遗传学课后习题答案.doc 39页

'遗传学复习资料第一章绪论1、遗传学：是研究生物遗传和变异的科学遗传：亲代与子代相似的现象就是遗传。如“种瓜得瓜、种豆得豆”变异：亲代与子代、子代与子代之间，总是存在着不同程度的差异，这种现象就叫做变异。2、遗传学研究就是以微生物、植物、动物以及人类为对象，研究他们的遗传和变异。遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的。没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异，不会产生新的性状，也就不可能有物种的进化和新品种的选育。遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。3、1953年瓦特森和克里克通过X射线衍射分析的研究，提出DNA分子结构模式理念，这是遗传学发展史上一个重大的转折点。第二章遗传的细胞学基础　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　原核细胞：各种细菌、蓝藻等低等生物有原核细胞构成，统称为原核生物。　真核细胞：比原核细胞大，其结构和功能也比原核细胞复杂。真核细胞含有核物质和核结构，细胞核是遗传物质集聚的主要场所，对控制细胞发育和性状遗传起主导作用。另外真核细胞还含有线粒体、叶绿体、内质网等各种膜包被的细胞器。真核细胞都由细胞膜与外界隔离，细胞内有起支持作用的细胞骨架。染色质：在细胞尚未进行分裂的核中，可以见到许多由于碱性染料而染色较深的、纤细的网状物，这就是染色质。染色体：含有许多基因的自主复制核酸分子。细菌的全部基因包容在一个双股环形DNA构成的染色体内。真核生物染色体是与组蛋白结合在一起的线状DNA双价体；整个基因组分散为一定数目的染色体，每个染色体都有特定的形态结构，染色体的数目是物种的一个特征。染色单体：由染色体复制后并彼此靠在一起，由一个着丝点连接在一起的姐妹染色体。着丝点：在细胞分裂时染色体被纺锤丝所附着的位置。一般每个染色体只有一个着丝点，少数物种中染色体有多个着丝点，着丝点在染色体的位置决定了染色体的形态。细胞周期：包括细胞有丝分裂过程和两次分裂之间的间期。其中有丝分裂过程分为：（1）DNA合成前期（G1期）；（2）DNA合成期（S期）；（3）DNA合成后期（G2期）；（4）有丝分裂期（M期）。同源染色体：生物体中，形态和结构相同的一对染色体。异源染色体：生物体中，形态和结构不相同的各对染色体互称为异源染色体。无丝分裂：也称直接分裂，只是细胞核拉长，缢裂成两部分，接着细胞质也分裂，从而成为两个细胞，整个分裂过程看不到纺锤丝的出现。在细胞分裂的整个过程中，不象有丝分裂那样经过染色体有规律和准确的分裂。有丝分裂：包含两个紧密相连的过程：核分裂和质分裂。即细胞分裂为二，各含有一个核。分裂过程包括四个时期：前期、中期、后期、末期。在分裂过程中经过染色体有规律的和准确的分裂，而且在分裂中有纺锤丝的出现，故称有丝分裂。39 单倍体：具有一组基本染色体数的细胞或者个体。二倍体：具有两组基本染色体数的细胞或者个体。联会：减数分裂中，同源染色体的配对过程。胚乳直感：植物经过了双受精，胚乳细胞是3n，其中2n来自极核，n来自精核，如果在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，这种现象称为胚乳直感。果实直感：植物的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，称为果实直感。2.细胞的膜体系包括哪些膜结构？细胞质里包括哪些主要的细胞器？各有什么特点？答：细胞的膜体系包括膜结构有：细胞膜、线粒体、质体、内质网、高尔基体、液泡、核膜。细胞质里主要细胞器有：线粒体、叶绿体、核糖体、内质网、中心体。3.一般染色体的外部形态包括哪些部分？染色体形态有哪些类型？　　答：一般染色体的外部形态包括：着丝粒、染色体两个臂、主溢痕、次溢痕、随体。一般染色体的类型有：V型、L型、棒型、颗粒型。4.植物的10个花粉母细胞可以形成：多少花粉粒？多少精核？多少管核？又10个卵母细胞可以形成：多少胚囊？多少卵细胞？多少极核？多少助细胞？多少反足细胞？答：植物的10个花粉母细胞可以形成：花粉粒：10×4=40个；精核：40×2=80个；管核：40×1=40个。　　10个卵母细胞可以形成：胚囊：10×1=10个；卵细胞：10×1=10个；极核：10×2=20个；助细胞：10×2=20个；反足细胞：10×3=30个。　6.玉米体细胞里有10对染色体，写出下面各组织的细胞中染色体数目。答：⑴.叶：2n=20（10对）⑵.根：2n=20（10对）　⑶.胚乳：3n=30　　　　　　　⑷.胚囊母细胞：2n=20（10对）⑸.胚：2n=20（10对）⑹.卵细胞：n=10⑺.反足细胞n=10　⑻.花药壁：2n=20（10对）⑼.花粉管核（营养核）：n=107.假定一个杂种细胞里有3对染色体，其中A、B、C来表示父本、A"、B"、C"来自母本。通过减数分裂能形成几种配子？写出各种配子的染色体组织。答：能形成2n=23=8种配子：39 ABCABC"AB"CA"BCA"B"CA"BC"AB"C"A"B"C"5.植物的双受精是怎样的？用图表示。答：植物被子特有的一种受精现象。当花粉传送到雌雄柱头上，长出花粉管，伸入胚囊，一旦接触助细胞即破裂，助细胞也同时破坏。两个精核与花粉管的内含物一同进入胚囊，这时1个精核（n）与卵细胞（n）受精结合为合子（2n），将来发育成胚。同时另1精核（n）与两个极核（n＋n）受精结合为胚乳核（3n），将来发育成胚乳。这一过程就称为双受精。8.有丝分裂和减数分裂有什么不同？用图表示并加以说明。答：①有丝分裂只有一次分裂。先是细胞核分裂，后是细胞质分裂，细胞分裂为二，各含有一个核。称为体细胞分裂。②减数分裂包括两次分裂，第一次分裂染色体减半，第二次染色体等数分裂。细胞在减数分裂时核内，染色体严格按照一定的规律变化，最后分裂成为4个子细胞，发育成雌性细胞或者雄性细胞，各具有半数的染色体。也称为性细胞分裂。③细胞经过减数分裂，形成四个子细胞，，染色体数目成半，而有丝分裂形成二个子细胞，染色体数目相等。④减数分裂偶线期同源染色体联合称二价体。粗线期时非姐妹染色体间出现交换，遗传物质进行重组。双线期时各个联会了的二价体因非姐妹染色体相互排斥发生交叉互换因而发生变异。有丝分裂则都没有。⑤减数分裂的中期各个同源染色体着丝点分散在赤道板的两侧，并且每个同源染色体的着丝点朝向哪一板时随机的，而有丝分裂中期每个染色体的着丝点整齐地排列在各个分裂细胞的赤道板上，着丝点开始分裂。9.有丝分裂和减数分裂意义在遗传学上各有什么意义在遗传学上？有丝分裂的遗传学意义：（1）维持个体的正常生长和发育。使子细胞获得与母细胞同样数量和质量的染色体（2）保证了物种的连续性和持续性。均等式的细胞分裂，使每一个细胞都得到与当初受精卵所具有的同一套遗传性息39 减数分裂的遗传学意义：（1）维持物种染色体数目的稳定性（2）为生物的变异提供了重要的物质基础10.何谓无融合生殖？它包含有哪几种类型？　　答：无融合生殖是指雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式，被认为是有性生殖的一种特殊方式或变态。它有以下几种类型：⑴.营养的无融合生殖；⑵.无融合结子：包括①.单倍配子体无融合生殖；②.二倍配子体无融合生殖；③.不定胚；⑶.单性结实。11.以红色面包霉为例说明低等植物真菌的生活周期，它与高等植物的生活周期有何异同？　　答：红色面包霉的单倍体世代（n=7）是多细胞的菌丝体和分生孢子。由分生孢子发芽形成为新的菌丝，属于其无性世代。一般情况下，它就是这样循环地进行无性繁殖。但是，有时也会产生两种不同生理类型的菌丝，一般分别假定为正（+）和（-）两种结合型，它们将类似于雌雄性别，通过融合和异型核的接合而形成二倍体的合子（2n=14），属于其有性世代。合子本身是短暂的二倍体世代。红色面包霉的有性过程也可以通过另一种方式来实现。因为其"+"和"-"两种接合型的菌丝都可以产生原子囊果和分生孢子。如果说原子囊果相当于高等植物的卵细胞，则分生孢子相当于精细胞。这样当"+"接合型（n）与"-"接合型（n）融合和受精后，便可形成二倍体的合子（2n）。无论上述的那一种方式，在子囊果里子囊的菌丝细胞中合子形成以后，可立即进行两次减数分裂（一次DNA复制和二次核分裂），产生出四个单倍体的核，这时称为四个孢子。四个孢子中每个核进行一次有丝分裂，最后形成为8个子囊孢子，这样子囊里的8个孢子有4个为"+"接合型，另有4个为"-"接合型，二者总是成1：1的比例分离。　　低等植物和高等植物的一个完整的生活周期，都是交替进行着无性世代和有性世代。它们都具有自己的单倍体世代和二倍体世代，只是低等植物的世代的周期较短（它的有性世代可短到10天），并且能在简单的化学培养基上生长。而高等植物的生活周期较长，配子体世代孢子体世代较长，繁殖的方式和过程都是高等植物比低等植物复杂得多。　　12.高等植物与高等动物的生活周期有什么主要差异？用图说明。　　答：高等动、植物生活周期的主要差异：动物通常是从二倍体的性原细胞经过减数分裂即直接形成精子和卵细胞，其单倍体的配子时间很短；有性过程是精子和卵细胞融合成受精卵，再由受精卵分化发育成胚胎，直至成熟个体。而植物从二倍体的性原细胞经过减数分裂后先产生为单倍体的雄配子体和雌配子体，再进行一系列的有丝分裂，然后再形成为精子和卵细胞；有性过程是经双受精，精子与卵细胞结合进一步发育分化成胚，而另一精子与两个极核结合，发育成胚乳，胚乳在胚或种子生长发育过程起到很重要作用。具体差异见下图：39 第三章遗传物质的分子基础　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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的过程。RNA的转录有三步：①.RNA链的起始；②.RNA链的延长；③.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。39 简并：一个氨基酸由一个以上的三联体密码所决定的现象。多聚合糖体：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。同义密码子：代表一种氨基酸的所有密码子。反密码子：tRNA顶端有三个暴露的碱基与mRNA链上互补的密码子配对。2．如何证明DNA是生物的主要遗传物质？答：DNA作为生物的主要遗传物质的间接证据：⑴.每个物种不论其大小功能如何，其DNA含量是恒定的。⑵.DNA在代谢上比较稳定。⑶.基因突变是与DNA分子的变异密切相关的。DNA作为生物的主要遗传物质的直接证据：⑴.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；⑵.