關于遺傳規(guī)律中致死問題的探討

摘 要 從顯性致死和隱性致死、配子致死和合子致死、常染色體基因致死和性染色體基因致死、單一基因致死和多基因共同致死四個方面，對致死問題進行探討。

關鍵詞 遺傳規(guī)律 致死問題

中圖分類號 G633.91

在孟德爾的遺傳實驗中，一對相對性狀的遺傳實驗，具有相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為顯性性狀，F(xiàn)2分離比為3∶1。在兩對相對性狀的遺傳實驗中，具有兩對相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為雙顯性性狀，F(xiàn)2的比例為9∶3∶3∶1。這是非常熟悉的遺傳規(guī)律，但是遺傳規(guī)律也會出現(xiàn)的“差錯”，如基因的致死問題等。基因的致死問題打破常規(guī)，能突顯對學生分析能力的考查，值得重視。

1 顯性致死和隱性致死

（1） 顯性致死：顯性基因具有致死作用，如人的神經(jīng)膠癥基因（皮膚畸形生長、智力嚴重缺陷、出現(xiàn)多發(fā)性腫瘤等癥狀）。顯性致死又分為顯性純合致死和顯性雜合致死。若為顯性純合致死，雜合子自交后代中顯性與隱性性狀的比例為2∶1。

【例1】 （2008·北京卷）無尾貓是一種觀賞貓。貓的無尾、有尾是一對相對性狀，按基因的分離定律遺傳。為了選育純種的無尾貓，讓無尾貓自交多代，但發(fā)現(xiàn)每一代中總會出現(xiàn)約1/3的有尾貓，其余均為無尾貓。由此推斷正確的是（ "）

A. 貓的有尾性狀是由顯性基因控制的

B. 自交后代出現(xiàn)有尾貓是基因突變所致

C. 自交后代無尾貓中既有雜合子又有純合子

D. 無尾貓與有尾貓雜交后代中無尾貓約占1/2

解析：依題意可知，無尾是顯性性狀（A），有尾是隱性性狀（a），符合基因分離定律。但無尾貓自交后代總是出現(xiàn)無尾貓與有尾貓且比例總是接近2∶1，這說明無尾貓是雜合（Aa）的且純合（AA）致死。無尾貓（Aa）與有尾貓（aa）雜交后代無尾貓與有尾貓比例為1∶1。

（2） 隱性致死：隱性基因同時存在于同一對同源染色體上時，對個體有致死作用。如鐮刀型細胞貧血癥，紅細胞異常，使人死亡;植物中的白化基因使植物不能形成葉綠素，從而不能進行光合作用而死亡。

【例2】 （2010·山東卷）假設某隱性致死突變基因有純合致死效應（胚胎致死），無其他性狀效應。根據(jù)隱性純合體的死亡率，隱性致死突變分為完全致死突變和不完全致死突變。有一只雄果蠅偶然受到了X射線輻射，為了探究這只果蠅X染色體上是否發(fā)生了上述隱性致死突變，請設計雜交實驗并預測最終實驗結果。

實驗步驟：

。

結果預測：Ⅰ如果 " " " ，則X染色體上發(fā)生了完全致死突變;

Ⅱ如果 " " " ，則X染色體上發(fā)生了不完全致死突變;

Ⅲ如果 " " " "，則X染色體上沒有發(fā)生隱性致死突變。

解析：因為題中已經(jīng)交代了該突變基因位于X染色體上，假設突變基因為a，該果蠅的基因型為XaY。可以選擇該果蠅與正常雌果蠅XAXA雜交，得到F1，再用F1互交（或F1雌蠅與正常雄蠅雜交），統(tǒng)計F2中雌雄蠅所占比例。

根據(jù)具體情況做出結果預測。若沒有發(fā)生隱性致死突變，則F2中雌雄比例為1∶1;若發(fā)生完全致死突變，則F2中雌：雄=2∶1;若發(fā)生不完全致死突變，則F2中雌∶雄在1∶1～2∶1之間（圖1）。

