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1、朱军遗传学第三版习题答案朱军遗传学（第三版）习题答案第三章 遗传物质的分子基础1.半保留复制： DNA 分子的复制，首先是从它的一端氢键逐渐断开，当双螺旋的 一端已拆开为两条单链时，各自可以作为模板，进行氢键的结合，在复制酶系统下，逐 步连接起来，各自形成一条新的互补链，与原来的模板单链互相盘旋在一起，两条分开 的单链恢复成 DNA 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。这种复制方式成为半保留复制。冈崎片段：在 DNA 复制叉中，后随链上合成的 DNA 不连续小片段称为冈崎片段。转录：由 DNA 为模板合成 RNA 的过

2、程。 RNA 的转录有三步：RNA链的起始； RNA链的延长； RNA链的终止及新链的释放。翻译：以 RNA 为模版合成蛋白质的过程即称为遗传信息的翻译过程。小核 RNA ：是真核生物转录后加工过程中 RNA 的剪接体的主要成分，属于一种小分子 RNA ，可与蛋白质结合构成核酸剪接体。不均一核 RNA ：在真核生物中，转录形成的 RNA 中，含有大量非编码序列，大约 只有 25%RNA 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 在分子大小上差别很大，所以称为不均一核 RNA 。遗传密码：是核酸中核苷酸序列指定蛋白质中氨基酸序列的一种方式，是由三个核 苷酸组成

3、的三联体密码。密码子不能重复利用，无逗号间隔，存在简并现象，具有有序 性和通用性，还包含起始密码子和终止密码子。简并：一个氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象。多聚核糖体：一条 mRNA 分子可以同时结合多个核糖体，形成一串核糖体，成为多 聚核糖体。中心法则：蛋白质合成过程，也就是遗传信息从 DNA-mRNA- 蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从 DNA 到 DNA 的复制过程，这就是生物学的中心法则。2答： DNA 作为生物的主要遗传物质的间接证据：（1） 每个物种不论其大小功能如何，其 DNA 含量是恒定的。（2） DNA 在代谢上比较稳定。 （3） 基因突变是与 DNA 分子的

4、变异密切相关的。 DNA 作为生物的主要遗传物质的直接证据：（1）细菌的转化已使几十种细菌和放线菌成功的获得了遗传性状的定向转化，证 明起转化作用的是 DNA；（ 2）噬菌体的侵染与繁殖 主要是由于 DNA 进入细胞才产生完整的噬菌体，所以DNA 是具有连续性的遗传物质。（ 3）烟草花叶病毒的感染和繁殖说明在不含 DNA 的 TMV 中 RNA 就是遗传物质。3答：根据碱基互补配对的规律，以及对 DNA 分子的 X 射线衍射研究的成果，提出了DNA 双螺旋结构。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，平行的环 绕于同一轴上， 很像一个扭曲起来的梯子。 （2） 两条

5、核苷酸链走向为反向平行。 （ 3） 每条长链的内侧是扁平的盘状碱基。 （4）每个螺旋为3.4nm长，刚好有10个碱基对，其直径为2nm。（ 5）在双螺旋分子的表面有大沟和小沟交替出现。4. 答：A-DNA是DNA的脱水构型，也是右手螺旋，但每螺旋含有 11个核苷酸对。比较短和密，其平均直径是 2.3nm。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 DNA-RNA或RNA-RNA双螺旋结构，却与 A-DNA非常相似。B-DNA是DNA在生理状态下的构型。 生活细胞中极大多数 DNA以B-DNA 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。Z-DNA是

6、某些DNA序列可以以左手螺旋的形式存在。当某些 DNA序列富含 G-C , 并且在嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成 Z-DNA。其每螺旋含有 12个核苷酸对，平均直 径是1.8nm,并只有一个深沟。现在还不清楚 Z-DNA在体内是否存在。5. 答：染色质是染色体在细胞分裂的间期所表现的形态，呈纤细的丝状结构，故也称染色质线。其基本结构单位是核小体、 连接体和一个分子的组蛋白 H1。每个核小体的核心是由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各以两个分子组成的八聚体，其形状近似于扁球 状。DNA双螺旋就盘绕在这八个组蛋白分子的表面。连接丝把两个核小体串联起来，是 两个核小体之间的 DNA双链。细胞分裂过