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。⑶.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．简述DNA双螺旋结构及其特点？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：⑴.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。⑵.两条核苷酸链走向为反向平行。⑶.每条长链的内侧是扁平的盘状碱基。⑷.每个螺旋为3.4nm长，刚好有10个碱基对，其直径为2nm。⑸.在双螺旋分子的表面有大沟和小沟交替出现。6．原核生物DNA聚合酶有哪几种？各有何特点？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。39 DNA聚合酶II：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．真核生物与原核生物DNA合成过程有何不同？答：⑴.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。⑵.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。⑶.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。⑷.在真核生物中，有α、β、γ、δ和ε5种DNA聚合酶，δ是DNA合成的主要酶，由DNA聚合酶α控制后随链的合成，而由DNA聚合酶δ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。⑸.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。8．简述原核生物RNA的转录过程。答：RNA的转录有三步：⑴.RNA链的起始：首先是RNA聚合酶在δ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。δ因子在RNA链伸长到8－9个核苷酸后被释放，然后由核心酶催化RNA链的延长。⑵.RNA链的延长：RNA链的延长是在δ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。⑶.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。9．真核生物与原核生物相比，其转录过程有何特点？答：真核生物转录的特点：⑴.在细胞核内进行。⑵.mRNA分子一般只编码一个基因。⑶.RNA聚合酶较多。⑷.RNA聚合酶不能独立转录RNA。原核生物转录的特点：⑴.原核生物中只有一种RNA聚合酶完成所有RNA转录。⑵.一个mRNA分子中通常含有多个基因。10．简述原核生物蛋白质合成的过程。答：蛋白质的合成分为链的起始、延伸和终止阶段：39 第四章孟德尔遗传　　1．小麦毛颖基因P为显性，光颖基因p为隐性。写出下列杂交组合的亲本基因型：　　（1）毛颖×毛颖，后代全部毛颖。　　（2）毛颖×毛颖，后代3/4为毛颖1/4光颖。　　（3）毛颖×光颖，后代1/2毛颖1/2光颖。　　答：（1）亲本基因型为：PP×PP；PP×Pp；　　　　（2）亲本基因型为：Pp×Pp；　　　　（3）亲本基因型为：Pp×pp。　　2．小麦无芒基因A为显性，有芒基因a为隐性。写出下列个各杂交组合中F1的基因型和表现型。每一组合的F1群体中，出现无芒或有芒个体的机会是多少？　　（1）AA×aa，　（2）AA×Aa，　（3）Aa×Aa，　　（4）Aa×aa，　（5）aa×aa，　　答：⑴.F1的基因型：Aa；F1的表现型：全部为无芒个体。　　⑵.F1的基因型：AA和Aa；F1的表现型：全部为无芒个体。　　⑶.F1的基因型：AA、Aa和aa；F1的表现型：无芒：有芒=3：1。　　⑷.F1的基因型：Aa和aa；F1的表现型：无芒河忻?1：1。　　⑸.F1的基因型：aa；F1的表现型：全部有芒个体。　　3．小麦有稃基因H为显性，裸粒基因h为隐性。现以纯合的有稃品种（HH）与纯合的裸粒品种（hh）杂交，写出其F1和F2的基因型和表现型。在完全显性的条件下，其F2基因型和表现型的比例怎么样？　　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=3：1　　4．大豆的紫花基因P对白花基因p为显性，紫花×白花的F1全为紫花，F2共有1653株，其中紫花1240株，白花413株，试用基因型说明这一试验结果。　　答：由于紫花×白花的F1全部为紫花：即基因型为：PP×pp?Pp。　　而F2基因型为：Pp×Pp?PP：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。39 　　5．纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜粒玉米果穗上结有非甜玉米的子实，而非甜玉米果穗上找不到甜粒的子实，如何解释这一现象？怎么样验证解释？　　答：⑴.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，甜粒为隐性性状（假设A为非甜粒基因，a为甜粒基因）。　　⑵.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，与纯种非甜玉米测交，其后代的非甜粒和甜粒各占一半，既基因型为：Aa×aa=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．花生种皮紫色（R）对红色（r）为显性，厚壳T对薄壳t为显性。R-r和T-t是独立遗传的。指出下列各种杂交组合的：1.亲本基因型、配子种类和比例。2.F1的基因型种类和比例、表现型种类和比例。　　答：祥见下表：杂交基因型亲本表现型配子种类配子比例F1基因型F1表现型TTrr×ttRR厚壳红色薄壳紫色Tr:tR1:1TtRr厚壳紫色TTRR×ttrr厚壳紫色薄壳红色TR:tr1:1TtRr厚壳紫色TtRr×ttRr厚壳紫色薄壳紫色TR:tr:tR:Tr1:3:3:1TtRR: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:Tr1:2:1TtRr:Ttrr:ttRr:ttrr=1:1:1:1厚壳紫色:厚壳红色:薄壳紫色:薄壳红色=1:1:1:1　　7．番茄的红果Y对黄果y为显性，二室M对多室m为显性。两对基因是独立遗传的。当一株红果二室的番茄与一株红果多室的番茄杂交后，F1群体内有3/8的植株为红果二室的，3/8是红果多室的，1/8是黄果二室的，1/8是黄果多室的。试问这两个亲本植株是怎样的基因型？　　答：番茄果室遗传：二室M对多室m为显性，其后代比例为：　　二室：多室＝（3/8+1/8）：（3/8+1/8）=1：1，因此其亲本基因型为：Mm×mm。　　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：Yy×Yy。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。　　8．下表是不同小麦品种杂交后代产生的各种不同表现性的比例，试写出各个亲本基因型（设毛颖、抗锈为显性）。亲本组合毛颖抗锈毛颖感锈光颖抗锈光颖感锈39 毛颖感锈×光颖感锈毛颖抗锈×光颖感锈毛颖抗锈×光颖抗锈光颖抗锈×光颖抗锈01015018870081632149512　　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：PpRr×pprr　　（3）毛颖抗锈×光颖抗锈：PpRr×ppRr　　（4）光颖抗锈×光颖抗锈：ppRr×ppRr　　9．大麦的刺芒R对光芒r为显性，黑稃B对白稃b为显性。现有甲品种为白稃，但具有刺芒；而乙品种为光芒，但为黑稃。怎样获得白稃光芒的新品种？（设品种的性状是纯合的）　　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），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．小麦的相对性状，毛颖P是光颖p的显性，抗锈R是感锈r的显性，无芒A是有芒a的显性，这三对基因之间不存在基因互作。已知小麦品种杂交亲本的基因型如下，试述F1的表现型。　　（1）PPRRAa×ppRraa　　（2）pprrAa×PpRraa　　（3）PpRRAa×PpRrAa　　（4）Pprraa×ppRrAa　　答：⑴.F1表现型：毛颖抗锈无芒、毛颖抗锈有芒。　　⑵.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。　　⑶.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。　　⑷.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．光颖、抗锈、无芒（ppRRAA）小麦和毛颖、感锈、有芒（PPrraa）小麦杂交，希望从F3选出毛颖、抗锈、无芒（PPRRAA）的小麦10株，在F2群体中至少应选择表现型为毛颖、抗锈、无芒（P_R_A_）小麦几株？　　答：解法一：F1：PpRrAaF2中可以产生毛颖、抗锈、无芒表现型的基因型及其比例：PPRRAA：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)×(1/4)+(12/27)×(1/16)+(8/27)×(1/64)=1/8，则至少选择：10/（1/8）=80（株）。　　解法二：可考虑要从F339 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-_）的小麦植株：　　1/27=10X　　X=10×27=270（株）　　12．设有3对独立遗传、彼此没有互作、并且表现完全显性的基因Aa、Bb、Cc，在杂合基因型个体AaBbCc（F1）自交所得的F2群体中，求具有5显性和1隐性基因的个体的频率，以及具有2显性性状和1隐性性状的个体的频率。　　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：　　　　（2）2个显性性状，一个隐性性状的个体的频率：　　　　13．基因型为AaBbCcDd的F1植株自交，设这四对基因都表现为完全显性，试述F2群体中每一类表现型可能出现的频率。在这一群体中，每次任取5株作为一样本，试述3株全部为显性性状、2株全部为隐性性状，以及2株全部为显性性状、3株全部为隐性性状的样本可能出现的频率各为多少？　　