高二生物學(xué)習(xí)解惑：常見遺傳疑難問題分析

　　導(dǎo)讀：高二理科生們，Aa是一對(duì)等位基因，AA;aa也是一對(duì)等位基因嗎？基因重組現(xiàn)象僅存在于真核生物嗎？配子細(xì)胞中一定無同源染色體嗎？......這些高二生物中常見的遺傳疑難問題，您都明白嗎？下文將為您仔細(xì)講解常見遺傳疑難問題。

　　1．Aa是一對(duì)等位基因，AA;aa也是一對(duì)等位基因嗎？

　　分析：許多參考書上都告訴我們，含等位基因的個(gè)體是雜合體，使我們認(rèn)為A與a才是等位基因的關(guān)系。如果這樣，A與A,a與a是什么關(guān)系呢？難道是非等位基因的關(guān)系？事實(shí)上，等位基因指的是存在于同源染色體上相同位置的基因。包括AA;aa。是什么讓我們出現(xiàn)認(rèn)識(shí)的錯(cuò)誤呢？課本上等位基因的定義是：存在于同源染色體上相同位置，能控制一對(duì)相對(duì)性狀的基因。使我們誤認(rèn)為Aa既含控制顯性性狀的A基因，又含控制隱性性狀的a基因，才屬一對(duì)等位基因。實(shí)際上，AA,Aa,aa三對(duì)基因一起控制一對(duì)相對(duì)性狀。在完全顯性的前提下，基因型為Aa的個(gè)體，其性狀表現(xiàn)只是顯性而非一對(duì)相對(duì)性狀。那么，純合體，雜合體顯然也不能以是否含等位基因作為判斷的依據(jù)。而應(yīng)該以基因型是否由一個(gè)顯性基因和一個(gè)隱性基因組成作為依據(jù)。

　　2．基因重組現(xiàn)象僅存在于真核生物嗎？

　　分析：基因重組指的是非等位基因之間的重新組合現(xiàn)象。通過基因重組，能夠產(chǎn)生新的基因型。它是生物變異的重要來源。對(duì)真核生物而言，在減數(shù)分裂過程中，第一次分裂的四分體時(shí)期可能發(fā)生的有效交叉互換現(xiàn)象，和第一次分裂后期的非同源染色體自由組合現(xiàn)象，都能實(shí)現(xiàn)基因重組。但對(duì)于不能進(jìn)行減數(shù)分裂的生物如細(xì)菌等，卻可以通過細(xì)菌雜交﹑轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程實(shí)現(xiàn)基因重組。顯然，減數(shù)分裂不是實(shí)現(xiàn)基因重組的唯一途徑。例如我們應(yīng)該把通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的變異視作基因重組而非基因突變。

　　3．配子細(xì)胞中一定無同源染色體嗎？

　　分析：由于課本上把細(xì)胞分裂過程染色體的數(shù)量以二倍體為例加以表示，所以使我們認(rèn)為配子細(xì)胞中一定無同源染色體，許多題目也錯(cuò)誤地引導(dǎo)了學(xué)生。事實(shí)上，通過對(duì)多倍體的染色體存在特點(diǎn)分析不難發(fā)現(xiàn)，配子細(xì)胞中是完全有可能存在同源染色體的。

　　4．無籽西瓜的培育過程中，可以用四倍體作父本，二倍體作母本嗎？

　　分析；如果我們按照以上方法培育無籽西瓜，會(huì)發(fā)現(xiàn)最終得到的無籽西瓜只是沒有種子的胚和胚乳部分，而硬殼（種皮）卻依然存在。這當(dāng)然不符合實(shí)際要求，是不可行的。另外，用四倍體作母本，二倍體作父本時(shí)，三倍體西瓜開的第一朵雌花形成的西瓜也會(huì)有硬殼，必須摘除。