7、程中染色线卷缩成染色体：现在认为至少存在三个层次的卷缩：第一个 层次是DNA分子超螺旋转化形成核小体， 产生直径为10nm的间期染色线， 在此过程中组蛋白H2A、H2B、H3和H4参与作用。第二个层次是核小体的长链进一步螺旋化形成 直径为30nm的超微螺旋，称为螺线管，在此过程中组蛋白 H1起作用。最后是染色体螺旋管进一步卷缩，并附着于由非组蛋白形成的骨架或者称中心上面成为一定形态的染色 体。6. 答：原核生物 DNA聚合酶有 DNA聚合酶I、DNA聚合酶II和DNA聚合酶III。DNA聚合酶I :具有5-3聚合酶功能外， 还具有3-5核酸外切酶和 5-3核酸外切酶 的功能。DNA聚合酶II

8、:是一种起修复作用的 DNA聚合酶，除具有 5-3聚合酶功能外， 还具有3 -5核酸外切酶，但无 5-3外切酶的功能。DNA聚合酶III :除具有5-3聚合酶功能外，也有 3-5核酸外切酶，但无 3-5外切酶的功能。7. 答：（1 ）真核生物 DNA合成只是发生在细胞周期中的 S期，原核生物 DNA合成过程在整个细胞生长期中均可进行。 （2）真核生物染色体复制则为多起点的，而原核生物DNA复制是单起点的。 （3）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的要短。 （4）在真核生物中，有 a伙丫、3和&5申DNA聚合酶，3是DNA合成的主要酶，由 DNA聚合酶

9、a控制后随链的合成，而由 DNA聚合酶3控制前导链的合成。既在真核生物中，有两种不同的 DNA聚合酶分别控制前导链和后随链的合成。在原核生物 DNA合成过程中，有 DNA聚合酶I, DNA聚合酶II和DNA聚合酶III，并由DNA聚合酶III同时控制两条链的合成。 （5）真核生物的染色体为线状，有染色体端体的复制，而原核生物的染色体大多数为环状。&答：RNA的转录有三步：(1 ) RNA链的起始：首先是 RNA聚合酶在 3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，

10、然后，在核 苷酸之间形成磷酸二脂键，使其相连，形成 RNA 新链。 3因子在 RNA 链伸长到 89 个核苷酸后被释放，然后由核心酶催化 RNA 链的延长。( 2) RNA 链的延长： RNA 链的 延长是在 3因子释放以后，在 RNA 聚合酶四聚体核心酶催化下进行。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 链的延长， RNA 聚合酶使 DNA 双链不断解开和闭合。 RNA 转录泡也不断前移，合成新的 RNA 链。( 3) RNA 链 的终止及新链的释放：当 RNA 链延伸到终止信号时， RNA 转录复合体就发生解体，而 使新合成的 RNA 链得以释放

11、。9答：真核生物转录的特点： ( 1)在细胞核内进行。 (2) mRNA 分子一般只编码一个基因。(3) RNA 聚合酶较多。 (4) RNA 聚合酶不能独立转录 RNA。原核生物转录的特点： ( 1)原核生物中只有一种 RNA 聚合酶完成所有 RNA 转录。( 2)一个 mRNA 分子中通常含有多个基因。10答：蛋白质的合成分为链的起始、延伸和终止阶段：链的起始：不同种类的蛋白质合成主要决定于 mRNA 的差异。在原核生物中，蛋白质合 成的起始密码子为 AUG 。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。

12、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。接着两个复合体在始因子 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 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 70 核糖体，此过程需要水解一分子tRNA 进入 A 位。随GDP 以提供能量，同时释放出 IF1 和 IF2 ，完成肽链的起始。 链的延伸：根据反密码子与密码子配对的原则，第二个氨基酰后在转肽酶的催化下，在 A 位的氨基酰 tRNA 上

13、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。此过程水解与 EF-Tu 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的tRNA离开核糖体。 此过程需要延伸因子 G (EF-G)和水解 GTP提供能量。这样空出的 A位就可以接合另 一个氨基酰 tRNA ，从而开始第二轮的肽链延伸。链的终止：当多肽链的延伸遇到 UAA UAG 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，需要多肽释放因子的参与。在大 肠杆菌中有两类释放因子 RF1 和 RF2， RF1 识别 UAA 和 UAG ， R

14、F2 识别 UAA 和 UGA。 在真核生物中只有释放因子 eRF，可以识别所有三种终止密码子。第四章 孟德尔遗传1. 答：(1)亲本基因型为： PPXPP; PPXPp；(2) 亲本基因型为：PpXPp；(3) 亲本基因型为：PpXpp。2 .答：(1) F1的基因型：Aa ; F1的表现型：全部为无芒个体。(2) F1的基因型：AA和Aa ; F1的表现型：全部为无芒个体。(3) F1的基因型：AA、Aa和aa； F1的表现型：无芒：有芒 =3 : 1。(4) F1的基因型：Aa和aa； F1的表现型：无芒：有芒 =1 : 1。(5) F1的基因型：aa； F1的表现型：全部有芒个体。3.