答：AaBbCcDd：F2中表现型频率：(3/4+1/4)4=81：27：27：27：27：54/4：54/4：54/4：54/4：3：3：3：3：1　　⑴.5株中3株显性性状、2株隐性性状频率为：　　(81/256)3×(1/256)2=0.0316763×0.0000152587=0.00000048334　　⑵.5株中3株显性性状、3株隐性性状频率为：　　(81/256)2×(1/256)3=（6561/85536）×（1/16777216）=0.0767045×0.0000000596046=0.00000000457194　　14.设玉米子粒有色是独立遗传的三显性基因互作的结果，基因型为A_C_R的子粒有色，其余基因型的子粒均无色。有色子粒植株与以下3个纯合品系分别杂交，获得下列结果：　　（1）与aaccRR品系杂交，获得50%有色子粒　　（2）与aaCCrr品系杂交，获得25%有色子粒　　（3）与AAccrr品系杂交，获得50%有色子粒　　问这些有色子粒亲本是怎样的基因型？　　答：⑴.基因型为：AACcR_或AaCCR_或AaCcR_或AACcrr或AaCCrr　　⑵.基因型为：AaC_Rr或AaccRr　　⑶.基因型为：A_CcRR或A_CCRr39 　　15．萝卜块根的形状有长形的、圆形的、有椭圆型的，以下是不同类型杂交的结果：　　长形×圆形--595椭圆型　　长形×椭圆形--205长形，201椭圆形　　椭圆形×圆形--198椭圆形，202圆形　　椭圆形×椭圆形--58长形112椭圆形，61圆形　　说明萝卜块根属于什么遗传类型，并自定义基因符号，标明上述各杂交亲本及其后裔的基因型？　　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×AAAa　　(2)aa×AaAa：aa　　(3)Aa×AAAA：Aa=198：202=1：1　　(4)Aa×AaAA：Aa：aa=61：112：58=1：2：116．假定某个二倍体物种含有4个复等位基因（如a1、a2、a3、a4），试决定在下列三种情况下可能有几种基因组合？　　⑴.一条染色体；⑵.一个个体；⑶.一个群体。　　答：a1、a2、a3、a4为4个复等位基因，故：　　⑴.一条染色体上只能有a1或a2或a3或a4；　　⑵.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a4a4或a1a2或a1a3或a1a4或a2a3或a2a4或a3a4；　　⑶.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。17、分离比例实现的条件根据分离规律，由具有一对相对性状的个体杂交产生的F1，其自交后代分离比为3:1，测交后代分离比为1：1这些分离比出现的条件是:l研究的生物体是二倍体lF1个体形成的两种配子的数目是相等的，并且两种配子的生活力是一样的；受精时各雌雄配子都能以均等的机会相互自由组合。l不同基因型的合子及有合子发育的个体具有同样或大体相同的存活率。l研究的相对性状差异明显，显形表现是完全的。l杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体群体比较大。18、测交：杂种一代与隐性纯合体的杂交39 回交：杂种后代与亲本之一的杂交自交：同株花朵间或同一朵花内雌雄配子的受精结合多因一效：多个基因影响同一性状一因多效：一个基因同时影响多个性状19、复等位基因：是指在同源染色体的相同位点上，存在3个或3个以上的等位基因，这种等位基因在遗传学上称为复等位基因。20、非等位基因间的相互作用：l基因互作：在生物性状遗传中，有的单位性状是由两对或两对以上的基因控制的，这种n对基因共同作用决定一个单位性状发育的遗传现象就叫做基因互作。各种互作方式：²互补作用：当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，则表现为另一性状。这种基因互作的类型称为互补作用²积加作用：两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表现相似的性状，两种显性基因均不存在时又表现第三种性状，这种基因互作称为积加作用。²重叠作用：不同对基因互作时，对表现型产生相同的影响，F2产生15:1的比例，这种基因互作称为重叠作用。²显性上位作用：两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，而且其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用，这种情形称为上位性；后者被前者所遮盖，称为下位性。²隐性上位作用：在两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因起上位性作用，称为隐性上位作用。上位作用和显性作用不同，上位作用发生于两对不同等位基因之间，而显性作用则发生于同一对等位基因的两个成员之间。²抑制作用：在两对独立基因中，其中一对显性基因，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用，称为抑制基因。抑制基因本身不能决定性状，而显性上位基因除遮盖其他基因的表现型外，本身还能决定性状。第五章39 1．试述交换值、连锁强度和基因之间距离三者的关系。　　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0~50%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。l交换值及重组率，是指重组型配子数占总配子数的百分率。l基因定位：之确定基因在染色体上的位置。主要确定基因之间的距离和顺序，而他们之间的距离是用交换值来表现的。l基因定位方法：两点测验法、三点测验法　　2．试述连锁遗传与独立遗传的表现特征及细胞学基础。　　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，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．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39 20株，至少要种多少株？　　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））×100%=8.6%　　F1的两种重组配子Nl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%×4.3%=18.49/10000，　　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.在杂合体ABy//abY内，a和b之间的交换值为6%，b和y之间的交换值为10%。在没有干扰的条件下，这个杂合体自交，能产生几种类型的配子？在符合系数为0.26时，配子的比例如何？　　答：这个杂合体自交，能产生ABy、abY、aBy、AbY、ABY、aby、Aby、aBY8种类型的配子。　　在符合系数为0.26时，其实际双交换值为：0.26×0.06×0.1×100=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．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又与双隐性亲本测交，其后代的基因型及其比例如何？　　答：根据交换值，可推测F1产生的配子比例为（42％AB：8％aB：8％Ab：42％ab）×（46％DE：4％dE：4％De：46％de），故其测交后代基因型及其比例为：　　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：Aabbddee3.68：aabbddee19.32。　　6．a、b、c3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：+++74a++106++c382a+c5+b+3ab+364+bc98abc6639 　　试求这3个基因排列的顺序、距离和符合系数。　　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）×100%=19.3%　　ac间单交换值=（（3+5+74+66）/1098）×100%=13.5%　　bc间单交换值=13.5%+19.3%=32.8%　　其双交换值=（3+5/1098）×100%=0.73%　　符合系数=0.0073/（0.193×0.135）=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可能产生的类型和比例。　　答：根据图示，bc两基因连锁，bc基因间的交换值为7%，而a与bc连锁群独立，因此其可能产生的配子类型和比例为：　　ABC23.25:Abc1.75:AbC1.75:Abc23.25:aBC23.25:aBc1.75:abC1.75:abc23.25　　8．纯合的匍匐、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全是匍匐、多毛、有色花。如果F1与丛生、光滑、白花又进行杂交，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。　　匍、多、有6%丛、多、有19%　　匍、多、白19%丛、多、白6%　　匍、光、有6%丛、光、有19%　　匍、光、白19%丛、光、白6%　　答：从上述测交结果看，有8种表型、两类数据，该特征反映出这3个基因有2个位于同一染色体上连锁遗传，而另一个位于不同的染色体上独立遗传。又从数据的分配可见，匍匐与白花连锁，而多毛为独立遗传。匍匐与白花的重组值为24%。假定其基因型为：匍匐AA、多毛BB、白花cc，丛生aa、光滑bb、有色花CC。则组合为：　　AABBcc×aabbCC　　　　　↓　　AaBbCc×aabbcc　　　　　↓AaBbCc6:AaBbcc19:aaBbCc19:aaBbcc6:AabbCc6:Aabbcc19:aabbCc19:aabbcc6　　9．基因a、b、c、d位于果蝇的同一染色体上。经过一系列杂交后得出如下交换值：　　　基因　　　交换值39 　　　a与c　　　　40%　　　a与d　　　　25%　　　b与d　　　　5%　　　b与c　　　　10%　　试描绘出这4个基因的连锁遗传图。　　答：其连锁遗传图为：　　　　　　10．脉孢菌的白化型（al）产生亮色子囊孢子，野生型产生灰色子囊孢子。将白化型与野生型杂交，结果产生：　　129个亲型子囊-孢子排列为4亮4灰，　　141个交换型子囊----孢子排列为2:2:2:2或2:4:2　　问al基因与着丝点之间的交换值是多少？　　答：交换值=[141/（141+129）]×100%×1/2=26.1%　　11．果蝇的长翅（Vg）对残翅（vg）是显性，该基因位于常染色体上；红眼（W）对白眼（w）是显性，该基因位于X染色体上。