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摘要：在生物教学中，教师在对姐妹染色单体上出现等位基因的原因进行分析时，必须要做到两点，一是要掌握等位基因的概念；二是要对姐妹染色单体上出现等位基因的原因作具体分析。
关键词：等位基因；基因突变；基因重组
中图分类号：G633.91文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）03-068-2
近几年高考试卷中经常考到姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析，笔者根据教学经验，总结如下：
一、首先要掌握相关概念
1.等位基因的概念：位于同源染色体上相同位置，控制相对性状的基因就称为等位基因。
2.基因突变的时间？细胞分裂间期。
3.基因重组的类型及发生时间？基因重组有三种类型：（1）在减数分裂的第一次分裂后期，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合；（2）在减数分裂的四分体期，由于非姐妹染色单体的交叉互换，打破了原有基因的连锁关系而产生基因重组；（3）重组DNA技术，在DNA复制时，没有基因组合的改变。
二、姐妹染色单体上出现等位基因的原因具体分析的步骤
1.据亲子代基因型判断
（1）如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。
（2）如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
2.据细胞分裂方式判断
（1）如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
（2）如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
3.据细胞分裂图判断
（1）如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
（2）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（同白或同黑，无互换的痕迹）上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
（3）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（颜色不一致，有互换的痕迹）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果，如图丙。
三、典型例题
1.下图是一个基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞，则该过程发生了
A.基因突变、姐妹染色单体分开形成的染色体未分离
B.交叉互换、姐妹染色单体分开形成的染色体未分离
C.基因突变、同源染色体未分离
D.交叉互换、同源染色体未分离
【解析】 一个基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个如图的次级精母细胞，左图中前两个染色体相同位置上的基因是A和a，而右图中相应基因都为a，所以左图中前两个染色体上的A和a不是交叉互换导致的，只能是基因突变形成，右图中能明显看出姐妹染色单体分开形成的染色体未分离。
【答案】 A
2.图1、图2表示某基因型为AaBb的二倍体动物在生殖发育过程中正在分裂的两个细胞，图3表示生殖发育中的染色体组数的变化曲线。请据图回答：
（1）图1所示细胞对应图3中的时段（填序号），其产生的子细胞为；①处染色体上出现a基因的原因是。
（2）图2细胞所处时期的染色体主要行为是，②处染色体上出现a基因最可能的原因是。
【答案】 （1）⑦體细胞基因突变
（2）同源染色体分离、非同源染色体自由组合交叉互换
Ab、ab、AB、aB
3.（2015·苏州一模）右图是基因型为aaBb的某动物细胞分裂的示意图。由原始性母细胞形成该细胞的过程中，下列现象没有发生的是（）
A.基因突变
B.姐妹染色单体分开
C.同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换
D.同源染色体分离，非同源染色体自由组合【解析】 选B。题图处于减数第二次分裂中期，由性原细胞经过减数第一次分裂后产生，在减数第一次分裂后期，出现同源染色体分离，非同源染色体自由组合，D正确；该生物的基因型为aaBb，不存在A基因，因此，图中A基因是基因突变而来，一条染色体上的B、b是同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换的结果，A、C正确；图中每条染色体都有姐妹染色单体，没有发生姐妹染色单体分开，D错误。
三、习题训练
1.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是（）
A.①基因突变②基因突变③基因突变
B.①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组
C.①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组
2.下面甲、乙两图为某二倍体高等生物某细胞分裂过程中不同时期模式图。相关叙述正确的是（）
A.在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换
B.甲、乙两图说明该细胞分裂过程中发生了染色体变异
C.甲细胞中有两个染色体组，8条姐妹染色单体
D.若图乙表示卵细胞，则图甲表示次级卵母细胞
四、习题训练参考答案：
1.解析：选C图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的，图中①②的变异只能来自基因突变；③处于减数第二次分裂的后期，A与a的不同可能来自于基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换（基因重组）。
2.解析：选A图甲细胞中没有同源染色体，可判定为处于减数第二次分裂中期。比较图甲和图乙中第3条（从左到右数）染色体颜色与形态，可知在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换，而非染色体变异；甲细胞中只有一个染色体组，8条姐妹染色单体；若图乙表示卵细胞，根据甲和乙中对应染色体的颜色，可知图甲表示第一极体而非次级卵母细胞。
