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同源多倍体生物产生配子的种类和比例

同源多倍体：同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。各类试题中考查三体、三倍体、四倍体等类型生物产生配子的频率较高。例如：已知三体豌豆（2N+1）减数分裂形成的N+1雄配子不能成活，而雌配子育性正常，现有一株2-三体高茎豌豆（基因型Aaa）,收集该植物的种子种植，问：①子代

高茎与矮茎比例是多少？②子代高茎豌豆中三体的比例是多少？③子代豌豆中染色体数目正常的比例是多少？

1.基因型Aaa三体高茎豌豆产生配子分析

两条染色体正常联会形成四分体,之后平分到两个子细胞中，剩下的一条随机移向两个子细胞，因此子细胞（配子）含有一条或两条这样的染色体（图1）。

解析：根据题意N+1雄配子（即Aa和aa雄配子）不能成活,故成活雄配子A:a=1:2,而雌配子育性正常，各比例（Aa：a：A：a=2：1：1：2）。从表1中可知①子代高茎与矮茎比例为12/18：6/18=2：1；②子代高茎豌豆中三体的比例为7/12；③子代豌豆中染色体数目正常的比例是1/2。从第③点可看出，无论双亲都是三体、或仅其中一方是三体,只要是A与a这样的雌雄配子结合，便可产生染色体数目正常的后代。

2.同源多倍体产生配子过程及后代情况分析

三倍体与三体主要区别：三体只是某一种染色体多了一条（如2-三体豌豆、人21-三体等）；三倍体是由受精卵发育，体细胞含有三个染色体组的个体。（如

三倍体西瓜），三倍体每种染色体都是三条，因此三倍体产生配子方法可以以三体产生配子为基础推理而成。利用图示法可以较简单直观地反映出三体或三倍体配子产生过程，但当三倍体染色体数比较多时，如用图示法将所有染色体都列出就显得既耗时又繁琐且易出错,故此再介绍组合法。

2.1三倍体母体产生的配子种类及比例基因型

AaaBbb（基因位于不同类型的染色体上）的三倍体母体产生的配子种类及比例如下：

Aa：C11C12=2;aa：C22=1;A=C11=1;a=C12=2;即Aa：aa：A：a=2：1：1：2。

Bb:C11C12=2；bb:C22=1；B=C11=1；b=C12=2；即Bb：bb：B：b=2：1：1：2。

以此类推,先单独分析每种染色体情况，再将其组合，此处仅以两种染色体为例，其结合方式4x4=16种，配子16种（表2）。

AaBb：C11C12.C11C12=4；Aabb：C11C12.C22=2；

aaBb：C12.C11C12=2;aabb：C22.C22=1；

AB：C11C11=1；Ab：C11C12=2；aB：C12C11=2；ab：C12C12=4。

正常配子：AaBb、Aabb、aaBb、aabb、AB、Ab、aB、ab，异常配子：AaB、Aab、aaB、aab、ABb、Abb、aBb、abb。这样利用数学组合思维推导同源多倍体产

生配子问题,省时又精准。

2.2三倍体拓展应用

2019年版人教版高中生物学教材必修2遗传与进化》教师用书中提到三倍体西瓜无子的原因是：三倍体西瓜植株进行减数分裂时由于染色体联会紊乱，通常很难正常分裂形成有功能的配子。

从生活中可以发现,三倍体西瓜也可能有少量种子，其原因可能是：三倍体西瓜（3N=33）植株的性母细胞在减数分裂过程中，有22条染色体可正常联会并形成11个四分体,每个四分体的两条同源染色体平均分到两个子细胞中，剩下11条没有配对的染色体随机移向两个子细胞。

受精时,2N型雄配子和2N型雌配子结合的概率为1/222，种子胚为4N；2N型雄配子和N型雌配子结合的概率为1/222，种子胚为3N；N型雄配子和2N型雌配子结合的概率也为1/222，种子胚也为3N；N型雄配子和N型雌配子结合的概率为1/222，种子胚为2N；4种情况总共可形成种子的量为1/220，可见，果实中可能有少量着色的真正种子.

2.3同源四倍体产生配子的种类及比例

自交、测交后代显性与隐性性状的比例

基因型为AAaa的个体减数分裂，染色体减半，基因也减半，产生的配子种类及比例如图2

组合法表示为：AA：C22=l；Aa：C12C12=4；aa：C22=1

AA:Aa:a=1:4:1

若同源四倍体的基因型为AAaa,其中A对a为完全显性，则产生的配子类型是AA:Aa：aa=l：4：1

其自交后代,AAAA:AAAa:AAaa:Aaaa:aaaa=1：8：18：8：1，