遺傳中的一些特殊類型

湖北 孟大順

遺傳中的一些特殊類型

湖北 孟大順

遺傳部分是生物高考考試的重點內(nèi)容，最能體現(xiàn)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。遺傳中特例較多，為拓展視野、提升能力，現(xiàn)對其梳理歸類，以便大家復(fù)習(xí)備考。

1 表現(xiàn)型與基因型

1.1 表型模擬

表型模擬又稱表型模寫或擬表型，是指因環(huán)境條件的改變所引起的表型改變類似于某基因型改變引起的表現(xiàn)型變化的現(xiàn)象。

【例1】大部分普通果蠅身體呈褐色（YY），具有純合隱性基因的個體yy呈黃色。但是，純合的YY品系如果用含有銀鹽的食物飼養(yǎng)，長成的成體也為黃色，這就稱為“表型模擬”，是由環(huán)境造成的類似于某種基因型所產(chǎn)生的表現(xiàn)型。

（1）從變異的類型看，該題中“表型模擬”屬于________________________。

（2）現(xiàn)有一只黃色果蠅，為判斷它是否屬于純合yy，請補(bǔ)充完整以下實驗探究內(nèi)容。

方法步驟：a.用該未知基因型的黃色果蠅與________________交配；

b.將孵化出的幼蟲用________________的食物飼養(yǎng)，其他條件相同且適宜；

c.觀察成蟲體色。

結(jié)果預(yù)測：如果_________________，則所檢測果蠅為“表型模擬”；如果________________，說明所測黃色果蠅的基因型是yy，不是“表型模擬”。

【答案】（1）不可遺傳變異

（2）正常黃色果蠅yy 不含銀鹽 后代出現(xiàn)了褐色果蠅 子代全為黃色

1.2 性狀的多基因決定（多因一效）

一個性狀的遺傳并不是受一對基因控制的，而是經(jīng)常受許多對不同基因的影響。許多基因影響同一單位性狀的現(xiàn)象稱為“多因一效”。

【例2】（2011·新課標(biāo)卷）某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制（如A、a；B、b；C、c……）。當(dāng)個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時（即A_B_C_……）才開紅花，否則開白花?，F(xiàn)有甲、乙、丙、丁 4個純合白花品系，相互之間進(jìn)行雜交，雜交組合、后代表現(xiàn)型及其比例如下：

根據(jù)雜交結(jié)果回答問題：

（1）這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律？

（2）本實驗中，植物的花色受幾對等位基因的控制，為什么？

【答案】（1）基因的自由組合定律和基因的分離定律（或基因的自由組合定律）

（2）4對 ①本實驗的乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中，F(xiàn)2中紅色個體占全部個體的比例為81/（81＋175）＝81/256＝（3/4）4，根據(jù)n對等位基因自由組合且完全顯性時，F(xiàn)2中顯性個體的比例為（3/4）n，可判斷這兩個雜交組合中都涉及4對等位基因。②綜合雜交組合的實驗結(jié)果，可進(jìn)一步判斷乙×丙和甲×丁兩個雜交組合中所涉及的4對等位基因相同。

1.3 基因的多效性（一因多效）

一個性狀可以受到若干對基因的影響，相反，一對基因也可以影響若干性狀，我們把單一基因在多方面的表型效應(yīng)，叫做基因的多效現(xiàn)象，如豌豆的紅花基因（C），還可以控制葉腋的紅色斑點，種皮的褐色和灰色。

2 顯隱性關(guān)系的相對性

顯性的表現(xiàn)是等位基因在環(huán)境條件的影響下相互作用的結(jié)果。由于等位基因的突變，使突變基因與野生型基因產(chǎn)生各種互作形式，因而有不同的顯隱性關(guān)系。

2.1 完全顯性

由具有一對相對性狀的兩個純合親本雜交，其F1表現(xiàn)出與顯性親本完全一樣的顯性性狀，這種顯性表現(xiàn)稱為完全顯性。孟德爾所觀察的豌豆7對相對性狀均為完全顯性。