现让长翅红眼的杂合体与残翅白眼的纯合体交配，所产生的基因型如何？　　答：假如杂合体为双杂合类型，则有两种情况：　　(1)♀vgvgXwXw×VgvgXWY♂　　　　　　　　　　↓　　VgvgXWXwvgvgXWXwVgvgXwYvgvgXwY　　(2)♀VgvgXWXw×vgvgXwY♂　　　　　　　　　　↓　　VgvgXWXwVgvgXwXwvgvgXWXwvgvgXwXw　　VgvgXWYVgvgXwYvgvgXWYvgvgXwY　　12．何谓伴性遗传、限性遗传和从性遗传？人类有哪些性状是伴性遗传的？　　答：伴性遗传是指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象。　　限性遗传是指位于Y染色体（XY型）或W染色体（ZW型）上的基因所控制的遗传性状只局限于雄性或雌性上表现的现象。　　从性遗传是指不含于X及Y染色体上基因所控制的性状，而是因为内分泌及其它因素使某些性状或只出现雌方或雄方；或在一方为显性，另一方为隐性的现象。　　人类中常见的伴性遗传性状如色盲、A型血友病等。　　13．设有两个无角的雌羊和雄羊交配，所生产的雄羊有一半是有角的，但生产的雌羊全是无角的，试写出亲本的基因型，并作出解释。　　答：设无角的基因型为AA，有角的为aa，则亲本的基因型为：　　XAXa（无角）×XAY（无角）　　　　　　　　↓　　XAXA（无角）XAY（无角）　　XAXa（无角）XaY（有角）　　从上述的基因型和表现型看，此种遗传现象属于伴性遗传，控制角的有无基因位于性染色体上，当有角基因a出现在雄性个体中时，由于Y染色体上不带其等位基因而出现有角性状第六章染色体变异　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　39 n染色体的结构变异可分为：缺失、重复、倒位、易位l缺失u缺失的类型：顶端缺失、中间缺失u如果缺失的片断较小，可能会造成假显性的现象u人类5好染色体短臂杂合缺失称为猫叫综合症l重复u分为顺接重复和反接重复u果蝇的棒眼遗传l倒位u臂内倒位、臂间倒位l易位u简单易位、相互易位u植物中的半不育现象u造成染色体融合而导致染色体数的变异n整倍体和非整倍体的表示方法：（1）整倍体一倍体：2n=X二倍体：2n=2X三倍体：2n=3X四倍体：2n=4X（2）非整倍体：由于减数分裂不正常或着丝点的得与失导致。单体：（2n-1）双单体：（2n-1-1）缺体：（2n-2）四体：（2n+2）三体：（2n+1）双三体：（2n+1+1）n奇数倍同源染色体多倍体都是高度不育的；偶数倍同源染色体多倍体是可育的。n单倍体：是指具有染色体数n的个体n研究单倍体的原因：（1）单倍体本身的每个染色体组虽然都是单的，全部基因也都是单的，但是如果人为的将它的染色体数加倍，使之成为二倍体或双倍体，不仅可以由不育变为可育而且其全部的基因都是纯合的。（2）既然单倍体的每一种基因都只有一个，所以在单倍体细胞内，每个基因都能发挥自己对性状发育的作用，不管它是显性的还是隐性的。因此，单倍体是研究基因性质及其作用的良好材料。39 （3）异源多倍体的各个染色体组之间并不都是绝对异源的，这一染色体组的某个或某些染色体与另一染色体组的某个或某些染色体之间，可能有着部分同源的关系。n单体的性质：（1）在植物方面，二倍体群体内出现的单体一般都不具有活力，而且往往是不孕的；只有异源多倍体的单体才具有一定的活力和育性。（2）从性状上分，各个单体之间或与正常双体之间，一般在性状表现上都具有极小的差别，只是当栽培条件不良时，少数单体才变得可以辨认。1．植株是显性AA纯合体，用隐性aa纯合体的花粉给它授粉杂交，在500株F1中，有2株表现为aa。如何证明和解释这个杂交结果？　　答：这有可能是显性AA株在进行减数分裂时，有A基因的染色体发生断裂，丢失了具有A基因的染色体片断，与带有a基因的花粉授粉后，F1缺失杂合体植株会表现出a基因性状的假显性现象。可用以下方法加以证明：　　⑴.细胞学方法鉴定：①.缺失圈；②.非姐妹染色单体不等长。　　⑵.育性：花粉对缺失敏感，故该植株的花粉常常高度不育。　　⑶.杂交法：用该隐性性状植株与显性纯合株回交，回交植株的自交后代6显性：1隐性。　　2．玉米植株是第9染色体的缺失杂合体，同时也是Cc杂合体，糊粉层有色基因C在缺失染色体上，与C等位的无色基因c在正常染色体上。玉米的缺失染色体一般是不能通过花粉而遗传的。在一次以该缺失杂合体植株为父本与正常的cc纯合体为母本的杂交中，10%的杂交子粒是有色的。试解释发生这种现象的原因。　　答：这可能是Cc缺失杂合体在产生配子时，带有C基因的缺失染色体与正常的带有c基因的染色体发生了交换，其交换值为10%，从而产生带有10%C基因正常染色体的花粉，它与带有c基因的雌配子授粉后，其杂交子粒是有色的。3．某个体的某一对同源染色体的区段顺序有所不同，一个是12·34567，另一个是12·36547（"·"代表着丝粒）。试解释以下三个问题：　　⑴.这一对染色体在减数分裂时是怎样联会的？　　⑵.倘若在减数分裂时，5与6之间发生一次非姐妹染色单体的交换，图解说明二分体和四分体的染色体结构，并指出产生的孢子的育性。　　⑶.倘若在减数分裂时，着丝粒与3之间和5与6之间各发生一次交换，但两次交换涉及的非姐妹染色单体不同，试图解说明二分体和四分体的染色体结构，并指出产生的孢子的育性。　　答：如下图说示。　　　　*为败育孢子。39 　　4．某生物有3个不同的变种，各变种的某染色体的区段顺序分别为：ABCDEFGHIJ、ABCHGFIDEJ、ABCHGFEDIJ。试论述这3个变种的进化关系。　　答：这3个变种的进化关系为：以变种ABCDEFGHIJ为基础，通过DEFGH染色体片段的倒位形成ABCHGFEDIJ，然后以通过EDI染色体片段的倒位形成ABCHGFIDEJ。　　5．假设某植物的两个种都有4对染色体：以甲种与乙种杂交得F1，问F1植株的各个染色体在减数分裂时是怎样联会的？绘图表示联会形象。　　　　甲种　　　　　　　乙种　　ABCDE　FGHIJ　　　ADCBE　FGMNO　　-----　-----　　　-----　-----　　-----　-----　　　-----　-----　　ABCDE　FGHIJ　　　ADCBE　FGMNO　　KLMNO　PQRST　　　KLHIJ　PQRST　　-----　-----　　　-----　-----　　-----　-----　　　-----　-----　　KLMNO　PQRST　　　KLHIJ　PQRST　　答：F1植株的各个染色体在减数分裂时的联会。　　　39 　　6．玉米第6染色体的一个易位点（Ｔ）距离黄胚乳基因（Ｙ）较近，Ｔ与Ｙ之间的重组率为20％。以黄胚乳的易位纯合体与正常的白胚乳纯系（yy）杂交，试解答以下问题：　　⑴.F1和白胚乳纯系分别产生哪些有效配子？图解分析。　　⑵.测交子代（Ｆ1）的基因型和表现型（黄粒或白粒，完全不育或半不育）的种类和比例如何？图解说明。　　答：　　　　　7．曾使叶基边缘有条纹（f）和叶中脉棕色（bm2）的玉米品系（ffbm2bm2），叶基边缘和中脉色都正常的易位纯合体（FFBm2Bm2TT）杂交，Ｆ1植株的叶边缘和脉色都正常，但半不育。检查发现该Ｆ1的孢母细胞在粗线期有十字形的四分体。使全隐性的纯合亲本与Ｆ1测交，测交子代的分离见下表。已知Ｆ-f和Bm2-Bm2本来连锁在染色体１的长臂上，问易位点（Ｔ）与这两对基因的位置关系如何？叶基边缘有无白条纹中脉色育　　　性半不育全育36（无）正常99637（有）棕色14038（无）棕色671239（有）正常153　　答：⑴.39 叶基边缘有无白条纹的比例为1：1：1：1。易位使连锁在同一条染色体上的F-f和Bm2-bm2基因改变为分属于不同的染色体，呈现自由组合规律。因此易位点T在这两基因的中间。　　⑵.易位点T与正常基因之间的遗传距离：F-T为7.16%、Bm2-T为45.52%。　　　　其中：FtBm2和fFbm2为双交换，则：　　双交换值=（（6＋1）/279）＝2.51%　　单交换值：F-T＝（（12＋1）/279）＋2.51%＝7.16%　　Bm2-T＝（（53＋67）/279）＋2.51%＝45.52%叶基边缘有无白条纹中脉色育　　　性半不育(T)全育(t)36（F）Bm299637（f）bm214038（F）bm2671239（f）Bm2153　　8．某同源四倍体为AaaaBBbb杂合体，A-a所在染色体与B-b所在染色体是非同源的，而且A为a的完全显性，B为b的完全显性。试分析该杂合体的自交子代的表现型比例（设染色体随机分离）。　　答：　　　　　　AaaaBBbbF2表现型比例：　　　　　　　　　　　　　　自交　配子5AaB-5aaB-1Aabb1aabb5AaB-25AaB-AaB-25AaB-aaB-5AaB-A-bb5AaB-aabb5aaB-25aaB-A-B-25aaB-aaB-5aaB-A-bb5aaB-aabb1Aabb5AabbA-B-5A-abbaaB-1AabbA-bb1Aabbaabb1aabb5aabbA-B-5aabbaaB-1aabbA-bb1aabbaabb39 　　故表型总结为：105A---B---：35aaaaB---：3A---bbbb：1aaaabbbb　　9．普通小麦的某一单位性状的遗传常常是由3对独立分配的基因共同决定的，这是什么原因？用小麦属的二倍体种、异源四倍体种和异源六倍体种进行电离辐射处理，哪个种的突变型出现频率最高？哪个最低？为什么？　　答：这是因为普通小麦是异源六倍体，其编号相同的三组染色体（如1A1B1D）具有部分同源关系，因此某一单位性状常常由分布在编号相同的三组染色体上的3对独立基因共同决定。如对不同倍数的小麦属进行电离辐射处理，二倍体种出现的突变频率最高，异源六倍体种最低。因为异源六倍体有三组染色体组成，某组染色体某一片段上的基因诱发突变，其编号相同的另二组对应的染色体片段上的基因具有互补作用，可以弥补其辐射带来的损伤。　　10．使普通小麦与圆锥小麦杂交，它们的F1植株的体细胞内应有哪几个染色体组和染色体？该F1植株的孢母细胞在减数分裂时，理论上应有多少个二价体和单价体？F2群体内，各个植株的染色体组和染色体数是否还能同F1一样？为什么？是否还会出现与普通小麦的染色体组和染色体数相同的植株？　　答：F1植株体细胞内应有AABBD5个染色体组，共35条染色体,减数分裂时理论上应有14II＋7I。F2群体内各植株染色体组和染色体数绝大多数不会同F1一样，因为7个单价体分离时是随机的，但也有可能会出现个别与普通小麦的染色体组和染色体数相同的植株。因为产生雌雄配子时，有可能全部7I都分配到一个配子中。　　11．马铃薯的2n=48，是个四倍体。曾经获得马铃薯的单倍体，经细胞学的检查，该单倍体在减数分裂时形成12个二价体。据此，你对马铃薯染色体组的组合成分是怎样认识的？为什么？　　答：马铃薯是同源四倍体，只有这样，当其是单倍体时，减数分裂才会形成12个二价体。如是异源四倍体话，减数分裂时会形成24个单价体。　　