15、答：F1的基因型：Hh，F1的表现型：全部有稃。F2的基因型：HH : Hh : hh=1 : 2 : 1, F2的表现型：有稃：无稃 =3 : 14答：由于紫花 X白花的F1全部为紫花：即基因型为： PPXppt Pp。而F2基因型为：PpXPptPP： Pp： pp=1 : 2 : 1,共有1653株，且紫花：白花=1240 : 413=3 : 1,符合孟得尔遗传规律。5答：(1 )为胚乳直感现象，在甜粒玉米果穗上有的子粒胚乳由于精核的影响而直接 表现出父本非甜显性特性的子实。原因：由于玉米为异花授粉植物，间行种植出现互相 授粉，并说明甜粒和非甜粒是一对相对性状， 且非甜粒为显性性状， 甜

16、粒为隐性性状 (假设A为非甜粒基因，a为甜粒基因)。(2)用以下方法验证：测交法：将甜粒玉米果穗上所结非甜玉米的子实播种，与纯种甜玉米测交，其后代 的非甜粒和甜粒各占一半，既基因型为： Aaxaa=1 : 1，说明上述解释正确。自交法：将甜粒玉米果穗上所结非甜玉米的子实播种，使该套袋自交，自交后代性 状比若为3 : 1,则上述解释正确。6.答：见下表:杂交基因型亲本表现型配子种类和比例F1基因型F1表现型TTrr XtRR厚壳红色 薄壳紫色Tr; tRTtRr厚壳紫色TTRRX ttrr厚壳紫色薄壳红色TR; trTtRr厚壳紫色TtRr XtRr厚壳紫色薄壳紫色TR : tr : tR :T

17、r=1 : 1 : 1 : 1;tR : tr=1 : 1TtRR : ttRr : TtRr : ttRR : Ttrr : ttrr=1 :2 : 2 : 1 : 1 : 1厚壳紫色：薄壳 紫色：厚壳红色：薄壳红色=3 :3 : 1 : 1ttRr Ttrr薄壳紫色 厚壳红色tR : tr=1 : 1;Tr : tr=1 : 1TtRr : Ttrr : ttRr : ttrr=1 :1 : 1 : 1厚壳紫色：厚壳 红色：薄壳紫 色：薄壳红色=1 : 1 : 1 : 17.答：番茄果室遗传：二室 M对多室m为显性，其后代比例为：MnX mm。二室：多室=(3/8+1/8 ):( 3/8+

18、1/8 ) =1 : 1，因此其亲本基因型为:番茄果色遗传：红果 Y对黄果y为显性，其后代比例为：红果：黄果=(3/8+3/8 ):( 1/8 +1/8 ) =3 : 1,因此其亲本基因型为： YyXYy 。因为两对基因是独立遗传的，所以这两个亲本植株基因型： YyMM Yymm。&答：根据其后代的分离比例，得到各个亲本的基因型：(1 )毛颖感锈光颖感锈：Pprr pprr(2 )毛颖抗锈光颖感锈：PpRrXpprr(3 )毛颖抗锈光颖抗锈：PpRrXppRr(4 )光颖抗锈光颖抗锈：ppRrppRr9.答：甲、乙两品种的基因型分别为bbRR和BBrr，将两者杂交，得到 F1 ( BbRr),

19、经自交得到F2,从中可分离出白稃光芒( bbrr)的材料，经多代选育可培育出白稃光芒的新品种。10 答：(1) F1表现型：毛颖抗锈无芒、毛颖抗锈有芒。(2) F1表现型：毛颖抗锈无芒、毛颖抗锈有芒、毛颖感锈无芒、毛颖感锈有芒、 光颖抗锈无芒、光颖抗锈有芒、光颖感锈无芒、光颖感锈有芒。(3) F1表现型：毛颖抗锈无芒、毛颖抗锈有芒、光颖抗锈无芒、光颖抗锈有芒。(4) F1表现型：毛颖抗锈有芒、毛颖抗锈无芒、毛颖感锈无芒、毛颖感锈有芒、 光颖感锈无芒、光颖抗锈无芒、光颖抗锈有芒、光颖感锈有芒。11. 答：解法一：F1： PpRrAa F2中可以产生毛颖、抗锈、无芒表现型的基因型及其比例：PPRR

