2012免费遗传考试答卷

华中师范大学 研 究 生 考 试 答 卷 考试科目 遗传与进化 考试时间 2012 年 8 月 4 日 专 业 学科教学（生物） 年 级 2012 级 成 绩 评卷人 姓 名 学 号 吴玲秀 2012115272 注：考试结束后，教师应及时完成评卷工 作，并至迟在下学期开学后两周内将此试 卷、试题以及成绩报告单一并送交本单位 研究生秘书存档。 1 1. Crick 在 1958 年提出了中心法则，请阐述生物信息传递的过程 以及近年来 中心法则的发展和修正。 答 ： 左 图 是 Crick 提 出 的 中 心 法 则 ， DNA 上 的 遗 传 信 息 可 以 通 过 复 制 传 给 子 代 DNA， 也 可 以 通 过 转 录 传 给 RNA， 以 RNA 为 模 板 进 行 表 达 即 翻 译 出 相 应 的 蛋 白 质 ， 则 遗 传 信 息 从 RNA 传 递 到 了 蛋 白 质 。 中心法则的发展： 1965 年，科学家已发现 RNA 可复制。 1970 年科学家在一些 RNA 致癌病毒中发现它们在宿主细胞中的复制过 程是先以病毒的 RNA 分子为模板合成一个 DNA 分子，再以 DNA 分子为模板 合成新的病毒 RNA。 1982 年，克里克对中心法则进行 了修正，提出了更为完整的图解形式，并 对原先的中心法则进行了补充：遗传信息 可以从 RNA 流向 RNA（RNA 自我复制)，也可以从 RNA 流向 DNA（逆转录） 。 中心法则合理地说明了在细胞的生命活动中两类大分子的联系和分工：核 酸的功能是储存和转移遗传信息，指导和控制蛋白质的合成；而蛋白质的主要 功能是进行新陈代谢活动和作为细胞结构的组成成分。 2. 以乳糖操纵子为例，分别定义启动子和多顺反子，并且阐述乳糖操纵子的作 用机制。 答： 启动子：是 DNA 分子上可以与 RNA 聚合酶特异结合 ，活化 RNA 聚合酶， 而使转录开始的一段 DNA 序列。 多顺反子：在原核细胞中，通常是几种不同的 mRNA 连在一起，相互之间 由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种 mRNA 叫做多顺反子 mRNA。这样的一条 mRNA 链含有指导合成几种蛋白质的信息。多顺反子就是 多个基因。真核生物中也有多顺反子，比如 C.elegans 共有 13500 个基因，约 25%的是多顺反子(polycistronicmRNA) 。 乳糖操纵子的作用机制： 乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含 Z、 Y、A 三个结构基因，分 别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列 O， 一个启动子 P 和一个调节基因 I。 阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I 基因编码的阻遏蛋白结合于操 纵序列 O 处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖 2 存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵 子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可 诱导的负调控。 CAP 的正性调节：在启动子上游有 CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡 萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与 CAP 结 合，使 CAP 发生变构，CAP 结合于乳糖操纵子启动序列附近的 CAP 结合位点， 激活 RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结 构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。 协调调节：乳糖操纵子中的 I 基因编码的阻遏蛋白的负调控与 CAP 的正调控 两种机制，互相协调、互相制约。 3.DNA 复制和蛋白质合成各采用什么机制维持忠实性？ 答：DNA 的复制采用了半保留复制方式、碱基互补配对原则、核酸内切酶的错 配修复作用、DNA 聚合酶的选择作用、DNA 聚合酶的校正作用、RNA 引物的 合成与切除、高浓度的 NMP 等方式及因素，维持了 DNA 复制的忠实性。 蛋白质的合成采用的是密码子翻译及三联体密码的简并性，各种酶的高度选择 性及其自我校对。所有基因均以反基因链为模板进行互补转录，因而转录产物 的碱基顺序必与基因的遗传信息一致。底物选择、校对和转肽后的质量控制机 制也是维持蛋白质合成具有忠实性的原因。 4. 一种 4 对基因的杂合体 AaBbCcDd 与 aabbccdd 测交，得到 1000 个子代，根 据其来源于杂合亲本的配子的基因型将它们归类： aBCD 42 Abcd 43 ABCd 140 abcD 145 aBcD 6 AbCd 9 ABcd 305 abCD 310 1）那些基因是连锁的？2）如果该杂合亲本是由两个纯系杂交产生的，这两个 纯系大风基因型是什么？3）画出连锁基因的连锁图，表明连锁关系和图距； 4）如果存在干涉，计算并发系数。 