普通遗传学思考题详细解答

.普通遗传学思考题解答第2章 Mendel定律及其扩展1. 在花园中种植的某种植物，其花色可以表现为红花与白花两种相对性状。取两株开白花的植株进行杂交，无论正反交，其F1代总是表现为一部分开白花，一部分开红花。用开白花的F1代植株进行自交，其后代都开白花；而开红花的F1代植株进行自交，其后代既有开红花的，也有开白花的，统计结果为：1809个个体开红花，1404个个体开白花，试写出最初两个开白花的亲本基因型，并用你假设的基因型分析说明上述实验结果。【解答】用两株开白花的植株进行杂交，无论正反交，其F1代总是表现为一部分开白花，一部分开红花，说明该植物控制花色性状的基因位于常染色体上。由实验结果分析，该性状并非单基因决定的，属于两基因座上的基因互补作用。所以只有当两基因座位上同时存在显性基因（A_B_）时，个体表现为开红花；当两基因座位上的基因为A_bb、aaB_或aabb时个体表现为开白花。以两株开白花的植株为亲本杂交，F1代总是表现为一部分开白花，一部分开红花，说明在F1代中有一部分植株（红花）同时具有A基因和B基因。所以可以推测这两株开白花的植株中，其中一个个体含有A基因，另一个个体含有B基因，即它们的基因型分别为A_bb、aaB_，则可能有4种组合：（1）AAbbaaBB、（2）AAbbaaBb、（3）AabbaaBB、（4）AabbaaBb。对下的4种组合，逐一分析：组合（1）AAbbaaBB杂交的F1代全部开红花，不合题意，故舍去。组合（2）AAbbaaBb杂交过程如下图所示：正交：反交：PAAbb（白花）aaBb（白花）PaaBb（白花）AAbb（白花）F11AaBb（红花）1Aabb（白花）F1 1AaBb（红花）1Aabb（白花）开白花的F1代植株自交后产生的F2代均表现为开白花，结果如下：F1Aabb（白花）UF21AAbb（白花）2 Aabb（白花）1aabb（白花）F1代开红花的植株自交后产生的F2代统计结果为：1809个个体开红花，1404个个体开白花，约为9:7的分离比，图谱分析如下：F1AaBb（红花）UF2基因型9A_B_3 A_bb3 aaB_1aabb表现型9红花7（白花白花白花）组合（3）AabbaaBB杂交过程如下图所示：正交：反交：PAabb（白花）aaBB（白花）PaaBB（白花）Aabb（白花）F11AaBb（红花）1aaBb（白花）F1 1AaBb（红花）1aaBb（白花）开白花的F1代植株自交后产生的F2代均表现为开白花，结果如下：F1aaBb（白花）UF21aaBB（白花）2 aaBb（白花）1aabb（白花）F1代开红花的植株自交后产生的F2代统计结果为：1809个个体开红花，1404个个体开白花，约为9:7的分离比，图谱分析如下：F1AaBb（红花）UF2基因型9A_B_3 A_bb3 aaB_1aabb表现型9红花7（白花白花白花）组合（4）AabbaaBb杂交过程如下图所示：正交：PAabb（白花）aaBb（白花）F11AaBb（红花）1aaBb（白花）1Aabb（白花）1aabb（白花）反交：PaaBb（白花）Aabb（白花）F11AaBb（红花）1aaBb（白花）1Aabb（白花）1aabb（白花）开白花的F1代植株自交后产生的F2代均表现为开白花，结果如下：F1aaBb（白花）F1Aabb（白花）F1aabb（白花）UUUF21aaBB（白花）2 aaBb（白花）1aabb（白花）F21AAbb（白花）2 Aabb（白花）1aabb（白花）F2aabb（白花）F1代开红花的植株自交后产生的F2代统计结果为：1809个个体开红花，1404个个体开白花，约为9:7的分离比，图谱分析如下：F1AaBb（红花）UF2基因型9A_B_3 A_bb3 aaB_1aabb表现型9红花7（白花白花白花）综上所述，最初两个开白花的亲本基因型分别为AAbbaaBb、AabbaaBB、或AabbaaBb。对实验结果进行卡方检验：（1）H0：试验数据符合9:7的分离比；HA：实验数据不符合9:7的分离比。（2）取显著水平=0.05。