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文檔簡介
1、第一章 緒論1.解釋下列名詞:遺傳學、遺傳、變異。答:遺傳學:是研究生物遺傳和變異的科學,是生物學中一門十分重要的理論科學,直接探索生命起源和進化的機理。同時它又是一門緊密聯系生產實際的基礎科學,是指導植物、動物和微生物育種工作的理論基礎;并與醫學和人民保健等方面有著密切的關系。遺傳:是指親代與子代相似的現象。如種瓜得瓜、種豆得豆。變異:是指親代與子代之間、子代個體之間存在著不同程度差異的現象。如高稈植物品種可能產生矮桿植株:一卵雙生的兄弟也不可能完全一模一樣。2.簡述遺傳學研究的對象和研究的任務。答:遺傳學研究的對象主要是微生物、植物、動物和人類等,是研究它們的遺傳和變異。遺傳學研究的任務是
2、闡明生物遺傳變異的現象及表現的規律;深入探索遺傳和變異的原因及物質基礎,揭示其內在規律;從而進一步指導動物、植物和微生物的育種實踐,提高醫學水平,保障人民身體健康。3.為什么說遺傳、變異和選擇是生物進化和新品種選育的三大因素?答:生物的遺傳是相對的、保守的,而變異是絕對的、發展的。沒有遺傳,不可能保持性狀和物種的相對穩定性;沒有變異就不會產生新的性狀,也不可能有物種的進化和新品種的選育。遺傳和變異這對矛盾不斷地運動,經過自然選擇,才形成形形色色的物種。同時經過人工選擇,才育成適合人類需要的不同品種。因此,遺傳、變異和選擇是生物進化和新品種選育的三大因素。4. 為什么研究生物的遺傳和變異必須聯系
3、環境? 答:因為任何生物都必須從環境中攝取營養,通過新陳代謝進行生長、發育和繁殖,從而表現出性狀的遺傳和變異。生物與環境的統一,是生物科學中公認的基本原則。所以,研究生物的遺傳和變異,必須密切聯系其所處的環境。5.遺傳學建立和開始發展始于哪一年,是如何建立?答:孟德爾在前人植物雜交試驗的基礎上,于18561864年從事豌豆雜交試驗,通過細致的后代記載和統計分析,在1866年發表了"植物雜交試驗"論文。文中首次提出分離和獨立分配兩個遺傳基本規律,認為性狀傳遞是受細胞里的遺傳因子控制的,這一重要理論直到1900年狄·弗里斯、柴馬克、柯倫斯三人同時發現后才受到重視。因此
4、,1900年孟德爾遺傳規律的重新發現,被公認為是遺傳學建立和開始發展的一年。1906年是貝特生首先提出了遺傳學作為一個學科的名稱。6.為什么遺傳學能如此迅速地發展?答:遺傳學100余年的發展歷史,已從孟德爾、摩爾根時代的細胞學水平,深入發展到現代的分子水平。其迅速發展的原因是因為遺傳學與許多學科相互結合和滲透,促進了一些邊緣科學的形成;另外也由于遺傳學廣泛應用了近代化學、物理學、數學的新成就、新技術和新儀器設備,因而能由表及里、由簡單到復雜、由宏觀到微觀,逐步深入地研究遺傳物質的結構和功能。因此,遺傳學是上一世紀生物科學領域中發展最快的學科之一,遺傳學不僅逐步從個體向細胞、細胞核、染色體和基因
5、層次發展,而且橫向地向生物學各個分支學科滲透,形成了許多分支學科和交叉學科,正在為人類的未來展示出無限美好的前景。7.簡述遺傳學對于生物科學、生產實踐的指導作用。答:在生物科學、生產實踐上,為了提高工作的預見性,有效地控制有機體的遺傳和變異,加速育種進程,開展動植物品種選育和良種繁育工作,都需在遺傳學的理論指導下進行。例如我國首先育成的水稻矮桿優良品種在生產上大面積推廣,獲得了顯著的增產。又例如,國外在墨西哥育成矮桿、高產、抗病的小麥品種;在菲律賓育成的抗倒伏、高產,抗病的水稻品種的推廣,使一些國家的糧食產量有所增加,引起了農業生產發展顯著的變化。醫學水平的提高也與遺傳學的發展有著密切關系目前
6、生命科學發展迅猛,人類和水稻等基因圖譜相繼問世,隨著新技術、新方法的不斷出現,遺傳學的研究范疇更是大幅度拓寬,研究內容不斷地深化。國際上將在生物信息學、功能基因組和功能蛋白質組等研究領域繼續展開激烈競爭,遺傳學作為生物科學的一門基礎學科越來越顯示出其重要性。第二章 遺傳的細胞學基礎3.一般染色體的外部形態包括哪些部分? 染色體形態有哪些類型?答:一般染色體的外部形態包括:著絲粒、染色體兩個臂、主溢痕、次溢痕、隨體。一般染色體的類型有:V型、L型、棒型、顆粒型。4.植物的10個花粉母細胞可以形成:多少花粉粒? 多少精核? 多少管核? 又10個卵母細胞可以形成:多少胚囊?多少卵細胞?多少極核?多少
7、助細胞?多少反足細胞?答:植物的10個花粉母細胞可以形成:花粉粒:10×4=40個;精核:40×2=80個;管核:40×1=40個。10個卵母細胞可以形成:胚囊:10×1=10個;卵細胞:10×1=10個;極核:10×2=20個;助細胞:10×2=20個;反足細胞:10×3=30個。6.玉米體細胞里有10對染色體,寫出葉、根、胚乳、胚囊母細胞、胚、卵細胞、反足細胞、花藥壁、花粉管核(營養核)各組織的細胞中染色體數目。答:. 葉 :2n=20(10對) . 根:2n=20(10對). 胚乳:3n=30. 胚囊母細胞:
