與性別有關(guān)的非伴性遺傳分析

江曾武

(安徽省懷寧縣懷寧中學(xué) 246121)

控制生物性狀的某些基因位于性染色體上， 所以遺傳上總是與性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象叫做伴性遺傳。一些學(xué)生誤認(rèn)為與性別有關(guān)的遺傳就是伴性遺傳，其實(shí)并非如此。本文從概念和試題兩個(gè)方面對(duì)與性別有關(guān)的非伴性遺傳進(jìn)行分析和比較。

1 從性遺傳

從性遺傳是指由常染色體上的基因控制的性狀，由于內(nèi)分泌等因素的影響, 其性狀只在一種性別中表現(xiàn), 或者在一性別為顯性， 另一性別為隱性。例如, 人類的青年時(shí)期禿頂, 男性多見(jiàn), 女性少見(jiàn)。男性中禿頂對(duì)非禿頂為顯性, 而在女性中禿頂對(duì)非禿頂則為隱性, 所以雜合體男性表現(xiàn)禿頂, 女性則正常[1]。常見(jiàn)的例子還有人類的食指長(zhǎng)短遺傳、綿羊角的遺傳及蝴蝶顏色的遺傳等。

例1 (2010年天津卷) 食指長(zhǎng)于無(wú)名指為長(zhǎng)食指，反之為短食指，該相對(duì)性狀由常染色體上一對(duì)等位基因控制(TS表示短食指基因，TL表示長(zhǎng)食指基因)。此等位基因表達(dá)受性激素影響，TS在男性為顯性，TL在女性為顯性。若一對(duì)夫婦均為短食指，所生孩子中既有長(zhǎng)食指又有短食指，則該夫婦再生一個(gè)孩子是長(zhǎng)食指的概率為_(kāi)_______。

解析：根據(jù)題意，先構(gòu)建表1。

表1 食指長(zhǎng)短的基因型和表現(xiàn)型

由題干信息知，母親基因型為TSTS，她的子女肯定攜帶TS基因，子女中長(zhǎng)食指應(yīng)為女性，基因型為TLTS，由此可推出父親基因型為TSTL，子代中只有基因型為TSTL的女兒才為長(zhǎng)食指，所以概率為1/2×1/2=1/4。

2 細(xì)胞質(zhì)遺傳

由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律叫做細(xì)胞質(zhì)遺傳。細(xì)胞學(xué)研究表明，在真核生物有性繁殖過(guò)程中，卵細(xì)胞內(nèi)除細(xì)胞核外，還有大量的細(xì)胞質(zhì)及其所含的各種細(xì)胞器；精子內(nèi)除細(xì)胞核外，沒(méi)有或極少有細(xì)胞質(zhì)。在受精過(guò)程中，卵細(xì)胞不僅為子代提供其核基因，也為子代提供其全部或絕大部分細(xì)胞質(zhì)基因；而精子則僅能為子代提供其核基因。因此，受細(xì)胞質(zhì)基因所決定的性狀，其遺傳信息只能通過(guò)卵細(xì)胞傳遞給子代，而不是通過(guò)精子遺傳給子代。

細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)為：遺傳方式是非孟德?tīng)柺降?；雜交后代—般不表現(xiàn)一定比例的分離；正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同，后代通常只表現(xiàn)母本的性狀，故細(xì)胞質(zhì)遺傳又稱為母性遺傳；通過(guò)連續(xù)回交能將母本的核基因幾乎全部置換掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基因及其所控制的性狀仍不消失[2]。

例2 果蠅對(duì)CO2的耐受性有兩個(gè)品系：敏感型(甲)和耐受型(乙)，有人做了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，讓甲品系雌蠅與乙品系雄蠅雜交，后代全為敏感型；實(shí)驗(yàn)二，將甲品系的卵細(xì)胞去核后，移入來(lái)自乙品系雌蠅的體細(xì)胞核，由此培育成的雌蠅再與乙品系雄蠅雜交，后代仍全為敏感型。①依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，與CO2耐受性有關(guān)的基因位于________(選填“細(xì)胞質(zhì)”或“細(xì)胞核”)；②要驗(yàn)證上述推測(cè)，也可另設(shè)計(jì)一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)替代實(shí)驗(yàn)二，該雜交實(shí)驗(yàn)的親本組合為_(kāi)_______。

