高中生物遗传学致死现象分析

黄伟进

摘 要：从遗传学两大规律入手，分析高中生物遗传学中各种致死现象的类型和本质，帮助学生梳理完善遗传规律知识体系，建立分析问题的基本框架，掌握解决遗传学致死现象的必备知识和关键能力，提高在有限的时间里解决问题的能力，树立起攻克遗传题的信心。

关键词：生物;遗传学;致死现象;归类分析

一、问题的由来

为普通高等学校选拔人才，是高考的基本功能。近年来，高考理综生物考试难度、区分度逐年加大，遗传学内容是最能考查学生科学思维、科学探究等核心素养的专题，通常作为选拔性强的试题甚至是压轴题的形式出现。从近年的高考命题趋势上看，遗传题题干较简洁，出题形式集中在借助一定情境考查学生处理特殊遗传现象的能力：一是在遗传实验设计和两大基本定律的变式应用上，对基因分离定律和自由组合定律的解释、验证、遗传概率的计算，致死等现象的解释;二是结合生物的变异、育种和减数分裂的知识考查遗传规律。

学生在学习和解题过程中普遍反映遗传主题难度大，特别是近几年遗传题对学生信息提取、数据处理能力，特别是思维能力（逆向思维能力）和书面表达能力等素养要求较高，学生谈遗传题“色变”，畏难情绪严重，本文擬从基因的分离定律和基因的自由组合定律这两大遗传定律的本质入手，结合例题分析各种致死现象，建立分析和解决遗传学致死现象题目的基本思路和模式。

二、基因的分离定律和自由组合定律的实质

分析遗传学致死现象，我们先从遗传学最基本的两大定律——基因的分离定律和基因的自由组合定律入手，掌握分析致死现象的一般规律。

1.基因的分离定律的实质与验证

（1）实质：等位基因随同源染色体分开而分离。

（2）分离比：杂合子自交子代分离比3∶1;测交子代分离比为1∶1。

（3）常见致死分离比：具有一对相对性状的杂合子自交子代性状分离比2∶1→说明显性纯合致死。

2.基因的自由组合定律的实质与验证

（1）实质：减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

（2）分离比：

①若两对等位基因分别控制两种相对性状，双杂合个体自交子代分离比9∶3∶3∶1，测交子代分离比为1∶1∶1∶1;

②若两对等位基因控制同一种相对性状，双杂合个体自交子代常见分离比9∶6∶1，9∶3∶4，9∶7，15∶1等。

（3）常考致死分离比：

①若两对等位基因分别控制两种相对性状，两对等位基因均杂合的个体自交子代性状分离比6∶3∶2∶1→说明存在一对基因显性纯合致死;4∶2∶2∶1→说明两对基因均是显性纯合致死（有一对等位基因纯合就致死）;

②若两对等位基因控制同一种相对性状，两对等位基因均杂合的个体自交子代性状分离比4∶4∶1→说明两对基因均是显性纯合致死（有一对等位基因纯合就致死）。

三、遗传学致死现象分类分析

本文第二点中提到的两种致死现象，只是多种致死现象的一种特殊例子，致死的原因可以分为不同的类型：显性基因致死和隐性基因致死;配子致死和合子致死;一对基因控制的致死及多对基因控制的致死现象;常染色体上基因致死和性染色体上基因致死;基因突变致死和染色体异常致死等。

1.配子致死和合子致死

从基因显隐性的角度可分为显性基因致死和隐性基因致死，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，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。

2.显性基因致死和隐性基因致死

隐性致死是指隐性基因在纯合情况下具有致死效应，显性致死是指显性基因具有致死效应，常见的为显性纯合致死现象。若为显性纯合致死，则显性性状一定为杂合子，显性个体（Aa）相互交配后代中显（Aa）∶隐（aa）=2∶1。

3.一对基因控制的致死及两对基因控制的致死现象（两对等位基因独立遗传）

（1）一对基因控制的致死现象

等位基因可位于常染色体或性染色体，可显性致死或隐性致死，可配子致死或合子致死，最常见的分离比是2∶1，若致死现象与性别无关，则致死基因位于常染色体上;若致死现象与性别有关，且存活后代中雌比雄为2∶1，则该致死基因可能为X染色体上的隐性致死基因。

（2）两对基因控制的致死现象

①两对等位基因控制两种相对性状：致死分离比6∶3∶2∶1，说明两对等位基因均杂合，其中一种基因显性纯合致死。

例如：（2018广州一测理综32题）某昆虫的眼色受一对位于常染色体上的等位基因控制，翅形由另一对等位基因控制。下表为该昆虫3个品系杂交实验的结果，请回答：

a.眼色和翅形的显性性状分别是_________________。

b.无论亲本正交还是反交，第1、第2组实验F1的卷翅个体中，雌雄比例始终接近1∶1，说明控制翅形的基因位于_________________染色体上;实验中的紫眼卷翅和赤眼卷翅个体_________________（填“均为纯合子”“均为杂合子”或“既有纯合子又有杂合子”）。

c.第2组F2的性状分离比接近于_________________，出现这种性状分离比的原因是_________________。

第三问重点考查了两对等位基因控制两种相对性状，且存在致死现象的情况。参考答案：赤眼卷翅：赤眼长翅：紫眼卷翅：紫眼长翅=6∶3∶2∶1（2分），控制这两对相对性状的基因独立遗传（补充答案：两对基因遵循自由组合定律，两对基因位于两对同源染色体上）（2分）。F1的赤眼卷翅两对基因均杂合（1分），且卷翅（基因显性）纯合致死（2分）。（共5分）

