例析高中遺傳試題中的“淘汰”現象

陳 忠 朱巧玲

（廣東省廣州市南武中學 廣東廣州 510220）

高中遺傳試題常設置一些特殊條件，如雄性不育、致死、自交不親和性等，其共同特征是導致部分配子或者合子被“淘汰”，進而影響子代分離比。下文把生物不同發育階段所發生的淘汰現象歸納為配子淘汰和合子淘汰，結合典例對各種淘汰現象進行分析，旨在拓展遺傳知識、總結解題方法，提升學生的解決問題能力。

1 配子淘汰

配子淘汰是指基因或染色體在配子期發揮作用而導致部分配子不能正常遺傳。配子致死、雄性不育和自交不親和性是三種常見情境。

1.1 配子致死

配子致死指由于配子中的致死基因（或其他基因）引起的配子死亡，也可能是由于染色體的異常（結構變異或數目變異）變化所致，雌性或雄性配子均可能致死。

【例1】一豌豆雜合子（Aa）植株自交時，下列敘述錯誤的是 （ ）

A.若自交后代的基因型比例是2∶3∶1，可能是含隱性基因的花粉50%死亡造成的

B.若自交后代的基因型比例是2∶2∶1，可能是隱性個體50%死亡造成的

C.若自交后代的基因型比例是4∶4∶1，可能是含隱性基因的配子有50%死亡造成的

D.若自交后代的基因型比例是1∶2∶1，可能是花粉有50%死亡造成的

參考答案：B。

解析：各選項致死情況不同，但A與a仍遵循基因分離定律，推理時變假設為前提條件，在遺傳圖解中調整配子比例，計算子代基因型比例，解答過程見表1。

表1 子代基因型推理

配子致死時，細胞核基因遺傳仍然遵循孟德爾遺傳定律。依托遺傳圖解，學生能準確應用配子致死信息，快速推理子代基因型比例。

1.2 雄性不育

雄性不育指動、植物雄性生殖細胞或生殖器官喪失生理機能的現象。遺傳的雄性不育分為細胞核雄性不育和質核互作雄性不育。

【例2】水稻存在雄性不育基因，其中R（雄性可育）對r（雄性不育）為顯性，是存在于細胞核中的一對等位基因；N（雄性可育）與S（雄性不育）是存在于細胞質中的基因；只有細胞質和細胞核中均為雄性不育基因時，個體才表現為雄性不育。下列有關敘述正確的是 （ ）

A.水稻種群中雄性可育植株共有6種基因型

B.母本S（rr）與父本N（rr）的雜交后代雄性均為不育

C.R、r和N、S的遺傳遵循基因的自由組合定律

D.S（rr）、N（rr）自由交配，子代均為雄性不育

參考答案：B。

解析：根據題意，水稻種群雄性可育基因型有5種，分別是N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr），故A選項錯誤。母本S（rr）與父本N（rr）的雜交后代基因型為S（rr），雄性全部表現為不育，故B選項正確。N、S屬于細胞質基因，子代細胞質基因與母本保持一致，R、r屬于細胞核基因，遵循基因分離定律，兩對基因不遵循基因自由組合定律，故C選項錯誤。S（rr）與N（rr）自由交配的子代，S（rr）植株上的種子基因型為S（rr），表現為雄性不育，而N（rr）植株上的種子基因型為N（rr），表現為雄性可育，故D選項錯誤。

雄性不育個體在雜交時只能充當母本，無需去雄操作，這是育種的一大優勢。雜交子代的基因型變化應特別關注細胞核基因與細胞質基因的遺傳差異。

1.3 自交不親和性

自交不親和性指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉結實能力的一種自交不育性。

【例3】某二倍體兩性花植物的自交不親和性是由15個共顯性的等位基因S（S、S、…、S）控制的。該植物能產生正常的雌、雄配子，但當花粉與母本有相同的S基因時，就不能完成受精作用。針對S基因，下列敘述正確的是 （ ）

A.該植物有 15 種基因型分別為 SS、SS、…、SS的純合個體

B.自然雜交時，該植物種群可能存在著105種基因型植株

C.SS（父本）和SS（母本）雜交，F的基因型有4種

D.可以通過雜交育種的方法獲得各種基因型的植株

參考答案：B。

解析：根據題意，當花粉與母本具有相同的S基因時，不能完成受精作用，因此無純合個體，故A選項錯誤。自然雜交時，15個等位基因S，兩兩雜合，S與S……S共計14種，S與S……S共計13種，以此類推，最終形成的基因型數量=14+13+……+1=105，故B選項正確。SS（父本）和SS（母本）雜交，S花粉無法完成受精，子代只有SS、SS的個體，故C選項錯誤。純合子無法通過雜交育種的方法獲得，故D選項錯誤。

自交不親和性植物的花粉和卵細胞的受精作用，會受到基因的影響，必須要根據條件淘汰部分花粉，進而確定子代的表現型與基因型概率。

2 合子淘汰

合子淘汰指配子存活正常，形成的合子在胚前發育階段不發育或者致死，也可能在胚后發育階段因自然或人工選擇而導致部分個體被淘汰。

2.1 單基因致死突變

突變產生的新基因可能導致生物個體死亡：如果是顯性致死，一般在雜合時就有致死效應；若是隱性致死，則在純合或半合子狀態時才有致死作用。

【例4】將果蠅進行相關處理后，其X染色體上可發生隱性突變、隱性致死突變、隱性不完全致死突變或不發生突變等情況，遺傳學家想設計一個實驗檢測出上述四種情況。實驗時，將經相關處理的紅眼雄果蠅與野生型純合紅眼雌果蠅交配（B表示紅眼基因），得F，使F單對交配，分別飼養，觀察F的分離情況。下列說法錯誤的是 （ ）