8、2n=20(10對). 胚:2n=20(10對). 卵細胞 :n=10 . 反足細胞n=10 . 花藥壁 :2n=20(10對). 花粉管核(營養核):n=107.假定一個雜種細胞里有3對染色體,其中A、B、C來表示父本、A'、B'、C'來自母本。通過減數分裂可能形成幾種配子?寫出各種配子的染色體組成。答:能形成2n=23=8種配子:ABC ABC' AB'C A'BC A'B'C A'BC' AB'C' A'B'C'9.有絲分裂和減數分裂意義在遺傳學上各有什么意義?答:有絲
9、分裂在遺傳學上的意義:多細胞生物的生長主要是通過細胞數目的增加和細胞體積的增大而實現的,所以通常把有絲分裂稱為體細胞分裂,這一分裂方式在遺傳學上具有重要意義。首先是核內每個染色體準確地復制分裂為二,為形成兩個在遺傳組成上與母細胞完全一樣的子細胞提供了基礎。其次是復制后的各對染色體有規則而均勻地分配到兩個子細胞中去,使兩個細胞與母細胞具有同樣質量和數量的染色體。對細胞質來說,在有絲分裂過程中雖然線粒體、葉綠體等細胞器也能復制、增殖數量。但是它們原先在細胞質中分布是不恒定的,因而在細胞分裂時它們是隨機而不均等地分配到兩個細胞中去。由此可見,任何由線粒體、葉綠體等細胞器所決定的遺傳表現,是不可能與染
10、色體所決定的遺傳表現具有同樣的規律性。這種均等方式的有絲分裂既維持了個體的正常生長和發育,也保證了物種的連續性和穩定性。植物采用無性繁殖所獲得的后代能保持其母本的遺傳性狀,就在于它們是通過有絲分裂而產生的。減數分裂在遺傳學上的意義:在生物的生活周期中,減數分裂是配子形成過程中的必要階段。這一分裂方式包括兩次分裂,其中第二次分裂與一般有絲分裂基本相似;主要是第一次分裂是減數的,與有絲分裂相比具有明顯的區別,這在遺傳學上具有重要的意義。首先,減數分裂時核內染色體嚴格按照一定規律變化,最后經過兩次連續的分裂形成四個子細胞,發育為雌雄性細胞,但遺傳物質只進行了一次復制,因此,各雌雄性細胞只具有半數的染
11、色體(n)。這樣雌雄性細胞受精結合為合子,又恢復為全數的染色體(2n),從而保證了親代與子代之間染色體數目的恒定性,為后代的正常發育和性狀遺傳提供了物質基礎;同時保證了物種相對的穩定性。其次,各對同源染色體在減數分裂中期I排列在赤道板上,然后分別向兩極拉開,各對染色體中的兩個成員在后期I分向兩極時是隨機的,即一對染色體的分離與任何另一對染色體的分離不發生關聯,各個非同源染色體之間均可能自由組合在一個子細胞里。n對染色體,就可能有2n種自由組合方式。例如,水稻n=12,其非同源染色體分離時的可能組合數既為212 =4096。這說明各個細胞之間在染色體上將可能出現多種多樣的組合。不僅如此,同源染色
12、體的非姐妹染色單體之間的片段還可能出現各種方式的交換,這就更增加了這種差異的復雜性。因而為生物的變異提供的重要的物質基礎,有利于生物的適應及進化,并為人工選擇提供了豐富的材料。第三章 孟德爾遺傳2.小麥毛穎基因P為顯性,光穎基因p為隱性。寫出下列雜交組合的親本基因型:(1)毛穎×毛穎,后代全部毛穎。(2)毛穎×毛穎,后代3/4為毛穎 1/4光穎。(3)毛穎×光穎,后代1/2毛穎 1/2光穎。答:(1)親本基因型為:PP×PP;PP×Pp;(2)親本基因型為:Pp×Pp;(3)親本基因型為:Pp×pp。3小麥無芒基因A為顯性,
13、有芒基因a為隱性。寫出下列個各雜交組合中F1的基因型和表現型。每一組合的F1群體中,出現無芒或有芒個體的機會是多少?(1)AA×aa,(2)AA×Aa,(3)Aa×Aa, (4)Aa×aa,(5)aa×aa,答:. F1的基因型:Aa; F1的表現型:全部為無芒個體。. F1的基因型:AA和Aa; F1的表現型:全部為無芒個體。. F1的基因型:AA、Aa和aa; F1的表現型:無芒:有芒=3:1。. F1的基因型:Aa和aa; F1的表現型:無芒:有芒=1:1。. F1的基因型:aa; F1的表現型:全部有芒個體。4小麥有稃基因H為顯性,裸粒
14、基因h為隱性。現以純合的有稃品種(HH)與純合的裸粒品種(hh)雜交,寫出其F1和F2的基因型和表現型。在完全顯性的條件下,其F2基因型和表現型的比例怎么樣?答:F1的基因型:Hh,F1的表現型:全部有稃。F2的基因型:HH:Hh:hh=1:2:1,F2的表現型:有稃:無稃=3:15大豆的紫花基因P對白花基因p為顯性,紫花×白花的F1全為紫花,F2共有1653株,其中紫花1240株,白花413株,試用基因型說明這一試驗結果。答:由于紫花×白花的F1全部為紫花:即基因型為:PP×pp?Pp。而F2基因型為:Pp×Pp?PP:Pp:pp=1:2:1,共有16
