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张雪梅

第二章遗传的细胞学基础

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（homologouschromosome）。

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。

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

比较原核生物和真核生物基因组的结构特征。

  答：

原核生物基因组结构的主要特征有：

（1）染色体是由一个褐露的DNA（或RNA）组成的。

（2）功能相关的基因大多以操纵子形式出现。

     （3）蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。

     （4）编码tRNA的基因通常是多拷贝的。

     （5）存在转座因子。

     真核生物基因组结构的特征有：

（1）真核生物具有复杂的染色体结构，基因（DNA）位于染色体上，被组蛋白包裹着。

（2）真核生物DNA顺序可分为重复序列、轻度重复序列、中度重复序列和高度重复序列。

（3）真核基因具有不连续性。

（4）有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因组组成为单一的基因簇或基因家簇。

（5）存在转座子。

（6）除核基因外，还存在细胞器基因。

可遗传变异产生的来源。

（1）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，recombinationofchromosome）。

（2）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（exchangeofsegment），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，recombinationofsegment）。

同时这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础。

（3）雌雄配子随机组合

减数分裂的意义

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。

（4）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，recombinationofchromosome）。

（5）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（exchangeofsegment），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，recombinationofsegment）。

同时这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础。

减数分裂与有丝分裂的的差别

有丝分裂

减数分裂

DNA复制

细胞核分裂之前的间期

减数分裂1之前的间期

分裂次数

一次，包括前、中、后、末期

2次，每次均包括前、中、后、末期

同源染色体联会

不发生

为减数分裂所特有，发生在前期1，同源染色体纵向联会，形成四分体，交叉发生在非姊妹染色单体间

子细胞数目

核遗传构成

两个均为二倍体，与母细胞的遗传上等同

四个，均为单倍体，染色体数目为母细胞的一半，与母细胞之间，个单倍体彼此之间，一般遗传上不等同

减数分裂中的染色体交换和细胞学上观察到的交叉现象是：

（B）

A、同时发生的B、先交换后交叉C、先交叉后交换D、交叉和交换无关

在玉米植株中，5个小孢子母细胞可以产生20个配子，5个大孢子母细胞可以产生20个配子，5个花粉细胞可以产生20个配子，5个胚囊可以产生5个配子。

8、一个成熟的卵细胞中有36条染色体，其中18条一定来自父本。

（F）

10、在减数分裂过程中，同源染色体的配对发生在偶线期，而同源染色的分离发生第一次分裂后期。

（T）

11、细胞减数分裂时，第一次分裂是同源染色体分离；第二次分裂是染色单体分离。

（T）

13、减数分裂既为性状遗传提供了物质基础，也为变异提供了物质基础。

（T）

16、同源染色体配对形成联会复合体是出现在第一次减数分裂的偶线期。

3、染色体要经过4级螺旋才可以在光学显微镜下看到，染色体4级结构分别是：

一级结构核小体；二级结构螺线体；三级结构超螺线体；四级结构染色体。

６.已知玉米非甜基因SU对甜su为显性，如果在大面积甜玉米制种田附近发现有人种植的少量非甜玉米时为保证甜玉米种子的纯度，你认为以下哪种方法解决最好。

（C）

A、甜玉米制种田的玉米全部套袋,然后再人工授粉。

B、甜玉米种子收获后,根据胚乳直感现象把非甜籽粒（能饱满）全部挑选出来。

C、令私人拔除全部非甜玉米,并给私人补偿损失。

D、把私人种植的少量非甜玉米在抽雄时（散粉前）拔去全部的雄花,并深埋地下。

遗传物质的分子基础

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DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这就是分子生物学的中心法则（centraldogma）。

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。

证明遗传物质是DNA的三个经典实验分别是肺炎双球菌转化实验，

噬菌体感染实验和烟草花叶病毒重建实验。

简述DNA的双螺旋结构，有何特点？

（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5’－3’方向，而另一条为3’－5’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（hydrogenbond）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3.4Å。

