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遗传学参考答案第二章 遗传的细胞学基础（参考答案）一、解释下列名词: 染色体：细胞分裂时出现的，易被碱性染料染色的丝状或棒状小体，由核酸和蛋白质组成，是生物遗传物质的主要载体，各种生物的染色体有一定数目、形态和大小。染色单体：染色体通过复制形成，由同一着丝粒连接在一起的两条遗传内容完全一样的子染色体。着丝点：即着丝粒。染色体的特定部位，细胞分裂时出现的纺锤丝所附着的位置，此部位不染色。细胞周期：一次细胞分裂结束后到下一次细胞分裂结束所经历的过程称为细胞周期(cell cycle)。同源染色体：体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体称为同源染色体(homologous chromosome)。两条同源染色体分别来自生物双亲，在减数分裂时，两两配对的染色体，形状、大小和结构都相同。异源染色体：形态结构上有所不同的染色体间互称为非同源染色体，在减数分裂时，一般不能两两配对，形状、大小和结构都不相同。无丝分裂：又称直接分裂，是一种无纺锤丝参与的细胞分裂方式。有丝分裂：又称体细胞分裂。整个细胞分裂包含两个紧密相连的过程，先是细胞核分裂，后是细胞质分裂，核分裂过程分为四个时期；前期、中期、后期、末期。最后形成的两个子细胞在染色体数目和性质上与母细胞相同。单倍体：指具有配子染色体数(n)的个体。联会：减数分裂中同源染色体的配对。联会复合体减数分裂偶线期和粗线期在配对的两个同源染色体之间形成的结构，包括两个侧体和一个中体。 胚乳直感：又称花粉直感。在3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状。果实直感：种皮或果皮组织在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些性状二、可以形成：40个花粉粒，80个精核，40个管核；10个卵母细胞可以形成：10个胚囊，10个卵细胞，20个极核，20个助细胞，30个反足细胞。三、(1)叶(2)根 (3)胚乳 (4)胚囊母细胞 (5)胚(6)卵细胞 (7)反足细胞 (8)花药壁(9)花粉管核(1)叶：20条；(2)根：20条； (3)胚乳：30条； (4)胚囊母细胞：20条； (5)胚：20条；(6)卵细胞：10条； (7)反足细胞：10条； (8)花药壁：20条；(9)花粉管核：10条四、如果形成的是雌配子，那么只形成一种配子ABC或ABC或 A BC或A BC 或 A B C 或A B C 或AB C 或 AB C ；如果形成的是雄配子，那么可以形成两种配子ABC和ABC或A B C 和A B C 或 A BC和A BC 或AB C 或和AB C 。五、（1）保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性。双亲性母细胞(2n)经过减数分裂产生性细胞(n)，实现了染色体数目的减半；雌雄性细胞融合产生的合子(及其所发育形成的后代个体)就具有该物种固有的染色体数目(2n)，保持了物种的相对稳定。子代的性状遗传和发育得以正常进行。（2）为生物的变异提供了重要的物质基础。减数分裂中期 I，二价体的两个成员的排列方向是随机的，所以后期 I 分别来自双亲的两条同源染色体随机分向两极，因而所产生的性细胞就可能会有2n种非同源染色体的组合形式(染色体重组，recombination of chromosome)。另 一方面，非姊妹染色单体间的交叉导致同源染色体间的片段交换(exchange of segment)，使子细胞的遗传组成更加多样化，为生物变异提供更为重要的物质基础(染色体片断重组，recombination of segment)。同时这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础。六、1减数分裂前期有同源染色体配对（联会）；2减数分裂遗传物质交换（非姐妹染色单体片段交换）；3减数分裂中期后染色体独立分离，而有丝分裂则着丝点裂开后均衡分向两极；4减数分裂完成后染色体数减半；5分裂中期着丝点在赤道板上的排列有差异： 减数分裂中同源染色体的着丝点分别排列于赤道板两侧，而有丝分裂时则整齐地排列在赤道板上。第三章 遗传物质的分子基础（参考答案）1解释下列名词半保留复制：以DNA两条链分别作模板，以碱基互补的方式，合成两条新的DNA双链，互相盘旋在一起，恢复了DNA的双分 子链结构。这样，随着DNA分子双螺旋的完全拆开，就逐渐形成了两个新的DNA分子，与原来的完全一样。DNA的这种复制方式称为半保留复制 (semiconservative replication)，因为通过复制所形成的新的DNA分子，保留原来亲本DNA双链分子的一条单链。DNA在活体内的半保留复制性质，已为1958 年以来的大量试验所证实。