15、53株,且紫花:白花=1240:413=3:1,符合孟得爾遺傳規律。6純種甜玉米和純種非甜玉米間行種植,收獲時發現甜粒玉米果穗上結有非甜玉米的子實,而非甜玉米果穗上找不到甜粒的子實,如何解釋這一現象?怎么樣驗證解釋?答:.為胚乳直感現象,在甜粒玉米果穗上有的子粒胚乳由于精核的影響而直接表現出父本非甜顯性特性的子實。原因:由于玉米為異花授粉植物,間行種植出現互相授粉,并說明甜粒和非甜粒是一對相對性狀,且非甜粒為顯性性狀,甜粒為隱性性狀(假設A為非甜?;颍琣為甜?;颍?。.用以下方法驗證:測交法:將甜粒玉米果穗上所結非甜玉米的子實播種,與純種甜玉米測交,其后代的非甜粒和甜粒各占一半,既基因型為:
16、Aa×aa=1:1,說明上述解釋正確。自交法:將甜粒玉米果穗上所結非甜玉米的子實播種,使該套袋自交,自交后代性狀比若為3:1,則上述解釋正確。 8番茄的紅果Y對黃果y為顯性,二室M對多室m為顯性。兩對基因是獨立遺傳的。當一株紅果二室的番茄與一株紅果多室的番茄雜交后, F1群體內有3/8的植株為紅果二室的,3/8是紅果多室的,1/8是黃果二室的,1/8是黃果多室的。試問這兩個親本植株是怎樣的基因型?答:番茄果室遺傳:二室M對多室m為顯性,其后代比例為: 二室:多室(3/8+1/8):(3/8+1/8)=1:1,因此其親本基因型為:Mm×mm。番茄果色遺傳:紅果Y對黃果y為顯性
17、,其后代比例為:紅果:黃果(3/8+3/8):( 1/8 +1/8)=3:1,因此其親本基因型為:Yy×Yy。因為兩對基因是獨立遺傳的,所以這兩個親本植株基因型:YyMm×Yymm。9下表是不同小麥品種雜交后代產生的各種不同表現性的比例,試寫出各個親本基因型(設毛穎、抗銹為顯性)。親本組合毛穎抗銹毛穎感銹光穎抗銹光穎感銹毛穎感銹×光穎感銹毛穎抗銹×光穎感銹毛穎抗銹×光穎抗銹光穎抗銹×光穎抗銹01015018870081632149512答:根據其后代的分離比例,得到各個親本的基因型:(1)毛穎感銹×光穎感銹: Pprr
18、15;pprr(2)毛穎抗銹×光穎感銹: PpRr×pprr (3)毛穎抗銹×光穎抗銹: PpRr×ppRr(4)光穎抗銹×光穎抗銹: ppRr×ppRr11小麥的相對性狀,毛穎P是光穎p的顯性,抗銹R是感銹r的顯性,無芒A是有芒a的顯性,這三對基因之間不存在基因互作。已知小麥品種雜交親本的基因型如下,試述F1的表現型。(1)PPRRAa×ppRraa(2)pprrAa×PpRraa(3)PpRRAa×PpRrAa(4)Pprraa×ppRrAa答:. F1表現型:毛穎抗銹無芒、毛穎抗銹有芒。.
19、 F1表現型:毛穎抗銹無芒、毛穎抗銹有芒、毛穎感銹無芒、毛穎感銹有芒、光穎抗銹無芒、光穎抗銹有芒、光穎感銹無芒、光穎感銹有芒。. F1表現型:毛穎抗銹無芒、毛穎抗銹有芒、光穎抗銹無芒、光穎抗銹有芒。. F1表現型:毛穎抗銹有芒、毛穎抗銹無芒、毛穎感銹無芒、毛穎感銹有芒、光穎感銹無芒、光穎抗銹無芒、光穎抗銹有芒、光穎感銹有芒。15. 設玉米子粒有色是獨立遺傳的三顯性基因互作的結果,基因型為A_ C_ R的子粒有色,其余基因型的子粒均無色。某一有色子粒植株與以下3個純合品系分別雜交,獲得下列結果:(1)與aaccRR品系雜交,獲得50%有色子粒(2)與aaCCrr品系雜交,獲得25%有色子粒(3)
20、與AAccrr品系雜交,獲得50%有色子粒問這一有色子粒親本是怎樣的基因型?答:AaCCRr 16蘿卜塊根的形狀有長形的、圓形的、有橢圓型的,以下是不同類型雜交的結果:長形×圓形-595橢圓型長形×橢圓形-205長形,201橢圓形橢圓形×圓形-198橢圓形,202圓形橢圓形×橢圓形-58長形 112橢圓形,61圓形說明蘿卜塊根屬于什么遺傳類型,并自定義基因符號,標明上述各雜交親本及其后裔的基因型?答:由于后代出現了親本所不具有的性狀,因此屬于基因互作中的不完全顯性作用。設長形為aa,圓形為AA,橢圓型為Aa。(1) aa×AA Aa(2) aa
21、×AaAa:aa(3) Aa×AAAA:Aa=198:202=1:1(4) Aa×AaAA:Aa:aa=61:112:58=1:2:1第四章 連鎖遺傳規律和性連鎖 4大麥中,帶殼(N)對裸粒(n)、散穗(L)對密穗(l)為顯性。今以帶殼、散穗與裸粒、密穗的純種雜交,F1表現如何?讓F1與雙隱性純合體測交,其后代為:帶殼、散穗201株,裸粒、散穗18株,帶殼、密穗 20株,裸粒、密穗203株。試問,這兩對基因是否連鎖?交換值是多少?要使F2出現純合的裸粒散穗 20株,至少要種多少株?答:F1表現為帶殼散穗(NnLl)。測交后代不符合1:1:1:1的分離比例,親本組合
22、數目多,而重組類型數目少,所以這兩對基因為不完全連鎖。交換值% =(18+20)/(201+18+20+203)×100%=8.6%F1的兩種重組配子Nl和nL各為8.6% / 2=4.3%,親本型配子NL和nl各為(1-8.6%)/2=45.7%;在F2群體中出現純合類型nnLL基因型的比例為:4.3%×4.3%=18.49/10000,因此,根據方程18.49/10000=20/X計算出,X10817,故要使F2出現純合的裸粒散穗20株,至少應種10817株。 5.在雜合體ABy/abY內,a和b之間的交換值為6%,b和y之間的交換值為10%。在沒有干擾的條件下,這個雜