　　5．秋水仙素為什么能誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生？

　　分析：勤于思考的同學(xué)往往會(huì)問：秋水仙素在細(xì)胞分裂時(shí)前期能阻斷紡錘絲或星射線的生成，使其斷裂，進(jìn)而阻止紡錘體的形成，阻止細(xì)胞正常的分裂。但染色體數(shù)目怎么會(huì)加倍呢？出現(xiàn)以上問題絕非偶然。許多生物老師在講解細(xì)胞分裂特點(diǎn)時(shí)形象地告訴學(xué)生后期著絲點(diǎn)斷裂是由于絲狀物的牽引所致，那么現(xiàn)在前期紡錘體破壞了，只能導(dǎo)致未分裂的細(xì)胞中每條染色體含一對(duì)姐妹染色單體，2個(gè)DNA分子，而染色體的數(shù)量不應(yīng)該變化。實(shí)際如何呢？著絲點(diǎn)一分為二，姐妹染色單體的分離并非是被動(dòng)地被絲狀物拉斷，而是主動(dòng)的斷裂。也就是說，染色體數(shù)目加倍根本與紡錘體無關(guān)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，著絲點(diǎn)分裂與細(xì)胞質(zhì)的鈣離子存在有關(guān)。這樣，問題就迎刃而解了。

　　6．同一生物個(gè)體的不同組織細(xì)胞，DNA相同嗎？mRNA,蛋白質(zhì)呢？

　　分析：許多同學(xué)認(rèn)為同一生物體不同種類的組織細(xì)胞，均是起源于受精卵經(jīng)有絲分裂得到，所以遺傳物質(zhì)一定相同，那么，經(jīng)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，所含的mRNA﹑蛋白質(zhì)分子種類也一定相同。以上說法前半部分正確，而后半部分錯(cuò)誤，因?yàn)楹雎粤思?xì)胞的分化所導(dǎo)致的遺傳物質(zhì)的變化。很明顯，例如同一個(gè)人的紅細(xì)胞中含血紅蛋白，但其它類型體細(xì)胞如肝細(xì)胞中就沒有，同樣，肝細(xì)胞中含乙醇脫氫酶，但其它類型體細(xì)胞如紅細(xì)胞中沒有等。遺傳物質(zhì)相同，受其影響和控制的mRNA﹑蛋白質(zhì)為什么可以不同呢？原來，經(jīng)細(xì)胞分化，不同種類的體細(xì)胞中基因的種類和數(shù)量雖然相同，但都只有部分基因能實(shí)際指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄和翻譯。即細(xì)胞分化使部分基因失去活性，且這些基因在不同組織細(xì)胞中的種類有所不同，結(jié)果就導(dǎo)致了總的遺傳物質(zhì)相同，卻得到了不同的mRNA和蛋白質(zhì)，當(dāng)然也可以認(rèn)為參與控制轉(zhuǎn)錄與翻譯的基因總量多少，能一定程度上反映該類細(xì)胞全能性的相對(duì)大小。

　　7．在細(xì)胞圖的判斷中，無同源染色體是否可以作為該細(xì)胞一定處于減數(shù)分裂第二次分裂過程的依據(jù)？

　　分析：處于減數(shù)分裂第二次分裂過程的細(xì)胞，通常我們認(rèn)為無同源染色體的存在。因?yàn)樵跍p數(shù)分裂第一次分裂的后期，實(shí)現(xiàn)了同源染色體的兩兩分離。但是，無同源染色體是否可以作為該細(xì)胞一定處于減數(shù)分裂第二次分裂過程的依據(jù)呢？其實(shí)，通過對(duì)植物的花藥離體培養(yǎng)，動(dòng)物的單性生殖如蜜蜂的孤雌生殖等現(xiàn)象不難看出，無同源染色體的配子也完全可以進(jìn)行有絲分裂。那么，顯然不可以簡(jiǎn)單地把有無同源染色體作為判斷細(xì)胞分裂方式的依據(jù)。