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(xì)胞分裂某一時(shí)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（）A. 該細(xì)胞中有四分體 4個(gè)、DNA分子8個(gè)B. 如果a上有E基因，a相同位置上的基因是 E或eC. 由于非同源染色體自由組合，此細(xì)胞分

10、裂完成將得到四 種子細(xì)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(gè) 子細(xì)胞解析該圖中有2對同源染色體， 因此有2個(gè)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，姐妹染色單 體應(yīng)是完全相同的，相同部分存在的是相同的基因。 該時(shí)期是減 數(shù)第一次分裂，產(chǎn)生的是兩個(gè)次級(jí)性母細(xì)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(gè)子細(xì)胞。答案D鞏固訓(xùn)練1. 以下細(xì)胞中既有同源染色體，又含染色單體的是（） 有絲分裂中期細(xì)胞？ 有絲分裂后期細(xì)胞 減數(shù)第一次分裂中期細(xì)胞？ 減數(shù)第二次分裂中期細(xì)胞 減數(shù)第一次分裂后期細(xì)胞？ 減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞A. B.C.D.2

11、. 下列敘述的關(guān)于細(xì)胞增殖過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象中不正確的是（） 進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞沒有同源染色體和同源染色體的聯(lián) 會(huì) 進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞有同源染色體，但無同源染色體的聯(lián)會(huì) 進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞出現(xiàn)同源染色體和同源染色體的聯(lián)會(huì) 進(jìn)行減數(shù)分裂的細(xì)胞出現(xiàn)同源染色體，但同源染色體不聯(lián)會(huì)A. B.C.D .3. 關(guān)于下圖的敘述中，正確的有（）I .因?yàn)榧?xì)胞中有中心體，所以可以斷定該細(xì)胞不是咼等 植物細(xì)胞n.是一條染色體，包含兩條染色單體和，兩條染色 單體由一個(gè)著絲點(diǎn)相連？m.細(xì)胞中有兩對同源染色體，即和為一對同源染色體， 和為另一對同源染色體IV.在后期時(shí)，移向同一極的染色體有同源染色體A. 1項(xiàng)B. 2項(xiàng)C

12、. 3項(xiàng)D . 4項(xiàng)4. 大量事實(shí)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(xiàng)是沒有說服力的（）A. 基因在染色體上B. 同源染色體分離導(dǎo)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(xì)胞正常分裂的情況下， 雄性果蠅精巢中一定含有兩個(gè)Y染色體的細(xì)胞是（）A. 減數(shù)第一次分裂的初級(jí)精母細(xì)胞B. 有絲分裂中期的精原細(xì)胞C. 減數(shù)第二次分裂的次級(jí)精母細(xì)胞D. 有絲分裂后期的精原細(xì)胞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（） 四分體 姐妹染色單體 一個(gè)DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈 非同源染色體AM B.C.D.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(gè)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 循基因自由組合定律，并說明理由。 （2）該昆蟲一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞所產(chǎn)生的精細(xì)胞的基因型為（3）該昆蟲細(xì)胞有絲分裂后期，移