23、合體自交,能產生幾種類型的配子?在符合系數為0.26時,配子的比例如何?答:這個雜合體自交,能產生ABy、abY、aBy、AbY、ABY、aby、Aby、aBY 8種類型的配子。在符合系數為0.26時,其實際雙交換值為:0.26×0.06×0.1×100=0.156%,故其配子的比例為:ABy42.078:abY42.078:aBy2.922:AbY2.922:ABY4.922:aby4.922:Aby0.078:aBY0.078。6a和b是連鎖基因,交換值為16%,位于另一染色體上的d和e也是連鎖基因,交換值為8%。假定ABDE和abde都是純合體,雜交后的F1
24、又與雙隱性親本測交,其后代的基因型及其比例如何?答:根據交換值,可推測F1產生的配子比例為(42AB:8aB:8Ab:42ab)×(46DE:4dE:4De:46de),故其測交后代基因型及其比例為:AaBbDdEe19.32:aaBbDdEe3.68:AabbDdEe3.68:aabbDdEe19.32:AaBbddDEe1.68:aaBbddEe0.32:AabbddEe0.32:aabbddEe1.68:AaBbDdee1.68:aaBbDdee0.32:AabbDdee0.32:aabbDdee1.68:AaBbddee19.32:aaBbddee3.68:Aabbddee3
25、.68:aabbddee19.32。7a、b、c 3個基因都位于同一染色體上,讓其雜合體與純隱性親本測交,得到下列結果:+ + +74a + +106+ + c382a + c5+ b +3a b +364+ b c98a b c66試求這3個基因排列的順序、距離和符合系數。答:根據上表結果,+c和ab+基因型的數目最多,為親本型;而+b+和a+c基因型的數目最少,因此為雙交換類型,比較二者便可確定這3個基因的順序,a基因位于中間。則這三基因之間的交換值或基因間的距離為:ab間單交換值=(3+5+106+98)/1098)×100%=19.3%ac間單交換值=(3+5+74+66)/
26、1098)×100%=13.5%bc間單交換值=13.5%+19.3%=32.8%其雙交換值=(3+5/1098)×100%=0.73%符合系數=0.0073/(0.193×0.135)=0.28這3個基因的排列順序為:bac; ba間遺傳距離為19.3%,ac間遺傳距離為13.5%,bc間遺傳距離為32.8%。8已知某生物的兩個連鎖群如下圖,試求雜合體AaBbCc可能產生的類型和比例。答:根據圖示,bc兩基因連鎖,bc基因間的交換值為7%,而a與bc連鎖群獨立,因此其可能產生的配子類型和比例為:ABC23.25:ABc1.75:AbC1.75:Abc23.25:
27、aBC23.25:aBc1.75:abC1.75:abc23.25 14設有兩個無角的雌羊和雄羊交配,所生產的雄羊有一半是有角的,但生產的雌羊全是無角的,試寫出親本的基因型,并作出解釋。答:設無角的基因型為AA,有角的為aa,則親本的基因型為:XAXa(無角) × XAY(無角) XAXA(無角) XAY(無角)XAXa(無角) XaY(有角)從上述的基因型和表現型看,此種遺傳現象屬于伴性遺傳,控制角的有無基因位于性染色體上,當有角基因a出現在雄性個體中時,由于Y染色體上不帶其等位基因而出現有角性狀2.質量性狀和數量性狀的區別在哪里?這兩類性狀的分析方法有何異同?答:質量性狀和數量性
28、狀的區別主要有:. 質量性狀是有一個或少數幾個基因控制,而數量性狀是有微效多基因控制。. 質量性狀的變異是呈間斷性,雜交后代可明確分組;數量性狀的變異則呈連續性,雜交后的分離世代不能明確分組。. 質量性狀不易受環境條件的影響;數量性狀一般容易受環境條件的影響而發生變異,而這種變異一般是不能遺傳的。. 質量性狀在不同環境條件下的表現較為穩定;而控制數量性狀的基因則在特定時空條件下表達,不同環境條件下基因表達的程度可能不同,因此數量性狀普遍存在著基因型與環境互作。對于質量性狀一般采用系譜和概率分析的方法,并進行卡方檢驗;而數量性狀的研究則需要遺傳學方法和生物統計方法的結合,一般要采用適當的遺傳交配
29、設計、合理的環境設計、適當的度量手段和有效的統計分析方法,估算出遺傳群體的均值、方差、協方差和相關系數等遺傳參數等加以研究。 3敘述表現型方差、基因型方差、基因型×環境互作方差的關系。估計遺傳協方差及其分量在遺傳育種中有何意義?答:表現型方差由基因型方差(VG)、基因型×環境互作方差(VGE)和環境機誤方差(Ve)構成,即,其中基因型方差和基因型×環境互作方差是可以遺傳的,而純粹的環境方差是不能遺傳的。由于存在基因連鎖或基因的一因多效,生物體的不同數量性狀之間常存在不同程度的相互關連。在統計分析方法中常用協方差來度量這種相互關聯的變異程度。由于遺傳方差可以進一步區