（4）每个螺旋为34Å（3.4nm）长，刚好含有10个碱基对，其直径约为20Å。

（5）在双螺旋分子的表面大沟（majorgroove）和小沟（minorgroove）交替出现。

原核生物DNA聚合酶有哪几种？

各有何特点？

原核生物DNA聚合酶有一些共同的特性：

只有5’－3’聚合酶的功能，而没有3’－5’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。

真核生物与原核生物DNA合成过程有何不同？

（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10－60个核苷酸，“冈崎片段”的长度为1000－2000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100－150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α、β、γ、δ和ε等五种DNA聚合酶。

聚合酶α和δ是DNA合成的主要酶，由聚合酶α控制不连续的后随链的合成，而聚合酶δ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β可能与DNA修复有关，而γ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。

真核生物与原核生物相比，其转录过程有何特点？

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5SrRNA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（TATAbox），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（CCAATbox），具有共有序列GGCCAATCT，位于转录起始位置上游约50－500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。

现有一段双链DNA分子，其核苷酸排列顺序为：

3-TACGAATGGCTGAACTGAGTCGTACGGTGCAATGCG-5

5-ATGCTTACCGACTTGACTCAGCATGCCACGTTACGC-3

以上述的一条重链（含嘌呤碱较多）为模板链，问：

（1）、转录的mRNA分子是什么？

（2）、其tRNA上的反密码子是哪些？

（3）、翻译成的多肽链有几个氨基酸？

（1）5-AUGCUUAUUGACUUGACUCUGCAUGCCACGUUACGC-3

（2）GAAUAACUGAACUGAGACGUACGGUGCAAUGCG

（3）11

第三章孟德尔遗传

上位性，共显性

复等位基因：

位于同一基因座位上的各个等位基因，这些复等位基因分布在同一生物类型的不同的个体中。

一个A型血的男子和B型血女子结婚，他们子女的血型可能是？

父亲基因型：

IAIAorIAi

母亲基因型：

IBIBorIBi

IAIA×IBIB→IAIB

IAIA×IBi→IAIBorIAi

IAi×IBIB→IAIBorIBi

IAi×IBi→IAIBorii

答案：

子女的血型可能是A型，B型，AB型或O型

光颖、抗锈、无芒（ppRRAA）小麦和毛颖、感锈、有芒小麦杂交，希望从F3选出毛颖、抗锈、无芒（PPRRAA）小麦10个株系，试问在F2群体中至少应选择表现型为毛颖、抗锈、无芒（P-R-A-）的小麦多少株，F2群体中有多少表现毛颖、抗锈、无芒。

试分析孟德尔成功的原因，对你有何启迪？

4、在任何一个复等位基因系列中，不论它的基因成员有多少，在任何—个二倍体生物中只能是其中的两个成员。

（T）

3、在减数分裂时，纯合体也存在着同对基因的分离和不同对基因间的自由组合。

（T）

10、一对夫妇已生育有一个儿子，理论上，下一胎生儿子的概率是1/3（F）

11、在一个混杂的群体中，表现型相同的个体，基因型也一定相同。

（F）

17西葫芦的纯合白皮×绿皮杂交，F1表现白皮，F2出现12白皮:

３黄皮:

１绿皮比例，这是显性上位作用的表现结果。

（T）

4、在AaBbCcDd×AaBbCcDd的杂交中，

①每一亲本能产生16种配子

②后代的基因型种类有81种。

③后代的表型种类有16种（假定4对基因均为完全显性）。

④后代中表现A_B_C_D_表型的占81/256。

⑤后代中表现aabbccdd表型的占1/256。

8、具有n对独立基因差别的杂合体，自交后形成子代的基因型种类有2n种。

9、人类的白化症是常染色体单基因隐性遗传，这意味着白化症患者的正常双亲必须是杂合。

18、大麦中，密穗对稀穗为显性，抗条诱对不抗条诱为显性。

一个育种工作者现有一个能真实遗传的密穗染病材料和一个能真实遗传的稀穗抗病材料,且没有连锁关系，他想用这两个材料杂交，以选出稳定的密穗抗病品种，所需要类型有第___2___代就会出现，所占比例为___1/16____，到第_____3___代才能肯定获得，如果在F3代想得到100个能稳定遗传的目标株系，F2代至少需种植____1600_____株。