2.2 不完全顯性

不完全顯性又叫做半顯性，其特點是雜合子表現(xiàn)為雙親的中間性狀，顯性作用不完全。雜合子（Aa）自交后代性狀比為1∶2∶1。

【例3】（2010·上海卷）一對灰翅昆蟲交配產(chǎn)生的91只后代中，有黑翅22只，灰翅45只，白翅24只。若黑翅與灰翅昆蟲交配，則后代中黑翅的比例最有可能是 （ ）

A.33% B.50%

C.67% D.100%

【解析】根據(jù)后代的性狀和比例可以分析，昆蟲翅色的遺傳屬于不完全顯性遺傳，中間性狀灰色為雜合子（Aa），黑色性狀為純合子（AA或aa），黑翅與灰翅交配，后代中黑翅的比例為50%。

【答案】 B

2.3 鑲嵌顯性

鑲嵌顯性是指兩個雜交親本所具有的性狀在F1代中各自在雜合體不同部位分別表示出來的現(xiàn)象。

【例4】我國著名的遺傳學(xué)家談家楨先生發(fā)現(xiàn)了瓢蟲色斑遺傳的鑲嵌顯性現(xiàn)象，即純種雙親的性狀在后代的同一個體不同部位表現(xiàn)出來。異色瓢蟲的鞘翅有四種基本類型，淺色的黃底型（ss），黑緣型鞘翅的前緣呈黑色（SAuSAu），均色型鞘翅的后緣呈黑色（SESE），后兩種類型雜交后代呈現(xiàn)出的新類型（SAuSE），圖1為異色瓢蟲鞘翅色斑遺傳圖解，有關(guān)分析錯誤的是 （ ）

圖1

A.鞘翅斑紋遺傳遵循遺傳學(xué)上的分離定律

B.基因SAu與SE在遺傳學(xué)上被稱為等位基因，SAu與SE之間不存在顯、隱性關(guān)系

C.異色瓢蟲鞘翅上的色斑類型很多，這是它遺傳多樣性的表現(xiàn)

D.F2同種表現(xiàn)型的個體雌雄交配，后代中黑緣型和均色型各占1/4

【答案】D

2.4 共顯性（并顯性）

雜合子的一對等位基因各自都具有自己的表型效應(yīng)，稱為共顯性。如人的ABO血型遺傳，基因IA和基因IB能同時產(chǎn)生兩種酶，從而形成兩種不同的抗原，所以基因型為IAIB表現(xiàn)為AB血型。

【例5】（2013·海南卷）人類有多種血型系統(tǒng)，MN血型和Rh 血型是其中的兩種。MN血型由常染色體上的1對等位基因M、N控制，M血型的基因型為MM，N血型的基因型為NN，MN血型的基因型為MN；Rh血型由常染色體上的另1對等位基因R和r控制，RR和Rr表現(xiàn)為Rh陽性，rr表現(xiàn)為Rh陰性，這兩對等位基因自由組合。若某對夫婦中，丈夫和妻子的血型均為MN型－Rh陽性，且已生出1個血型為MN型－Rh陰性的兒子，則再生1個血型為MN型－Rh陽性女兒的概率是 （ ）

A.3/8 B.3/16

C.1/8 D.1/16

【解析】據(jù)題意，父母的基因型均為MNRr，根據(jù)基因的分離定律，所生后代是MN（即雜合子）的概率為1/2，是Rh陽性的概率為3/4，是女兒的概率為1/2，所以最終概率為1/2×3/4×1/2＝3/16。

【答案】 B

2.5 條件顯性

條件顯性是指顯隱性可依據(jù)環(huán)境條件的改變而改變。例如將純質(zhì)紫莖曼陀羅與純質(zhì)綠莖曼陀羅雜交，若F1夏季生長在室外，表現(xiàn)為紫莖性狀，紫莖對綠莖是完全顯性；若F1冬季生長在溫室中，莖為淺紫色，紫莖表現(xiàn)為不完全顯性。