（3）列表分析，计算2：红花白花总计观测值（O）180914043213理论值（E）1807.31251405.68753213O-E1.6875-1.68750（O-E-0.5）2/E0.000780.001002=0.00178（4）df = n-1= 2-1 = 1，查2值表，得20.05=3.84，由于实得220.05，所以应接受H0，认为试验数据符合9:7的分离比。【拓展】如果本题改为：“取两株开白花的植株进行杂交，无论正反交，其F1代总是表现为一半开白花，一半开红花。”则不同之处如下：以两株开白花的植株（A_bb、aaB_）为亲本杂交，F1代总是表现为一半开白花，一半开红花，说明在F1代中有一半植株（红花）同时具有A基因和B基因。由于1:1为单基因杂合体测交的分离比，所以亲本中具有显性基因的植株只有一个为杂合体，导致后代发生性状分离，而另一基因座上的基因为显性纯合体，即只可能存在2种组合：（1）AAbbaaBb、（2）AabbaaBB。6. 如何区分上位作用和显性作用，二者有何区别？【解答】所谓上位是指某对等位基因的表现受到另一对等位基因的影响，随着后者的不同 而不同，这种现象叫做上位效应，上位可分为显性上位和隐性上位。而显性是指一对等位基因中，当其处于杂合状态时，只表现一个基因所控制的性状，该基因为显性基因，这种现象叫做显性。所以上位是指不同对等位基因间的作用，而显性是指一对等位基因内的作用方式。例如：家兔毛色的遗传是一种隐性上位的表现形式，灰兔与白兔杂交，子一代为灰色，子二代出现9灰兔：3黑兔：4白兔的比例。这是由于基因G和g分别为灰色与黑色的表现，但此时必须有基因C的存在，当基因型为cc时，兔毛色白化，所以为隐性上位。以系谱图表示如下：PCCGG（灰色）Ccgg（白色）F1CcGg（灰色）F29C_G_（灰色）3C_gg（黑色）3ccG_（白色）1ccgg（白色）所以，后代的分离比为灰色：黑色：白色=9:3:4。第3章 连锁互换与基因作图1. 名词解释【解答】不完全连锁（incomplete linkage）由于同源染色体之间的交换，使位于同一对染色体上的连锁基因发生部分重新组合，重组型小于亲本型，这种现象被称为不完全连锁。三点测交（three-point testcross）三点测交是指利用位于同一染色体上的三基因杂合体与纯隐性个体进行测交以确定三基因之间遗传距离与相对位置的实验方法。并发系数（coefficient of coincidence）观测到的双交换率与预期理论的双交换率的比值称为并发系数，一般用其表示干涉作用的大小。重组值（recombination frequency，RF）重组值等于F1代杂种测交后的重组合除以亲组合与重组合之和，即重组值（RF）=重组合/（亲组合+重组合）100%；重组值或重组率是指杂合体产生的重组型配子占全部配子的比率，即重组率（RF）=重组配子数/总配子数（重组合+亲组合）100%。交换值（crossing-over value）交换值是指染色单体上两个基因间发生交换的平均次数，可定义为两个基因间发生交换的次数与总配子数的比率，也可归纳为100个配子中两个基因发生交换的平均次数。图距（map distance）图距是指在连锁遗传图上两基因座之间的遗传距离，以1%的重组值为一个图距单位（map unit），现在为了纪念第一个解释连锁现象的著名遗传学家Morgan，图距单位用厘摩（centi Morgan，cM），1cM即为1%重组值去掉百分号的数值。顺序四分子（ordered tetrad）脉孢霉单一减数分裂的4个产物留在一起，称为四分子（tetrad），此外，由于子囊的外形十分狭窄，脉孢霉减数分裂的4个产物（有丝分裂后变为4对子囊孢子）不仅留在一起，而且以直线方式排列在子囊中，故称顺序四分子，这种顺序四分子在遗传分析中有很多好处。连锁群（linkage group）存在于同一染色体上的基因，组成一个连锁群，所谓连锁群就是一组不能进行自由组合的线形排列的基因群，一种生物连锁群的数目应该等于单倍染色体数（n），有n对染色体就有n个连锁群。遗传学图（genetic map）依据基因在染色体上直线排列的定律，把连锁群的各个基因之间的距离和顺序绘制出来，就称为遗传学图。克隆嵌板定位法（clone panel method and gene mapping）克隆嵌板定位法是进行人类基因等位的方法之一，在体细胞杂交的基础上，利用克隆嵌板（一组杂种细胞系）分析不同克隆中所含有的人染色体与特定基因产物之间的同线性（基因与染色体的同时出现或消失）关系，可以把某一特定基因定位于某一染色体上。