12．三体的n+1胚囊的生活力一般远比n+1花粉强。假设某三体植株自交时参与受精的有50%为n+1胚囊，而参与受精的花粉中只有10%是n+1，试分析该三体植株的自交子代群体里，四体所占的百分数、三体所占的百分数和正常2n个体所占的百分数。　　答：该三体自交后代的群体为：♀♂90%n10%n+150%n45%2n5%2n+150%n+145%2n+15%2n+2　　该三体自交后代的群体里四体（2n+2）、三体（2n+1）、二体（2n）所占的百分数分别为5%、50%、45%。39 　　13．以番茄正常叶型的第6染色体的三体（2n+I6）为母本，以马铃薯叶型（cc）的正常番茄（2n）为父本进行杂交，试问：（1）假设c基因在第6染色体上，使F1群体的三体植株与马铃薯叶型的正常番茄试交，试交子代的染色体数及其表现型（叶型）种类和比例如何？（2）倘若c基因不在第6染色体上，上述试交子代的表现型种类和比例各如何？　　答：⑴.假若c基因在第6染色体上，则　　(n-1)II+6IIICCC×(n-1)II+6IIcc　　　　　　　　　　↓　　　　　　　(n-1)II+6IIICCc×(n-1)II+6IIcc　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　1(n-1)II+6IIICCc+2(n-1)II+6IIICcc+2(n-1)II+6IICc+1(n-1))II+6IIcc　　其表现型比例为：正常叶：马铃薯叶=5：1　　染色体数比例为：三体：正常=1：1　　⑵.假若c基因不在第6染色体上，则　　(n-1)IICC+6III×(n-1)IIcc+6II　　　　　　　　　↓　　　　(n-1)IICc+6III×(n-1)IIcc+6II　　　　　　　　　　　↓　　　1(n-1)IICc+6III+1(n-1)IICc+6II+2(n-1)IICc+6III+2(n-1)IICc+6II+1(n-1)IIcc+6III+1(n-1)IIcc+6II+2(n-1)IIcc+6III+2(n-1)IIcc+6II　　其后代表现型比例为：正常叶：马铃薯叶=1：1　　染色体数比例为：三体：正常=1：1　　14.玉米的淀粉质胚乳基因（Su）对甜质胚乳基因（su）为显性。某玉米植株是甜质纯合体（susu），同时是第10染色体的三体（2n+I10）。使该三体植株与粉质纯合的正常玉米（2n）杂交，再使F1群体内的三体植株自交，在F2群体内有1758粒是淀粉质的，586粒是甜质的，问Su-su这对基因是否在第10染色体上？（设染色体随机分离）　　答：根据题意，F2群体淀粉质：甜质=1758：586=3：1，可推知这对基因不在第10染色体上。解释：　　（n-1）IIsusu+10III×（n-1）IISuSu+10II　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　（n-1）IISusu+10III　　　　　　　　　　　　　↓自交（n-1）ISu+10I（n-1）ISu+10II（n-1）Isu+10I（n-1）Isu+10II(n-1)ISu+10I　　淀粉质：甜质=3：1(n-1)ISu+10II(n-1)Isu+10I(n-1)Isu+10II　　如在第10染色体上，则　　（n-1）II+10IIIsususu×（n-1）II+39 10IISuSu　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　（n-1）II＋10IIISususu　　　　　　　　　　　　　　　↓自交1(n-1)I+10ISu1(n-1)I+10IIsusu2(n-1)I+10Isu2(n-1)I+10IISusu1(n-1)I+10ISu　　　淀粉质：甜质=27：9=3:11(n-1)I+10IIsusu2(n-1)I+10Isu2(n-1)I+10IISusu　　上述是假定三体10IIISususu的分离中n+1和n以同等的比例授精，但实际上三体n+1的配子参与受精的要少于n配子，n+1的花粉更少，因此不可能达到刚好是3：1的比例。因此不在第10染色体上。　　15.一般都认为烟草是两个野生种Nicotianasylvestris（2n=24=12II=2X=SS）和N.tomentosiformis（2n=24=12II=2X=TT）合并起来的异源四倍体（2n=48=24II=SSTT）。某烟草单体（2n-1=47）与N.sylvestris杂交的F1群体内，一些植株有36个染色体，另一些植株有35个染色体。细胞学的检查表明，35个染色体的F1植株在减数分裂时联会成11个二价体和13个单价体，试问：该单体所缺的那个染色体属于S染色体组，还是属于T染色体组？如果所缺的那个染色体属于你所解答的那个染色体组的另一个染色体组，上述的35个染色体的F1植株在减数分裂时应该联会成几个二价体和单价体？　　答:（1）该单体所缺的那个染色体属于S染色体组，因为具有35个染色体的F1植株在减数分裂时形成了11二价体和13个单价体。　　（2）假若该单体所缺的那个染色体属于T染色体组，则35个染色体的F1植株在减数分裂时会形成12二价体和11个单价体。　　16.白肋型烟草的茎叶都是乳黄绿色，基因型是yb1yb1yb2yb2隐性纯合体。某植株的基因型内只要有yb1的显性等位基因Yb1或yb2的显性等位基因Yb2中之一个即为正常绿色。曾使白肋型烟草与9个不同染色体（从M到U）的单体杂交，得9个杂交组合的F1，再使白肋型烟草分别回交9个F1群体内的单体植株，得到下表所列的回交子一代。试问Yb1-yb1或Yb2-yb2在哪条染色体上？为什么？F1单体的单体染色体回交子一代的表现种类和株数绿株白肋株M369N288O1917P339Q3212R2712S27439 T288U378　　答：Yb1-yb1或Yb2-yb2位于O染色体上。下面以Yb2-yb2是否位于O染色体上作相关解释：　　⑴.如果Yb2在O染色单体上，　　（n-2）II+IIyb1yb1+M-UIIyb2yb2×（n-2）II+IIYb1Yb1+OIYb2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　（n-2）II+IIYb1yb1+OIIYb2yb2；　　　　　　　（n-2）II+IIYb1yb1+OIyb2×（n-2）II+IIyb1yb1+OIIyb2yb2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓（n-2）II+IIYb1yb1+OIyb21绿（n-2）II+IIYb1yb1+OIIyb2yb21绿（n-2）II+IIyb1yb1+OIIyb2yb21白（n-2）II+IIyb1yb1+OIyb21白　　则正常株和白肋株的比例为1：1，而上表中只有O染色体单体后代表现为19：17接近于理论比例1：1，故推测Yb2基因位于O染色体上。　　同理如Yb1基因位于单体染色体上，也表现为相同的遗传规律，因此Yb1基因也可位于O染色体上。　　⑵.如果不在O染色单体上，则　　（n-2）II+IIyb1yb1+IIyb2yb2×（n-3）II+IIYb1Yb1+IIYb2Yb2+OI　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　（n-2）II+IIYb1yb1+IIYb2yb2；　　　　　（n-3）II+IIYb1yb1+IIYb2yb2+OI×（n-2）II+IIyb1yb1+IIyb2yb2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓（（n-3）II+OI）（n-2）II+IIYb1yb1+IIYb2yb21绿株（（n-3）II+OI）（n-2）II+IIYb1yb1+IIyb2yb21绿株（（n-3）II+OI）（n-2）II+IIyb1yb1+IIYb2yb21绿株（（n-3）II+OI）（n-2）II+IIyb1yb1+IIyb2yb21白肋株　　则正常株和白肋株的比例为3：1，而上表中只有除O染色体株之外其它染色体单体后代的表现接近于这一理论比例第九章基因工程和基因组学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　39 　2．简述基因工程的施工步骤。　　答：基因工程的施工由以下这些步骤：　　⑴.从细胞和组织中分离DNA；　　⑵.媚苁侗鹛匾霥NA序列的限制性核酸内切酶酶切DNA分子，制备DNA片段；　　⑶.将酶切的DNA片段与载体DNA（载体能在宿主细胞内自我复制连接），构建重组DNA分子；　　⑷.将重组DNA分子导入宿主细胞，在细胞内复制，产生多个完全相同的拷贝，即克隆；　　⑸.重组DNA随宿主细胞分裂而分配到子细胞，使子代群体细胞均具有重组DNA分子的拷贝；　　⑹.从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重组DNA分子；　　⑺.使克隆的DNA进一步转录成mRNA、翻译成蛋白质，分离、鉴定基因产物。　　3．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。　　(1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠　　答：⑴.载体：经限制性酶酶切后形成的DNA片段或基因，不能直接进入宿主细胞进行克隆。一个DNA片段只有与适合的载体DNA连接构成重组DNA后，在载体DNA的运载下，才可以高效地进入宿主细胞，并在其中复制、扩增、克隆出多个拷贝。可作为DNA载体的有质粒、噬菌体、病毒、细菌和酵母人工染色体等。　　⑵.限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶是基因工程的基石。在细菌中这些酶的功能是降解外来DNA分子，以限制或阻止病毒侵染。这种酶能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，在这一序列内将双链DNA分子切断。　　⑶.连接酶：将外源DNA与载体相连接的一类酶。　　⑷.宿主细胞：能使重组DNA进行复制的寄主细胞。　　⑸.氯化钠：主要用于DNA提取。在pH为8左右的DNA溶液中，DNA分子是带负电荷的，加入一定浓度的氯化钠，使钠离子中和DNA分子上的负电荷，减少DNA分子之间的同性电荷相斥力，易于互相聚合而形成DNA钠盐沉淀。另外，氯化钠也是细菌培养基的成分之一。　　10．简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景。　　答：基因工程在工业上的应用主要是生产医药产品，最典型的例子是通过细菌生产胰岛素，治疗糖尿病。到目前通过细菌已经生产了表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝炎工程疫苗等10多种医药产品。　　