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高考生物遗传致死之归类解析

范文

封其毅

高考中遗传致死现象多样，本文拟从解析不同致死类型的例题中悟出解题的一般思路。

遗传部分的教学是高中生物教学的重点和难点，也是历年来高考理综必考的内容。为了考察学生应变和分析问题的能力，命题者常常会添加一些特殊背景，使题型新颖独特，致死类现象就属其中之一。

根据不同的标准，致死类型可划分为多种：如根据致死的来源可分为染色体致死、基因致死;根据致死的对象可以分为配子致死、合子（胚胎）致死;根据基因致死的程度可以分为不完全致死和完全致死;根据致死基因的位置可以分为X染色体致死、常染色体致死;根据致死基因的性质可以分为显性致死和隐性致死等一、染色体致死

1. 配子致死

【例1】玉米非糯性基因（W）对糯性基因（w）是显性，黄胚乳基因（Y）对白胚乳基因（y）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。W-和w-表示该基因所在染色体发生部分缺失（缺失区段不包括W和w基因），缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育。请回答下列问题：

（1）现有基因型分别为WW、Ww、ww、WW-、W-w、ww-6种玉米植株，通过测交可验证“染色体缺失的花粉不育，而染色体缺失的雌配子可育”的结论，写出测交亲本组合的基因型：________。

（2）以基因型为Ww-个体作母本，基因型为W-w个体作父本，子代的表现型及其比例为______。

（3）基因型为Ww-Yy的个体产生可育雄配子的类型及其比例为_______。

（4）现进行正、反交实验，正交：WwYy（♀）×W-wYy（♂），反交：W-wYy（♀）×WwYy（♂），则正交、反交后代的表现型及其比例分别为______、______。

解析：（1）题干要求用测交验证，则亲本一方应为隐性纯合体ww（不选ww-，因为其产生w、w-两种配子），另一方为杂合体W-w（不选Ww，因为要研究染色体缺失对配子的影响）。组合ww（♀）×W-w（♂）可从后代的表现型及比例与正常相比是否变化验证染色体缺失对花粉的影响，组合W-w（♀）×ww（♂）则可研究缺失对雌配子的影响。

（2）如表所示

（3）两对基因位于非同源染色体上，符合自由组合规律，正常产生的雄配子类型及比例应为1WY ∶ Wy ∶ 1w-Y ∶ 1w-y=1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1，因染色体缺失致花粉（w-Y，w-y）不育，所以可育雄配子为WY ∶ Wy=1 ∶ 1

（4）两对基因位于非同源染色体上，符合自由组合规律，可用乘法原理解题。先单独分析，再综合分析。其中颜色性状：亲本为（Yy、Yy），正反交结果一致，为3Y- ∶ 1yy（3黄胚乳1 ∶ 白胚乳）;糯性性状：亲本为（Ww、W-w），杂交结果为1W W- ∶ 1Ww ∶ 1W-w ∶ 1ww，因存在染色体缺失使雄配子致死现象，正反交结果不一致。正交：W-w作父本，雄配子（W-）死亡，结果为1Ww ∶ 1ww（1非糯性 ∶ 1糯性）;反交：W-w作母本，产生的雌配子正常，结果为1W W- ∶ 1Ww ∶ 1W-w ∶ 1ww（3非糯性 ∶ 1糯性）。

所以正交：WwYy（♀）×W-wYy（♂）后代的表現型及其比例=（3黄胚乳 ∶ 1白胚乳）×（1非糯性 ∶ 1糯性）=非糯性黄胚乳 ∶ 非糯性白胚乳 ∶ 糯性黄胚乳 ∶ 糯性白胚乳=3 ∶ 1 ∶ 3 ∶ 1;反交：W-wYy（♀）×WwYy（♂）后代的表现型及其比例=（3黄胚乳 ∶ 1白胚乳）×（3非糯性 ∶ 1糯性）=非糯性黄胚乳 ∶ 非糯性白胚乳 ∶ 糯性黄胚乳 ∶ 糯性白胚乳=9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1。

答案：（1）ww（♀）×W-w（♂）;W-w（♀）×ww（♂）

（2）非糯性 ∶ 糯性=1 ∶ 1 （3）WY ∶ Wy=1 ∶ 1

（4）非糯性黄胚乳 ∶ 非糯性白胚乳 ∶ 糯性黄胚乳 ∶ 糯性白胚乳=3 ∶ 1 ∶ 3 ∶ 1

非糯性黄胚乳 ∶ 非糯性白胚乳 ∶ 糯性黄胚乳 ∶ 糯性白胚乳=9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1

2. 合子（胚胎）致死

【例2】火鸡的性别决定方式是ZW型（♀ZW，♂ZZ）曾有人发现少数雌火鸡ZW的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体WW后代的胚胎不能存活）。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是（? ? ?）

A. 雌 ∶ 雄=1 ∶ 1 B. 雌 ∶ 雄=1 ∶ 2

C. 雌 ∶ 雄=3 ∶ 1 D. 雌 ∶ 雄=4 ∶ 1

解析：1个染色体组成为ZW的卵原细胞减数分裂产生4个细胞（1个卵细胞+3个极体），染色体组成为Z、Z、W、W，卵细胞为其中之一，根据题意，卵细胞与其同时产生三个极体之一结合，构建棋盘如下：

统计有雌 ∶ 雄=8ZW ∶ 2ZZ=4 ∶ 1

答案：D。二、基因致死

1. 不完全致死。

（1）X染色体上致死。

【例3】100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：

（2）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;