30、分為基因型方差和基因型×環境互作方差等不同的方差分量,故遺傳協方差也可進一步區分為基因型協方差和基因型×環境互作協方差等分量。在作物遺傳改良過程中,對某一性狀進行選擇時常會引起另一相關性狀的變化,為了取得更好地選擇效果, 并使一些重要的性狀能夠得到同步改良, 有必要進行性狀間的協方差即相關性研究。 如基因加性效應對選擇是有效的, 細胞質效應亦可通過母本得以傳遞,因此當育種的目標性狀不易測定或遺傳率較低、進行直接選擇較難取得預期效果時, 利用與其具有較高加性相關和細胞質相關的其它性狀進行間接選擇, 則較易取得育種效果。顯性相關則是控制性狀的有關基因的顯性效應相互作用而產生的相
31、關性, 雜交一代中表現尤為強烈, 在雜種優勢利用中可以加以利用。但這種顯性相關會隨著世代的遞增和基因的純合而消失, 且會影響選擇育種中早代間接選擇的效果, 故對于顯性相關為主的成對性狀應以高代選擇為主。所以, 進行各種遺傳協方差分析更能明確性狀間相關性的遺傳本質, 有利于排除環境因素對間接選擇的影響,取得更好的選擇效果,對于作物的選擇育種具有重要的指導意義。5敘述主效基因、微效基因、修飾基因對數量性狀遺傳作用的異同。答:主效基因、微效基因、修飾基因在數量性狀遺傳中均可起一定的作用,其基因表達均可控制數量性狀的表現。但是它們對數量性狀所起的作用又有所不同,主效基因的遺傳效應較大,對某一數量性狀的
32、表現起著主要作用,一般由若干個基因共同控制該性狀的遺傳;修飾基因的遺傳效應微小,主要是對主效基因起修飾作用,起增強或減弱主基因對表現型的作用;而微效基因是指控制數量性狀表現的基因較多,而這些基因的遺傳效應較小,它們的效應是累加的,無顯隱性關系,對環境條件的變化較敏感,且具有一定的多效性,對其它性狀有時也可能產生一定的修飾作用。7什么是基因的加性效應、顯性效應及上位性效應?它們對數量性狀遺傳改良有何作用?答:基因的加性效應(A):是指基因位點內等位基因的累加效應,是上下代遺傳可以固定的分量,又稱為“育種值”。顯性效應(D):是指基因位點內等位基因之間的互作效應,是可以遺傳但不能固定的遺傳因素,是
33、產生雜種優勢的主要部分。上位性效應(I):是指不同基因位點的非等位基因之間相互作用所產生的效應。上述遺傳效應在數量性狀遺傳改良中的作用:由于加性效應部分可以在上下代得以傳遞,選擇過程中可以累加,且具有較快的純合速度,具有較高加性效應的數量性狀在低世代選擇時較易取得育種效果。顯性相關效應則與雜種優勢的表現有著密切關系,雜交一代中表現尤為強烈,在雜交稻等作物的組合選配中可以加以利用。但這種顯性效應會隨著世代的遞增和基因的純合而消失, 且會影響選擇育種中早代選擇的效果, 故對于顯性效應為主的數量性狀應以高代選擇為主。上位性效應是由非等位基因間互作產生的,也是控制數量性狀表現的重要遺傳分量。其中加性&
34、#215;加性上位性效應部分也可在上下代遺傳,并經選擇而被固定;而加性×顯性上位性效應和顯性×顯性上位性效應則與雜種優勢的表現有關,在低世代時會在一定程度上影響數量性狀的選擇效果。第六章 基因突變3什么叫復等位基因?人的ABO血型復等位基因的遺傳知識有什么利用價值?答:位于同一基因位點上的各個等位基因在遺傳學上稱為復等位基因。復等位基因并不存在于同一個體(同源多倍體是例外),而是存在于同一生物類型的不同個體里。人的ABO血型就是由IA、IB和i三個復等位基因決定著紅細胞表面抗原的特異性。其中,IA基因、IB基因分別對i基因為顯性,IA與IB為共顯性。根據ABO血型的遺傳規律
35、可進行親子鑒定等。4何為芽變?在生產實踐上有什么價值?答:芽變是體細胞突變的一種,突變發生在芽的分生組織細胞中。當芽萌發長成枝條,并在性狀上表現出與原類型不同,即為芽變。芽變是植物產生新變異的豐富源泉,它既可為雜交育種提供新的種質資源,又可從中選出優良新品種,是選育品種的一種簡易而有效的方法。全世界有一半蘋果產量來自于芽變,如品種:元帥、紅星、新紅星、首紅、超首紅。5為什么基因突變大多數是有害的?答:大多數基因的突變,對生物的生長和發育往往是有害的。因為現存的生物都是經歷長期自然選擇進化而來的,它們的遺傳物質及其控制下的代謝過程,都已經達到相對平衡和協調狀態。如果某一基因發生突變,原有的協調關
36、系不可避免地要遭到破壞或削弱,生物賴于正常生活的代謝關系就會被打亂,從而引起程度不同的有害后果。一般表現為生育反常,極端的會導致死亡。7突變的平行性說明什么問題,有何實踐意義?答:親緣關系相近的物種因遺傳基礎比較近似,往往發生相似的基因突變。這種現象稱為突變的平行性。根據這個特點,當了解到一個物種或屬內具有哪些變異類型,就能夠預見到近緣的其它物種或屬也可能存在相似的變異類型,這對于人工誘變有一定的參考意義。9在高稈小麥田里突然出現一株矮化植株,怎樣驗證它是由于基因突變,還是由于環境影響產生的?答:如果是在苗期發現這種情況,有可能是環境條件如土壤肥力、光照等因素引起,在當代可加強矮化植株與正常植
