归类例析遗传学中的致死现象

归类例析遗传学中的致死现象四川省华蓥中学：兰强致死现象在高中遗传学试题中通常可以分为以下几种情况：隐性致死和显性致死、配子致死和合子致死、常染色体基因致死和性染色体基因致死、因突变致死和基染色体缺失致死。一、隐性致死和显性致死隐性致死是指隐性基因在纯合情况下才具有致死效应（如下面的例1和例2），人类的镰刀型贫血症和植物中的白化苗等属于隐性致死。显性致死指显性基因具有致死效应，它包括显性纯合致死（如例3）和显性杂合致死。若为显性纯合致死，则显性性状一定为杂合子，显性个体相互交配后代中显：隐=2:1。显性杂合致死在高中遗传学试题中很少出现。例１：（2010年全国理综Ⅱ第４题）已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa各题在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1︰2.假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是A1︰1B．1︰2C．2︰1D．3︰1解析：由已知条件可知：AA：Aa=1:2，在该群体中A=2/3，a=1/3，所以随机交配后代中AA=4/9，Aa=4/9，aa=1/9（出生之前会全部死亡），所以理论上第一代中AA：Aa=1:1。答案：A例2：若果蝇中Ｂ、b基因位于X染色体上，b是隐性致死基因（导致隐性的受精卵不能发育，但Xb的配子有活性）。能否选择出雌雄果蝇使其杂交后代只有雌性？请做出判断，并根据亲代和子代的基因型情况说明理由。解析：依题意，Xb是致死基因，导致隐性的受精卵（XbXb、XbY）致死，故在果蝇中，雄性只有XBY个体，雌性有XBXB和XBXb个体。雌、雄果蝇的两种杂交组合中均会出现XBY的雄性个体，因此，后代不会出现只有雌性的现象。答案：不能。因为果蝇的雄性只有XBY个体，雌性有XBXB和XBXb个体，雌性果蝇的两种杂交组合后代中均会出现XBY的雄性个体。例3：一只突变型的雌性果蝇与一只野生型的雄性果蝇交配后，产生的F1中野生型与突变型之比为2：1，且雌性个体之比也为2：1。这个结果从遗传学角度作出的合理解释是（）A.该突变基因为常染色体显性基因B.该突变基因为X染色体隐性基因C.该突变基因使雌配子致死D.该突变基因使得雄性个体致死解析：从后代雌性个体数量的差异可知突变基因位于性染色体上。因为F1中野生型与突变型之比为2:1，且雌性个体之比也为2:1，所以突变型的基因型为XAXa，野生型果蝇的基因型为XAY。雄性个体死亡，原因是突变基因造成雄性个体死亡。答案：D二、配子致死和合子致死根据在生物个体发育阶段的不同时期所发生的致死效应，致死现象可以分为配子致死和合子致死。配子致死是指致死基因在配子期发挥作用而具有致死效应（如例4和例5）；合子致死是指致死基因在胚胎期或成体阶段发挥作用而具有致死效应（如例1、例2和例6等）。例4：某种雌性异株的植物有宽叶和狭叶两种类型，宽叶由显性基因B控制，狭叶由隐性基因b控制，B和b均位于X染色体上。基因b使雄配子致死。请回答：（1）若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型为。（2）若后代全为宽叶，雌、性植株各半时，则其亲本基因型为。（3）若后代全为雄株，宽叶和狭叶个体各半时，则其亲本基因型为。（4）若后代性别比为1:1，宽叶个体占3/4，则其亲本基因型为。解析：解此题的关键是正确理解基因b使雄配子致死这句话。当父本基因型为XBY时，Y一种配子（Xb使另一种雄配子致死），故后代全为雄株。而母本基因型为XBXb时，能产生XB、Xb两种配子（Xb不能使雌配子致死），且比例为1:1。答案：（1）XBXB×XbY（2）XBXB×XBY（3）XBXb×XbY（4）XBXb×XBY例5：一杂合子（Dd）植株自交时，含隐性配子的花粉有50﹪的死亡率，则自交后代的基因型比例是（）解析：隐性配子的花粉有50﹪的死亡率，说明雄配子中D、d的比例是2:1，而雌配子的比例为1:1，所以DD：Dd：dd=2：（1+2）：1答案：C例6：（2008年高考北京卷第4题）无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是A.猫的有尾性状是由显性基因控制的B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致C.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2解析：无尾猫自交后代出现有有尾和无尾猫，说明有尾性状是由隐性基因控制的，无尾性状是由显性基因控制的。无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫，说明控制无尾性状的显性基因具有显性纯合致死效应，所有的无尾猫都为杂合子，故无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2。答案：D三、常染色体基因致死和性染色体基因致死根据致死基因在染色体上的位置不同，可以把致死现象分为常染色体致死（如例1和例6）和性染色体基因致死（如例2、例3、例4和例7等）。例7：（2010年高考四川卷第31题）果蝇的某一对相对性状由等位基因（N，n）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死（注：NN,XnXn,XnY等均视为纯合子）。有人用一对果蝇杂交，得到F1代果蝇共185只，其中雄蝇63只。（1）控制这一性状的基因位于___________染色体上，成活果蝇的基因型共有________种。（2）若F1代雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________，F1代雌蝇基因型为_________。（3）若F1代雌蝇共有两种表现型，则致死基因是___________。让F1代果蝇随机交配，理论上F2代成活个体构成的种群中基因N的频率为__________。解析：根据杂交后代雌雄比例不等（大约为2:1），可知该致死基因位于X染色体上。（1）假设为隐性纯合致死（致死基因为n），雌蝇基因型为XNXN、XNXn，雄蝇基因型为XNY。①XNXN×XNY1XNXN:1XNY，雌：雄=1:1，与已知不相符；②XNXn×XNY1XNXN:1XNXn:1XNY:1XnY（致死），雌：雄=2:1，与已知相符，且成活果蝇的基因型共有3种，F1雌蝇仅有一种表现型。（2）假设为显性纯合致死（致死基因为N），雌蝇基因型为XNXn、XnXn，雄蝇基因型为XnY。