A.若為隱性突變，則F中表現型比例為3∶1，且雄性中有隱性突變體

B.若不發生突變，則F中表現型為紅眼，且雄性中無隱性突變體

C.若為隱性致死突變，則F中雌∶雄＝1∶2

D.若為隱性不完全致死突變，則F中雌∶雄介于1∶1和2∶1之間

參考答案：C。

解析：處理的紅眼雄果蠅記為XY，其實驗遺傳圖解如圖1所示。

圖1 實驗的遺傳圖解

若是X染色體上隱性突變，則X為X，則F中顯性∶隱性為3∶1，且雄性存在隱性，故A選項正確。如果不發生突變，則X為X，則F均為紅眼，故B選項正確。若為隱性致死突變，則XY死亡，F中雌性∶雄性為2∶1，故C選項錯誤。如果為隱性不完全致死突變，XY部分存活，則F中雌∶雄性介于1∶1和2∶1之間，故D選項正確。

致死基因影響個體存活而不影響配子遺傳，借助遺傳圖解，先按正常遺傳處理，再結合致死條件對結果進行分析，能準確得出結論。

2.2 基因純合致死

基因純合致死指某生物的某對基因，因其自身特性，基因型為顯性純合子或隱性純合子不能存活，而雜合子可以存活的現象。

【例5】（多選）已知A、a與B、b兩對等位基因獨立遺傳，基因型為AaBb的個體自交，下列有關子代（數量足夠多）的各種性狀分離比情況，正確的是 （ ）

A.若子代出現6∶2∶3∶1的性狀分離比，則存在AA或BB純合致死現象

B.若子代出現4∶2∶2∶1的性狀分離比，則存在AA和BB純合致死現象

C.若子代出現3∶1的性狀分離比，則存在aa或bb純合致死現象

D.若子代出現5∶3∶3∶1；的性狀分離比，則可能存在基因型為AB的雌性或雄性配子致死

參考答案：ABCD。

解析：基因型為AaBb的個體自交，兩對基因滿足自由組合定律，正常子代性狀分離比為9∶3∶3∶1，或分解為（3∶1）（3∶1）。若子代出現6∶2∶3∶1的性狀分離比，即（2∶1）（3∶1），可推知AA或BB致死，故A選項正確。若子代出現4∶2∶2∶1的性狀分離比，即（2∶1）（2∶1），可推知AA和BB均致死，故B選項正確。若子代出現3∶1的性狀分離比，即（3∶1）（3∶0），可推知aa或bb致死，故C選項正確。若基因型為AB的雌性或雄性配子致死，導致受精時AABB、AaBb、AABb、AaBB 四種基因型各缺失一個個體，子代出現5：3：3：1的分離比，故D選項正確。

在自由組合類題目中，二項式法對基因純合致死現象推理有特殊作用，二項式數據信息指向了致死的基因型。

2.3 染色體變異致死

染色體變異包含結構變異和數目變異兩種類型，染色體變異多數對生物有害，有的甚至導致生物體死亡。

【例6】野兔毛色褐色（T）對灰色（t）為顯性，且基因位于X染色體上。已知沒有X染色體的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔（染色體組成為XO）與正常灰色雄兔交配，預期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分別為 （ ）

A.3/4與1∶1 B.2/3與2∶1

C.1/2與1∶2 D.1/3與1∶1

參考答案：B。

解析：由題意可知，雌兔XO產生卵子X∶O=1∶1，雄兔XY產生精子X∶Y=1∶1，子代為XX（褐色雌兔）、XO（灰色雌兔）、XY（褐色雄兔）、OY（致死），數量之比為1∶1∶1，故子代中褐色兔占2/3，雌、雄之比為2∶1。

2.4 自然或人工選擇引發的淘汰

自然或人工選擇淘汰某些個體，會影響親本種群基因頻率，進而改變子代的表現型與基因型頻率。

【例7】假若某植物種群足夠大，可以隨機交配，沒有遷入和遷出，基因不產生突變。抗病基因R對感病基因r為完全顯性。現種群中感病植株rr占1/9，抗病植株RR和Rr各占4/9，抗病植株可以正常開花和結實，而感病植株在開花前全部死亡，則子一代開花前感病植株占 （ ）

A.1/9 B.1/16 C.4/81 D.1/8

參考答案：B。

解析：因感病植株rr在開花前死亡，不能繁殖后代，則繁殖時種群RR∶Rr為1∶1。親本R基因頻率為3/4，r基因頻率為1/4，隨機交配后，子一代開花前感病植株rr為1/16。

例6淘汰在配子受精后，例7淘汰在配子受精前，凡淘汰必然改變原基因型概率，計算子代表現型或基因型概率時要考慮這一變化。

3 小結

綜上，解答淘汰類題目有四個要點：①雖然淘汰會導致子代性狀比變化，但基因和染色體遺傳時基本遵循孟德爾遺傳定律（細胞質基因遺傳除外）；②解題時需判斷淘汰類型，回歸到遺傳過程，明確雜交類型、配子種類變化對遺傳結果的影響；③謹記淘汰必然引起配子或合子比例變化，原概率不能直接應用于計算；④遺傳圖解是重要的思維工具，能幫助梳理遺傳現象和開展邏輯推理。遺傳試題雖難，若學生知識儲備扎實、習題訓練時見多識廣，定能靈活應用、順利解題。