基因工程在农业上的应用：以转基因植物为标志的植物基因工程已经培养出许多抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆的优良品种和品系，如在全世界范围内大量推广应用的抗除草剂的大豆、抗棉铃虫的棉花等。通过转基因羊大量表达人类的抗胰蛋白酶；克隆动物的成功，可以挽救濒危的稀有动物。　　基因工程在医学上主要是用于遗传疾病的诊断、基因的治疗方面。　　基因工程具有巨大和广泛的发展前景，将渗透到人类生活的各个方面。可以创造出营养价值更高、保健作用更好、抗逆性更强的植物种类；转基因动物的进展，可以生产出多种类的用于人类遗传性疾病治疗的药物；人类基因组计划的完成和基因定位的发展、尤其是核酸分子杂交原理和方法与半导体技术结合而发展起来的DNA芯片技术的出现和完善，将在人类遗传疾病的诊断和治疗等方面发挥重要作用。39 第十章基因突变　1、基因突变：是指染色体上某一基因位点内部发生了化学性质的变化，与原来基因形成对性关系。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2．什么叫复等位基因？人的ABO血型复等位基因的遗传知识有什么利用价值？　　答：位于同一基因位点上的各个等位基因在遗传学上称为复等位基因。复等位基因并不存在于同一个体（同源多倍体是例外），而是存在于同一生物类型的不同个体里。　　人的ABO血型就是蒊A、IB和i三个复等位基因决定着红细胞表面抗原的特异性。其中，IA基因、IB基因分别对i基因为显性，IA与IB为共显性。根据ABO血型的遗传规律可进行亲子鉴定等。　　3．何为芽变？在生产实践上有什么价值？　　答：芽变是体细胞突变的一种，突变发生在芽的分生组织细胞中。当芽萌发长成枝条，并在性状上表现出与原类型不同，即为芽变。　　芽变是植物产生新变异的丰富源泉，它既可为杂交育种提供新的种质资源，又可从中选出优良新品种，是选育品种的一种简易而有效的方法。全世界有一半苹果产量来自于芽变，如品种：元帅、红星、新红星、首红、超首红。　　4．为什么基因突变大多数是有害的？　　答：大多数基因的突变，对生物的生长和发育往往是有害的。因为现存的生物都是经历长期自然选择进化而来的，它们的遗传物质及其控制下的代谢过程，都已经达到相对平衡和协调状态。如果某一基因发生突变，原有的协调关系不可避免地要遭到破坏或削弱，生物赖于正常生活的代谢关系就会被打乱，从而引起程度不同的有害后果。一般表现为生育反常，极端的会导致死亡。5．有性繁殖和无性繁殖、自花授粉和异花授粉与突变性状表现有什么关系？　　答：有性繁殖植物：性细胞发生显性突变，则在后代中立即表现；如果是隐性突变，后代自交也可以得到纯合的突变体。体细胞发生显性突变，则以嵌合体形式存在；体细胞发生隐性突变，不能立即表现，如要使它表现则需要把隐性突变体进行有性繁殖。　　无性繁殖植物：体细胞显性突变后，形成嵌合体，用嵌合体进行无性繁殖，可以得到表现各种变异的嵌合体，也可能得到同质突变体；发生隐性突变则无法通过无性繁殖使之得到表现。　　自花授粉植物：一般自花授粉植物突变频率低，遗传上较稳定，但是突变后容易表现，容易被检出。　　异花授粉植物：异花授粉植物突变频率相对较高，但是突变后不容易被检出。因为显性突变成杂合状态存在，隐性突变大多被显性基因遮盖而不表现，只要在自交时基因型纯合，才能表现。39 　　6．突变的平行性说明什么问题，有何实践意义？　　答：亲缘关系相近的物种因遗传基础比较近似，往往发生相似的基因突变。这种现象称为突变的平行性。根据这个特点，当了解到一个物种或属内具有哪些变异类型，就能够预见到近缘的其它物种或属也可能存在相似的变异类型，这对于人工诱变有一定的参考意义。　　7．利用花粉直感现象测定突变频率，在亲本状态配置上应该注意什么问题？　　答：一般应该用隐性纯合体作母本，用显性纯合体经诱变处理的花粉作父本进行杂交。　　8．在高秆小麦田里突然出现一株矮化植株，怎样验证它是由于基因突变，还是由于环境影响产生的？　　答：如果是在苗期发现这种情况，有可能是环境条件如土壤肥力、光照等因素引起，在当代可加强矮化植株与正常植株的栽培管理，使其处于相同环境条件下，观察它们在生长上的差异。如果到完全成熟时，两者高度表现相似，说明它是不遗传的变异，由环境影响引起的；反之，如果变异体与原始亲本明显不同，仍然表现为矮秆，说明它可能是遗传的变异。然后进行子代比较加以验证，可将矮化植株所收种子与高秆小麦的种子播种在相同的环境条件下，比较它的后代与对照在株高上的差异。如矮化植株的种子所长成的植株仍然矮化，则证明在高秆小麦田里出现的一株矮化植株是由于基因突变引起的。第十一章细胞质遗传　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。　　答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传。　　细胞质遗传的特点：⑴.遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。⑵.正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。⑶.通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失。⑷.由附加体或共生体决定的性状，其表现往往类似病毒的转导或感染。　　举例：罗兹（RhoadesM.M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。39 　　2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。　　答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。　　母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并不是由于细胞质基因组所决定的，而是由于核基因的产物在卵细胞中积累所决定的，故不属于母性遗传的范畴。　　举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。F1的基因型（S+S）决定了F2均为右旋，而F2的三种基因型决定了F3的二种类型的分离，其中S+S+和S+S的后代为右旋，SS后代为左旋。　　-******3、如果正反交试验获得的F1表现不同，这可能是由于⑴.性连锁；⑵.细胞质遗传；⑶.母性影响。你如何用试验方法确定它属于哪一种情况？　　答：正反杂交获得的F1分别进行自交或近亲交配，分析F1和F2性状分离与性别的关系，如群体中性状分离符合分离规律，但雌雄群体间性状分离比例不同者为性连锁；若正交F1表现与母本相同，反交不同，正交F1与其它任何亲本回交仍表现为母本性状者，并通过连续回交将母本的核基因置换掉，但该性状仍保留在母本中，则为细胞质遗传。若F1表现与母本相似，而自交后F2表现相同，继续自交其F3表现分离，且符合分离规律，则为母性影响。　　4、细胞质遗传的物质基础是什么？　　答：所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质均为细胞质遗传的物质基础。细胞器基因组包括：线粒体基因组、叶绿体基因组、动粒基因组、中心粒基因组、膜体系基因组等；非细胞器基因组包括细胞共生体基因组、细胞质粒基因组等。　　5、细胞质基因与核基因所何异同？二者在遗传上的相互关系如何？　　答：共同点：虽然细胞质基因在分子大小和组成上与核基因有某些区别，但作为一种遗传物质，在结构上和功能上与核基因有许多相同点：⑴.均按半保留复制；⑵.表达方式一样：DNA-mRAN核糖体-蛋白质；⑶.均能发生突变，且能稳定遗传，其诱变因素亦相同。　　不同点：细胞质基因突变频率大，具有较强的定向突变性；正反交不一样，基因通过雌配子传递；基因定位困难；载体分离无规律，细胞间分布不均匀；某些基因有感染性。而核基因突变频率较小，难于定向突变性；正反交一样，基因通过雌雄配子传递；基因可以通过杂交方式进行定位；载体分离有规律、细胞间分布均匀；基因无感染性。　　遗传学中通常把染色体基因组控制的遗传现象和遗传规律称为核遗传，把细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传，两者在遗传上相互协调和制约，反映了核与质两个遗传体系相互依存和联系的统一关系。一般情况下，核基因在遗传上处于主导的地位，但在某些情况下表现出细胞质基因的自主遗传作用。39 　　　7、植物雄性不育主要有几种类型？其遗传基础如何？　　答：植物雄性不育主要有核不育性、质核不育性、质不育性三种类型：　　⑴.核不育型是一种由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型，一般受简单的1-2对隐性基因所控制，纯合体表现雄性不育。也发现由显性雄性不育基因所控制的显性核不育，它只能恢复不育性，但不能保持不育性。　　⑵.质核不育型是由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，由不育的细胞质基因和相对应的核基因所决定的。当胞质不育基因S存在时，核内必须有相对应的一对（或一对以上）隐性基因rr存在时，个体才能表现不育，只有细胞质或细胞核存在可育基因时能够表现为可育。根据不育性的败育发生的过程可分为：孢子体不育，指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，与花粉本身所含基因无关；配子体不育，指花粉育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所决定。不同类型需特定的恢复基因。　　⑶.质不育型是由细胞质基因所控制的不育类型，只能保持不育性，但不能恢复育性。如IRRI运用远缘杂交培育的雄性不育系IR66707A(Oryzaperennis细胞质，1995)和IR69700A(Oryzaglumaepatula细胞质，1996)均具有异种细胞质源，其细胞质完全不同于目前所有的水稻雄性不育系。这两个不育系属于细胞质型不育系，故其不育性都只能被保持而不能被恢复。　　9、如果你发现了一株雄性不育植株，你如何确定它究竟是单倍体、远缘杂交F1、生理不育、核不育还是细胞质不育？　　答：如果这植株是单倍体，那么这植株矮小，并伴有其它不良性状，雌雄均为不育，PMC减数分裂中期大多数染色体为单价体；而如果这是远缘杂交F1植株就较高大，营养生长旺盛，PMC减数分裂中期染色体配对异常，雌雄配子均不育但雌性的育性强于雄性。生理不育是不可遗传的。核不育和细胞质不育均为雄性不育，雌配子正常可育，但核不育材料与其它材料杂交的F1一般为可育，F2的育性分离呈现出明显的规律性；而细胞质不育的杂交后代可以保持不育（父本为保持系）或恢复可育（父本为纯合恢复系）。