37、株的栽培管理,使其處于相同環境條件下,觀察它們在生長上的差異。如果到完全成熟時,兩者高度表現相似,說明它是不遺傳的變異,由環境影響引起的;反之,如果變異體與原始親本明顯不同,仍然表現為矮稈,說明它可能是遺傳的變異。然后進行子代比較加以驗證,可將矮化植株所收種子與高稈小麥的種子播種在相同的環境條件下,比較它的后代與對照在株高上的差異。如矮化植株的種子所長成的植株仍然矮化,則證明在高稈小麥田里出現的一株矮化植株是由于基因突變引起的。第七章 染色體變異2植株是顯性AA純合體,用隱性aa純合體的花粉給它授粉雜交,在500株F1中,有2株表現為aa。如何證明和解釋這個雜交結果?答:這有可能是顯性AA株在
38、進行減數分裂時,有A 基因的染色體發生斷裂,丟失了具有A基因的染色體片斷,與帶有a基因的花粉授粉后,F1缺失雜合體植株會表現出a基因性狀的假顯性現象??捎靡韵路椒右宰C明:.細胞學方法鑒定:. 缺失圈;. 非姐妹染色單體不等長。.育性:花粉對缺失敏感,故該植株的花粉常常高度不育。.雜交法:用該隱性性狀植株與顯性純合株回交,回交植株的自交后代6顯性:1隱性。4某個體的某一對同源染色體的區段順序有所不同,一個是12·34567,另一個是12·36547("· "代表著絲粒)。試解釋以下三個問題:.這一對染色體在減數分裂時是怎樣聯會的?.倘若在減數分
39、裂時,5與6之間發生一次非姐妹染色單體的交換,圖解說明二分體和四分體的染色體結構,并指出產生的孢子的育性。.倘若在減數分裂時,著絲粒與3之間和5與6之間各發生一次交換,但兩次交換涉及的非姐妹染色單體不同,試圖解說明二分體和四分體的染色體結構,并指出產生的孢子的育性。答:如下圖說示。*為敗育孢子。5某生物有3個不同的變種,各變種的某染色體的區段順序分別為:ABCDEFGHIJ、ABCHGFIDEJ、ABCHGFEDIJ。試論述這3個變種的進化關系。答:這3個變種的進化關系為:以變種ABCDEFGHIJ為基礎,通過DEFGH染色體片段的倒位形成ABCHGFEDIJ,然后以通過EDI染色體片段的倒位
40、形成ABCHGFIDEJ。6假設某植物的兩個種都有4對染色體:以甲種與乙種雜交得F1,問F1植株的各個染色體在減數分裂時是怎樣聯會的?繪圖表示聯會形象。甲種乙種答:F1植株的各個染色體在減數分裂時的聯會。7玉米第6染色體的一個易位點()距離黃胚乳基因()較近,與之間的重組率為20。以黃胚乳的易位純合體與正常的白胚乳純系(yy)雜交,試解答以下問題:.F1和白胚乳純系分別產生哪些有效配子?圖解分析。.測交子代(F1)的基因型和表現型(黃?;虬琢?,完全不育或半不育)的種類和比例如何?圖解說明。答: 10普通小麥的某一單位性狀的遺傳常常是由3對獨立分配的基因共同決定的,這是什么原因?用小麥
41、屬的二倍體種、異源四倍體種和異源六倍體種進行電離輻射處理,哪個種的突變型出現頻率最高?哪個最低?為什么?答:這是因為普通小麥是異源六倍體,其編號相同的三組染色體(如1A1B1D)具有部分同源關系,因此某一單位性狀常常由分布在編號相同的三組染色體上的3對獨立基因共同決定。如對不同倍數的小麥屬進行電離輻射處理,二倍體種出現的突變頻率最高,異源六倍體種最低。因為異源六倍體有三組染色體組成,某組染色體某一片段上的基因誘發突變,其編號相同的另二組對應的染色體片段上的基因具有互補作用,可以彌補其輻射帶來的損傷。11使普通小麥與圓錐小麥雜交,它們的F1植株的體細胞內應有哪幾個染色體組和染色體?該F1植株的孢
42、母細胞在減數分裂時,理論上應有多少個二價體和單價體?F2群體內,各個植株的染色體組和染色體數是否還能同F1一樣?為什么?是否還會出現與普通小麥的染色體組和染色體數相同的植株?答:F1植株體細胞內應有AABBD 5個染色體組,共35條染色體,減數分裂時理論上應有14II7I。F2群體內各植株染色體組和染色體數絕大多數不會同F1一樣,因為7個單價體分離時是隨機的,但也有可能會出現個別與普通小麥的染色體組和染色體數相同的植株。因為產生雌雄配子時,有可能全部7 I都分配到一個配子中。12馬鈴薯的2n=48,是個四倍體。曾經獲得馬鈴薯的單倍體,經細胞學的檢查,該單倍體在減數分裂時形成12個二價體。據此,
43、你對馬鈴薯染色體組的組合成分是怎樣認識的?為什么?答:馬鈴薯是同源四倍體,只有這樣,當其是單倍體時,減數分裂才會形成12個二價體。如是異源四倍體話,減數分裂時會形成24個單價體。13三體的n+1胚囊的生活力一般遠比n+1花粉強。假設某三體植株自交時參與受精的有50%為n+1胚囊,而參與受精的花粉中只有10%是n+1,試分析該三體植株的自交子代群體里,四體所占的百分數、三體所占的百分數和正常2n個體所占的百分數。答:該三體自交后代的群體為:90% n10% n+150% n45% 2n5% 2n+150% n+145% 2n+15% 2n+2該三體自交后代的群體里四體(2n+2)、三體(2n+1