21、有关孟德尔研究遗传定律获得成功的原因的叙述错误的是（C）

A、选用自花传粉、闭花受粉的豌豆作为实验材料

B、首先只对一对相对性状的遗传情况进行研究

C、从豌豆的全部相对性状进行综合性分析入手

D、运用统计学的方法对杂交实验结果进行分析

4、亲代传给子代的是（C）

A、基因型B、表现型C、基因D、性状

11、人类中，ABO血型属于复等位基因控制的，有IA、IB、i三个基因，IA和IB对i呈显性。

当A型×B型→出现AB型，基因IA和IB属于（C）

A、完全显性B、不完全显性C、共显性D、镶嵌显性

15、己知黑尿症是常染色体单基因隐性遗传，两个都是黑尿症基因携带者男女结婚，予测他们的孩子患黑尿症的概率是（D）。

A、1.00B、0.75C、0.50D、0.25

19、有一批抗锈病（显性性状）的小麦，要确定这些种子是否为纯种，正确且简便的方法是（D）

A、与纯种抗锈病的小麦杂交B、与杂种抗锈病的小麦杂交

C、与纯种易染锈病的小麦杂交D、自交

28、白猫与黑猫交配,F1都是白猫。

F1相互交配,F2中白.黑.棕三种小猫的比例为12:

3:

1，是下列哪一种原因引起的。

（  B ）

A、互补作用B、显性上位作用C、抑制作用D、环境影响

30、罗卜皮色的遗传是由两对基因控制的，用红色罗卜（CCpp）与白色罗卜（ccPP）杂交，F1表现为紫色，F2出现9紫:

3红:

4白，说明两对基因之间存在（C）：

A、显性上位作用B、积加作用C、隐性上位作用D、抑制作用。

42、在火鸡的一个品系中，出现一种遗传性的白化病。

养禽工作者把5只有关的雄鸡进行测交，发现其中3只带有白化基因。

当这3只雄禽与无亲缘关系的正常母禽交配时，得到229只幼禽，其中45只是白化的，而且全是雌的。

你看火鸡的这种白化症的遗传方式是怎样的？

育种工作者为了消除白化基因，还想尽量多的保存其他个体。

你看在148只表型正常的幼禽中，哪些个体应该淘汰，哪些个体可以放心的保存，应怎样做？

第四章连锁遗传和性连锁

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。

完全连锁：

同一同源染色体的两个非等位基因之间不发生非姊妹染色单体之间的交换，则二者总是连系在一起而遗传的现象

不完全连锁：

同一同源染色体上的两个非等位基因之间或多或少地发生非姊妹染色单体之间的交换，测交后代中大部分为亲本型，少部分为重组型的现象

3．在大麦中，带壳（N）对裸粒（n）、散穗（L）对密穗

（1）为显性。

今以带壳、散穗与裸粒、密穗的纯种杂交，F1表现如何？

让F1与双隐性纯合体测交，其后代为：

带壳、散穗201株裸粒、散穗18株，带壳、密穗20株裸粒、密穗203株，试问，这两对基因是否连锁？

交换值是多少？

要使F2出现纯合的裸粒散穗20株，至少应种多少株？

F1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％）＝10817

5．a和b是连锁基因，交换值为16%，位于另一染色体上的d和e也是连锁基因，交换值为8%。

假定ABDE和abde都是纯合体，杂交后的F1又与纯隐性亲本测交，其后代的基因型及其比例如何？

42%AB

42%ab

8%Ab

8%aB

46%DE

0.1932ABDE

0.1932abDE

0.0368AbDE

0.0368aBDE

46%de

0.1932ABde

0.1932abde

0.0368Abde

0.0368aBde

4%De

0.0168ABDe

0.0168abDe

0.0032AbDe

0.0032aBDe

4%dE

0.0168ABdE

0.0168abdE

0.0032AbdE

0.0032aBdE

6．a、b、c三个基因都位于同一染色体上，让其杂合体与纯隐性亲本测交，得到下列结果：

试求这三个基因排列的顺序、距离和符合系数。

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

8．纯合的葡匐、多毛、白花的香豌豆与丛生、光滑、有色花的香豌豆杂交，产生的F1全是葡匐、多毛、有色花。

如果F1与丛生、光滑、白色花又进行杂交，后代可望获得近于下列的分配，试说明这些结果，求出重组率。

葡、多、有6%丛、多、有19%

葡、多、白19%丛、多、白6%

葡、光、有6%丛、光、有19%

葡、光、白19%丛、光、白6%

（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。

2、两基因在同一条染色体上的连锁越紧密，交换率则越大；连锁的越松弛，交换率则越小。

（F）

两对非等位基因在完全连锁和不完全连锁的情况下，F1代同样产生出亲本型和重组型两类配子。

（F）

在连锁遗传中，交换值的变动幅度在0-50％之间，交换值越大，两个连锁基因之间的距离越近，则两个基因的连锁强度越大；交换值越小，两个连锁基因之间的距离就越大，连锁强度就越小。

（F）

二倍体生物连锁群的数目与染色体的对数是一致的。

换句话说，有ｎ对染色体就有n个连锁群。

（T）

17、在色盲遗传中,如果一对夫妇表现都正常,则这对夫妇所生的子女表现也全部正常。

（F）

两个连锁基因之间的距离愈远，交换值愈大，这两个基因的连锁强度愈大。

（F）

连锁交换定律的实质是：

位于同一连锁群上的各个非等位基因，在减数分裂形成配子时，往往有保持其固有结合状态，随同所在的染色体而进入同一配子的趋势，与此同时，也可能随着所在同源染色体的非姊妹染色单体间的交换而交换，从而产生基因重组的配子。

（T）

24、母亲色盲父亲正常，所生男孩正常而女孩色盲。

（F）

1、有一杂交：

CCDD×ccdd，假设两位点是连锁的，而且相距三20个图距单位。

F2中基因型（ccdd）所占比率为40%。

５、连锁遗传规律指当两对基因位于一对_____同源染色体_____染色体上时，F1产生新组合配子的频率决定于基因间的遗传距离。

当距离愈近，连锁强度愈___强____，新组合配子的频率愈__少_______；当距离愈远,连锁强度愈_______弱________,新给合配子的频率愈___多___。

６、性染色体有雄性异配子型的，它们的雄性个体包括____XY______型和___X0_______型；性染色体也有雌性异配子型的，它们的雌性个体包括___ZW_______型和________型。

８、玉米2n=20，水稻2n=24，所以玉米有______10_____个连锁群，水稻有____12_______个连锁群。

1、红绿色盲在男人中的发病率远比在女人中要高得多，这种病的遗传方式属于（B）

A、共显性遗传B、伴性遗传C、性影响遗传D、细胞质遗传

3、如果干扰系数为0.333，观察到的双交换值与予期的双交换值的比例应为（B）

A、66.7％B、33.3％C、5/6D、20.6％

5、两个正常夫妇生下一个色盲的儿子。

儿子色盲基因是从双亲的哪一个传来的？

（B）

A、父亲B、母亲C、父母各1/2D、父或母任一方 

3、在大麦中，带壳（N）对裸粒（n）、散穗（L）对密穗（l）为显性。

今以带壳、散穗与裸粒、密穗的纯种杂交，F1表现如何？

让F1与双隐性纯合体测交，其后代为：

带壳、散穗200株，裸粒、散穗50株，带壳、密穗50株，裸粒、密穗200株。

试问，这两对基因是否连锁？

交换值是多少？

要使F2出现纯合的裸粒散穗20株，至少应种多少株？

．F1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％）＝10817

在番茄中，基因O（oblate=flattenedfruit），p（peach=hairyfruit）和S（compoundinflorescence）是在第二染色体上。

对这三个基因是杂合的F1，用对这三个基因是纯合的隐性个体进行测交，得到下列结果：

 侧交子代表型数目

+++73

++s348

+p+2

+ps96

o