因此，可以从植株性状的遗传、植株形态、花粉母细胞镜检和杂交试验进行确定和区分。　　10、用某不育系与恢复系杂交，得到F1全部正常可育。将F1的花粉再给不育系亲本授粉，后代中出现90株可育株和270株不育株。试分析该不育系的类型及遗传基础。　　答：该不育系类型为孢子体不育S(r1r1r2r2)　　S(r1r1r2r2)×N(R1R1R2R2)F1S(R1r1R2r2)全部正常可育　　S(r1r1r2r2)×S(R1r1R2r2)F11可育(S(R1r1R2r2))+3不育(S(r1r1r2r2)+S(r1r1R2r2)+S(R1r1r2r2))　　该不育系的不育类型的遗传基础为：其恢复基因有两个，存在基因互作。无论是杂交还是回交后代中，个体基因型中只有同时存在两个显性恢复基因时，才能起到恢复育性的作用。因此，在回交后代中出现1：3可育株与不育株的分离。　　11、现有一个不育材料，找不到它的恢复系。一般的杂交后代都是不育的。但有的F1不育株也能产生极少量F2花粉，自交得到少数后代，呈3：1不育株与可育株分离，将F1不育株与可育亲本回交，后代呈1：1不育株与可育株的分离，试分析该不育材料的遗传基础。　　答：该不育材料是由单显性基因控制的不育系，其基因型为（MSMS）。该材料与可育材料（msms）杂交，其杂合体后代均为不育。一旦F1个体中出现少量可育花粉，自交后代即产生3：1的不育株与可育株的育性分离。F1不育株与可育亲本回交，即产生1：1的39 育性分离。至于F1不育株出现少量可育花粉可能是该材料的育性表现受环境条件（日照和温度等）的影响，在某一特定条件下，杂合体表现为可育。第十二章遗传与发育　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1、怎样理解细胞核和细胞质在个体发育中的相互作用？　　答：在个体发育过程中，细胞核和细胞质是相互依存，不可分割的，但起主导作用的应该是细胞核。因为细胞核内的"遗传信息"决定着个体发育的方向和模式，为蛋白质（包括酶）的合成提供了模板（mRAN）以及其它各种重要的RNA，从而控制了细胞的代谢方式和分化程序。细胞质则是蛋白质合成的场所，并为DNA的复制、mRNA的转录以及tRNA、rRNA的合成提供原料和能量。例如，叶绿体的RuBp羧化酶的8个小亚基和8个大亚基虽然分别由核基因和叶绿体基因编码合成，但叶绿体的形成却是在核基因的控制之下。从另一方面看，细胞质中的一些物质又能调节和制约核基因的特性，使得相同的细胞核由于不同的细胞质的影响而导致细胞的分化。从细胞分化这一点说，细胞质的不等分裂起着重要的作用；没有细胞质的不等分裂，其后果只能是细胞数目的增加，不会有细胞的分化。　　2、海胆的受精卵分裂成4个细胞时，将各个细胞分开，都能发育成小幼虫。而分裂成8个小细胞时，再把它们分开，为什么不能发育成小幼虫？　　答：这是因为受精卵虽是单细胞，但它的细胞质内除显见的细胞器有分化外，还存在动物极和植物极、灰色新月体和黄色新月体等分化。这些分化的物质将来发育成什么组织和器官，大体上已经确定。海胆受精卵的第一、二次分裂，都是顺着对称轴的方向进行的。获得的4个卵裂细胞中的细胞质是完全的，而第三次卵裂方向与对称轴垂直，分裂的8个卵裂细胞的细胞质不均等，因此就不能发育成小幼虫。这说明了细胞质是胚胎发育所必需，而且一个细胞除核和各种细胞器外。其它的不同部分对个体发育也能产生不同的影响。　　3、如何理解个体发育的阶段性和连续性？　　答：在个体发育的过程中，各种性状的发育，从受精卵开始分裂时就开始了，随着个体发育时期的推进，相应的性状有序且有节奏的发生。这一过程实际上包括了一系列连续的发育阶段，这些阶段按预定的顺序依次接连发生。上一阶段的趋向完成，启动下一阶段的开始。在正常情况下，一个细胞（组织或器官）通常不再继续分化或转化为其它任何结构，个体发育的这种特性是由内外两种因素控制的。内在的因素也就是遗传的因素，是基因序列在不同时间上的选择性表达。外在因素则包括相邻细胞间或组织器官间以及外界环境条件的影响。　　4、说明同形异位基因在个体发育中的作用。　　答：同形异位基因控制着个体的发育模式，组织和器官的形成。同形异位基因编码一组转录因子，这类转录因子都有含有一段或几段十分保守的序列，形成一定空间结构，与特异的DNA序列结合，和RNA聚合酶及其它因子一起控制基因转录，即，同形异位基因是通过调控其它重要的形态及器官结构基因的表达（包括控制细胞分裂、纺锤体形成和取向、细胞分化等发育过程的基因）来控制生物发育及器官形成的。39 　　5、何谓分化，去分化和再分化？植物细胞或组织怎样恢复它的全能性？　　答：分化反映来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态机能和化学构成上异质细胞的过程，是由一般变为特殊的现象，它可在细胞水平，组织水平和器官水平上表现出来。　　去分化是指植物细胞或组织脱离其受发育阶段及所在组织器官环境的约束，成为游离状态，并且得到必需营养和激素，就可能经去分化而恢复其遗传全能性。　　再分化指由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞过程。　　植物细胞或组织经激素等因素或条件的诱导后可恢复其细胞的全能性，即脱分化。　　6、简述利用植物细胞的全能性在作物育种上获得的成就？　　答：利用植物细胞的全能性在作物育种上能获得以下几方面的成就：　　⑴.胚珠培养，克服远缘杂交不亲和性，获得种间杂种。　　⑵.通过体细胞培养，创造体细胞无性系突变，从而创造出新的种质资源。　　⑶.通过原生体培养和体细胞杂交，创造出有性杂交难于获得的远缘杂交种。　　⑷.难过花粉或花培养，进行单倍体育种，提高育种效率，缩短常规育种年限。　　⑸.通过体细胞培养诱导体细胞胚，经包裹后生产人工种子。　　⑹.结合外源基因导入（农杆菌介导、基因枪等）技术，通过植物细胞全能性获得转基因植株。第十三章数量性状的遗传　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　广义遗传率：通常定义为总的遗传方差占表现型方差的比率。　　狭义遗传率：通常定义为加性遗传方差占表现型方差的比率。　　近交系数：是指个体的某个基因位点上两个等位基因来源于共同祖先某个基因的概率。　　共祖系数：个体的近交系数等于双亲的共祖系数。　　数量性状基因位点：即QTL，指控制数量性状表现的数量基因在连锁群中的位置。　　主效基因：对某一性状的表现起主要作用、效应较大的基因。　　微效基因：指一性状受制于多个基因，每个基因对表现型的影响较小、效应累加、无显隐性关系、对环境敏感，这些基因称为微效基因。　　修饰基因：对性状的表现的效应微小，主要是起增强或减弱主基因对表现型的作用。　　表现型值：是指基因型值与非遗传随机误差的总和即性状测定值。　　基因型与环境互作：数量基因对环境比较敏感，其表达容易受到环境条件的影响。因此，基因型与环境互作是基因型在不同环境条件下表现出的不同反应和对遗传主效应的离差。　　2.质量性状和数量性状的区别在哪里？这两类性状的分析方法有何异同？　　答：质量性状和数量性状的区别主要有：①.质量性状的变异是呈间断性，杂交后代可明确分组；数量性状的变异则呈连续性，杂交后的分离世代不能明确分组。②.质量性状不易受环境条件的影响；数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异，而这种变异一般是不能遗传的。③.39 质量性状在不同环境条件下的表现较为稳定；而控制数量性状的基因则在特定时空条件下表达，不同环境条件下基因表达的程度可能不同，因此数量性状普遍存在着基因型与环境互作。　　对于质量性状一般采用系谱和概率分析的方法，并进行卡方检验；而数量性状的研究则需要遗传学方法和生物统计方法的结合，一般要采用适当的遗传交配设计、合理的环境设计、适当的度量手段和有效的统计分析方法，估算出遗传群体的均值、方差、协方差和相关系数等遗传参数等加以研究。　　3．叙述表现型方差、基因型方差、基因型×环境互作方差的关系。估计遗传协方差及其分量在遗传育种中有何意义？　　4．基于对数量性状遗传本质的理解，叙述数量性状的多基因假说的主要内容。　　答：在遗传机制方面，数量性状受多基因控制，基因与基因间的关系错综复杂;数量基因的表达对环境条件的变化比较敏感，基因的作用与环境条件的影响混杂在一起。因此，数量性状的多基因假说的主要内容是：　　⑴.数量性状受制于多对微效基因或称多基因的联合效应；　　⑵.各对微效基因的效应相等而且是累加的，故又可称是累加基因；　　⑶.各对基因对某一性状的效应微小，多基因不能予以个别的辨认，只能按性状的表现作为一个多基因体系进行研究；　　⑷.微效基因之间无显隐性关系，一般用大写字母表示增效、小写字母表示减效作用；　　⑸.微效基因对环境敏感，因而数量性状的表现易受环境的影响而发生变化；　　⑹.微效基因具有多效性，除对数量性状起微效多基因的作用外，对其它性状有时也可能产生一定的修饰作用；　　⑺.微效基因和主效基因均处于细胞核的染色体上，具有分离、重组、连锁等性质。　　5．叙述主效基因、微效基因、修饰基因对数量性状遗传作用的异同。　　答：主效基因、微效基因、修饰基因在数量性状遗传中均可起一定的作用，其基因表达均可控制数量性状的表现。但是它们对数量性状所起的作用又有所不同，主效基因的遗传效应较大，对某一数量性状的表现起着主要作用，一般由若干个基因共同控制该性状的遗传；修饰基因的遗传效应微小，主要是对主效基因起修饰作用，起增强或减弱主基因对表现型的作用；而微效基因是指控制数量性状表现的基因较多，而这些基因的遗传效应较小，它们的效应是累加的，无显隐性关系，对环境条件的变化较敏感，且具有一定的多效性，对其它性状有时也可能产生一定的修饰作用。39 　　7．什么是基因的加性效应、显性效应及上位性效应？它们对数量性状遗传改良有何作用？　　答：基因的加性效应（A）：是指基因位点内等位基因的累加效应，是上下代遗传可以固定的分量，又称为"育种值"。显性效应（D）：是指基因位点内等位基因之间的互作效应，是可以遗传但不能固定的遗传因素，是产生杂种优势的主要部分。上位性效应（I）：是指不同基因位点的非等位基因之间相互作用所产生的效应。　　上述遗传效应在数量性状遗传改良中的作用：由于加性效应部分可以在上下代得以传递，选择过程中可以累加，且具有较快的纯合速度，具有较高加性效应的数量性状在低世代选择时较易取得育种效果。显性相关则与杂种优势的表现有着密切关系，杂交一代中表现尤为强烈，在杂交稻等作物的组合选配中可以加以利用。但这种显性效应会随着世代的递增和基因的纯合而消失,且会影响选择育种中早代选择的效果,故对于显性效应为主的数量性状应以高代选择为主。上位性效应是由非等位基因间互作产生的，也是控制数量性状表现的重要遗传分量。其中加性×加性上位性效应部分也可在上下代遗传，并经选择而被固定；而加性×显性上位性效应和显性×显性上位性效应则与杂种优势的表现有关，在低世代时会在一定程度上影响数量性状的选择效果。　　8．什么是基因的加性×环境互作效应、显性×环境互作效应及上位性×环境互作效应？