DNA的这种复制方式对保持生物遗传的稳定具有非常重要的作用。冈崎片段：DNA的复制只能从5向3方向延伸，5 向3方向延伸的链称作前导链(leading strand)，它是连续合成的。而另一条先沿53方向合成一些片段，然后再由连接酶将其连起来的链，称为后随链(lagging strand)，其合成是不连续的。这种不连续合成是由冈崎等人首先发现的，所以现在将后随链上合成的DNA不连续单链小片段称为冈崎片段 (Okazaki fragment)。转录：以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，以碱基互补的方式，以U代替T，合成mRNA，在细胞核内将DNA的遗传信息转录到RNA上。翻译：以mRNA为模板，在多种酶和核糖体的参与下，在细胞质内合成蛋白质的多肽链。小核RNA：真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spliceosome)的主要成份。 不 均一RNA：在真核生物中，转录形成的RNA中，含由大量非编码序列，大约只有25RNA经加工成为mRNA，最后翻译为蛋白质。因为这种未经加工的前 体mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差别很大，所以通常称为不均一核RNA(heterogeneous nuclear RNA，hnRNA)。 遗传密码：DNA链上编码氨基酸的三个核苷酸称之为遗传密码。 简并：一个氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象，称为简并(degeneracy)。多 聚合糖体：在氨基酸多肽链的延伸合成过程中，当mRNA上蛋白质合成的起始位置移出核糖体后，另一个核糖体可以识别起始位点，并与其结合，然后进行第二条 多肽链的合成。此过程可以多次重复，因此一条mRNA分子可以同时结合多个核糖体，形成一串核糖体，称为多聚核糖体(polyribosome 或者polysome)。 中心法则：遗传信息从DNAmRNA蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNADNA的复制过程，这就是分子生物学的中心法则(central dogma)。由此可见，中心法则所阐述的是基因的两个基本属性：复制与表达。2证明DNA是生物的主要遗传物质，可设计两种实验进行直接证明DNA是生物的主要遗传物质：（1）肺炎双球菌定向转化试验：有毒S型(65杀死)小鼠成活无细菌无毒R型小鼠成活重现R型有毒S型小鼠死亡重现S型 R型+有毒S型（65) 小鼠死亡重现S型将III S型细菌的DNA提取物与II R型细菌混合在一起，在离体培养的条件下，也成功地使少数II R型细菌定向转化为III S型细菌。该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。所以可确认导致转化的物质是DNA。（2）噬菌体的侵染与繁殖试验T2噬菌体的DNA在大肠杆菌内，不仅能够利用大肠杆菌合成DNA的材料来复制自己的DNA，而且能够利用大肠肝菌合成蛋白质的材料，来合成其蛋白质外壳和尾部，因而形成完整的新生的噬菌体。32P 和35S分别标记T2噬菌体的DNA与蛋白质。因为P是DNA的组分，但不见于蛋白质；而S是蛋白质的组分，但不见于DNA。然后用标记的T2噬菌体 (32P或35S)分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。发现在第一种情况下，基本上全部放射活性见于细菌内而不被 甩掉并可传递给子代。在第二种情况下，放射性活性大部分见于被甩掉的外壳中，细菌内只有较低的放射性活性，且不能传递给子代。3(1)两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行地环绕于同一轴上，很象一个扭曲起来的梯子。(2)两条多核苷酸链走向为反向平行(antiparallel)。即一条链磷酸二脂键为53方向，而另一条为35方向，二者刚好相反。亦即一条链对另一条链是颠倒过来的，这称为反向平行。(3) 每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键(hydrogen bond)与它互补的碱基相联系，相互层叠宛如一级一级的梯子横档。互补碱基对A与T之间形成两对氢键，而C与G之间形成三对氢键。上下碱基对之间的距离 为3.4。(4)每个螺旋为34(3.4nm)长，刚好含有10个碱基对，其直径约为20。(5)在双螺旋分子的表面大沟(major groove)和小沟(minor groove)交替出现。4 一般将瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称这BDNA。BDNA是DNA在生理状态下的构型。