关于遗传规律中致死问题的探讨

摘要:遗传规律中致死问题在近年高考题中屡屡出现,为了更好地解答此类题目,本文从显性致死和隐性致死、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、单一基因致死和多基因共同致死,四个方面对致死问题进行探讨。

关键词:遗传规律;致死问题

【中国分类法】Q311+1

在孟德尔的遗传实验中,一对相对性状的遗传实验,具有相对性状的纯合亲本杂交,F1表现为显性性状,F2分离比为3:1。在两对相对性状的遗传实验中,具有两对相对性状的纯合亲本杂交,F1表现为双显性性状,F2的比例为9:3:3:1。这是大家非常熟悉的遗传规律,但是遗传规律也会出现的“差错”,如基因的致死问题等。基因的致死问题打破常规,能突显对学生分析能力的考查,在近年高考题中屡屡出现,值得重视,下面笔者就致死问题进行探讨。

一、显性致死和隐性致死

1.1显性致死:显性基因具有致死作用,如人的神经胶症基因(皮肤畸形生长、智力严重缺陷、出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死,若为显性纯合致死,杂合子自交后代显∶隐=2∶1。

例1、(2008年北京卷)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

【解析】依题意可知,无尾是显性性状(A),有尾是隐性性状(a),符合基因分离定律。但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫且比例总是接近2:1,这说明无尾猫是杂合(Aa)的且纯合(AA)致死。 无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交后代无尾猫与有尾猫比例为1:1。

1.2隐性致死:隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如镰刀型细胞贫血症, 红细胞异常,使人死亡;植物中的白化基因,使植物不能形成叶绿素,从而不能进行光合作用而死亡。

例2、(2010山东,26)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:______________________________

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】因为题中已经交代了该突变基因位于X染色体上,假设突变基因为a,该果蝇的基因型为XaY,可以选择该果蝇与正常雌果蝇XAXA杂交,得F1,再用F1互交(或F1雌蝇与正常雄蝇杂交),统计F2中雌雄蝇所占比例。

根据具体情况做出结果预测。若没有发生隐性致死突变,则F2中雌雄比例为1:1;若发生完全致死突变,则F2中雌:雄=2:1;若发生不完全致死突变,则F2中雌:雄在1:1~2:1之间。

二、配子致死和合子致死

2.1配子致死指的是致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力配子的现象。

2.2合子致死指的是致死基因在胚胎时期或成体某一阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或个体在生长过程中某一阶段死去的现象。

例4、(09四川卷,31)大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验:

(1)大豆子叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表:

组合 母本 父本 F1的表现型及植株数

一 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病220株;子叶浅绿抗病217株

二 子叶深绿不抗病 子叶浅绿抗病 子叶深绿抗病110株;子叶深绿不抗病109株;子叶浅绿抗病108株;子叶浅绿不抗病113株

用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F2的成熟植株中,表现型的种类有,其比例为__________

【解析】由题意可得表中F1的子叶浅绿抗病的基因型为BbRr,BbRr植株自交

所以出现了子叶深绿抗病:子叶深绿不抗病:子叶浅绿抗病:子叶浅绿不抗病

3:1:6:2

三、常染色体基因致死和性染色体基因致死

常染色体基因致死,形成的遗传规律中的“差错”,与性别无关,只是某种基因型的个体数量改变如例1。性染色体基因致死,形成的遗传规律中的“差错”与性别相关,往往造成雌雄比例不同。

例5(2010年四川卷)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

【解析】F1代果蝇共185只,其中雄蝇63只,则雌蝇比雄蝇为2:1,说明致死基因使雄蝇部分致死,由此可知该基因位于X染色体上。

四、单一基因致死和多基因共同致死

单一基因致死为单个基因纯合或杂合致死的现象,上面举的例子都为单一基因致死的问题。多基因共同致死为多个非等位基因共同作用,使生物致死的现象。

例6(2011浙江十二校联考)棉花纤维的紫色(A基因控制)与白色(a基因控制)是一对相对性状,高酚(D基因控制)与低酚(d基因控制)是棉花的另一性状,两对性状***遗传,但AD的花粉不能萌发。如果让基因型为Aadd的植株接受AaDd植株的花粉,请在坐标中用柱状***预测子代性状的分离比。

【解析】基因型为Aadd的母本植株可产生Ad和ad两种配子,基因型为AaDd植株可产生AD、Ad、aD、ad四种花粉,但AD的花粉不能萌发。

则紫色低酚:紫色高酚:白色高酚:白色低酚=3:1:1:1

上面从四个方面探讨了遗传规律中的致死问题,值得同学们注意的是此类问题的基本知识点仍然是遗传的基本规律。这是解答此类问题的基本出发点,由于情况的特殊性,后代性状的比例不会严格按照这些数值,但灵活运用这些数据却是此类问题的归宿。做题时应先按照正常情况,根据所学知识写出正常的后代比例,然后再根据题意大胆删除,写出实际的后代比例。因此,要想解决好“致死”问题,大家就必须牢固掌握基本的生物学知识,只有这样才能做好“源于教材而又高于教材”的生物学“致死”问题。

参考文献

[1]浙江新高考.生物,浙江人民出版社,2010

[2]5年高考3年模拟.生物,首都师范大学出版社,2010

关于遗传规律中致死问题的探讨

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