关键词：等位基因；基因突变；基因重组
中图分类号：G633.91文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）03-068-2
近几年高考试卷中经常考到姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析，笔者根据教学经验，总结如下：
一、首先要掌握相关概念
1.等位基因的概念：位于同源染色体上相同位置，控制相对性状的基因就称为等位基因。
2.基因突变的时间？细胞分裂间期。
3.基因重组的类型及发生时间？基因重组有三种类型：（1）在减数分裂的第一次分裂后期，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合；（2）在减数分裂的四分体期，由于非姐妹染色单体的交叉互换，打破了原有基因的连锁关系而产生基因重组；（3）重组DNA技术，在DNA复制时，没有基因组合的改变。
二、姐妹染色单体上出现等位基因的原因具体分析的步骤
1.据亲子代基因型判断
（1）如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。
（2）如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
2.据细胞分裂方式判断
（1）如果是有丝分裂中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
（2）如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
3.据细胞分裂图判断
（1）如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
（2）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（同白或同黑，无互换的痕迹）上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
（3）如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（颜色不一致，有互换的痕迹）上的两基因不同，则为交叉互换（基因重组）的结果，如图丙。
三、典型例题
1.下图是一个基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个次级精母细胞，则该过程发生了
A.基因突变、姐妹染色单体分开形成的染色体未分离
B.交叉互换、姐妹染色单体分开形成的染色体未分离
C.基因突变、同源染色体未分离
D.交叉互换、同源染色体未分离
【解析】 一个基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的精原细胞在一次减数分裂过程中产生的两个如图的次级精母细胞，左图中前两个染色体相同位置上的基因是A和a，而右图中相应基因都为a，所以左图中前两个染色体上的A和a不是交叉互换导致的，只能是基因突变形成，右图中能明显看出姐妹染色单体分开形成的染色体未分离。
【答案】 A
2.图1、图2表示某基因型为AaBb的二倍体动物在生殖发育过程中正在分裂的两个细胞，图3表示生殖发育中的染色体组数的变化曲线。请据图回答：
（1）图1所示细胞对应图3中的时段（填序号），其产生的子细胞为；①处染色体上出现a基因的原因是。
（2）图2细胞所处时期的染色体主要行为是，②处染色体上出现a基因最可能的原因是。
【答案】 （1）⑦體细胞基因突变
（2）同源染色体分离、非同源染色体自由组合交叉互换
Ab、ab、AB、aB
3.（2015·苏州一模）右图是基因型为aaBb的某动物细胞分裂的示意图。由原始性母细胞形成该细胞的过程中，下列现象没有发生的是（）
A.基因突变
B.姐妹染色单体分开
C.同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换
D.同源染色体分离，非同源染色体自由组合【解析】 选B。题图处于减数第二次分裂中期，由性原细胞经过减数第一次分裂后产生，在减数第一次分裂后期，出现同源染色体分离，非同源染色体自由组合，D正确；该生物的基因型为aaBb，不存在A基因，因此，图中A基因是基因突变而来，一条染色体上的B、b是同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换的结果，A、C正确；图中每条染色体都有姐妹染色单体，没有发生姐妹染色单体分开，D错误。
三、习题训练
1.下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是（）
A.①基因突变②基因突变③基因突变
B.①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组
C.①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组
D.①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组
2.下面甲、乙两图为某二倍体高等生物某细胞分裂过程中不同时期模式图。相关叙述正确的是（）
A.在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换
B.甲、乙两图说明该细胞分裂过程中发生了染色体变异
C.甲细胞中有两个染色体组，8条姐妹染色单体
D.若图乙表示卵细胞，则图甲表示次级卵母细胞
四、习题训练参考答案：
1.解析：选C图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的，图中①②的变异只能来自基因突变；③处于减数第二次分裂的后期，A与a的不同可能来自于基因突变或减Ⅰ前期的交叉互换（基因重组）。
2.解析：选A图甲细胞中没有同源染色体，可判定为处于减数第二次分裂中期。比较图甲和图乙中第3条（从左到右数）染色体颜色与形态，可知在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换，而非染色体变异；甲细胞中只有一个染色体组，8条姐妹染色单体；若图乙表示卵细胞，根据甲和乙中对应染色体的颜色，可知图甲表示第一极体而非次级卵母细胞。