它们对数量性状遗传改良作用与基因的遗传主效应有何异同？　　答：加性×环境互作效应（AE）：是指基因加性效应与环境互作产生的遗传效应，是一部分可以在上下代传递、并加以固定的遗传效应，但会因环境条件的变化而产生较大差异。　　显性×环境互作效应（DE）：是指基因显性效应与环境互作产生的遗传效应，是一部分可以遗传、但不能固定的遗传效应，主要与杂种的优势表现有关，这部分效应也会因环境的变化而异。　　上位性×环境互作效应（IE）：是指基因上位性效应与环境互作产生的遗传效应，在不同环境中会有较大差异。其中加性×加性上位性互作效应部分经选择可被固定；而加性×显性上位性互作效应和显性×显性上位性互作效应与杂种优势的表现有关，在低世代时会在一定程度上影响数量性状的选择效果。　　不同的环境互作效应与遗传主效应的作用一样，对数量性状的遗传改良起着重要作用，可以影响数量性状的表现和选择效果。但两者也有较大的差异，特别是一些受基因加性、显性或上位性等遗传主效应控制的数量性状在遗传改良中较为稳定，不同环境条件对这些数量性状的选择效果影响较小，通过选择容易获得适合不同年份或不同地点的育种材料或组合。相反，某一数量性状的基因型与环境互作效应越强，该性状的遗传表现就越容易受到环境变化的影响，通过选择一般可以获得适合某一特定年份或某一特定环境的育种材料。因此不同环境下的基因型稳定性对作物种子品质育种目标的制定非常重要。　第十四章群体遗传与进化　39 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　孟德尔群体：通过个体间的相互交配的结果，孟德尔遗传因子可以各种方式从一代传递给另一代的群体称为孟德尔群体。该群体不是一些个体的简单集合体，而是在各个体间有相互交配关系的集合体。　　基因库：是指一个群体中全部个体所共有的全部基因称为基因库。　　基因型频率：任何一个遗传群体都是由它所包含的各种基因型所组成的，在一个群体内某特定基因型所占的比例就是基因型频率。　　等位基因频率：是指一群体内特定基因座中某一等位基因占该基因座等位基因总数的比率，或称基因频率。　　遗传漂变：在一个小群体内，每代从基因库抽样形成下一代个体的配子时，会产生较大的抽样误差，由这种误差引起群体等位基因频率的偶然变化，叫做随机遗传漂变，或简称遗传漂变。　　生殖隔离：是指防止不同物种的个体相互杂交的环境、行为、机械和生理的障碍。生殖隔离可以分为两大类：①.合子前生殖隔离，能阻止不同群体的成员间交配或产生合子；②.合子后生殖隔离，是降低杂种生活力或生殖力的一种生殖隔离。这两种生殖隔离最终达到阻止群体间基因交换的目的。　　地理隔离：是由于某些地理的阻碍而发生的，例如海洋、大片陆地、高山和沙漠等，使许多生物不能自由迁移，相互之间不能自由交配，不同基因间不能彼此交流。　　进化树：采用物种之间的最小突变距离构建而成的一种树状结构，可以表示不同物种的进化关系和程度，也称为种系发生树。一般是当不同物种蛋白质的氨基酸差异进一步以核苷酸的改变来度量时可用最小突变距离表示。　　进化速率：进化速率是指在某一段绝对时间内的遗传改变量，一般可用不同物种的蛋白质、DNA和mtRNA等大分子的差异来估算进化速率。　　分子进化钟：利用不同物种的蛋白质、DNA和mtRNA等大分子的差异估算出的分子进化速率，进而可以推断不同物种进化分歧的时间。　　2.什么是生物的进化？它和遗传学有什么关系？　　答：生物进化是指在不断变化的自然条件下，生物体通过遗传、变异和自然选择并在隔离等因素的作用下，由简单到复杂、低级到高级的不断演变，可从旧物种中产生新的物种。其中微观进化是指发生在一个种内的进化，宏观进化是指在物种以上水平的进化。　　遗传学所研究的是生物遗传和变异的规律和机理，进化论所研究的是生物物种的起源和演变过程。每个物种一般具有相当稳定的遗传特性，但新种的形成和发展则有赖于可遗传的变异。遗传学的研究不仅可以明确质量性状和数量性状的遗传规律，而且可从分子、细胞、个体和群体各个不同水平认识了遗传和变异的实质，为认识和控制生物的进化提供了理论和实践的依据，阐明生物进化的根本原因和历史进程，是研究进化论问题的必要基础。近代分子遗传学的发展更使进化论从分子水平上得到进一步的了解，根据遗传学研究的结果、采用实验方法人工创造和综合新的物种和新品种。如采用远缘杂交和细胞遗传分析等方法，已能清楚地说明小麦、棉花、烟草和芸苔属等物种的进化过程。因此，生物的进化是群体在遗传结构上的变化，人类对生物进化的认识，可以通过遗传学的研究不断向前发展。39 　　3．拉马克和达尔文对于生物的进化有什么不同的看法？他们的进化观点还存在哪些不合理性？　　答：拉马克写了一本《动物学哲学》，提出用进废退和获得性遗传原理来解释生物的进化。他认为动物和植物生存条件的改变是引起遗传特性发生变异的根本原因。而外界环境条件对生物的影响主要有两种形式，对于植物和低等动物的影响是直接的，如水生毛茛生长在水面上的叶片呈掌状，而生长在水面下的叶片呈丝状；而对于具有发达神经系统的高等动物则是间接的，当外界环境条件改变时，首先引起动物习性和行为的改变，然后促使某些器官使用的加强或减弱。这样，由于用进废退和获得性遗传，生物逐渐得到发展。但没有认识到选择在新物种或新类型形成过程中的作用，仅认为动物和植物的生存条件的改变是引起遗传特性发生变异的根本原因。　　达尔文把选择的作用提到首要地位，认为新种的形成是一个极缓慢的过程，必须经过长时期的选择和积累作用，才能够形成新的物种。达尔文还提出性状分歧来解释物种的形成过程，认为物种和变种并没有本质的区别。只是程度不同而已。不同变种之间的差异常常比各物种之间的差异要小些，而变种乃是孕育中或正在形成的物种。达尔文学说的核心是选择，而作为选择的材料则是种内个体间的微小差异。在自然条件下，对于比较适应于条件的个体微小差异的选择和积累，这就是自然选择。在生物科学中，从这种观点认识生物发展和进化的，称作达尔文主义。但该进化观点认为生物体是由体质和种质两部分构成，环境条件的变化只能影响体质、不能影响种质，这种把生物体绝对化地划分为种质和体质的结果是否定了获得性状遗传，仅认为选择作用是形成新物种或新类型的主导因素，未考虑到生物的进化可以是突变、基因重组、选择和隔离等不同因素单独或共同起作用，更未考虑到由环境引起的变异是不能遗传的这一情况。　　4．什么是自然选择？在生物进化中的作用怎样？　　答：在自然界，一个种或变种内普遍存在着个体差异和繁殖过剩，加上自然产生的一些变异更会加剧个体间的差异，其结果必然产生生存竞争，一些强者或能够更好适应当时环境的个体在竞争中就能够获胜而得以生存。一般生物在发展过程中，如果新的变异类型比其它类型更适应环境条件，就能繁殖更多的后代，逐渐代替原有类型而成为新的种。如果新产生的类型和原有类型都能生存下来，不同类型分布在它们最适宜的地域，成为地理亚种。反之，当新的类型不及原有类型，就会被淘汰。　　达尔文的生存竞争认为由种内竞争所产生的自然选择，是解释物种起源和生物进化的主要动力。由于新种的形成是一个极缓慢的过程，这些变异必须经过长时期的自然选择和积累，才可能形成新的物种。所以自然选择是生物界进化的主导因素，而遗传和变异则是它作用的基础。　　5．什么是遗传的平衡定律？如何证明？　　答：在一个完全随机交配的群体内，如果没有其它因素（如突变、选择、迁移、遗传漂变等）干扰，则等位基因频率及三种基因型频率始终保持一定，各代不变。此事实为德国医生魏伯格和英国数学家哈迪在1908年分别发现，故称为“哈迪-魏伯格定律”。　　证明：设一群体的等位基因A1和A2的频率分别为p1和p2（p1+p2=1），3种基因型的频率分别是：A1A1A1A2A2A2　　如果进行随机交配，这个群体就能达到平衡。因为这3种基因型产生配子频率是：　　A1：39 　　A2：　　如果个体间的交配是随机时，配子间的结合也是随机的，于是可得到以下结果：雄配子及其频率雄配子及其频率A1：p1A2：p2A1：p1A2：p2A1A1：p1Xp1=A1A2：p1Xp2=p1p2A1A2：p1Xp2=p1p2A2A2：p2Xp2=　　下代3种基因型的频率分别是：A1A1A1A2A2A2　　这个频率是和上代3种基因型的频率完全一样，所以就这对基因而言，该群体已经达到平衡。　　6．有那些因素影响基因频率？　　答：在自然界和栽培条件下，有着许多可以影响群体遗传平衡的因素，如突变、选择、迁移和遗传漂变等。这些因素都是促使生物发生进化的原因，其中突变和选择是主要的，遗传漂变和迁移也有一定的作用。　　7．突变和隔离在生物进化中起什么作用？　　答：基因突变对于群体遗传组成的改变或生物进化有两个重要的作用。第一，它供给自然选择的原始材料，没有突变，选择即无从发生作用；第二，突变本身就是影响等位基因频率的一种力量。如一对等位基因，当基因A1变为A2时，群体中A1频率就会逐渐减少、A2频率则逐渐增加。假如长期连续发生A1→A2的突变，最后这一群体中A1将完全被A2代替。这就是由于突变而产生的突变压。　　遗传学研究的结果已表明，物种之间具有较大的遗传差异，往往涉及一系列基因的不同以及染色体数目和结构上的差别。为了保证物种的进化和一定的稳定性，在不同物种或群体之间，往往会有一定的隔离方法。主要包括生殖隔离和地理隔离等，可以达到阻止群体间基因交换之目的，最终形成新的物种，促进生物进化。因此，隔离是巩固由自然选择所累积下来的变异的重要因素，也是保障物种形成的最后阶段，在物种形成上是一个不可缺少的条件。　　8．什么叫物种？它是如何形成的？有哪几种不同的形成方式？　　答：物种是具有一定形态和生理特征、彼此可以自由交配并产生正常后代以及具有一定自然分布区域的生物类群，是生物分类、防止和进化的基本单元。　　物种的形成：达尔文在185939 年发表的《物种起源》中，提出自然选择和人工选择的进化学说。认为物种是在遗传、变异和自然选择以及隔离等因素的作用下，由简单到复杂、低级到高级逐渐进化的，从旧物种中产生新的物种。其中微观进化是指发生在一个种内的进化，宏观进化是指在物种以上水平的进化。因此，生物进化是群体在遗传结构上的变化。　　物种的形成主要包括两种方式：一种是渐变式的，往往先形成亚种，旧的物种需在一个很长时间内逐渐累积变异而演变成为新的物种，这是物种形成的主要形式；另一种是爆发式，这种方式是在短期内以飞跃形式从一种物种变成另一种物种，不一定需要悠久的演变历史，一般也不经过亚种阶段，主要通过染色体的变异或突变以及远缘杂交和染色体加倍，在自然界的作用下逐渐形成新种，这是高等植物，特别是种子植物的形成中一种比较普遍的形式。　　9．多倍体在植物进化中起什么作用？　　答：多倍体是物种演化的一种重要因素。由多倍体化产生的新物种一般不需要较长的演变历史，旧物种生物体通过染色体加倍，在自然界的作用下经较短时间即可形成新种，这在一些显花植物中显得尤为明显，而且栽培植物中多倍体的比例要比野生植物多。因此，多倍体是快速形成物种的一种形式，在一代或几代内就可产生出多倍体个体。小麦、棉花、烟草和芸苔属等物种的进化过程证明多倍体现象在进化的历史上起了重要的作用。　　39'