解析：因为是探究发生在X染色体上的隐性突变，可参考摩尔根的果蝇杂交实验进行设计。（1）假设该雄果蝇X染色体上发生了隐性致死突变，正常基因B突变为b。实验步骤①②过程用下表1、2表示：

若为完全致死突变，XbY全部死亡，则F2中雌 ∶ 雄=2 ∶ 1（即雄蝇占1/3）;若为不完全致死突变，XbY部分死亡，则F2中雌：雄在1 ∶ 1～2 ∶ 1之间（即雄蝇占的比例介于1/3～1/2之间）。

（2）假设该雄果蝇X染色体上没有发生隐性致死突变，则杂交所得F1为1XBXB ∶ 1XBY，所得F2仍为1XBXB ∶ 1XBY，F2中雌 ∶ 雄=1 ∶ 1（即雄果蝇占1/2）。

答案：（3）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中雄果蝇所占比例（或统计F2中雌雄果蝇比例）

Ⅰ ∶ F2中雄果蠅占1/3（或F2中雌：雄=2：1）

Ⅱ ∶ F2中雄果蝇占的比例介于1/3至1/2之间（或F2中雌 ∶ 雄在1 ∶ 1～2 ∶ 1之间）

Ⅲ ∶ F2中雄果蝇占1/2（或F2中雌 ∶ 雄=1 ∶ 1）

（2）常染色体上致死。

【例4】日本明蟹壳色有三种情况：灰白色、青色和花斑色。其生化反应原理如图1所示。

基因A控制合成酶1，基因B控制合成酶2，基因b控制合成酶3。基因a控制合成的蛋白质无酶1活性，基因a纯合后，物质A（尿酸盐类）在体内过多积累，导致成体会有50%死亡。A物质积累表现为灰白色壳，C物质积累表现为青色壳，D物质积累表现为花斑色壳（基因A、B在非同源染色体上）。

请回答：

（3）AaBb×AaBb杂交，后代的成体表现型及比例为______

__________。

解析：因基因A控制合成酶1，基因a控制合成的蛋白质无酶1活性，而据图1判断，日本明蟹体内缺酶1才造成A物质积累，表现为灰白色壳，所以灰白色壳基因型为aa? ? ? ;酶1、酶2正常会造成C物质积累，表现为青色壳，说明控制酶1、酶2的基因（A、B）正常表达，所以青色壳的基因型为A? ?B? ?;酶1、酶3正常会造成D物质积累，表现为花斑色壳，说明控制酶1、酶3的基因（A、b）正常表达，所以花斑色壳的基因型为A bb。

（3）因为基因A、B在非同源染色体上，符合基因的自由组合定律，AaBb×AaBb杂交后代表现型及所占比例为：9/16A

B （青色）、3/16aaB （灰白色）、3/16A bb（花斑色）、1/16aabb（灰白色），由于“物质A（尿酸盐类）在体内过多积累，导致成体会有50%死亡”，即aa（灰白色）成体有1-1/2×（3/16+1/16）=2/16能存活，所以青色 ∶ 灰白色 ∶ 花斑色=9/16 ∶ 2/16 ∶ 3/16=9 ∶ 2 ∶ 3。

答案：（3）青色壳 ∶ 灰白色壳 ∶ 花斑色壳=9 ∶ 2 ∶ 3

2. 完全致死。

（1）显性基因致死。

【例5】已知桃树中，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状（由等位基因H、h控制），蟠桃对圆桃为显性。

（4）桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象（即HH个体无法存活），研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。

实验方案：___________________，分析比较子代的表现型及比例;

预期实验结果及结论：①如果子代_____，则蟠桃存在显性纯合致死现象;

②如果子代_____，则蟠桃不存在显性纯合致死现象。

解析：根据已知，蟠桃对圆桃为显性（由等位基因H、h控制）且现有蟠桃树种为杂合子（Hh），按照基因分离定律，杂合子自交后代基因型比例应为1HH ∶ 2Hh ∶ 1hh，表现型比例应为3蟠桃 ∶ 1圆桃，而如果存在显性纯合致死现象（HH死亡），则杂合子自交后代基因型比例应为2Hh ∶ 1hh，表现型比例应为2蟠桃 ∶ 1圆桃。所以，从杂合子自交后代的表现型及比例可以判断是否存在显性纯合致死现象。

答案：（4）蟠桃（Hh）自交（或蟠桃和蟠桃杂交）

①表现型为蟠桃和圆桃，比例为2 ∶ 1

②表现型为蟠桃和圆桃，比例为3 ∶ 1

（2）隐性基因致死。

【例6】某种雌雄异株的植物有宽叶和狭叶2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、雄植株各半时，则其亲本基因型为______。

解析：若父本为XBY，产生配子为1XB ∶ 1Y，杂交后代性别比例为1 ∶ 1;若父本为XbY，产生配子为1Xb（致死） ∶ 1Y，实际只产生Y一种配子，杂交后代全为雄株。

（1）后代全为雄株，则父本为XbY;全为宽叶（XBY），基因XB只来自母本，母本应为XBXB。

（2）后代雌、雄植株各半，父本为XBY;全为宽叶（XBXB、XBY），母本应为XBXB。

答案：（1）XBXB，XbY （2）XBXB，XBY

本文通过几种“致死”类型例题的解析，揭示了此类试题的解题思路。一般而言，与性染色体相关的致死现象通常会影响后代正常的性别比例;与性染色体无关的致死现象通常性别比例正常，因后代中不存在某些类型的个体，而导致其性状分离比异常。我们可按照孟德尔、伴性遗传等规律写出典型分离比，再根据要求将致死配子或个体去掉即可解。

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