例析高中遗传试题中的“淘汰”现象

陈 忠 朱巧玲

（广东省广州市南武中学 广东广州 510220）

高中遗传试题常设置一些特殊条件，如雄性不育、致死、自交不亲和性等，其共同特征是导致部分配子或者合子被“淘汰”，进而影响子代分离比。下文把生物不同发育阶段所发生的淘汰现象归纳为配子淘汰和合子淘汰，结合典例对各种淘汰现象进行分析，旨在拓展遗传知识、总结解题方法，提升学生的解决问题能力。

1 配子淘汰

配子淘汰是指基因或染色体在配子期发挥作用而导致部分配子不能正常遗传。配子致死、雄性不育和自交不亲和性是三种常见情境。

1.1 配子致死

配子致死指由于配子中的致死基因（或其他基因）引起的配子死亡，也可能是由于染色体的异常（结构变异或数目变异）变化所致，雌性或雄性配子均可能致死。

【例1】一豌豆杂合子（Aa）植株自交时，下列叙述错误的是 （ ）

A.若自交后代的基因型比例是2∶3∶1，可能是含隐性基因的花粉50%死亡造成的

B.若自交后代的基因型比例是2∶2∶1，可能是隐性个体50%死亡造成的

C.若自交后代的基因型比例是4∶4∶1，可能是含隐性基因的配子有50%死亡造成的

D.若自交后代的基因型比例是1∶2∶1，可能是花粉有50%死亡造成的

参考答案：B。

解析：各选项致死情况不同，但A与a仍遵循基因分离定律，推理时变假设为前提条件，在遗传图解中调整配子比例，计算子代基因型比例，解答过程见表1。

表1 子代基因型推理

配子致死时，细胞核基因遗传仍然遵循孟德尔遗传定律。依托遗传图解，学生能准确应用配子致死信息，快速推理子代基因型比例。

1.2 雄性不育

雄性不育指动、植物雄性生殖细胞或生殖器官丧失生理机能的现象。遗传的雄性不育分为细胞核雄性不育和质核互作雄性不育。

【例2】水稻存在雄性不育基因，其中R（雄性可育）对r（雄性不育）为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N（雄性可育）与S（雄性不育）是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。下列有关叙述正确的是 （ ）

A.水稻种群中雄性可育植株共有6种基因型

B.母本S（rr）与父本N（rr）的杂交后代雄性均为不育

C.R、r和N、S的遗传遵循基因的自由组合定律

D.S（rr）、N（rr）自由交配，子代均为雄性不育

参考答案：B。

解析：根据题意，水稻种群雄性可育基因型有5种，分别是N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr），故A选项错误。母本S（rr）与父本N（rr）的杂交后代基因型为S（rr），雄性全部表现为不育，故B选项正确。N、S属于细胞质基因，子代细胞质基因与母本保持一致，R、r属于细胞核基因，遵循基因分离定律，两对基因不遵循基因自由组合定律，故C选项错误。S（rr）与N（rr）自由交配的子代，S（rr）植株上的种子基因型为S（rr），表现为雄性不育，而N（rr）植株上的种子基因型为N（rr），表现为雄性可育，故D选项错误。

雄性不育个体在杂交时只能充当母本，无需去雄操作，这是育种的一大优势。杂交子代的基因型变化应特别关注细胞核基因与细胞质基因的遗传差异。

1.3 自交不亲和性

自交不亲和性指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。

【例3】某二倍体两性花植物的自交不亲和性是由15个共显性的等位基因S（S、S、…、S）控制的。该植物能产生正常的雌、雄配子，但当花粉与母本有相同的S基因时，就不能完成受精作用。针对S基因，下列叙述正确的是 （ ）

A.该植物有 15 种基因型分别为 SS、SS、…、SS的纯合个体

B.自然杂交时，该植物种群可能存在着105种基因型植株

C.SS（父本）和SS（母本）杂交，F的基因型有4种

D.可以通过杂交育种的方法获得各种基因型的植株

参考答案：B。

解析：根据题意，当花粉与母本具有相同的S基因时，不能完成受精作用，因此无纯合个体，故A选项错误。自然杂交时，15个等位基因S，两两杂合，S与S……S共计14种，S与S……S共计13种，以此类推，最终形成的基因型数量=14+13+……+1=105，故B选项正确。SS（父本）和SS（母本）杂交，S花粉无法完成受精，子代只有SS、SS的个体，故C选项错误。纯合子无法通过杂交育种的方法获得，故D选项错误。

自交不亲和性植物的花粉和卵细胞的受精作用，会受到基因的影响，必须要根据条件淘汰部分花粉，进而确定子代的表现型与基因型概率。

2 合子淘汰

合子淘汰指配子存活正常，形成的合子在胚前发育阶段不发育或者致死，也可能在胚后发育阶段因自然或人工选择而导致部分个体被淘汰。

2.1 单基因致死突变

突变产生的新基因可能导致生物个体死亡：如果是显性致死，一般在杂合时就有致死效应；若是隐性致死，则在纯合或半合子状态时才有致死作用。

【例4】将果蝇进行相关处理后，其X染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变、隐性不完全致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测出上述四种情况。实验时，将经相关处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配（B表示红眼基因），得F，使F单对交配，分别饲养，观察F的分离情况。下列说法错误的是 （ ）