2 配子致死和合子致死

（1） 配子致死指的是致死基因在配子時期發(fā)生作用，從而不能形成有生活力配子的現(xiàn)象。

【例3】 某種雌雄異株的植物有寬葉和狹葉兩種類型，寬葉由顯性基因B控制，狹葉由隱性基因b控制，B和b均位于X染色體上。基因b使雄配子致死。請回答：

若后代全為寬葉雄株個體，則其親本基因型為

。

解析：此題有隱含條件：基因b使雄配子致死，因此對于XbY個體，其雄配子只有含Y染色體的精子，其后代只有雄性個體（圖2）。

（2） 合子致死指的是致死基因在胚胎時期或成體某一階段發(fā)生作用，從而不能形成活的幼體或個體在生長過程中某一階段死去的現(xiàn)象。

【例4】 大豆是兩性花植物。下面是大豆某些性狀的遺傳實驗：

大豆子葉顏色（BB表現(xiàn)深綠;Bb表現(xiàn)淺綠;bb呈黃色，幼苗階段死亡）和花葉病的抗性（由R、r基因控制）遺傳的實驗結果見表1。

用表中F1的子葉淺綠抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表現(xiàn)型的種類有 " "，其比例為 "。

解析：由題意可得表中F1的子葉淺綠抗病的基因型為BbRr，BbRr植株自交的結果如下：B_R_ ——其中有3/16 BBR_（深綠抗病）和3/8 BbR_ （淺綠抗病）;B_rr ——其中有1/16 BBrr（深綠不抗病）和1/8B brr（淺綠不抗病）;bbR_（死）;bbrr（死）。

所以，F(xiàn)2的表現(xiàn)型的種類及比例是：子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗病為3∶1∶6∶2。

3 常染色體基因致死和性染色體基因致死

常染色體基因致死，形成的遺傳規(guī)律中的“差錯”與性別無關，只是某種基因型的個體數(shù)量改變?nèi)缋?。性染色體基因致死，形成的遺傳規(guī)律中的“差錯”與性別相關，往往造成雌雄比例不同。

【例5】 果蠅的某一對相對性狀由等位基因（N，n）控制，其中一個基因在純合時能使合子致死（注：NN、XnXn、XnY等均視為純合子）。有人用一對果蠅雜交，得到F1代果蠅共185只，其中雄蠅63只。控制這一性狀的基因位于 " 染色體上。

解析：F1代果蠅共185只，其中雄蠅63只，則雌蠅比雄蠅為2∶1，說明致死基因使雄蠅部分致死，由此可知該基因位于X染色體上。

4 單一基因致死和多基因共同致死

單一基因致死為單個基因純合或雜合致死的現(xiàn)象，上面舉的例子都為單一基因致死的問題。多基因共同致死為多個非等位基因共同作用，使生物致死的現(xiàn)象。

【例6】 棉花纖維的紫色（A基因控制）與白色（a基因控制）是一對相對性狀，高酚（D基因控制）與低酚（d基因控制）是棉花的另一性狀，兩對性狀獨立遺傳，但AD的花粉不能萌發(fā)。如果讓基因型為Aadd的植株接受AaDd植株的花粉，請在坐標中用柱狀圖預測子代性狀的分離比。

解析：基因型為Aadd的母本植株可產(chǎn)生Ad和ad兩種配子，基因型為AaDd植株可產(chǎn)生AD、Ad、aD、ad四種花粉，但AD的花粉不能萌發(fā)。

采用棋盤法，根據(jù)表2，紫色低酚∶紫色高酚∶白色高酚∶白色低酚=3∶1∶1∶1。

上面從四個方面探討了遺傳規(guī)律中的致死問題，值得注意的是此類問題的基本知識點仍然是遺傳的基本規(guī)律。這是解答此類問題的基本出發(fā)點，由于情況的特殊性，后代性狀的比例不會嚴格按照這些數(shù)值，但靈活運用這些數(shù)據(jù)卻是此類問題的歸宿。做題時應先按照正常情況，根據(jù)所學知識寫出正常的后代比例，然后再根據(jù)題意大膽刪除，寫出實際的后代比例。因此，要想解決好“致死”問題，必須牢固掌握基本的生物學知識，只有這樣才能做好“源于教材而又高于教材”的生物學“致死”問題。