生活细胞中极大多数DNA以BDNA形式存在。但当外界 环境条件发生变化时，DNA的构型也会发生变化。实际上在生活细胞内，BDNA一螺圈也并不是正好10个核苷酸对，而平均一般为10.4对。当DNA在 高盐浓度下时，则以ADNA形式存在。ADNA是DNA的脱水构型，它也是右手螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。ADNA比较短和密，其平均直径 为23。大沟深而窄，小沟宽而浅。在活体内DNA并不以A构型存在，但细胞内DNARNA或RNARNA双螺旋结构，却与ADNA非常相似。现在 还发现，某些DNA序列可以以左手螺旋的形式存在，称为ZDNA。当某些DNA序列富含GC，并且在嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成ZDNA。Z DNA除左手螺旋外，其每个螺圈含有12个碱基对。分子直径为18，并只有一个深沟。现在还不知道，ZDNA在体内是否存在。56原核生物DNA聚合酶有一些共同的特性：只有53聚合酶的功能，而没有35聚合酶功能， DNA链的延伸只能从5向3端进行。它们都没有直接起始合成DNA的能力，只能在引物存在下进行链的延伸，因此，DNA的合成必须有引物引导才能进 行。都有核酸外切酶的功能，可对合成过程中发生的错识进行校正，从而保证DNA复制的高度准确性。7（1）原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的；（2） 真核生物DNA合成所需的RNA引物及后随链上合成的“冈崎片段”的长度比原核生物要短：在原核生物中引物的长度约为1060个核苷酸，“冈崎片段”的 长度为10002000个核苷酸；而在真核生物中引物的长度只有10个核苷酸，而“冈崎片段”的长度约为原核生物的十分之一，只有100150 核苷酸。（3）有二种不同的DNA聚合酶分别控制前导链和后随链的合成。在原核生物中有DNA聚合酶I、II和III等三种聚合酶，并由聚合酶III同时控制二条链的合成。而 在真核生物中共有、和等五种DNA聚合酶。聚合酶和是DNA合成的主要酶，由聚合酶控制不连续的后随链的合成，而聚合酶则控制前导 链的合成，所以其二条链的合成是在二种不同的DNA聚合酶的控制下完成。聚合酶 可能与DNA修复有关，而则是线粒体中发现的唯一一种DNA聚合酶。（4）染色体端体的复制：原核生物的染色体大多数为环状，而真核生染色体为线状。8 (一)、RNA聚合酶组装与启动子的识别结合 催化转录的RNA聚合酶是一种由多个蛋白亚基组成的复合酶。如大肠杆菌的RNA聚合酶有五个亚基组成，其分子量为480,000道尔顿，含有、 和等四种不同的多肽，其中为二个分子。所以其全酶(holoenzyme)的组成是2。亚基与RNA聚合酶的四聚体核心(2 )的形成有关。 亚基含有核苷三磷酸的结合位点；亚基含有与DNA模板的结合位点；而Sigma()因子只与RNA转录的起始有关，与链的延伸没有关系，一旦转录 开始，因子就被释放，而链的延伸则由四聚体核心酶(core enzyme)催化。所以，因子的作用就是识别转录的起始位置，并使RNA聚合酶结合在启动子部位。(二)、链的起始 RNA链转录的起始首先是RNA聚合酶在因子的作用下结合于DNA的启动子部位，并在RNA聚合酶的作用下，使DNA双链解开，形成转录泡，为RNA合 成提供单链模板，并按照碱基配对的原则，结合核苷酸，然后，在核苷酸之间形成磷酸二脂键，使其相连，形成RNA新链。 因子在RNA链伸长到89个核酸后，就被释放，然后由核心酶催化RNA的延伸。启动子位于RNA转录起始点的上游，因子对启动子的识别是转录起始的第一步。对大肠杆菌大量基因的启动子。(三)、 链的延伸 RNA链的延伸是在因子释放以后，在RNA聚合酶四聚体核心酶的催化下进行。 因RNA聚合酶同时具有解开DNA双链，并使其重新闭合的功能。随着RNA的延伸，RNA聚合酶使DNA双链不断解开和重新闭合。RNA转录泡也不断前 移，合成新的RNA链。(四)、链的终止 当RNA链延伸遇到终止信号(termination signal)时，RNA转录复合体就发生解体，而使新合成的RNA链释放出来。9真核生物与原核生物RNA的转录过程总体上基本相同，但是，其过程则要复杂得多，主要有以下几点不同：首先，真核生物RNA的转录是在细胞核内进行，而蛋白质的合成则是在细胞质内，所以，RNA转录后首先必须从核内运输到细胞质内，才能进行蛋白质的合成。其次，原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因，而少数较低等真核生物外，在真核生物中，一个mRNA分子一般只编码一个基因。第 三、在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成，而在真核生物中则有RNA聚合酶I、II、III等三种不同酶，分别催化不同种类型RNA的 合成。