解析：實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果有兩種解釋，一種為耐受性由核基因控制，且敏感型為顯性；另一種為耐受性由細(xì)胞質(zhì)基因控制，表現(xiàn)母性遺傳。實(shí)驗(yàn)二雜交雙方細(xì)胞核均來(lái)自耐受型(乙)品系，而雜交形成的合子，其細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自敏感型(甲)品系。雜交后代仍全為敏感型，說(shuō)明第二種解釋正確，即果蠅對(duì)CO2的耐受性是由細(xì)胞質(zhì)基因控制。驗(yàn)證某一性狀遺傳是否是細(xì)胞質(zhì)遺傳，常用正反交實(shí)驗(yàn)。本題可用“甲品系雄蠅與乙品系雌蠅雜交”實(shí)驗(yàn)來(lái)替代實(shí)驗(yàn)二進(jìn)行驗(yàn)證．

3 母性影響

在核遺傳中，正交♀AA×♂aa及反交♀aa×♂AA，子代的表現(xiàn)型通常是一樣的。這是因?yàn)殡p親在核基因的貢獻(xiàn)上是相等的，子代的基因型都是Aa，所以在同一環(huán)境下其表型是一樣的。但是，有時(shí)兩種交配的結(jié)果并不相同，子代的表現(xiàn)型受到母本基因型的影響，這種現(xiàn)象叫做母性影響，又叫做前定作用[2]。

母性影響所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象與細(xì)胞質(zhì)遺傳十分相似，但它并不是細(xì)胞質(zhì)基因組所決定的，而是由于核基因的產(chǎn)物在卵細(xì)胞中積累所決定的，符合孟德?tīng)栠z傳定律，與細(xì)胞質(zhì)遺傳有著本質(zhì)的區(qū)別。椎實(shí)螺外殼的旋轉(zhuǎn)方向的遺傳就是母性影響的一個(gè)比較典型的例子。

例3 “母性影響”是指子代某一性狀的表現(xiàn)型由母體的染色體基因型決定，而不受本身基因型的支配。椎實(shí)螺是一種雌雄同體的軟體動(dòng)物，一般通過(guò)異體受精繁殖，但若單獨(dú)飼養(yǎng)，也可以進(jìn)行自體受精。其螺殼的旋轉(zhuǎn)方向有左旋和右旋的區(qū)分，螺旋方向由一對(duì)基因控制，右旋(D)對(duì)左旋(d)是顯性，旋轉(zhuǎn)方向符合“母性影響”，遺傳過(guò)程如圖1所示。

圖1 椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳

現(xiàn)有右旋和左旋椎實(shí)螺若干，回答下列問(wèn)題：①“母性影響”現(xiàn)象是否符合孟德?tīng)栠z傳定律？________；②螺殼表現(xiàn)為左旋的個(gè)體其基因型可能為_(kāi)_______；螺殼表現(xiàn)為右旋的個(gè)體其基因型可能為_(kāi)_______；③欲判斷某左旋椎實(shí)螺的基因型，可用任意的右旋椎實(shí)螺作父本進(jìn)行交配，統(tǒng)計(jì)雜交后代F1的性狀。若子代表現(xiàn)情況是________，則該左旋椎實(shí)螺是純合子；若子代的表現(xiàn)情況是________，則該左旋椎實(shí)螺是雜合子。

解析：由遺傳圖解知，“母性影響”符合孟德?tīng)栠z傳定律，只是性狀分離比延遲一代出現(xiàn)。螺殼表現(xiàn)為左旋，說(shuō)明母本的基因型為dd，父本的的基因型不限，故表現(xiàn)為螺殼左旋的子代基因型為dd或Dd；同理螺殼右旋個(gè)體基因型為DD、Dd或dd。左旋螺的基因型為Dd或dd，故可以用任意右旋螺作父本與該螺雜交，若該左旋螺為dd(純合子)，則子代螺殼應(yīng)為左旋；若該左旋螺為Dd(雜合子)，則子代螺殼應(yīng)為右旋。

答案:①符合 ；②dd或Dd；dd或Dd或DD；③左旋；右旋。

4 總結(jié)

伴性遺傳、從性遺傳、母性影響和細(xì)胞質(zhì)遺傳都是與性別有關(guān)的遺傳，但它們又各不相同(表2，見(jiàn)后頁(yè))。