几种变异类型的判断及疑难解析

秦四哥

1变异的类型及相关性

生物的变异是指生物体亲代与子代之间以及子代的个体之间存在差异的现象。有的变异仅仅是由于环境的影响造成的，没有引起遗传物质的变化，是不可遗传变异；而有的变异是由生殖细胞内遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代，属于可遗传变异，基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异的来源。它们之间的关系归纳如图1所示。

                              

2几种变异类型的判断

2.1可遗传变异和不可遗传变异的判断

2.1.1概念区分

分析变异是否由遗传物质的改变引起，若是由遗传物质改变引起的变异则可遗传给后代，否则不能遗传。

2.1.2判断方法

（1）通过自交或杂交实验，子代若出现该变异性状，则为可遗传的变异，反之为不可遗传变异。

（2）植物可以通过无性繁殖产生后代，观察后代是否能保持该变异性状，若能保持则为可遗传变异，反之为不可遗传变异。

2.2显性突变和隐性突变的判断

2.2.1概念区分

由显性基因突变成隐性基因叫隐性突变，由隐性基因突变成显性基因叫显性突变，自然界绝大多数为隐性突变。

（1）对于性细胞：如果是显性突变，即aa→Aa，则可通过受精作用传递给后代，并立即表现出来；如果是隐性突变，即AA→Aa，F1不表现，F2中隐性纯合时才能表现出来。

（2）对于体细胞：如果是显性突变，即aa→Aa，当代表现出来，与原来性状并存，形成镶合体，突变越早影响范围越大；如果是隐性突变，即AA→Aa，当代不表现（只有AA→aa时，才能表现出来）。

2.2.2判断方法

某野生矮茎玉米种群中发现了几株突变的高茎玉米，请设计简便的实验方案判定基因突变的类型？

利用假说演绎法，可通过自交或杂交实验来判断。

（1）髙茎玉米自交，若子代出现性状分离，则为显性突变。

（2）高茎玉米与野生矮茎玉米杂交，若子代中有高茎，则为显性突变；若子代全为矮茎，则为隐性突变。

2.3基因突变和基因重组的判断

2.3.1概念区分

基因突变是因碱基对的替换、增添、缺失引起的基因分子结构改变。基因重组是因交叉互换、自由组合等引起基因重新组合，两者均属于分子水平变化。

2.3.2判断方法

（1）从变异个体数量分析：若是“偶尔出现”一株或几株变异植株，则为基因突变；若是出现“一定比例”变异植株，则为基因重组。

（2）从生物类型、分裂方式分析：一般情况下，病毒和原核细胞中只有基因突变；真核细胞在有丝分裂时有基因突变和染色体变异，而减数分裂时有基因突变、染色体变异、基因重组的发生。

（3）从细胞分裂图像分析（图2）：

A图是有丝分裂后期，发生了基因突变（B→b或b→B）。B图是在减数第二次分裂后期，若亲代为BB或bb，则发生了基因突变，若亲代为Bb，则发生了基因突变或基因重组。

2.4基因突变和染色体结构变异的判断

2.4.1概念区分

基因突变是以“碱基对”为单位的改变（包括碱基对的替换、增添、缺失），属于分子水平变化；而染色体结构变异是以“染色体片段”为单位的改变（包括缺失、重复、易位、倒位），属于细胞水平变化，影响更为严重。两者均受环境因素影响（如秋水仙素），具有偶发性、多害少利的特点，因此又将基因突变和染色体变异统称为突变。

2.4.2判断方法

（1）光学显微镜下观察：基因突变在光学显微镜下是无法直接观察到的；而染色体变异是可以用光学显微镜直接观察到的。

（2）从变化的“单位”分析：基因突变以“碱基对”为单位发生变化，染色体结构变异以“染色体片段”为单位发生变化。

（3）从结果分析：基因突变产生新基因，但基因数目和排序不变，染色体结构变异不产生新基因，但基因数目和排序发生变化。

2.5易位和交叉互换的判断

2.5.1概念区分

易位是在细胞分裂（有丝分裂、减数分裂）时非同源染色体之间交换“染色体片段”，交换的是非等位基因，属于染色体结构变异。交叉互换是发生在减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间，交换的是等位（相同）基因，属于基因重组。

2.5.2判断方法

若是发生在非同源染色体（大小、形态不同）之间的片段移接为易位；若是发生在同源染色体（大小、形态一般相同）的非姐妹染色单体之间的片段交换为交叉互换。

3几个疑难问题的解析

问题1：基因突变属于可遗传的变异，但不一定会传给后代，为什么？

解析 （1）基因突变若发生在配子中，则遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。（2）雄配子的细胞质基因发生突变，一般不会传给后代。

问题2：分析基因突变导致的碱基对的变化对其编码蛋白质的影响。

解析 若是碱基对的替换，则影响很小，只改变个别氨基酸或没有改变。若是碱基对的增减，则会影响插入或缺失位置后的氨基酸序列，当碱基对增减3n+1或3n+2个时，影响很大，插入或缺失位置后的氨基酸序列全部错乱，导致mRNA中终止密码子位置改变；当碱基对增减3n个时，影响较小，插入或缺失n个氨基酸，而之后的氨基酸序列不变。

问题3：“基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离”，这一表述是否正确，为什么？

解析 本题考査大家对性状分离和基因重组的理解，性状分离是指一对相对性状的杂合子（Aa）自交后子代出现新性状的现象，杂合子减数分裂后等位基因分离，受精作用时雌雄配子随机结合产生了aa个体，具有新性状。基因重组是两对或多对等位基因之间所发生的，减数分裂时非同源染色体自由组合或同源染色体非姐妹染色单体交叉互换会导致非等位基因的重新组合，进而产生不同基因型的个体。因此，性状分离不属于基因重组。

问题4：基因型为XBXbY的甲，其父色盲、母表现正常。请分析可能的原因？

解析 据题意分析可知其父亲基因型为XbY，母亲基因型为XBXb或XBXB。后代出现XBXbY的可能性有：（1）父亲XbY在减数第一次分裂时，两条性染色体没有分开而是进入同一个次级精母细胞，形成XbY的精子，和含XB的卵细胞结合而成；（2）母亲XBXb在减数第一次分裂分裂时，两条性染色体没有分开而是进人同一个次级卵母细胞，形成XBXb的卵细胞，和含Y的精子结合而成。

问题5：染色体组的判断方法有哪些？

解析 （1）根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的染色体共有几条，则该细胞中就含几个染色体组。（2）根据基因型来判断：细胞中控制同一性状的相同基因或等位基因共有几个，则该细胞中就含几个染色体组，如BBBbDDdd的细胞中含有4个染色体组。（3）根据染色体数目和形态推算有几个染色体组，即染色体组数=染色体数目/染色体形态数。

问题6：“无子西瓜”“无子番茄”是否可以遗传？

解析 （1）“无子西瓜”属于可遗传变异（染色体变异），通过组织培养其后代仍能保持“无子西瓜”性状。（2）“无子番茄”属于不可遗传变异（遗传物质没有改变），通过组织培养其后代植株要结“有子果实”。

——叶飞.中学生物教学.2017年第8期（x）