三种RNA聚合酶都是有10个以上亚基组成的复合酶。聚合酶I存在于细胞核内，催化合成除5S rRNA以外的所有rRNA；聚合酶II催化合成mRNA前体，即不均一核RNA(hnRNA)；聚合酶III催化tRNA和小核RNA的合成。第 四、不象在原核生物中，RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。 另外，RNA聚合酶 对转录启动子的识别，也比原核生物更加复杂，如对聚合酶II来说，至少有三个DNA的保守序列与其转录的起始有关，第一个称为TATA框(TATA box)，具有共有序列TATAAAA，其位置在转录起始点的上游约为25个核苷酸处，它的作用可能与原核生物中的10共有序列相似，与转录起始位置的 确定有关。第二个共有序列称为CCAAT框(CCAAT box)，具有共有序列GGCCAATCT，位于转录起始位置上游约50500个核苷酸处。如果该序列缺失会极大地降低生物的活体转录水平。第三个区域 一般称为增强子(enhancer)，其位置可以在起始位置的上游，也可以在基因的下游或者在基因之内。它可能虽不直接与转录复合体结合，但可以显著提高 转录效率。另外，大多数真核生物的mRNA在转录后必须进行下面三方面的加工后(图328)，才能运送到细胞质进行蛋白质的翻译。（1）在mRNA前体的5端加上7甲基鸟嘌呤核苷的帽子(cap)。（2）在mRNA前体的3端加上聚腺苷酸(poly (A)的尾巴。（3）如果基因中存在不编码的内含子序列，要进行剪接，将其切除。10 （1）链的起始：原核生物在核糖体小亚基、一个mRNA分子、决定起始的氨酰基tRNA、GTP、Mg+以及至少三种可溶性蛋白质起始因子 (initiation factors，IFs)IF1、IF2 和IF3的参与下，以AUG合成的起始密码子，编码甲酰化甲硫氨酸。蛋白质合成开始时，首先是决定蛋白质起始的甲酰化甲硫氨酰tRNA与起始因子IF2 结合形成第一个复合体。同时，核糖体小亚基与起始因子IF3和mRNA结合形成第二个复合体。此过程中在起始密码子前面大约7个核苷酸的一段mRNA保守 序列(AGGAGG)起着关键作用。它与核糖体小亚基16S rRNA 3端的一段碱基序列互补，可能起着识别作用。当该序列发生改变后，mRNA就不能翻译或者翻译效率很低。接着二个复合体在起始因子IF1和一分子GDP 的作用下，形成一个完整的30S起始复合体。此时，甲酰化甲硫氨酰tRNA通过tRNA的反密码子识别起始密码子AUG，而直接进入核糖体的P位 (peptidyl，P)并释放出IF3。最后与50S大亚基结合，形成完整的70S核糖体，此过程需要水解一分子GDP以提供能量，同时释放出IF1和 IF2，完成肽链的起始；（2）链的延伸：肽链的延伸在原核生物和真核生物中基本一致。当甲酰化甲硫氨酰tRNA(或甲硫氨酰tRNA)结合 在P位后，与其相临的一个三联体密码位置就称为A位(aminoacyl，A)。根据，反密码子与密码子配对的原则，第二个氨基酰tRNA就进入A位，此 过程需要带有一分子GTP的延伸因子Tu(elongation factor，EFTu)的参与。EFTuGTP则是在延伸因子Ts的作用下水解一分子的GTP而形成的。随后，在转肽酶(peptidyl transferase)的催化下，在A位的氨基酰tRNA上的氨基酸残基与在P位上的氨基酸的碳末端间形成多肽键。过去认为核糖体50S大亚基本身就有 转肽酶的活性，但现在发现50S大亚基中的23S RNA才真正具有转肽酶的活性。此过程水解与EFTu结合的GTP而提供能量。最后是核糖体向前移一个三联体密码，原来在A位的多肽tRNA转入P 位，而原在P位的tRNA离开核糖体。此过程需要延伸因子G(EFG)和水解GTP提供能量。这样空出的A位就可以接合另外一个氨基酰tRNA从而开始 第二轮的多肽链延伸；多肽链的延伸速度非常快，在大肠杆菌中，多肽链上每增加一个氨基酸只需0.05秒，也就是说合成一个300个氨基酸的多肽链只需要15秒钟。3、 链的终止：当多肽链的延伸遇到UAA、UAG和UGA等终止密码子进入核糖体的A位时，多肽链的延伸就不再进行。对终止密码子的识别，需要多肽链释放因子 (release factor，RF)的参与。在大肠杆菌中有二类释放因子RF1和RF2，RF1识别UAA和UAG；RF2识别UAA和UGA。在真核生物中则只有一种 释放因子(eRF)，可以识别所有三种终止密码子。当释放因子结合在核糖体的A位后，改变了转肽酶的活性，在新合成多肽链的末端加上水分子，从而使多肽链 从P位tRNA上释放出来，离开核糖体，完成多肽链的合成，随后核糖体解体为30S和50S二个亚基。第四章 孟德尔遗传（参考答案）1. （1）PPPP 或者 PPPp (2) PpPp (3) Pppp2. 