20、AA : PpRRAA : PPRrAA : PPRRAa : PpRrAA : PPRrAa : PpRRAa : PpRrAa=1 : 2 :2 : 2 : 4 : 4 : 4 : 8按照一般方法则：(1/27)+(6/27) (14)+(12/27) (1/16)+(8/27) 糾64)=1/8，则至少选择：10 / (1/8) = 80 (株)。解法二： 可考虑要从 F3选出毛颖、抗锈、无芒( PPRRAA )的纯合小麦株系，则需在F2群体中选出纯合基因型( PPRRAA )的植株。因为F2群体中能产生 PPRRAA的概率为1/27，所以在F2群体中至少应选择表现为(P_R_A-_ )

21、的小麦植株：1/27 = 10/ XX=10X 27=270 (株)12. 答：由于 F2基因型比为：27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1而 27 中 A_B_C_ 中的基因型： AABBCC : AABBCc : AABbCc : AaBBCC : AaBBCc : AaBbCC : AaBbCc(1) 5个显性基因，1个隐性基因的频率为：6!5! (6- 5)!6 x 5 x 斗5x4x3x2xlxl72071580332(2) 2个显性性状，一个隐性性状的个体的频率:3x2x132x1x11102713 .答：AaBbCcDd : F2 中表现型频率： (3/4+

22、1/4) 4 = 81 : 27 : 27 : 27 : 27 : 9 : 9 : 9 :9 : 3 : 3 : 3 : 3 : 1(1) 5株中3株显性性状、2株隐性性状频率为：3 2(81/256) (1/256) = 0.0316763 0.0000152587 = 0.00000048334(2) 5株中3株显性性状、3株隐性性状频率为：2 3(81/256) 1/256) = ( 6561/85536 ) X ( 1/16777216 ) =0.0000000045719414. 答：(1)基因型为： AACcR_ 或 AaCCR_(2) 基因型为： AaC_Rr(3) 基因型为：

23、A_CcRR 或 A_CCRr15. 答：由于后代出现了亲本所不具有的性状， 因此属于基因互作中的不完全显性作用。设长形为aa,圆形为AA ,椭圆型为 Aa。(1) aa AA Aa(2) aa Aa Aa : aa(3) Aa XAA AA : Aa=198 : 202=1 : 1(4) Aa Aa AA : Aa: aa=61 : 112 : 58=1 : 2 : 116 .答：a1、a2、a3、a4为4个复等位基因，故：(1) 一条染色体上只能有 a1或a2或a3或a4;(2) 一个个体：正常的二倍体物种只含有其中的两个，故一个个体的基因组合是a1a1 或 a2a2 或 a3a3 或 a

24、4a4 或 a1a2 或 a1a3 或 a1a4 或 a2a3 或 a2a4 或 a3a4;(3) 一个群体中则 a1a1、a2a2、a3a3、a4a4、a1a2、a1a3、a1a4、a2a3、a2a4、a3a4 等基因组合均可能存在。第五章连锁遗传和性连锁1. 答：交换值是指同源染色体的非姐妹染色单体间有关基因的染色体片段发生交换的频 率，或等于交换型配子占总配子数的百分率。交换值的幅度经常变动在 050%之间。交换值越接近0%,说明连锁强度越大，两个连锁的非等位基因之间发生交换的孢母细胞 数越少。当交换值越接近 50%，连锁强度越小，两个连锁的非等位基因之间发生交换的孢母细胞数越多。由于交

25、换值具有相对的稳定性，所以通常以这个数值表示两个基因在 同一染色体上的相对距离，或称遗传距离。交换值越大，连锁基因间的距离越远；交换 值越小，连锁基因间的距离越近。2. 答：独立遗传的表现特征：如两对相对性状表现独立遗传且无互作，那么将两对具有相对性状差异的纯合亲本进行杂交， 其F1表现其亲本的显性性状， F1自交F2产生四种类型：亲本型：重组型：重组型：亲本型，其比例分别为 9 : 3 : 3 : 1。如将F1与双隐性亲本测交，其测交后代的四种类型比例应为 1 : 1 : 1 : 1。如为n对独立基因，则 F2 表现型比例为(3 : 1) n的展开。独立遗传的细胞学基础是：控制两对或 n 对

