高中生物“基因致死”知識的歸類例析

楊雪

“基因致死”問題在高中生物遺傳學中一直是個難點，很多學生理解起來相當困難，主要表現(xiàn)在：1.不理解“致死”的真正含義;2.在計算遺傳概率時，不知道合子致死和配子致死該怎樣改變比例;3.不會根據(jù)題知條件判斷Xb是否使雄配子致死或不理解雄配子致死的意思;4.不明白什么是完全致死突變和不完全致死突變。致使做起題來思路混亂錯誤百出。以下是我根據(jù)多年的教學經(jīng)驗對“基因致死”問題進行的歸類分析，以期學生對“基因致死”知識有一個較為系統(tǒng)的掌握。

基因致死是指某些致死基因的存在使配子或個體死亡。基因致死主要包括配子致死和合子致死兩種基本類型。

一、配子致死

配子致死指致死基因在配子時期發(fā)生作用，從而不能形成有活力的配子的現(xiàn)象。按照致死基因的顯隱性關(guān)系分為隱性致死和顯性致死兩種類型：隱性致死是指隱性基因存在于一對同源染色體上時，對個體有致死作用。如植物中白化基因（bb），使植物不能形成葉綠素，植物因此不能進行光合作用而死亡;正常植物的基因型為BB或Bb。顯性致死是指顯性基因具有致死作用，通常為顯性純合致死（DD）。如人的神經(jīng)膠質(zhì)癥（皮膚畸形生長，智力嚴重缺陷，出現(xiàn)多發(fā)性腫瘤等癥狀）。按照致死基因發(fā)生作用的配子類型可分為雄配子致死和雌配子致死兩種類型，如雌雄異株的植物剪秋羅有寬葉和狹葉兩種類型，寬葉由B控制，狹葉由b控制，Bb均位于X染色體上，基因b使雄配子致死。

例1. 雌雄異株的高等植物剪秋羅有寬葉和窄葉兩種類型，寬葉（B）對窄葉（b）呈顯性，等位基因位于X染色體上，Y染色體上無此基因。已知窄葉基因b會使花粉致死。如果雜合子寬葉雌株（XBXb）同窄葉雄株（XbY）雜交，其子代的性別及表現(xiàn)型分別是 ?（ ? ?）

A.1/2為寬葉雄株，1/2為窄葉雄株

B.1/2為寬葉雌株，1/2為窄葉雌株

C.1/2為寬葉雄株，1/2為窄葉雌株

D.1/4為寬葉雄株，1/4為寬葉雌株，1/4為窄葉雄株，l/4為窄葉雌株

解析：由題目的“基因b使花粉致死”的條件可知，XbY只產(chǎn)生一種配子Y，后代只有雄株。雜合子寬葉雌株（XBXb）能產(chǎn)生比例相等的兩種雌配子XB、Xb，所以子代的表現(xiàn)型有兩種。故答案選A。

〖思維拓展〗（1）若基因Xb使雄配子致死，子代雌性個體的表現(xiàn)型有1種，雄性個體有2種基因型。

（2）若后代性別比為1：1，則其父本基因型為XBY。若后代只有雌株，則其父本基因型為XbY。

二、合子致死

合子致死是指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。如黃鼠AY基因使其在胚胎期致死，β地中海貧血則在出生后死亡。按照致死合子的基因組成可分為顯性純合致死、隱性純合致死和雜合子致死。如家族性高膽固醇血癥是一種遺傳病，雜合體約到50歲就常患有心肌梗塞，純合體常于30歲左右死于心肌梗塞，且不能生育，則為顯性純合致死和雜合致死。

例2.（04 北京）無尾貓是一種觀賞貓。貓的無尾、有尾是一對相對性狀，基因位于常染色體上，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】無尾貓自交多代，每一代中總會出現(xiàn)約1/3的有尾貓，說明無尾是顯性性狀（A），有尾是隱性性狀（a）。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。【答案】選D

[規(guī)律總結(jié)]：若控制性狀的基因在常染色體上，某性狀的個體自交子代顯隱性之比為2：1，為顯性純合子致死。

三、致死突變

致死突變是指導致成年前死亡的突變。顯性致死突變導致雜合型及顯性純合型個體的死亡，隱性致死突變僅導致隱性純合型個體的死亡。不完全致死突變和完全致死突變的差別在表現(xiàn)程度上。致死突變型按表現(xiàn)程度可分為全致死的（純合體全部死亡或至少90%死亡），亞致死的（純合體死亡率達50～90%），半致死的（純合體死亡率在10～50%之間）和弱致死的（即類正常的，純合體死亡率在10%以下）幾種。按環(huán)境條件對致死效應的影響又可分為條件致死的（例如溫度敏感突變型在較低溫度下不出現(xiàn)致死效應在較高溫度下出現(xiàn)致死效應）和非條件致死的（在已知任何條件下都有致死效應）兩類。按致死作用發(fā)生的階段還可分為配子致死的（花粉死亡）和合子致死的（受精后合子不能發(fā)育）、胚胎致死的和幼體致死的。按照個體發(fā)育中致死作用時相來分，又可以分為單相致死的（只在某一時期致死）、多相致死的（致死期有兩個或兩個以上）、無相致死的（致死作用可以發(fā)生在任何一個時期）。

例3.致死突變可發(fā)生在任何染色體上;發(fā)生在常染色體上的稱常染色體致死，發(fā)生在性染色體上的稱為伴性致死。某雌性果蠅和正常的雄性果蠅交配所產(chǎn)生的子代的雌雄比是2♀︰1♂，由此推斷正確的是（ ? ? ）

A.該雌性果蠅的一個常染色體上帶有隱性致死基因

B.該雌性果蠅的一個X染色體上帶有顯性致死基因

C.子代雌雄果蠅互相交配，后代雌雄比為4：3

D.子代雌雄果蠅互相交配，后代中純合子占5/12

【解析】由子代的雌雄比是2♀︰1♂可知突變致死基因在性染色體上，因為雄性個體致死一半，所以致死突變基因在X染色體上，且為母本的一條X染色體。若為顯性致死則某雌性果蠅和正常的雄性果蠅交配所產(chǎn)生的子代的雌雄比是1：1;若為隱性致死則某雌性果蠅和正常的雄性果蠅交配所產(chǎn)生的子代的雌雄比是2：1。可見此題的突變?yōu)榇菩怨壍囊粋€X染色體上帶有隱性致死基因，所以A和B有誤。因F1雌性個體中基因型XBXB和 XBXb各占1/2，所以F2雄性個體有1/4致死，F(xiàn)2中雌雄比為4：3，純合子占6/7。可見C正確。

〖規(guī)律總結(jié)〗：胚胎致死的問題，要淘汰致死個體后再求比率。

〖溫馨提示〗：做致死突變試題時，一定要明確突變基因是顯性的還是隱性的，位于常染色體上還是X染色體上，是完全致死突變還是不完全致死突變，否則將呈現(xiàn)多米諾骨牌效應，一錯百錯。

（作者單位：山東省臨沂市郯城縣第一中學）