杂交组合 AAaa AAAa AaAa Aaaa aaaaF1基因型 全Aa AA, Aa AA Aa aa Aa aa aaF1表现型 无芒 无 芒 无芒无芒 有芒 无芒 有芒 有芒 出现无芒机会 1 1 3/4 1/2 0 出现有芒机会 0 0 1/4 1/2 1 3. F1基因型：Hh ；表现型：有稃 F2基因型 HH: Hh: hh=1:2:1； 表现型 有稃:裸粒3：1 4.紫花白花紫花紫花（1240株）：白花（413株）PPppPp3P_:1pp 5.解释：玉米非甜对甜为显性验证：获得的后代籽粒再与甜粒个体杂交，看性状分离情况6 杂交组合 TTrrttRR TTRRttrr TtRr ttRr ttRr Ttrr 亲本表型 厚红 薄紫 厚紫 薄红 厚紫 薄紫 薄紫 厚红 配子 Tr tR TR tr 1TR:1Tr:1tR:1tr 1tr:1tR 1tR:1tr 1Tr:1tr F1基因型 TtRr TtRr 1TtRR:2TtRr:1Ttrr:1ttRR:2ttRr:1ttrr 1Ttrr:1TtRr:1ttRr:1ttrr F1表型 厚壳紫色 厚壳紫色 3厚紫：1厚红：3薄紫：1薄红 1厚红：1厚紫：1薄紫：1薄红 7根据杂交子代结果，红果：黄果为3：1，说明亲本的控制果色的基因均为杂合型，为Yy；多室与二室的比例为1：1，说明亲本之一为杂合型，另一亲本为纯合隐性，即分别为Mm和mm，故这两个亲本植株的基因型分别为YyMm和Yymm。8Pprrpprr ; PpRrpprr; PpRrppRr; ppRrppRr9如果两品种都是纯合体：bbRRBBrrBbRr F1自交可获得纯合白稃光芒种bbrr. 如果两品种之一是纯合体bbRrBBrr BbRr Bbrr F1自交可获得纯合白稃光芒bbrr. 如果两品种之一是纯合体bbRRBbrrBbRr bbRr F1自交可获得纯合白稃光芒bbrr. 如果两品种都是杂合体bbRrBbrrBbRr bbRr Bbrr bbrr直接获得纯合白稃光芒bbrr. 10.（1）PPRRAappRraa 毛颖抗锈无芒（PpR_Aa）；毛颖抗锈有芒（PpR_aa） （2）pprrAaPpRraa 毛颖抗锈无芒（PpRrA_）；光颖感锈有芒（pprraa）；毛颖抗锈有芒（PpRraa）；光颖感锈无芒（pprrAa）；毛颖感锈无芒（PprrAa）；光颖抗锈有芒（ppRraa）；毛颖感锈有芒（Pprraa）；光颖抗锈无芒（ppRrAa） （3）PpRRAaPpRrAa 毛颖抗锈无芒（P_R_A_）；毛颖抗锈有芒（P_R_aa）；光颖抗锈有芒（ppR_aa）；光颖抗锈无芒 （ppR_A_）（4）PprraappRrAa毛颖抗锈无芒（PpRrAa）；光颖感锈有芒（pprraa）；毛颖抗锈有芒（PpRraa）；光颖感锈无芒（pprrAa）；毛颖感锈无芒（PprrAa）；光颖抗锈有芒（ppRraa）；毛颖感锈有芒（Pprraa）；光颖抗锈无芒（ppRrAa）11由于F3表现型为毛颖抗锈无芒（P_R_A_）中PPRRAA的比例仅为1/27，因此，要获得10株基因型为PPRRAA，则F3至少需270株表现型为毛颖抗锈无芒（P_R_A_）。12根据公式展开（1/2+1/2）6 可知， 5显性基因1隐性基因的概率为(n=6,r=5,n-r=1.) 3/32；（3/4+1/4）3 ,（2显性性状1隐性性状）,n=3(三对基因)，r=2，n-r=1；27/6413. 16种表型。(n=4) （1）四显性性状A_B_ C_ D_ 占81/256 （2）三显性一隐性性状：A_ B_ C_ dd； A_ B_ ccD_ ； A_ bbC_ D_ ；aaB_ C_ D_ 共4种各占27/256 （3）二显性二隐性性状：A_ B_ ccdd； A_ bbccD_ ； aabbC_ D_ ；aaB_ ccD_ ； aaB_ C_ dd；A_ bbC_ dd共6种各占9/256 （4）一显性三隐性性状：A_ bbccdd；aaB_ ccdd；aabbC_ dd；aabbccD_ 共4种各占3/256 （5）四隐性性状aabbccdd 1/256 （先求3株显性性状概率，2株隐性性状概率）14.根据（1）试验，该株基因型中A或C为杂合型；根据（2）试验，该株基因型中A和R均为杂合型；根据（3）试验，该株基因型中C或R为杂合型；综合上述三个试验，该株的基因型为AaCCRr 15.不完全显性16.（1）四种可能，但一个特定染色体上只有其中一种，即a1或a2或a3或a4。 （2）十种可能，但一个特定个体只有其中一种，即a1a1或a2a2或a3a3或a4a4或a1a2或a1a3或a1a4或a2a3或a2a4或a3a4。 （3）十种都会出现，即a1a1，a2a2，a3a3，a4a4，a1a2，a1a3，a1a4，a2a3，a2a4，a3a4。 第五章 连锁锁传的性连锁（参考答案）1交换值与连锁强度成反比，与基因间的距离成正比。即：交换值越大，连锁强度越小，基因间的距离越大；反之，交换值越小，连锁强度越大，基因间的距离越小。