3. 假定果蝇中三对等位基因：aa+，bb+，cc+。每一个非野生型的等位基因对野生型的相应基因均为隐性。雌性3杂合子与野生型的雄性杂交，后代表型分类统计如下：a+b+c+雌1010ab+c雄430a+bc+雄441abc雄39a+b+c雄32a+b+c+雄30abc+雄27a+bc雄1ab+c+雄0a. 这些基因在果蝇的哪条染色体上？b. 画出杂合子雌性亲本的有关染色体图（标明等位基因的排列顺序和图距）。c. 计算并发系数。【解答】a. 从实验结果分析，雌性后代全部表现为野生型，而雄性后代则具有8种表现型，也就是说该性状的表现型与性别相关，又由于雄性个体的Y染色体上不具有该性状表现相对应的等位基因，因此这些基因在果蝇的X染色体上。b. 在雄果蝇中X染色体上无论显隐性基因都会表现出来，所以雄果蝇后代表型的类型与比例反映的是杂合雌果蝇产生配子类型和比例。分析雄果蝇后代的表型类型ab+c、a+bc+为亲本型，ab+c+、a+bc为双交换类型，比较双交换与亲组合，可以确定，只有c基因位置发生了改变，说明c基因在中间，ab+c、a+bc+亲组合通过a与c、c与b+的两次交换才能得到ab+c+、a+bc的双交换结果。Pa c b+ / a+ c+ ba+ c+ b+ / Y配子a c b+a+ c+ b+a+ c+ bYa c ba+ c+ b+a+ c b+a c+ ba+ c ba c+ b+雌雄配子结合，后代中雌性均为野生型，雄性有8中表现型。按照雄性后代的8种表型，计算重组值：序号表型实际数a-cb-ca-b后代产生类型a c b+430亲本型a+ c+ b441亲本型a c b39单交换a+ c+ b+30单交换a+ c b+32单交换a c+ b27单交换a+ c b1双交换a c+ b+0双交换总计10006070128RFa-b =（39+30+32+27）/1000100% = 12.8%；RFa-c =（32+27+1+0）/1000100% = 6.0%；RFb-c =（39+30+1+0）/1000100% = 7.0%；RF双交换 =（1+0）/1000100% = 0.1%。c. 计算并发系数：并发系数C = 实际双交换率/理论双交换率 = 0.1%/（6.0%7.0%）= 0.238。第4章 性别决定与伴性遗传4. 人类色盲和血友病均为X连锁隐性性状，两基因的重组值约为10%。问下列系谱图中，个体-4和-5的儿子患血友病的概率有多大？（黑色符号表示该个体有血友病，叉号表示该个体有色盲症）【解答】首先对书本上的系谱图做修正：（1）第代与第代之间的连线补上；（2）为表述方便，对每个个体进行编号，如上图。由于色盲与血友病基因均为X连锁隐基因控制，所以可设色盲基因为b，血友病基因为h，根据系谱图及分析可以得知以下个体的基因型为：（1）男性个体-2（父亲）的基因型为XBHY，-1（父亲）的基因型为XbHY，-1与-3的基因型均为XbhY，-2的基因型为XBHY；（2）女性个体-2（母亲）：由-2的基因型（XBHY）可知-2的基因型为XBHX，又由-1与-3的基因型（XbhY）分析，可推知他们的母亲（-2）应该既含有色盲基因b，又含有血友病基因h，所以最终确定-2的基因型为XBHXbh；-4与-5：由-1的基因型（XbHY）可知-4的基因型为XXbH，又因为-4表现正常，所以可以确定其基因型为XB-Xbh，同样的道理可以确定-5的基因型为Xb-Xbh。基因型图示如下：XXXBHY12XbHYXBHXbhXBHY 123XbhYXBHYXbhYXB-XbHXb-XbH12345根据题意，两基因的重组值约为10%。重组率（RF）=重组配子数/总配子数100%。所以第二代母亲（-2）与父亲（-1）结合后，他们的后代的基因型组成可能为：配子配子XBH45%Xbh45%XBh5%XbH5%XbHXBHXbH正常XbHXbh色盲XBhXbH正常XbHXbH色盲YXBHY正常XbhY色盲XBhY正常XbHY色盲（1）第三代中个体-4的基因型（XB-XbH）只可能为XBHXbH或XBhXbH；有90%的可能性为XBHXbH，10%的可能性为XBhXbH。