A.若为隐性突变，则F中表现型比例为3∶1，且雄性中有隐性突变体

B.若不发生突变，则F中表现型为红眼，且雄性中无隐性突变体

C.若为隐性致死突变，则F中雌∶雄＝1∶2

D.若为隐性不完全致死突变，则F中雌∶雄介于1∶1和2∶1之间

参考答案：C。

解析：处理的红眼雄果蝇记为XY，其实验遗传图解如图1所示。

图1 实验的遗传图解

若是X染色体上隐性突变，则X为X，则F中显性∶隐性为3∶1，且雄性存在隐性，故A选项正确。如果不发生突变，则X为X，则F均为红眼，故B选项正确。若为隐性致死突变，则XY死亡，F中雌性∶雄性为2∶1，故C选项错误。如果为隐性不完全致死突变，XY部分存活，则F中雌∶雄性介于1∶1和2∶1之间，故D选项正确。

致死基因影响个体存活而不影响配子遗传，借助遗传图解，先按正常遗传处理，再结合致死条件对结果进行分析，能准确得出结论。

2.2 基因纯合致死

基因纯合致死指某生物的某对基因，因其自身特性，基因型为显性纯合子或隐性纯合子不能存活，而杂合子可以存活的现象。

【例5】（多选）已知A、a与B、b两对等位基因独立遗传，基因型为AaBb的个体自交，下列有关子代（数量足够多）的各种性状分离比情况，正确的是 （ ）

A.若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比，则存在AA或BB纯合致死现象

B.若子代出现4∶2∶2∶1的性状分离比，则存在AA和BB纯合致死现象

C.若子代出现3∶1的性状分离比，则存在aa或bb纯合致死现象

D.若子代出现5∶3∶3∶1；的性状分离比，则可能存在基因型为AB的雌性或雄性配子致死

参考答案：ABCD。

解析：基因型为AaBb的个体自交，两对基因满足自由组合定律，正常子代性状分离比为9∶3∶3∶1，或分解为（3∶1）（3∶1）。若子代出现6∶2∶3∶1的性状分离比，即（2∶1）（3∶1），可推知AA或BB致死，故A选项正确。若子代出现4∶2∶2∶1的性状分离比，即（2∶1）（2∶1），可推知AA和BB均致死，故B选项正确。若子代出现3∶1的性状分离比，即（3∶1）（3∶0），可推知aa或bb致死，故C选项正确。若基因型为AB的雌性或雄性配子致死，导致受精时AABB、AaBb、AABb、AaBB 四种基因型各缺失一个个体，子代出现5：3：3：1的分离比，故D选项正确。

在自由组合类题目中，二项式法对基因纯合致死现象推理有特殊作用，二项式数据信息指向了致死的基因型。

2.3 染色体变异致死

染色体变异包含结构变异和数目变异两种类型，染色体变异多数对生物有害，有的甚至导致生物体死亡。

【例6】野兔毛色褐色（T）对灰色（t）为显性，且基因位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔（染色体组成为XO）与正常灰色雄兔交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为 （ ）

A.3/4与1∶1 B.2/3与2∶1

C.1/2与1∶2 D.1/3与1∶1

参考答案：B。

解析：由题意可知，雌兔XO产生卵子X∶O=1∶1，雄兔XY产生精子X∶Y=1∶1，子代为XX（褐色雌兔）、XO（灰色雌兔）、XY（褐色雄兔）、OY（致死），数量之比为1∶1∶1，故子代中褐色兔占2/3，雌、雄之比为2∶1。

2.4 自然或人工选择引发的淘汰

自然或人工选择淘汰某些个体，会影响亲本种群基因频率，进而改变子代的表现型与基因型频率。

【例7】假若某植物种群足够大，可以随机交配，没有迁入和迁出，基因不产生突变。抗病基因R对感病基因r为完全显性。现种群中感病植株rr占1/9，抗病植株RR和Rr各占4/9，抗病植株可以正常开花和结实，而感病植株在开花前全部死亡，则子一代开花前感病植株占 （ ）

A.1/9 B.1/16 C.4/81 D.1/8

参考答案：B。

解析：因感病植株rr在开花前死亡，不能繁殖后代，则繁殖时种群RR∶Rr为1∶1。亲本R基因频率为3/4，r基因频率为1/4，随机交配后，子一代开花前感病植株rr为1/16。

例6淘汰在配子受精后，例7淘汰在配子受精前，凡淘汰必然改变原基因型概率，计算子代表现型或基因型概率时要考虑这一变化。

3 小结

综上，解答淘汰类题目有四个要点：①虽然淘汰会导致子代性状比变化，但基因和染色体遗传时基本遵循孟德尔遗传定律（细胞质基因遗传除外）；②解题时需判断淘汰类型，回归到遗传过程，明确杂交类型、配子种类变化对遗传结果的影响；③谨记淘汰必然引起配子或合子比例变化，原概率不能直接应用于计算；④遗传图解是重要的思维工具，能帮助梳理遗传现象和开展逻辑推理。遗传试题虽难，若学生知识储备扎实、习题训练时见多识广，定能灵活应用、顺利解题。