2（略）3F1表现为带壳散穗；Ft后代不符合1：1：1：1，说明N与L基因间连锁，交换值为：R(n-l)=（18+20）/（18+20+201+203）=8.6%；如果要使F2出现纯合的裸粒散穗20株，20/（4.3*4.3）1081748种：ABy abY aBy AbY ABY aby Aby aBY 符合系数为0.26时，实际双交换值10*6*0.260.156 双交换型Aby=aBY=1/2*0.156%=0.078% 单交换aBy=AbY=1/2*(6%-0.156%)=2.922%单交换ABY=aby=1/2*(10%-0.156%)=4.922% 亲型Aby=abY=1/2*(1-0.156%-5.844%-9.844%)=42.078%542%AB 42%ab8%Ab 8%aB 46%DE 0.1932ABDE 0.1932ab DE0.0368Ab DE0.0368aB DE 46%de 0.1932AB de 0.1932ab de 0.0368Ab de 0.0368aB de 4%De 0.0168AB De 0.0168ab De0.0032Ab De0.0032aB De 4%dE 0.0168AB dE 0.0168ab dE0.0032Ab dE0.0032aB dE 6 R(a-b)=(3+5+98+106)/1098=19.2% R(a-c)= (3+5+74+66)/1098=13.5% R(b-c)=32.7% 符合系数0.28 7b，c为相引组时：93ABC：93 Abc：7ABc：7AbC：93aBC：93abc：7aBc：7abC b，c为相斥组时：7 ABC：7 Abc：93ABc：93AbC：7aBC：7abc：93aBc：93abC 8(先将两对性状连在一起,看第三对性状的比例是否为1:1)匍匐/丛生这对性状与白花/有色这对性状是连锁的，交换值是24；光滑/多毛这对性状位于另一对染色体上，与前两对性状是自由组合的。 9a-d-b-c 25 5 1010141/（129+141）*1/2=26.1%11VgvgXWXwvgvgXwYVgvgXWXw VgvgXwXw vgvgXWXw vgvgXwXw VgvgXWY VgvgXwY vgvgXWY vgvgXwY VgvgXWYvgvgXwXwVgvgXwY vgvgXwY VgvgXWXw vgvgXWXw12. 伴性遗传：决定性状位于性染色体上使某些性状的遗传与性别相伴随遗传，正反交结果不同，表现交叉遗传。人类红绿色盲、血友病。 限性遗传：位于Y或W染色体上的基因控制的性状只在某一种性别表现。 从性遗传：决定性状的基因位于常染色体上，由于内分泌或其他因素的影响使性状的表现在两种性别不同的现象。 13.雌性：Hh ；雄性：hh 从性遗传第六章 染色体变异（参考答案）1.有两种可能：一种可能是缺失了A基因所在的染色体片断造成假显性，可以通过观察是否有缺失环或断裂融合桥循环来来验证。 第二种可能是基因突变，可以通过与亲本回交看后代的分离情况来得以解释。 2.是因为有缺失的带有C基因的染色单体与正常带c基因的染色单体发生交换使带有C基因的染色单体成为完整的染色体。 3（1）联会出现倒位圈（2）属于臂内倒位，参考书120页图示。（3）有一半不育4.如果把第一种定为原种，那么第二种是DEFGH倒位形成，第三种又是由于第二种的EDI倒位形成。5第一对形成到位圈，第二对和第三对形成十字形，第四对正常6. （1）F1形成的有效配子：YT、yt、Yt、yT 白胚乳品系形成的配子：yt （2）测交子代基因型YyTt、 yytt、 Yytt、 yyTt 表型 黄半不育、白可育、黄可育、白半不育 40% 40% 10% 10%7提示：FFBmBmTTffbmbmtt, F1: FfBmbmTtF1产生的配子：FBmTFBmtFbmtFbmTfbmtfbmTfBmTfBmtFt:FfBmTt99FfBmbmtt6Ffbmbmtt12FfbmbmTt 67ffbmbmtt40ffbmbmTt1ffBmbmTt1ffBmbmtt53若无易位：F-Bm间交换值为：（12+1+67+53）/（99+40+6+1+12+1+67+53）=47.7很明显，易位造成F与Bm独立遗传。易位点与F的距离：（6+1+12+1）/（99+40+6+1+12+1+67+53）=7.2易位点与Bm的距离：（6+1+67+53）/（99+40+6+1+12+1+67+53）=45.58. （提示： 分别考虑A基因的表型和B基因的表型。P133：A表型：a表型=3：1；B表型：b表型=35：1）四种表型：105AB：3Ab：35aB：1ab AB表型：105Ab表型：3aB表型：35ab表型：19.A、B、D三组有部分同源性。二倍体突变频率最高，六倍体最低。 10. .普通小麦（AABBDD），圆锥小麦（AABB），F1（AABBD） ，5个染色体组，35条染色体。联会成14个二价体和7个单价体。 有极少个体能与F1染色体组一样。