高中生物遺傳學致死現象分析

黃偉進

摘 要：從遺傳學兩大規律入手，分析高中生物遺傳學中各種致死現象的類型和本質，幫助學生梳理完善遺傳規律知識體系，建立分析問題的基本框架，掌握解決遺傳學致死現象的必備知識和關鍵能力，提高在有限的時間里解決問題的能力，樹立起攻克遺傳題的信心。

關鍵詞：生物;遺傳學;致死現象;歸類分析

一、問題的由來

為普通高等學校選拔人才，是高考的基本功能。近年來，高考理綜生物考試難度、區分度逐年加大，遺傳學內容是最能考查學生科學思維、科學探究等核心素養的專題，通常作為選拔性強的試題甚至是壓軸題的形式出現。從近年的高考命題趨勢上看，遺傳題題干較簡潔，出題形式集中在借助一定情境考查學生處理特殊遺傳現象的能力：一是在遺傳實驗設計和兩大基本定律的變式應用上，對基因分離定律和自由組合定律的解釋、驗證、遺傳概率的計算，致死等現象的解釋;二是結合生物的變異、育種和減數分裂的知識考查遺傳規律。

學生在學習和解題過程中普遍反映遺傳主題難度大，特別是近幾年遺傳題對學生信息提取、數據處理能力，特別是思維能力（逆向思維能力）和書面表達能力等素養要求較高，學生談遺傳題“色變”，畏難情緒嚴重，本文擬從基因的分離定律和基因的自由組合定律這兩大遺傳定律的本質入手，結合例題分析各種致死現象，建立分析和解決遺傳學致死現象題目的基本思路和模式。

二、基因的分離定律和自由組合定律的實質

分析遺傳學致死現象，我們先從遺傳學最基本的兩大定律——基因的分離定律和基因的自由組合定律入手，掌握分析致死現象的一般規律。

1.基因的分離定律的實質與驗證

（1）實質：等位基因隨同源染色體分開而分離。

（2）分離比：雜合子自交子代分離比3∶1;測交子代分離比為1∶1。

（3）常見致死分離比：具有一對相對性狀的雜合子自交子代性狀分離比2∶1→說明顯性純合致死。

2.基因的自由組合定律的實質與驗證

（1）實質：減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

（2）分離比：

①若兩對等位基因分別控制兩種相對性狀，雙雜合個體自交子代分離比9∶3∶3∶1，測交子代分離比為1∶1∶1∶1;

②若兩對等位基因控制同一種相對性狀，雙雜合個體自交子代常見分離比9∶6∶1，9∶3∶4，9∶7，15∶1等。

（3）常考致死分離比：

①若兩對等位基因分別控制兩種相對性狀，兩對等位基因均雜合的個體自交子代性狀分離比6∶3∶2∶1→說明存在一對基因顯性純合致死;4∶2∶2∶1→說明兩對基因均是顯性純合致死（有一對等位基因純合就致死）;

②若兩對等位基因控制同一種相對性狀，兩對等位基因均雜合的個體自交子代性狀分離比4∶4∶1→說明兩對基因均是顯性純合致死（有一對等位基因純合就致死）。

三、遺傳學致死現象分類分析

本文第二點中提到的兩種致死現象，只是多種致死現象的一種特殊例子，致死的原因可以分為不同的類型：顯性基因致死和隱性基因致死;配子致死和合子致死;一對基因控制的致死及多對基因控制的致死現象;常染色體上基因致死和性染色體上基因致死;基因突變致死和染色體異常致死等。

1.配子致死和合子致死

從基因顯隱性的角度可分為顯性基因致死和隱性基因致死，配子致死是指致死基因在配子期發揮作用而具有致死效應，合子致死是指致死基因在胚胎期或成體階段發揮作用而具有致死效應。

2.顯性基因致死和隱性基因致死

隱性致死是指隱性基因在純合情況下具有致死效應，顯性致死是指顯性基因具有致死效應，常見的為顯性純合致死現象。若為顯性純合致死，則顯性性狀一定為雜合子，顯性個體（Aa）相互交配后代中顯（Aa）∶隱（aa）=2∶1。

3.一對基因控制的致死及兩對基因控制的致死現象（兩對等位基因獨立遺傳）

（1）一對基因控制的致死現象

等位基因可位于常染色體或性染色體，可顯性致死或隱性致死，可配子致死或合子致死，最常見的分離比是2∶1，若致死現象與性別無關，則致死基因位于常染色體上;若致死現象與性別有關，且存活后代中雌比雄為2∶1，則該致死基因可能為X染色體上的隱性致死基因。

（2）兩對基因控制的致死現象

①兩對等位基因控制兩種相對性狀：致死分離比6∶3∶2∶1，說明兩對等位基因均雜合，其中一種基因顯性純合致死。

例如：（2018廣州一測理綜32題）某昆蟲的眼色受一對位于常染色體上的等位基因控制，翅形由另一對等位基因控制。下表為該昆蟲3個品系雜交實驗的結果，請回答：

a.眼色和翅形的顯性性狀分別是_________________。

b.無論親本正交還是反交，第1、第2組實驗F1的卷翅個體中，雌雄比例始終接近1∶1，說明控制翅形的基因位于_________________染色體上;實驗中的紫眼卷翅和赤眼卷翅個體_________________（填“均為純合子”“均為雜合子”或“既有純合子又有雜合子”）。

c.第2組F2的性狀分離比接近于_________________，出現這種性狀分離比的原因是_________________。

第三問重點考查了兩對等位基因控制兩種相對性狀，且存在致死現象的情況。參考答案：赤眼卷翅：赤眼長翅：紫眼卷翅：紫眼長翅=6∶3∶2∶1（2分），控制這兩對相對性狀的基因獨立遺傳（補充答案：兩對基因遵循自由組合定律，兩對基因位于兩對同源染色體上）（2分）。F1的赤眼卷翅兩對基因均雜合（1分），且卷翅（基因顯性）純合致死（2分）。（共5分）