答：（1）A、B、C、D 基因都连锁。 （2）这两个纯系亲本的基因型分别为 AABBccdd、aabbCCDD。 （3）B_10_A(D)_30_C 37=40-21.5 （4）并发系数双交换发生率两个单交换发生率的乘积 3 =1.5%/（10%30%）=0.5 5. 在某种植物中，决定荚果长度的基因（L=长，l=短）和决定果毛的基因（H= 有毛，h=光滑）互相连锁，图距为 16cM，做下列杂交： （1） LLHHllhhF1 （2） LLhhllHHF1 得到的两类 F1 互相杂交， a. 后代中有多少是 llhh？ b. 后代中有多少是 Llhh？ 答：有一个 F1 是 L 与 H 在一条染色体，l 和 h 在另外一条染色体，两个基因的 图距为 16cM，说明它可以产生 4 种配子，分别是 42%LH,42%lh，8%Lh，8%lH。 另外一个 F1 则是 l 和 H 在一条染色体，L 和 h 在另外一条染色体，两个基因的 图距为 16cM，说明它可以产生 4 种配子，分别是 42%Lh,42%lH，8%LH,8%lh。 （1）后代是 llhh 的概率为：42%8%=3.36% （2）后代是 Llhh 的概率为：42%42%+8%8%=18.28% 6. 链孢霉 ab+杂交子代见下表（I,II,III,IV 这个杂交中的 a 和 b 分别 代表不同的基因） ）分别说明每一类子囊的四分体类型；）推断两个基因 是否连锁，）分别计算与着丝粒的距离，）如果连锁，计算图距，并指出 它们是否同臂。 51919080IV 211222076I 000015184I 0000323434I aba+aba+b+b+ +b+b b+b+ba+a+ab a+aabababaab 答： （1）1 是 PD，2 是 NPD，3 是 T，4 是 T，5 是 PD，6 是 NPD，7 是 T。 （2）对分析，因为 PD=NPD，说明这两个基因不连锁。 对分析，因为 PDNPD，说明这两个基因不是自由组合，而是相 实验 子囊型 4 互连锁的。 对分析，因为 PD=NPD，说明这两个基因不连锁。 对分析，因为 PDNPD，说明这两个基因不是自由组合，而是相 互连锁的。 （3）对分析，RF（ a）=0 ，说明 a 在着丝点上或者很靠近着丝点， RF（ b） =(1/232)/(34+34+32)=16%,16cM 对分析，RF（ a）=0 ，说明 a 在着丝点上或者很靠近着丝点， RF（ b）=（1/215）/（84+1+15）=7.5%,7.5 cM RF（a b）=(1+1/2 15)/( 84+1+15)=8.5%,8.5 cM 对分析， RF（a）=1/2（22+12+11+22） /（6+7+20+22+12+11+22）=33.5%,33.5 cM RF（ b）=1/2（20+12+11+22） /（6+7+20+22+12+11+22） =32.5%,32.5 cM 对分析，RF（ a）=1/2 （1+9+1+5 ）/ （80+0+9+1+9+1+5 ） =7.62%,7.62 cM RF（ b）=1/2（9+9+1+5 ） /（80+0+9+1+9+1+5） =11.43%,11.43 cM RF（a b）=1+1/2 （9+1+5）/（80+0+9+1+9+1+5） =8.10%,8.1 cM (4) 和都不连锁，连锁的是和。 对分析，按计算出来的图距看来，他们可能在不同臂上，图距如下： a 1（着丝粒） 7.5 b。 对分析，已知 RF(a)=7.62，RF(b)=11.43，两者相差不到 一倍，若 a 和 b 各自独立地与着丝粒发生重组的话，则 M 的子囊数也 应相差不到一倍。但实际上，交换发生在着丝粒与 b 间，a 是 M ，b 是 M 的子囊有 9 个；交换发生在着丝粒与 a 间时，a 是 M ，b 是 M 的子 囊只有 1 个。两者相差悬殊，与计算的重组值不相符合，所以，这两个 基因不可能独自与着丝粒发生交换。另外，从表中可见，在 n 与着丝粒 发生交换时，a 基因也一道与着丝粒交换了，即 n 是 M ，a 也是 M 共 计 15(=915)个子囊。也就是说，同一交换使十/a 出现 M 型分离， 也使十b 出现 M 型分离，17 次中有 16 次，强有力地证明 a、b 在着 丝粒同一侧。图距如下： (着丝粒) 7.62 a 8.1 b 5 7. 一个男性工人在某核电站工作数年后生了一个血友病的儿子，在核电站工作 的另外一名男性工人生了一个侏儒女儿。两人及妻子家族成员均无任何遗传病 史。两人向法院起诉该核电站位其孩子的伤害负责。你作为法院聘请的遗传学 专家，对此有何看法？（血友病为 X 连锁隐性遗传，侏儒为常染色体显性遗传） 答：血友病是 X 连锁隐性遗传，该员工的儿子患病，说明患者的致病基因 来自于他的母亲，而该员工只能传给他儿子 Y 染色体，所以其儿子的患病与他 在核电站工作没有关系。 而侏儒症不同，它是常染色体显性遗传，这位员工与他的妻子都没有该病病史， 则说明他们本来也没有侏儒病的致病基因，那就可能是该员工在核电站工作受 到辐射导致产生了基因突变的配子造成的，核电站是要为他的孩子的伤害负责。 8. 有一玉米植株，它的一条第 9 染色体有缺失，另一条第 9 染色体正常，这植 株对第 9 染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的，缺失的染色体带有产生色 素的显性基因