②两对等位基因控制同一种相对性状∶致死分离比4∶4∶1，说明亲本两对等位基因均杂合，且其中两种基因任一显性基因纯合致死。

例如：某雌雄异株的二倍体植物种群由红花、黄花、白花植株组成。红花雄株和红花雌株杂交，子代中雄株总会出现红花、黄花与白花三种类型，比例为4∶4∶1。雌株也出现上述类型和比例。同学甲认为该植物的性别受一对等位基因控制，花色受两对等位基因的控制，相关基因间完全显性且独立遗传。若同学甲的观点是正确的，请回答：

a.控制该植物性别和花色的相关基因独立遗传。作出该判断的理由是_________________。

b.种群中，黄花雄株的基因型有_________________种。红花雄株和红花雌株杂交，子代总出现红花、黄花与白花三种类型且比例为4∶4∶1，出现该比例的条件是：_________________。

c.若将黄花雄株和黄花雌株杂交，子代植株的花色类型和比例是_________________。

例题分析：根据题意知，红花雄株和红花雌株杂交，子代中雄株、雌株的类型和比例相同时，说明花表现的颜色与性别无关，是常染色体遗传;红花、黄花与白花的比例为4∶4∶1是（2∶1）（2∶1）=

4∶2∶2∶1的变式，说明两对等位基因控制同一种相对性状，假设控制花色的2对等位基因用A、a和B、b表示，则AA、BB显性纯合致死，亲本红花的基因型是AaBb，两对等位基因遵循自由组合定律。

4.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基因致死和性染色体基因致死。常染色体致死现象与性别无关，后代雌雄个体比例为1∶1，最常见的为显性纯合致死（见第三点分析）;性染色体基因致死现象与性别有关，一般考查致死基因位于X染色体上，例如XAXa  X  XAY，Xa纯合致死（XaXa， XaY致死），这种情况后代雌雄比例是2∶1。

5.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和染色体缺失致死。

例如：在一个自然果蝇种群中，灰身与黑身为一对相对性状（由A、a控制）;棒眼与圆眼为一对相对性状（由B、b控制）。现有两果蝇杂交，得到F1表现型和数目（只）如下表。请据图回答：

（1）该种群中控制灰身与黑身的基因位于_________________染色体;控制棒眼与圆眼的基因位于_________________染色体。

（2）亲代雌雄果蝇的基因型分别为_________________、_________________。

（3）F1中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配，F2的表现型及其比例为_________________。

（4）1915年，遗传学家Bridges发现用圆眼雌果蝇与X射线处理过的棒眼雄果蝇进行杂交，总能在某些杂交组合的F1中发现圆眼雌果蝇。该种圆眼雌果蝇的出现可能是由于父本在形成生殖细胞时发生了基因突变;也可能是父本棒眼果蝇在形成生殖细胞时，X染色体上缺失了显性基因B（该生殖细胞基因型表示为：Xo，已知XoY的受精卵是不能发育成新个体的）。

请你设计简单的杂交实验，检测F1中圆眼雌果蝇出现的原因。

①杂交方法：选择_________________雄性果蝇和在F1中选_________________雌性果蝇进行杂交。统计子代果蝇表现型及其比例。

②结果预测及结论：

若子代_________________，则是由于父本发生基因突变;若子代_________________，则是由于父本棒眼果蝇X染色体上缺失了显性基因B。

参考答案：（1）常  X （2） AaXBXb  AaXBY  （3）①正常棒眼   圆眼    ②棒眼雌果蝇∶圆眼雄果蝇=1∶1（2分）  棒眼雌果蝇∶圆眼雄果蝇=2∶1（2分）

四、遗传学致死现象题目解题规律总结

在今年的高考理综生物卷和各地模拟卷中，往往以书面表达的形式出现，不再是之前广东卷遗传题片段式割裂式的填空形式出现，更强调知识的基础性、综合性、应用性、探究性和开放性。这就要求致死现象题目的解答，更要回归到孟德尔遗传定律实质的把握上——虽然致死现象中的子代表现型比例与正常情况下的分离比不同，但解此类题时照样要遵循基因的分离定律或基因的自由組合定律，如果是位于性染色体上基因控制的遗传要结合伴性遗传的特点，再考虑致死现象对后代正常分离比的影响。在高考后阶段的备考中，教师要强化学生获取信息的能力、逆向推理能力以及书面表达能力的训练。

通过生物致死现象专题的例析和归纳，能帮助学生梳理完善遗传规律知识体系，让学生有应对新情景的基本思路和建立分析问题的基本框架，避免学生在题海中迷失，从而提高在有限的时间里解决问题的能力，树立起攻克遗传题的信心。

参考文献：

[1]李培青.例析高中生物遗传学中的致死现象[J].中学生物学，2015，31（2）：59-60.

[2]吕爱民.归类例析遗传学中的致死现象[J].中学生物教学，2014（Z1）：126-130.

编辑 温雪莲