①XNXn×XnY1XNXn:1XnXn：1XNY（致死）：1XnY，雌：雄=2:1，与已知相符，且成活果蝇的基因型共有3种，F1雌蝇共有两种表现型；②XnXn×XnY1XnXn:1XnY，雌：雄=1：1，与已知不相符。答案：（1）X3（2）nXNXNXNXn（3）N1/11四、基因突变致死和染色体缺失致死从可遗传变异的根本来源上分析，致死现象可分为基因突变致死（如例8）染色体缺失致死（如例9和例10）。例8：（2010年高考山东卷第27题）假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：①；②；③；结果预测：I如果，则X染色体上发生了完全致死突变；II如果，则X染色体上发生了不完全致死突变；III如果，则X染色体上没有发生隐性致死突变；答案：①这只雄蝇与正常雌蝇杂交。②F1互交（或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交）③统计F2中雄蝇所占比例（或：统计F2中雌雄蝇比例）Ⅰ：F2中雄蝇占1/3（或：F2中雌：雄=2：1）Ⅱ：F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间（或：F2中雌：雄在1：1～2：1之间）Ⅲ：F2中雄蝇占1/2（或：F2中雌：雄=1：1）例9：遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失，从而引起的变异叫缺失，缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。若现有一只红眼雄果蝇XBY与一只白眼雌果蝇XbXb杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的，还是由基因突变引起的。解析：根据题意可知X染色体缺失的雄果蝇死亡。正常的情况下一红眼雄果蝇XBY与一白眼雌果蝇XbXb杂交产生的雌果蝇应该全部为红眼，故该白眼雌果蝇出现的原因可能有两种：一是基因突变；二是该雌果蝇X染色体上带有B基因的片段缺失。可以从细胞学角度通过显微镜观察该果蝇的X染色体是否异常来判断；也可以从遗传学角度通过杂交实验，根据子代的雌雄比例来判断。答案：方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察其染色体结构。若染色体结构正常，则这只白眼雌果蝇的出现可能是由基因突变引起的；反之，可能是由缺失引起的。方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交。若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比例为1:1，则这只白眼雌果蝇的出现是由基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比例为2:1，这只白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的。例10：（2013年高考山东卷第27题第4小题）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上（如下图）。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）实验步骤：①②观察、统计后代表现性及比例结果预测：Ⅰ若，则为图甲所示的基因组成；Ⅱ若，则为图乙所示的基因组成；Ⅲ若，则为图丙所示的基因组成。解析：为了便于理解，我们将缺失的染色体或对应的基因标记为0。题干中已知只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，即有基因型分别为M0R0、M0m0、m0R0、m0r0的4种植株可供选择。方案1：选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株（m0r0）与该红花宽叶突变体进行杂交。若为甲图所示的基因组成，即MMRr与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、Mmrr、M0r0，宽叶红花：宽叶白花=1:1；若为乙图所示的基因组成，即MMR0与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、Mmr0、M000（幼胚死亡），宽叶红花：宽叶白花=2:1；若为丙图所示的基因组成，即M0R0与m0r0杂交，后代为MmRr、M0R0、m0r0、0000（幼胚死亡），宽叶红花：窄叶白花=2:1。方案2：选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株（m0R0）与该红花宽叶突变体进行杂交。若为甲图所示的基因组成，即MMRr与m0R0杂交，后代为MmRR、M0R0、MmRr、M0r0，宽叶红花：宽叶白花=3:1；若为乙图所示的基因组成，即MMR0与m0R0杂交，后代为MmRr、M0R0、MmR0、M000（幼胚死亡），后代全部为宽叶红花；若为丙图所示的基因组成，即MMR0与m0R0杂交，后代为MmRR、M0R0、m0R0、0000（幼胚死亡），宽叶红花：窄叶红花=3：1。答案：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交Ⅰ、宽叶红花：宽叶白花=1:1Ⅱ、宽叶红花：宽叶白花=2:1Ⅲ、宽叶红花：窄叶白花=2:1或①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交Ⅰ、宽叶红花：宽叶白花=3:1Ⅱ、全为宽叶红花Ⅲ、宽叶红花：窄叶红花=2:1巩固练习：1、（2013年高考广东卷第25题，多选）果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体。果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，确实2调则致死。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），F1中A．白眼雄果蝇占1/4B.红眼磁果蝇占1/4C．染色体数正常的红眼果蝇占1/4D.缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4答案：AC2、（2004年全国理综Ⅲ第30题）在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组，经大量重复试验，在小鼠毛色遗传的研究中发