可能出现与普通小麦染色体组相同的植株。 11. 单倍体能形成12个二价体，说明单倍体中有两个相同的染色体组，因此推断马铃薯是同源四倍体。 12. 90%n10%(n+1) 50%n0.45 (2n)0.05 (2n+1) 50%(n+1)0.45 (2n+1)0.05 (2n+2) 四体：5、三体：50、双体：45。 13. （1）c在Chr 6上CCCcc:F1基因型为CCc，产生配子类型及比例为：2C:1c:1CC:2Cc假设配子存活力一样，则按下表推算2C1c1CC2Cc c 得 (CCc, cc, 2Ccc, 2Cc,)测交子代中三体：双体1：1，正常叶型：马铃薯叶型5：1（2）(c不在Chr 6上, CC:cc=1:1)三体：双体1：1，正常叶型：马铃薯叶型1：1双体1：1，正常叶型：马铃薯叶型1：1 14. （1）在第10染色体上，F1基因型为Sususu,产生配子类型及比例为：1Su: 2su:1susu:2 Susu, 则按下表推算1 Su2 su1 susu2 Susu 1 Su 2 su 1 susu 2 Susu 得出粉质与甜质比为3：1，但由于配子成活力 不一样，因此会 偏离该比例（2）不在10号染色体上，则符合3：1比例。 因此，综上不在10号染色体上。15. TTSSSS, F1基因型为TSS, 该群体的单体是TSS-1， 因此，（1）属于S组。（2）如果属于T组，联会成12个二价体，11个单价体。 16. （1）若Yb1yb1或 Yb2yb2不在单体染色体上F1单体基因型为21II+IIYb2yb2+II Yb1yb1+I可以不考虑单条染色体，F1的配子为:Yb1Yb2,Yb1yb2,yb1Yb2,yb1yb2因此子代的表现型比应为3:1;（2）若Yb1yb1在单体染色体上,F1单体基因型为22II+IIYb2yb2+Iyb1配子为:22I+ IYb2+Iyb1 则回交子代为:绿株:白肋株=1:1.22I+ Iyb2+Iyb122I+ IYb222I+ Iyb2因此，综上在O染色体上第八章 基因的表达与调控（练习）经典遗传学和分子遗传学关于基因的概念有何不同？有一个双突变杂合二倍体，其基因型是，如果有互补作用，表示什么？如果无互补作用，表示什么？用T4噬菌体一个特殊基因区的不同突变体研究互补作用，获得下列资料。试根据这个资料判断，本区应有几个顺反子？举例说明基因的微细结构是如何建立的。举例说明基因是如何控制遗传性状表达的。试说明正调控与负调控的区别。假设R基因编码的蛋白质，是S基因转录的负调控子。试问在R-突变体中S基因是否转录？如果R基因产物是S基因转录的正调控子，结果又有什么不同？试述乳糖操纵元模型。指出下列每一种部分二倍体是否合成-半乳糖苷酶是诱导型还是组成型？(斜线左侧是质粒基因型，右侧是染色体基因型)a) lacZ+lacY- /lacZ- lacY+b) lacOClacZ- lacY+/lacZ+lacY-c) lacP- lacZ+/lacOClacZ-d) lacI+lacP- lacZ+/lacI- lacZ+ 试述色氨酸操纵元和阿拉伯操纵元模型。举例说明阻遏物与无辅基阻遏物的区别。说明下例每种酵母菌单倍体细胞的交配型表型。a) 一个基因型为MATa MAT交配型基因的重复突变体。b) 一个MATa细胞中HML盒的缺失突变体。举例说明激素对基因表达的调控作用。第八章 基因的表达与调控（参考答案）1、 (P178-179)答： 具有染色体的主要特性，能自我复制，有相对的稳定性，在有丝分裂和减数分裂中有规律的进行分配；基因在染色体上占有一定位置(位点)，并且是交换的最小单 位，即在重组时不能再分隔的单位；基因是以一个整体进行突变的，故它又是一个突变单位；基因是一个功能单位，它控制着正在发育有机体的某一个或某些性状， 如红花、白花等。可以把重组单位和突变单位统称为结构单位。这样，基因既是一个结构单位，又是一个功能单位。 经典遗传学认为：基因是一个最小的单位，不能分割。按照现代遗传学的概念，重组、突变、功能这些单位应该是重组子 (recon)交换的最小的单位。一个交换子可只包含一对核苷酸； 突变子(muton)产生突变的最小单位。可以小到只是一个核苷酸；顺反子(作用子)(cistron)起作用的单位，基本上符合通常指的基因。 一个作用子所包括的一段DNA与一个多肽链的合成相对应。结构单位的基因（过去）大量突变子/重组子（现在）基因是最小的结构单位（过去）已不成 立 基因是一个功能单位（过去）仍然正确基因是：可转录一条完整的RNA分子，或编码一条多肽链；功能上被顺反测验(cis-trans test)或互补测验(complementary test)所规定。分子遗传学保留了功能单位的解释，而抛弃了最小结构单位的说法。2、答：有互补作用-ab非等位, 为两个顺反子无互补作用- -ab等位,为一个顺反子3、 由于1与356没有互补作用，所以属于同一顺反子，与2和4都有互补作用，属于不同的顺反子。