互动科普

首先我们得了解一下基因型、等位基因。基因型指决定生物某一性状的基因组合，广义来讲是指某一个体全部基因组合的总和。等位基因是指在同源染色体上控制相对性状的不同基因。因此问题应该这么问：“为什么一对夫妇所生的几个孩子基因型会不一样？”

这就要从人类生殖细胞的分裂说起。在减数分裂后形成的细胞中，染色体数和基因数量都会减半，故名减数分裂，又可分为减数第一次分裂和减数第二次分裂。

减数第一次分裂中，父本的精原细胞形成两个次级精母细胞。在这期间，同源染色体分离，其上的等位基因也分开，由纺锤丝牵连分别进入两个次级精母细胞（分离定律）；同时，非同源染色体上的非等位基因，也随机地进入两个次级精母细胞，互不干扰（自由组合定律）；同源染色体上的非等位基因，则随着染色体一起到了同一个次级精母细胞里（连锁定律）。

减数第二次分裂，是次级精母细胞的分裂，最终形成两对精细胞，可以成长为精子。因此，经过减数分裂后，1个精原细胞会形成2种（共4个）精子。因为同时有几千万个精原细胞一起分裂，形成的精子数目也就上亿了。

母本的减数分裂与父本有差异，经过两次减数分裂后，一个卵原细胞只产生一个卵细胞。

人类染色体是22对常染色体加1对性染色体，一共23对。也就是说，一个人类个体能够形成的正常生殖细胞（精子或卵子）的种类至少为2²³种（8388608种）。

然后，精子与卵细胞结合形成受精卵，之后发育成个体。正常情况下，女性一次排出一个卵细胞，而男性的精子数目是几百万（到达卵细胞处的精子数目只有最初的1%～5%），所以精子和卵细胞的结合也是随机的。这样，一对夫妇生出来的几个孩子基因型就不同了，这种现象属于基因重组。

如果考虑突变（包括DNA碱基的置换、增加和减少）和交叉互换（在减数第一次分裂，同源染色体联会时，同源染色体的某一部分因缠在一起而导致的基因重组），那产生的生殖细胞种类就会更多，子代的基因型也会更复杂。

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）