例解染色体变异在高考中的考查

吴艺

【摘 要】遗传与变异在高考中是常考点，在生物考查的知识中占比例较大，在高考的考查中出现的概率比较高，通常结合减数分裂进行考查，本文就染色体变异在高考中的考查类型进行归纳阐述。

【关键词】染色体 变异 减数分裂 遗传

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）03B-0159-02

染色体变异会带来严重的遗传病，对人类健康影响非常大，它包括结构变异与数目变异两方面。在高考的考查中出现的概率比较高，通常结合减数分裂进行考查，这就要求学生对减数分裂的内容要掌握好，能融会贯通。

现通过例子加以说明。

一、染色体结构变异结合减数分裂的考查

例1 二倍体观赏植物蓝铃花的花色（紫色、蓝色、白色）由三对常染色体上的等位基因（A，a；E，e；F，f）控制，下图为基因控制物质合成的途径。已知体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达。下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成（其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活）。

①图中甲所示的变异类型是___________________________，基因型为aaEeFff的突变体花色为___________________________。

②现有纯合的紫花和蓝花植株，欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，请完善实验步骤及结果预测。

实验步骤：让该突变体与___________________________植株杂交，观察并统计子代的表观型与比例。

结果预测：I.若子代中，蓝∶紫=3∶1，则其为突变体___________________________。

Ⅱ.若子代中___________________________，则其为突变体___________________________。

〖解析〗①甲图中在含有F和f的一对同源染色体外，一条非同源染色体上多了一个基因f，为染色体结构变异中的易位；根据题意，体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达，则基因型为aaEeFff的突变体只能合成出有色物质I，所以其花色为蓝色。

②纯合的紫花和蓝花植株基因型分别为aaEEFF和aaEEff，为确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，可让该突变体与蓝花植株（aaEEff）杂交，观察并统计子代的表观型与比例。

I.若为突变体甲（aaEeFff），则其产生的配子为F∶f∶Ff∶ff=1∶1∶1∶1（aaEe产生的配子省略），与蓝花植株（aaEEff）杂交，则子代中，蓝∶紫=3∶1。

Ⅱ.若为突变体乙（aaEeFff），则其产生的配子为F∶ff=1∶1（aaEe产生的配子省略），与蓝花植株（aaEEff）杂交，则其子代中，蓝∶紫=1∶1。

〖答案〗①易位 蓝色 ②蓝色 I 甲 Ⅱ 蓝色∶紫色=1∶1 乙

例2 已知果蝇眼色有鲜红眼、红褐眼、白眼三种表现型， 并且具有A基因的果蝇，眼色呈鲜红色；具有aa基因或A和a基因丢失（丢失一个或完全丢失）的果蝇颜色呈红褐色。另有B和b基因与果蝇眼色的形成有关。多只红褐眼果蝇和白眼果蝇杂交，F1均表现为白眼，F1白眼果蝇相互交配，F2的表现型及比例如下表。

请回答问题：

（1）由果蝇杂交实验及F2的表现型及比例可以推测，果蝇的眼色遗传是由两对独立遗传的基因控制的。为了验证这一结论，可以让___________________________杂交，若出现___________________________结论，则说明猜测正确。

（2）若符合（1）中的结论，则F2鲜红眼果蝇的基因型是___________________________，F2鲜红眼果蝇相互交配，后代中褐红眼所占的比例是___________________________，但由于某种原因，F2鲜红眼果蝇多次自交，后代中F2红褐眼果蝇所占的比例都高于这一分离比，经研究发现，一部分纯和鲜红眼果蝇的受精卵在发育过程中，A基因随机的整合到与果蝇眼色有关的染色体上，A基因在染色体上整合后出现如同图所示的三种情况（空白为基因整合的位点）为确定甲乙丙三种情况，设计杂交实验进行验证属于哪种情况。

实验步骤：① ______________________________________________________

②观察并统计后代的性状表现。

结果预测：

Ⅰ若自交后代均为鲜红眼果蝇，则为图___________________________所示的基因组成。

Ⅱ. 若鲜红眼∶红褐眼=3∶1，则为图___________________________所示的基因组成。

Ⅲ.若鲜红眼∶红褐眼=15∶1，则为图___________________________所示的基因组成。

〖分析〗F2代白∶鲜红∶红褐=12∶3∶1，说明F1代是AaBb，亲代红褐眼为aabb，白眼为AABB（含B基因就是白眼，含A基因不含B基因是鲜红眼）。纯合鲜红眼（AAbb）的A基因整合到与果蝇眼色有关的染色体上，如图甲、乙、丙，则分别产生一种配子（Ab）、两种配子（Aab，b，数量1∶1）、三种配子（Aab，Ab，b，数量1∶2∶1），分别相互交配，据棋盘法，即可得到结果。