由于2和4没有互补作用，属于同一个顺反子，所以本区有两个顺反子：1、3、5、6 和2、47、 答：（1）由于是负控制，阻遏蛋白（或者复合物）与DNA的接合使原本转录的基因停止。所以R发生突变变成R使得阻遏蛋白不能表达或者构型发生变化，不能与DNA结合，S基因转录。（2）与负控制相反，正控制子与DNA结合则启动相关基因的表达，R不能产生正常结构的蛋白质（激活子）不能与DNA结合，不能启动相关基因的表达，所以S基因不转录。9、答：lacZ lacY为结构基因，lacO为顺式作用元件，lacI 为反式作用作用元件。LacP为启动子。根据乳糖操纵子模型：由于没有I和O的信息难以分析，但是如果两者默认为均正常，则可以产生半乳糖苷酶，可诱导型。O发生突变所以组成性表达Y，假定默认F的IO+能够合成Z，所以可以半乳糖苷酶，由于质粒上的Z受I调控，所以属于可诱导型。由于染色体上启动子突变，不能与RNA聚合酶结合，所以不能转录Z，而F虽然O发生突变，可以组成性表达相关基因，但是Z基因发生了突变，所以不能表达半乳糖苷酶。由于染色体上启动子突变，不能与RNA聚合酶结合，所以不能转录Z，F虽然I发生突变，但是由于是反式作用元件，染色体上基因的产物可以作为阻遏物调控上的表达。所以可以诱导性表达半乳糖苷酶。第九章 基因工程和基因组学（练习）什么是遗传工程？它在理论上和实践上有什么意义？ 简述基因工程的施工步骤。 说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。A、载体； B、限制性核酸内切酶； C、连接酶；D、宿主细胞；E、氯化钠有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性的质粒，在其四环素抗性基因内有一个该质粒唯一的EcoRI酶切位点，今欲用 EcoRI位点克隆果蝇DNA，构建一个基因库，连接的产物转化大肠杆菌菌株DH5a ，试问：a) 在培养基中加入哪一种抗生素用于选择阳性克隆？b) 对哪一种抗生素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段？c) 如果有的克隆可抗两种抗生素，如何解释？在构建一个真核生物核DNA库时，需要考虑哪些因素？根据下列凝胶电泳分析结果，构建一个限制性酶图谱，并表明酶切位点及片段的碱基数，片段总长度为1300bp。电泳分析结果如下：在下列六种限制性酶图谱中，有一种排列方式与凝胶电泳的带型是一致的。三种酶分别是：E-EcoRI、N-NcoI、A-AatII。试回答：a) 根据电泳中DNA带型，选择正确的图谱并说明原因。b) 在将这块凝胶转移后进行Southern杂交分析，带星点的是与pep基因杂交的信号带，说明pep在图谱中的位置。简述将抗除草剂基因转移到植物基因组的过程。 简述基因组遗传图谱与物理图谱的异同。 简述基因工程在工、农、医三方面的成就及其发展前景。第九章 基因工程和基因组学（参考答案）3答：载体：构建重组DNA分子，转基因限制性内切酶：载体构建，重组DNA构建，目的DNA片断的获得连接酶：连接DNA链的磷酸二酯键，构建重组DNA分子宿主细胞：重组DNA分子的受体，克隆。NaCl： 作为盐离子，广泛用于各种试剂的配制，例如限制性内切酶的缓冲液，核酸杂交缓冲液，DNA提取、变性等缓冲液中。4. 答：氨苄青霉素氨苄青霉素没有果蝇DNA插入。5.答：基因组的大小以及选择合适的载体。小的基因组可以选择质粒或者粘粒或者病毒（噬菌体）；大的则要选择BAC、YAC或者PAC等。受体的选择：容易转化、繁殖和回收基因组的覆盖率：根据基因组大小、载体的承载量计算出必须的克隆个数。6. 解：限制图的构建方法： 首先，找任何一个单酶切与混合酶切的共有序列： 例如比较I和I+II酶切片片段，发现共有序列是950 bp条带，于是得到下列图谱： 或者 然后根据另一个单酶切的片段大小确定其酶切位置。由于单酶切II产生了200bp的片段，所以只能是第一种可能。7.答：根据第6题所述的方法，该段DNA全长12 Kb，先考虑A和N，发现N与A+N的共有序列是8，所以N有个8 kb的酶切片段。然后由于A+N产生1kb和3kb的片段，而A有一个3Kb的酶切片段所以酶切图谱应该是：考虑N和E：N和N+E的共有序列是4，所以E的酶切点应该全部在上图N切点左侧的8区段上，而且切成1，2，5三个片段。E和N+E的共有序列是5和1，所以E切的下的一个6的片段，被N切成4和2两个片段。所以E在距离N的左侧2处有一个酶切片段。因此第五种正确 。（2）在A和N的切点之间的片断上。 9、共同点：A：都表示的基因或标记各自在染色体上的位置和顺序B：都表示基因或标记间在染色体上相互间的距离和连锁关系不同点：C：遗传图谱表示的是基因或标记间的相对距离，以重组值表示，单位cM。D：物理图谱表示的是基因或标记间的物理距离，距离的单位为长度单位，如m或者碱基对数（bp或kb）等。第十一章 细胞质遗传（参考答案）