【例6】（2011·全國卷）人類中非禿頂和禿頂受常染色體上的等位基因（B、b）控制，其中男性只有基因型為BB時才表現(xiàn)為非禿頂，而女性只有基因型為bb時才表現(xiàn)為禿頂?？刂坪稚郏―）和藍(lán)色眼（d）的基因也位于常染色體上，其表現(xiàn)型不受性別影響。這兩對等位基因獨立遺傳。

回答問題：

（1）非禿頂男性與非禿頂女性結(jié)婚，子代所有可能的表現(xiàn)型為___________。

（2）非禿頂男性與禿頂女性結(jié)婚，子代所有可能的表現(xiàn)型為____________。

（3）一位其父親為禿頂藍(lán)色眼而本人為禿頂褐色眼的男性與一位非禿頂藍(lán)色眼的女性結(jié)婚。這位男性的基因型為________或________，這位女性的基因型為________或________。若兩人生育一個女兒，其所有可能的表現(xiàn)型為_______________。

【答案】（1）女兒全部為非禿頂，兒子為禿頂或非禿頂

（2）女兒全部為非禿頂，兒子全部為禿頂

（3）BbDd bbDd Bbdd BBdd 非禿頂褐色眼、非禿頂藍(lán)色眼、禿頂褐色眼和禿頂藍(lán)色眼

3 性狀分離比例的變化

3.1 致死基因

致死基因是指某個基因的存在能使個體或配子致死，分為顯性致死和隱性致死。致死作用可以發(fā)生在不同的階段，在配子期致死的稱為配子致死，在胚胎期或成體階段致死的稱為合子致死。

【例7】（2016·全國卷Ⅱ）果蠅的某對相對性狀由等位基因G、g控制，且對于這對性狀的表現(xiàn)型而言，G對g完全顯性。受精卵中不存在G、g中的某個特定基因時會致死。用一對表現(xiàn)型不同的果蠅進(jìn)行交配，得到的子一代果蠅中雌∶雄＝2∶1，且雌蠅有兩種表現(xiàn)型。據(jù)此可推測：雌蠅中（ ）

A.這對等位基因位于常染色體上，G基因純合時致死

B.這對等位基因位于常染色體上，g基因純合時致死

C.這對等位基因位于X染色體上，g基因純合時致死

D.這對等位基因位于X染色體上，G基因純合時致死

【解析】由“子一代果蠅中雌∶雄＝2∶1”可知，G、g這對等位基因位于X染色體上，為伴性遺傳。因為“子一代雌蠅有兩種表現(xiàn)型且雙親的表現(xiàn)型不同”，所以雙親的基因型分別為XGXg和XgY。而“受精卵中不存在G、g中的某個特定基因時會致死”，故雌蠅中G基因純合時致死。

【答案】D

3.2 非等位基因間的相互作用（基因互作）

非同源染色體上基因的相互作用，在控制某一性狀的表現(xiàn)上形成的相互作用稱為基因互作。不同基因間的相互作用，可以影響性狀的表現(xiàn)。大致分為以下幾種情況。

圖2

（1）互補(bǔ)效應(yīng)：兩對獨立遺傳基因分別處于純合顯性或雜合顯性狀態(tài)時共同決定一種性狀的發(fā)育；當(dāng)只有一對基因是顯性，或兩對基因都是隱性時，則表現(xiàn)為另一種性狀，F(xiàn)2分離比為9∶7。

（2）累加效應(yīng)：兩種顯性基因同時存在時產(chǎn)生一種性狀，單獨存在時能分別表示相同的性狀，兩種基因均為隱性時又表現(xiàn)為另一種性狀，F(xiàn)2分離比為9∶6∶1。

（3）疊加效應(yīng)（又叫重疊效應(yīng)）：兩對或多對獨立基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型能產(chǎn)生相同的影響，F(xiàn)2分離比為15∶1。