44、)、二體(2n)所占的百分數分別為5%、50%、45%。16.一般都認為煙草是兩個野生種Nicotiana sylvestris(2n=24=12II=2X=SS)和N.tomentosiformis(2n=24=12II=2X=TT)合并起來的異源四倍體(2n=48=24II=SSTT)。某煙草單體(2n-1=47)與N. sylvestris雜交的F1群體內,一些植株有36個染色體,另一些植株有35個染色體。細胞學的檢查表明,35個染色體的F1植株在減數分裂時聯會成11個二價體和13個單價體,試問:該單體所缺的那個染色體屬于S染色體組,還是屬于T染色體組?如果所缺的那個染色體屬于你所解答的
45、那個染色體組的另一個染色體組,上述的35個染色體的F1植株在減數分裂時應該聯會成幾個二價體和單價體?答:(1)該單體所缺的那個染色體屬于S染色體組,因為具有35個染色體的F1植株在減數分裂時形成了11二價體和13個單價體。(2)假若該單體所缺的那個染色體屬于T染色體組,則35個染色體的F1植株在減數分裂時會形成12二價體和11個單價體。第八章 細菌和病毒的遺傳1解釋下列名詞:F-菌株、F+菌株、Hfr菌株、F因子、F'因子、烈性噬菌體、溫和性噬菌體、溶原性細菌、部分二倍體。F-菌株:未攜帶F因子的大腸桿菌菌株。F+菌株:包含一個游離狀態F因子的大腸桿菌菌株。Hfr菌株:包含一個整合到大
46、腸桿菌染色體組內的F因子的菌株。F因子:大腸桿菌中的一種附加體,控制大腸桿菌接合過程而使其成為供體菌的一種致育因子。F'因子:整合在宿主細菌染色體上的F因子,在環出時不夠準確而攜帶有染色體一些基因的一種致育因子。烈性噬菌體:侵染宿主細胞后,進入裂解途徑,破壞宿主細胞原有遺傳物質,合成大量的自身遺傳物質和蛋白質并組裝成子噬菌體,最后使宿主裂解的一類噬菌體。溫和性噬菌體:侵染宿主細胞后,并不裂解宿主細胞,而是走溶原性生活周期的一類噬菌體。溶原性細菌:含有溫和噬菌體的遺傳物質而又找不到噬菌體形態上可見的噬菌體粒子的宿主細菌。部分二倍體:當F+和Hfr的細菌染色體進入F-后,在一個短時期內,F
47、-細胞中對某些位點來說總有一段二倍體的DNA狀態的細菌。4對兩個基因的噬菌體雜交所測定的重組頻率如下:a-b+×a+b-3.0%a-c+×a+c-2.0%b-c+×b+c-1.5% 試問:(1)a、b、c 3個突變在連鎖圖上的次序如何?為什么它們之間的距離不是累加的?(2)假定三因子雜交,ab+c×a+bc+,你預期哪種類型的重組體頻率最低?(3)計算從 所假定的三因子雜交中出現的各種重組類型的頻率。答:.a、b、c3個突變在連鎖圖上的次序為右圖,由于噬菌體的DNA是環狀結構,而不是線狀排列,因此它們之間的距離不是累加的。.根據的三個基因間的連鎖距離可知
48、,基因間重組率較低的是ac和bc,因此ab+c+和a+bc兩種類型的重組體頻率最低。. 根據 的重組率可知:c基因在中間:bc間單交換產生acb和a+ c+b+的頻率共為1.5%;ac間單交換產生a+cb+和a c+b的頻率共為2.0%;雙交換a c+b+和a+cb的頻率共為0.03%。5 噬菌體三基因雜交產生以下種類和數目的后代:+235pqr270pq+62p+7+q+40p+r48+qr4+r60共:726 試問:(1)這一雜交中親本噬菌體的基因型是什么?(2)基因次序如何?(3)基因之間的圖距如何?答:(1)這一雜交中親本基因型是+和pqr;(2)根據雜交后代中雙交換類型和親本基因型,
49、便可推斷出基因次序為:qpr或rpq;(3)基因之間的圖距:類型基因型數目比例()重組率()親本類型+235505Pqr270單交換型Ipq+6212216.8+r60單交換型IIp+r488812.1+q+40雙交換型p+7111.5+qr4共:72618.313.628.9 pr之間的遺傳距離為18.3遺傳單位;pq之間的遺傳距離為13.6遺傳單位;因為有雙交換的存在,qr之間的遺傳距離為:28.92×1.5=31.9遺傳單位。7假定你證明對過去一個從未描述過的細菌種有遺傳重組,如使ab+菌株與a+b菌株混合培養,形成a+b+、ab的重組類型,試說明將采用哪種方式來確定這種重組是
50、轉化、轉導還是接合的結果。答:參照戴維斯的U型管試驗,將兩菌株放入培養,后代中發現如無重組類型,則該遺傳重組類型為接合產生的;后代中如有重組類型,可能是轉化或轉導產生的;可進一步試驗,在U型管中加入DNA酶,檢測后代有無重組,如無重組則為該類型為轉化產生的,如有則是轉導產生的。12如果把一個大腸桿菌放在含的培養基上它并不裂解,你是否認為這個大腸桿菌是溶原性的?答:這個原始大腸桿菌是溶原性的。因為:當溶原性的大腸桿菌放入含噬菌體的培養基中時,由于大腸桿菌本身存在抗超數感染性質,因此不裂解;另外噬菌體是溫和性噬菌體,侵染大腸桿菌之后,進入溶原狀態,并不馬上走裂解途徑。第九章 遺傳物質的分子基礎1.
