生物體在有性生殖過(guò)程中，通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子（精子和卵細(xì)胞），既是親代的產(chǎn)物，又是子代的根源，是連接親子代的紐帶。通過(guò)受精作用形成的合子中的遺傳物質(zhì)，是子代個(gè)體發(fā)育的指令和規(guī)劃圖。由于減數(shù)分裂形成的配子中染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子的遺傳物質(zhì)存在差異。在減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體的行為變化是理解和掌握基因分離定律和自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。那么減數(shù)分裂過(guò)程中，在染色體的行為發(fā)生變化時(shí)，其上的基因行為如何呢？

   一、基因在染色體上

   基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體。如圖1所示，等位基因存在于同源染色體的同一位置。注意：多對(duì)等位基因可以在多對(duì)同源染色體上，也可以在同一對(duì)同源染色體上。

   二、減數(shù)分裂過(guò)程中基因的正常行為變化

   在減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體和基因具有平行關(guān)系，因此基因會(huì)隨染色體的行為變化而出現(xiàn)同步變化。如圖2所示，減數(shù)第一次分裂前，染色體復(fù)制，每條染色體包含兩條姐妹染色單體，基因也被復(fù)制（Dd→DDdd）。減數(shù)第一次分裂結(jié)束，同源染色體分離，染色體數(shù)目減半，等位基因隨同源染色體的分離而分離（DDdd→DD、dd）。減數(shù)第二次分裂后期，姐妹染色單體分離，其上的基因也隨之分離（DD→D、D；dd→d、d）。

   注意同源染色體上相同基因的行為變化，如圖3所示，復(fù)制時(shí)（dd→dddd），減數(shù)第一次分裂結(jié)束時(shí)（dddd→dd、dd），減數(shù)第二次分裂結(jié)束時(shí)（dd→d、d）。

    如涉及多對(duì)等位基因，在等位基因分離的同時(shí)還存在非同源染色體上非等位基因的自由組合，如圖4所示。

   在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期，同源染色體上的非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換，導(dǎo)致配子中的基因組成發(fā)生變化（基因重組），如圖5所示。

   【典例1】 （2011·江蘇卷）如圖為基因型AABb的某動(dòng)物進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖。相關(guān)判斷錯(cuò)誤的是

    A．此細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞    

    B．此細(xì)胞中基因a是由基因A經(jīng)突變產(chǎn)生

    C．此細(xì)胞可能形成兩種精子或一種卵細(xì)胞

    D．此動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)最多含有四個(gè)染色體組

   【解析】  該細(xì)胞內(nèi)的兩條染色體形狀、大小不同，為非同源染色體，從基因來(lái)看，等位基因B、b已分離，因此該細(xì)胞是減數(shù)第二次分裂中期的細(xì)胞，為次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞，也可能是極體。個(gè)體的基因型為AA，圖中出現(xiàn)的a不可能是交叉互換的結(jié)果,只能是基因突變的結(jié)果。若該細(xì)胞是次級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過(guò)減數(shù)第二次分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精子類型不同，分別為AB和aB；若該細(xì)胞是次級(jí)卵母細(xì)胞，則產(chǎn)生的卵細(xì)胞和極體的類型也不同，由于產(chǎn)生的卵細(xì)胞只有一個(gè)，因此產(chǎn)生一種類型的卵細(xì)胞。該細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，正常的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，對(duì)應(yīng)的有絲分裂后期細(xì)胞中，含有四個(gè)染色體組。答案：A     

   三、減數(shù)分裂過(guò)程中基因的異常行為變化

   1．基因突變

   在減數(shù)第一次分裂前的間期，在DNA分子復(fù)制的過(guò)程中，如復(fù)制出現(xiàn)差錯(cuò)，則會(huì)引起基因突變，這種突變能通過(guò)配子傳遞給下一代，如圖6所示。注意：突變一般發(fā)生在同源染色體中的某一條染色體上，可以是顯性突變，也可以是隱性突變。

   2．基因數(shù)量變化

   在減數(shù)分裂過(guò)程中，伴隨著染色體行為變化的異常，往往會(huì)引起配子中基因數(shù)目的增減。在分析基因數(shù)目變化時(shí)，應(yīng)考慮變化與減數(shù)第一次分裂有關(guān)還是與減數(shù)第二次分裂有關(guān)。如圖7表示減數(shù)第一次分裂異常、減數(shù)第二次分裂正常產(chǎn)生的配子情況。

圖8表示減數(shù)第一次分裂正常、減數(shù)第二次分裂異常產(chǎn)生配子的情況。

    綜上所述，在分析減數(shù)分裂過(guò)程中核基因的行為變化時(shí)，應(yīng)抓住減數(shù)分裂過(guò)程中染色體行為變化的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生染色體的復(fù)制；減數(shù)第一次分裂過(guò)程中同源染色體分離；減數(shù)第二次分裂過(guò)程中姐妹染色單體分離。也可以結(jié)合基因的變化，逆向分析染色體的行為變化，加深基因在染色體上的理解，加深對(duì)基因分離定律和自由組合定律內(nèi)涵的理解，構(gòu)建完整的、系統(tǒng)的知識(shí)體系。

   【典例2】 （2011·山東卷）基因型為AaX^BY的小鼠僅因?yàn)闇p數(shù)分裂過(guò)程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個(gè)不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于２號(hào)染色體。下列關(guān)于染色體未分離時(shí)期的分析，正確的是

①2號(hào)染色體一定在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離  ②2號(hào)染色體可能在減數(shù)第一次分裂時(shí)未分離  ③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時(shí)未分離  ④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時(shí)未分離

A．①③          B．①④         C． ②③         D．②④

   【解析】  基因型為AaX^BY的小鼠減數(shù)分裂過(guò)程中，產(chǎn)生了不含性染色體的AA型配子，AA型配子的產(chǎn)生是因?yàn)闇p數(shù)第二次分裂異常，即姐妹染色單體分開后，移向了同一極。配子中不含性染色體，可能是減數(shù)第一次分裂異常，也可能是減數(shù)第二次分裂異常造成的。答案：A