（4）上位作用：兩對獨立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用，其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)有遮蓋作用。

①顯性上位：起遮蓋作用的基因是顯性基因，F(xiàn)2的分離比為12∶3∶1。

②隱性上位：在兩對互作的基因中，其中一對隱性基因?qū)α硪粚蚱鹕衔恍宰饔?，F(xiàn)2的分離比為9∶3∶4。

（5）抑制作用：在兩對獨立基因中，其中一對顯性基因本身并不控制性狀的表現(xiàn)，但對另一對基因的表現(xiàn)有抑制作用，這對基因稱為顯性抑制基因。F2的分離比為13∶3。

（6）疊加作用：存在兩種或兩種以上基因，它們在某一方面的作用方向相同，互相有作用加強(qiáng)的效應(yīng)。F2的分離比為1∶4∶6∶4∶1。

【例8】（2012·上海卷）某植物的花色受不連鎖的兩對基因A/a、B/b控制，這兩對基因與花色的關(guān)系如圖3所示，此外，a基因?qū)τ贐基因的表達(dá)有抑制作用。現(xiàn)將基因型為AABB的個體與基因型為aabb的個體雜交得到Fl，則F1的自交后代中花色的表現(xiàn)型及比例是 （ ）

圖3

A.白∶粉∶紅，3∶10∶3

B.白∶粉∶紅，3∶12∶1

C.白∶粉∶紅，4∶9∶3

D.白∶粉∶紅，6∶9∶1

【解析】AABB與aabb雜交得F1（AaBb），F(xiàn)1自交得到9種基因型，根據(jù)題中信息可知沒有A基因花色為白色，即1aabb、1aaBB、2aaBb為白色；同時有A和B基因并且無a基因時花色為紅色，即1AABB、2AABb為紅色；有A基因無B基因或有a基因?qū)基因表達(dá)起抑制作用時花色為粉紅色，即1AAbb、2Aabb、2AaBB、4AaBb為粉色。即白∶粉∶紅=4∶9∶3。

【答案】 C

4 幾種與性別相關(guān)的特殊遺傳

4.1 伴性遺傳

伴性遺傳是指在遺傳過程中的子代部分性狀由性染色體上的基因控制，這種由性染色體上的基因所控制性狀的遺傳方式就稱為伴性遺傳，又稱性連鎖（遺傳）或性環(huán)連。XY型性別決定的生物伴性遺傳的類型有：伴X遺傳、伴Y遺傳和伴XY同源區(qū)段的遺傳。性別決定為ZW型的也有類似的類型。

【例9】（2015·全國卷Ⅰ）抗維生素D佝僂病為X染色體顯性遺傳病，短指為常染色體顯性遺傳病，紅綠色盲為X染色體隱性遺傳病，白化病為常染色體隱性遺傳病。下列關(guān)于這四種遺傳病遺傳特征的敘述，正確的是 （ ）

A.短指的發(fā)病率男性高于女性

B.紅綠色盲女性患者的父親是該病的患者

C.抗維生素D佝僂病的發(fā)病率男性高于女性

D.白化病通常會在一個家系的幾代人中連續(xù)出現(xiàn)

【解析】短指為常染色體顯性遺傳病，該遺傳病男女患病概率相等，故A錯；女性紅綠色盲患者，X染色體上必定有一個色盲基因來自父親，其父親一定患色盲，故B對；抗維生素D佝僂病女性患者多于男性患者，故C錯；白化病只有在隱性純合時才會表現(xiàn)出來，具有隔代遺傳等特點，故D錯。

【答案】 B

4.2 從性遺傳

從性遺傳是指相關(guān)基因存在于常染色體上，但表現(xiàn)型還與性別有關(guān)聯(lián)。

【例10】（2010·天津卷）食指長于無名指為長食指，反之為短食指，該相對性狀由常染色體上一對等位基因控制（TS表示短食指基因，TL表示長食指基因）。此等位基因表達(dá)受性激素影響，TS在男性中為顯性，TL在女性中為顯性。若一對夫婦均為短食指，所生孩子中既有長食指又有短食指，則該夫婦再生一個孩子是長食指的概率為 （ ）