51、解釋下列名詞:半保留復制、岡崎片段、轉錄、翻譯、小核RNA、不均一核RNA、遺傳密碼簡并、多聚核糖體、中心法則。半保留復制: DNA分子的復制,首先是從它的一端氫鍵逐漸斷開,當雙螺旋的一端已拆開為兩條單鏈時,各自可以作為模板,進行氫鍵的結合,在復制酶系統下,逐步連接起來,各自形成一條新的互補鏈,與原來的模板單鏈互相盤旋在一起,兩條分開的單鏈恢復成DNA雙分子鏈結構。這樣,隨著DNA分子雙螺旋的完全拆開,就逐漸形成了兩個新的DNA分子,與原來的完全一樣。這種復制方式成為半保留復制。岡崎片段:在DNA復制叉中,后隨鏈上合成的DNA不連續小片段稱為岡崎片段。轉錄:由DNA為模板合成RNA的過程。RN
52、A的轉錄有三步: . RNA鏈的起始; . RNA鏈的延長; . RNA鏈的終止及新鏈的釋放。翻譯:以RNA為模版合成蛋白質的過程即稱為遺傳信息的翻譯過程。小核RNA:是真核生物轉錄后加工過程中RNA的剪接體的主要成分,屬于一種小分子RNA,可與蛋白質結合構成核酸剪接體。不均一核RNA:在真核生物中,轉錄形成的RNA中,含有大量非編碼序列,大約只有25%RNA經加工成為mRNA,最后翻譯為蛋白質。因為這種未經加工的前體mRNA在分子大小上差別很大,所以稱為不均一核RNA。遺傳密碼:是核酸中核苷酸序列指定蛋白質中氨基酸序列的一種方式,是由三個核苷酸組成的三聯體密碼。密碼子不能重復利用,無逗號間隔
53、,存在簡并現象,具有有序性和通用性,還包含起始密碼子和終止密碼子。簡并:一個氨基酸由一個以上的三聯體密碼所決定的現象。多聚合糖體:一條mRNA分子可以同時結合多個核糖體,形成一串核糖體,成為多聚核糖體。中心法則:蛋白質合成過程,也就是遺傳信息從DNA-mRNA-蛋白質的轉錄和翻譯的過程,以及遺傳信息從DNA到DNA的復制過程,這就是生物學的中心法則。2如何證明DNA是生物的主要遺傳物質?答:DNA作為生物的主要遺傳物質的間接證據: . 每個物種不論其大小功能如何,其DNA含量是恒定的。 . DNA在代謝上比較穩定。. 基因突變是與DNA分子的變異密切相關的。DNA作為生物的主要遺傳物質的直接證
54、據: . 細菌的轉化已使幾十種細菌和放線菌成功的獲得了遺傳性狀的定向轉化,證明起轉化作用的是DNA; . 噬菌體的侵染與繁殖 主要是由于DNA進入細胞才產生完整的噬菌體,所以DNA是具有連續性的遺傳物質。 . 煙草花葉病毒的感染和繁殖說明在不含DNA的TMV中RNA就是遺傳物質。5染色質的基本結構是什么?現有的假說是怎樣解釋染色質螺旋化為染色體的?答:染色質是染色體在細胞分裂的間期所表現的形態,呈纖細的絲狀結構,故也稱染色質線。其基本結構單位是核小體、連接體和一個分子的組蛋白H1。每個核小體的核心是由H2A、H2B、H3和H4四種組蛋白各以兩個分子組成的八聚體,其形狀近似于扁球狀。DNA雙螺旋
55、就盤繞在這八個組蛋白分子的表面。連接絲把兩個核小體串聯起來,是兩個核小體之間的DNA雙鏈。細胞分裂過程中染色線卷縮成染色體:現在認為至少存在三個層次的卷縮:第一個層次是DNA分子超螺旋轉化形成核小體,產生直徑為10nm的間期染色線,在此過程中組蛋白H2A、H2B、H3和H4參與作用。第二個層次是核小體的長鏈進一步螺旋化形成直徑為30nm的超微螺旋,稱為螺線管,在此過程中組蛋白H1起作用。最后是染色體螺旋管進一步卷縮,并附著于由非組蛋白形成的骨架或者稱中心上面成為一定形態的染色體。9真核生物與原核生物相比,其轉錄過程有何特點?答:真核生物轉錄的特點: . 在細胞核內進行。 . mRNA分子一般只
56、編碼一個基因。 . RNA聚合酶較多。 . RNA聚合酶不能獨立轉錄RNA。原核生物轉錄的特點: . 原核生物中只有一種RNA聚合酶完成所有RNA轉錄。 . 一個mRNA分子中通常含有多個基因。10簡述原核生物蛋白質合成的過程。答:蛋白質的合成分為鏈的起始、延伸和終止階段:鏈的起始:不同種類的蛋白質合成主要決定于mRNA的差異。在原核生物中,蛋白質合成的起始密碼子為AUG。編碼甲酰化甲硫氨酸。蛋白質合成開始時,首先是決定蛋白質起始的甲酰化甲硫氨酰tRNA與起始因子IF2結合形成第一個復合體。同時,核糖體小亞基與起始因子IF3和mRNA結合形成第二個復合體。接著兩個復合體在始因子IF1和一分子GDP的作用下,形成一個完整的30S起始復合體。此時,甲酰化甲硫氨酰tRNA通過tRNA的反密碼子識別起始密碼AUG,而直接進入
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