26、性状的两对或 n 对等位基因分别位于不 同的同源染色体上，在减数分裂形成配子时，每对同源染色体上的每一对等位基因发生 分离，而位于非同源染色体上的基因之间可以自由组合。 连锁遗传的表现特征：如两对相对性状表现不完全连锁，那么将两对具有相对性状差异 的纯合亲本进行杂交， 其 F1 表现其亲本的显性性状， F1 自交 F2 产生四种类型： 亲本型、 重组型、重组型、亲本型，但其比例不符合 9 : 3 : 3 : 1,而是亲本型组合的实际数多于该比例的理论数，重组型组合的实际数少于理论数。如将 F1 与双隐性亲本测交，其测交后代形成的四种配子的比例也不符合 1: 1: 1: 1，而是两种亲型配子多，

27、且数目大致 相等，两种重组型配子少，且数目也大致相等。连锁遗传的细胞学基础是：控制两对相对性状的两对等位基因位于同一同源染色体 上形成两个非等位基因，位于同一同源染色体上的两个非等位基因在减数分裂形成配子 的过程中，各对同源染色体中非姐妹染色单体的对应区段间会发生交换，由于发生交换 而引起同源染色体非等位基因间的重组， 从而打破原有的连锁关系， 出现新的重组类型。 由于 F1 植株的小孢母细胞数和大孢母细胞数是大量的，通常是一部分孢母细胞内，一 对同源染色体之间的交换发生在某两对连锁基因相连区段内；而另一部分孢母细胞内该 两对连锁基因相连区段内不发生交换。由于后者产生的配子全是亲本型的，前者产

28、生的 配子一半是亲型，一半是重组型，所以就整个 F1 植株而言，重组型的配子数就自然少于1: 1: 1: 1的理论数了。3答： F1 表现为带壳散穗 (NnLl) 。F2 不符合 9: 3: 3: 1 的分离比例，亲本组合数目多，而重组类型数目少，所以这 两对基因为不完全连锁。交换值 % = ( 18+20 ) / (201+18+20+203 ) X100%=8.6%F1的两种重组配子 NI和nL各为8.6% / 2=4.3%，亲本型配子 NL和nl各为(1-8.6%) /2=45.7% ；在 F2 群体中出现纯合类型 nnLL 基因型的比例为：4.3%X4.3%=18.49/10000 ,

29、因此，根据方程 18.49/10000=20/X 计算出，X = 10817,故要使F2出现纯合的裸粒 散穗 20 株，至少应种 10817 株。4答：这个杂合体自交,能产生 ABy 、 abY、 aBy、 AbY 、 ABY 、 aby、 Aby 、 aBY 8 种类型的配子。在符合系数为 0.26时，其实际双交换值为： 0.26 0.06 0.1 X100=0.156%，故其配子的比例为：ABy42.078 : abY42.078 : aBy2.922 : AbY2.922 : ABY4.922 : aby4.922 : Aby0.078 : aBY0.078 。5答：根据交换值，可推测

30、F1 产生的配子比例为( 42AB : 8aB: 8Ab: 42ab)( 46DE: 4dE: 4De: 46de) ，故其测交后代基因型及其比例为：AaBbDdEe19.32 : aaBbDdEe3.68: AabbDdEe3.68: aabbDdEe19.32: AaBbddEe1.68: aaBbddEe0.32: AabbddEe0.32 : aabbddEe1.68: AaBbDdee1.68 : aaBbDdee0.32:AabbDdee0.32 : aabbDdee1.68 : AaBbddee19.32 : aaBbddee3.68 : Aabbddee3.68 aabbdde

31、e19.32。6 .答：根据上表结果， +c和ab+基因型的数目最多，为亲本型；而 +b+和a+c基 因型的数目最少，因此为双交换类型，比较二者便可确定这 3个基因的顺序，a基因位于中间。则这三基因之间的交换值或基因间的距离为：ab 间单交换值 =(3+5+106+98 ) /1098) X1OO%=19.3%ac 间单交换值 =(3+5+74+66 ) /1098) X100%=13.5%bc 间单交换值 =13.5%+19.3%=32.8%其双交换值 =(3+5/1098 ) X100%=0.73%符合系数=0.0073/ (0.193 X0.135) =0.28这3个基因的排列顺序为： bac; ba间遗传距离为19.3% , ac间遗传距离为13.5% ,bc间遗传距离为 32.8%。7已知某生物的两个连锁群如下图，试求杂合体 AaBbCc可能产生配子的类型和比例。bc基因间