В ряде случаев нарушения в развитии организма при мутации бывают настолько сильными, что организм погибает. Гены, вызывающие такое нарушение, называются летальными (от лат. letaeis - смертельный). При наличии разных летальных генов организмы гибнут на различных стадиях развития. Как правило, летальное действие таких генов рецессивно, т. е. проявляется лишь тогда, когда они находятся в гомозиготном состоянии. При возникновении мутаций с доминирующим летальным действием организм погибает, не давая потомства.
Однако отмечены случаи, когда летальные гены, вызывая в гетерозиготном состоянии видимые изменения, становятся даже полезными с хозяйственной точки зрения. Так, среди овец каракульской породы встречаются животные с красивой серебристо-серой окраской шкурки, оцениваемой дороже, чем обычный черный каракуль. При скрещивании серых овец с серыми баранами оказалось, что они всегда гетерозиготны. При изучении причин этого явления было установлено, что среди полученных в результате такого скрещивания серых ягнят примерно 1/3, или около 25% всего приплода, заболевала хроническим тимпанитом и погибала. Причиной заболевания служили нарушения в деятельности парасимпатической нервной системы. Когда же скрещивали серых баранов с черными овцами или серых овец с черными баранами, в потомстве рождалось 50% серых и 50% черных ягнят, причем серые ягнята не заболевали. Оказалось, что в гомозиготном состоянии ген, вызывавший развитие серой окраски, обладал рецессивным летальным действием.
У лисиц встречается ценная окраска меха - платиновая, обусловленная доминантным геном, вызывающим в гомозиготном состоянии гибель зародышей на ранней стадии развития. В таких случаях соотношение фенотипов во втором поколении меняется, так как из трех доминантных форм одна (гомозиготная по летальному гену) погибает, в результате чего соотношение фенотипов становится 2:1.
Аналогичное расщепление отмечено и у зеркального карпа, у которого наблюдалось наследование недоразвития чешуи: она сохранилась только на средней линии тела, остальная часть его голая, поэтому его называют линейным. При скрещивании между собой линейных карпов потомство всегда расщепляется в соотношении 2 линейных : 1 с нормальной чешуей, так как зародыши, гомозиготные по гену, вызывающему недоразвитие чешуи, погибают на ранних стадиях развития.