A.1/4 B.1/3

C.1/2 D.3/4

【解析】因TS在男性中為顯性，TL在女性中為顯性，該夫婦均為短食指，則女性基因型為TSTS，男性基因型為TSTL或TSTS。如果該男性的基因型為TSTS，則子代基因型都為TSTS，全為短食指，與題干不符，因此男性的基因型應(yīng)為TSTL，則其子代的基因型和表現(xiàn)型分別為男性：TSTS（短食指）、TSTL（短食指），女性：TSTS（短食指）、TLTS（長食指），且每種基因型所占比例均為1/4，因此再生一個孩子為長食指的概率為1/4。

【答案】A

4.3 限性遺傳

限性遺傳的基因可在常染色體或性染色體上，但僅在一種性別中表達(dá)，限性遺傳的性狀常和第二性征或性激素有關(guān)。如毛耳的基因在Y染色體上，僅在男性中表達(dá)。睪丸女性化的基因位于X染色體上，但也只在男性中出現(xiàn)這種癥狀。

4.4 母系遺傳

母系遺傳是指兩個具有相對性狀的親本雜交，不論正交或反交，子一代總是表現(xiàn)為母本性狀的遺傳現(xiàn)象。母系遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，實質(zhì)是控制該性狀的基因位于細(xì)胞質(zhì)中，由于受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，故表現(xiàn)為后代中不管雌雄，都與母本表現(xiàn)相同的性狀。

4.5 母性效應(yīng)

母性效應(yīng)是指子代某一性狀的表型由母體的核基因型決定，而不受本身基因型的支配。

【例11】椎實螺是一種雌雄同體的軟體動物，一般通過異體受精繁殖，但若單獨飼養(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，旋轉(zhuǎn)方向符合母性效應(yīng)，如圖4所示。現(xiàn)有右旋和左旋椎實螺若干，回答下列問題：

圖4

（1）右旋椎實螺的基因型為dd或Dd或DD，左旋椎實螺的基因型為_________。

（2）現(xiàn)有一左旋椎實螺，若要判斷其是否是純合子，某同學(xué)選此左旋椎實螺作為__________（填“父本”或“母本”），與另一具有相對性狀的個體進(jìn)行交配；若后代_________，則說明該左旋椎實螺是純合子；若后代_________，則說明該左旋椎實螺是雜合子。

（3）Fl自交后代全都表現(xiàn)為右旋螺，此現(xiàn)象________（填“符合”或“不符合”）孟德爾遺傳定律。如何再進(jìn)一步做實驗加以驗證？（請簡單說明）

【解析】（1）螺殼表現(xiàn)為左旋，說明其母本的基因型為dd，故其基因型為dd或Dd。（2）左螺旋的基因型為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，則其子代螺殼應(yīng)為左旋，若該左旋螺為Dd，則其子代螺殼應(yīng)為右旋。（3）由圖解可知：若F1自交后代F2全部表現(xiàn)為右螺旋，并出現(xiàn)三種基因型，比例為1∶2∶1，說明“母性效應(yīng)”符合孟德爾遺傳定律。用F1做母本與左螺旋dd測交，后代基因型有Dd∶dd=1∶1，但全部表現(xiàn)為右螺旋，說明“母性效應(yīng)”符合孟德爾遺傳定律。

【答案】（1）dd或Dd

（2）母本 螺殼應(yīng)為左旋 螺殼應(yīng)為右旋

（3）符合 用F1做母本與左旋螺dd測交，后代基因型有Dd∶dd，但全都表現(xiàn)為“右旋螺”，說明“母性效應(yīng)”符合孟德爾遺傳定律。

（作者單位：湖北省襄陽市第四中學(xué)）