②兩對等位基因控制同一種相對性狀∶致死分離比4∶4∶1，說明親本兩對等位基因均雜合，且其中兩種基因任一顯性基因純合致死。

例如：某雌雄異株的二倍體植物種群由紅花、黃花、白花植株組成。紅花雄株和紅花雌株雜交，子代中雄株總會出現紅花、黃花與白花三種類型，比例為4∶4∶1。雌株也出現上述類型和比例。同學甲認為該植物的性別受一對等位基因控制，花色受兩對等位基因的控制，相關基因間完全顯性且獨立遺傳。若同學甲的觀點是正確的，請回答：

a.控制該植物性別和花色的相關基因獨立遺傳。作出該判斷的理由是_________________。

b.種群中，黃花雄株的基因型有_________________種。紅花雄株和紅花雌株雜交，子代總出現紅花、黃花與白花三種類型且比例為4∶4∶1，出現該比例的條件是：_________________。

c.若將黃花雄株和黃花雌株雜交，子代植株的花色類型和比例是_________________。

例題分析：根據題意知，紅花雄株和紅花雌株雜交，子代中雄株、雌株的類型和比例相同時，說明花表現的顏色與性別無關，是常染色體遺傳;紅花、黃花與白花的比例為4∶4∶1是（2∶1）（2∶1）=

4∶2∶2∶1的變式，說明兩對等位基因控制同一種相對性狀，假設控制花色的2對等位基因用A、a和B、b表示，則AA、BB顯性純合致死，親本紅花的基因型是AaBb，兩對等位基因遵循自由組合定律。

4.常染色體基因致死和性染色體基因致死

根據致死基因在染色體上的位置不同，可以把致死現象分為常染色體基因致死和性染色體基因致死。常染色體致死現象與性別無關，后代雌雄個體比例為1∶1，最常見的為顯性純合致死（見第三點分析）;性染色體基因致死現象與性別有關，一般考查致死基因位于X染色體上，例如XAXa? X? XAY，Xa純合致死（XaXa， XaY致死），這種情況后代雌雄比例是2∶1。

5.基因突變致死和染色體缺失致死

從可遺傳變異的根本來源上分析，致死現象可分為基因突變致死和染色體缺失致死。

例如：在一個自然果蠅種群中，灰身與黑身為一對相對性狀（由A、a控制）;棒眼與圓眼為一對相對性狀（由B、b控制）。現有兩果蠅雜交，得到F1表現型和數目（只）如下表。請據圖回答：

（1）該種群中控制灰身與黑身的基因位于_________________染色體;控制棒眼與圓眼的基因位于_________________染色體。

（2）親代雌雄果蠅的基因型分別為_________________、_________________。

（3）F1中黑身棒眼雌雄果蠅隨機交配，F2的表現型及其比例為_________________。

（4）1915年，遺傳學家Bridges發現用圓眼雌果蠅與X射線處理過的棒眼雄果蠅進行雜交，總能在某些雜交組合的F1中發現圓眼雌果蠅。該種圓眼雌果蠅的出現可能是由于父本在形成生殖細胞時發生了基因突變;也可能是父本棒眼果蠅在形成生殖細胞時，X染色體上缺失了顯性基因B（該生殖細胞基因型表示為：Xo，已知XoY的受精卵是不能發育成新個體的）。

請你設計簡單的雜交實驗，檢測F1中圓眼雌果蠅出現的原因。

①雜交方法：選擇_________________雄性果蠅和在F1中選_________________雌性果蠅進行雜交。統計子代果蠅表現型及其比例。

②結果預測及結論：

若子代_________________，則是由于父本發生基因突變;若子代_________________，則是由于父本棒眼果蠅X染色體上缺失了顯性基因B。

參考答案：（1）常? X （2） AaXBXb? AaXBY? （3）①正常棒眼? ?圓眼? ? ②棒眼雌果蠅∶圓眼雄果蠅=1∶1（2分）? 棒眼雌果蠅∶圓眼雄果蠅=2∶1（2分）

四、遺傳學致死現象題目解題規律總結

在今年的高考理綜生物卷和各地模擬卷中，往往以書面表達的形式出現，不再是之前廣東卷遺傳題片段式割裂式的填空形式出現，更強調知識的基礎性、綜合性、應用性、探究性和開放性。這就要求致死現象題目的解答，更要回歸到孟德爾遺傳定律實質的把握上——雖然致死現象中的子代表現型比例與正常情況下的分離比不同，但解此類題時照樣要遵循基因的分離定律或基因的自由組合定律，如果是位于性染色體上基因控制的遺傳要結合伴性遺傳的特點，再考慮致死現象對后代正常分離比的影響。在高考后階段的備考中，教師要強化學生獲取信息的能力、逆向推理能力以及書面表達能力的訓練。

通過生物致死現象專題的例析和歸納，能幫助學生梳理完善遺傳規律知識體系，讓學生有應對新情景的基本思路和建立分析問題的基本框架，避免學生在題海中迷失，從而提高在有限的時間里解決問題的能力，樹立起攻克遺傳題的信心。

參考文獻：

[1]李培青.例析高中生物遺傳學中的致死現象[J].中學生物學，2015，31（2）：59-60.

[2]呂愛民.歸類例析遺傳學中的致死現象[J].中學生物教學，2014（Z1）：126-130.

編輯 溫雪蓮