结婚后： 如果-4的基因型为XBHXbH，则不存在血友病的致病基因h，故其儿子不可能患血友病； 如果-4的基因型为XBhXbH，只考虑血友病（不考虑色盲基因），则其基因型可写为XHXh，所以她产生的配子有一半为Xh，又由于-4的基因型有10%的可能性为XBhXbH，所以她的儿子患血友病的概率是10%50%=5%。（2）第三代中个体-5的基因型有10%的可能性为XbHXbH，90%的可能性为XbHXbh。结婚后： 如果-5的基因型为XbHXbH，则不存在血友病的致病基因h，故其儿子不可能患血友病； 如果-5的基因型为XbHXbh，只考虑血友病（不考虑色盲基因），则其基因型可写为XHXh，所以她产生的配子有一半为Xh，又由于-5的基因型有90%的可能性为XbHXbh，所以她的儿子患血友病的概率是90%50%=45%。【注意】这里-4的基因型是XBHXbH的可能性为90%而不是45%。因为我们可以确定-4的基因型是XB-XbH，所以只考虑XBHXbH或XBhXbH两种情况，那么-4的基因型为XBHXbH的可能性为90%=配子XBH的数目/（配子XBH的数目+配子XBh的数目）=45%/（45%+5%）。同样的道理，-4的基因型是XBhXbH的可能性为10%；-5的基因型有10%的可能性为XbHXbH，90%的可能性为XbHXbh。6. 在果蝇中，朱红眼雄蝇与暗红眼雌蝇杂交，子代只有暗红眼；而反交的F1代中，雌蝇都是暗红眼，雄蝇都是朱红眼。（1）朱红眼的基因座位如何？（2）指出亲蝇及子蝇的基因型。（3）预期F1代中暗红眼雌蝇与朱红眼雄蝇杂交子代的基因型和表型。【解答】（1）由题意可知，正反交的后代中，明显出现交叉遗传的特点，可以判断为伴性遗传（基因位于X染色体上）。在正交中，后代仅出现暗红眼的果蝇，所以，可假设暗红眼基因为显性基因（B），朱红眼基因为隐性基因（b），且位于X染色体上，则亲本中暗红眼雌蝇的基因型为XBXB或XBXb，朱红眼雄蝇的基因型为XbY。 若亲本中暗红眼雌蝇的基因型为XBXB，遗传系谱图如下：正交：PXBXBXbYF1XBXb（暗红眼）XBY（暗红眼） 若亲本中暗红眼雌蝇的基因型为XBXb，遗传系谱图如下：正交：PXBXbXbYF1XBXb（暗红眼）XBY（暗红眼）XbY（朱红眼）由于在正交中，后代仅出现暗红眼的果蝇，所以亲本中暗红眼雌蝇的基因型只能为XBXB。反交的遗传系谱图如下：反交：PXbXbXBYF1XBXb（暗红眼）XbY（朱红眼）从上述分析可以看出，该基因确实位于X染色体上，且暗红眼的基因为显性基因（B），朱红眼的基因为隐性基因（b）。（2）由（1）分析可知： 亲蝇中暗红眼雌蝇的基因型为XBXB，朱红眼雄蝇的基因型为XbY；子蝇中暗红眼雌蝇的基因型为XBXb，暗红眼雄蝇的基因型为XBY。 亲蝇中朱红眼雌蝇的基因型为XbXb，暗红眼雄蝇的基因型为XBY；子蝇中暗红眼雌蝇的基因型为XBXb，朱红眼雄蝇的基因型为XbY。（3）由（1）分析可知：F1代中暗红眼雌蝇的基因型为XBXb，其与朱红眼雄蝇（XbY）杂交的遗传系谱图如下：F1XBXb（暗红眼）XbY（朱红眼）F2XBXb（暗红眼）XbXb（朱红眼）XBY（暗红眼）XbY（朱红眼）所以，预期F1代中暗红眼雌蝇与朱红眼雄蝇杂交子代的基因型分别为：XBXb、XbXb、XBY、XbY，表型分别为：暗红眼雌蝇、朱红眼雌蝇、暗红眼雄蝇、朱红眼雄蝇。第10章 数量性状的遗传1. 举例说明数量性状的遗传特点。【解答】用两个玉米果穗长度不同的品种进行杂交，F1代个体的穗长介于两亲本之间，且呈现连续变化，其长度并不唯一；F1代自交得到F2代各植株所结果穗长度表现明显的变异，不能区分分组。果穗长度易受环境影响。即使基因型一致的群体，F1代各植株果穗的长度也呈连续的分布，此时对果穗长度影响的主要因素是环境；而F2代各植株所结果穗长度呈现更宽泛的连续变异，此时对果穗长度影响的因素既有环境的作用，也有基因型的影响作用。因此，数量遗传的变异表现为连续的，杂交后的分离世代不能明确分组；数量性状一般容易受到环境条件的影响而发生变异。略（参考普通遗传学课本P185187，10.1.1）。4. 群体的方差由哪几部分组成？【解答】略（参考普通遗传学课本P194195，10.3.110.3.2）。.