〖答案〗（1）F1代白眼和亲代红褐眼回交___________________________子代为白∶鲜红∶红褐=2∶1∶1

（2）AAbb或Aabb（注意相互交配不是自交，所以有两个）

实验步骤：①让甲、乙、丙三种类型的果蝇分别相互交配

结果预测：Ⅰ.甲 Ⅱ.乙 Ⅲ.丙

二、基因突变、染色体结构变异结合减数分裂的考查

纯合长翅果蝇（EE）与残翅果蝇（ee）杂交，在子代中发现了一只残翅果蝇。出现该残翅果蝇的原因一是亲代果蝇在减数分裂过程中发生了基因突变，二是发生了染色体片段缺失。现有一批果蝇可供选择（EE，Ee，ee），设计实验探究是哪种原因。（注：同源染色体对应片段都缺失会导致胚胎死亡；各种配子受精能力相同）实验步骤：

①用 果蝇与基因组成为EE的果蝇杂交，获得 F1。

②F1个体随机交配，观察、统计子二代性状表现。

预测结果：I.若子二代性状表现为___________________________，则该个体产生原因是基因突变；

II.若子二代性状表现为___________________________，则该个体产生原因是染色体片段缺失。

〖解析〗由题意知，若为基因突变，则此残翅果蝇基因型为 ee，该个体与EE交配，子一代基因型为 Ee，子一代自由交配，子二代的显隐性之比为 3∶1。

若为染色体片段缺失，则基因型为 e-，该个体与EE交配，子一代基因型为 Ee，E-，子一代自由交配，则雌雄配子的种类及比例均为：E是1/2，e是1/4，e-是1/4，雌雄配子随机结合，用棋盘法列出子代性状比例可得出--致死个体占1/16，显性E-占12/16，隐性e-占3/16，故显隐性之比为4∶1。

〖答案〗①残翅 ②I 长翅∶残翅=3∶1 II长翅∶残翅=4∶1

三、染色体数目变异结合减数分裂的考查

果蝇缺失一条染色体称为单体。能存活，还能够繁殖子代。果蝇3号染色体存在裂翅基因（A）、非裂翅基因（a），现有一只非裂翅雌果蝇，欲通过实验探究其是否为单体果蝇，请完成以下实验设计：

实验步骤：①让该非裂翅雌果蝇与纯合裂翅雄果蝇交配，得到子代；

②统计子代的 ___________________________，并记录。

实验结果预测及结论：

若子代中出现____________________________，则说明该非裂翅雌果蝇为单体；

②若子代全为___________________________，说明该非裂翅雌果蝇为正常二倍体。

【解析】探究非裂翅果蝇是否为单体果蝇，可利用非裂翅果蝇与纯合裂翅果蝇交配，获得子代，统计子代的性状表现，可以得出结论。若该非裂翅雌果蝇为单体，则有亲本为非裂翅

（a）×裂翅（AA），所以子代的基因型是Aa（裂翅）和a（非裂翅），比例是1∶1。若该非裂翅雌果蝇为正常二倍体，则有亲本为非裂翅（aa）×裂翅（AA），子代全部为裂翅（Aa）。

〖答案〗性状表现 裂翅∶非裂翅为1∶1 裂翅

四、二倍体转基因植株可视为该基因的杂合子

植物若是二倍体的，导入某基因时，一般只进入了一个基因（可能整合到某一染色体DNA中），则另一同源染色体上无此基因（相当于隐性），可视为该基因的杂合子。（因为我们导入基因的时候，只导入进去一个，只能与一对同源染色体中的一个染色体相整合，所以，在这一对同源染色体上，结果是一个染色体上有这个转入的基因，可以看做显性基因，而另外一个染色体上没有转入的基因，可以看做隐性基因，故可以看做是杂合子），所以，这样的转基因植株自交，子代中，转基因性状∶非转基因性状=3∶1。

从上述例子可以看出，要学好遗传与变异，减数分裂的内容在当中起到非常关键的基础作用，我们在教学过程中，一定要做好这一方面的教学。