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遗传学（刘祖洞）下册部分章节答案第九章 遗传物质的改变（一）染色体畸变1什么是染色体畸变？答：染色体数目或结构的改变，这些改变是较明显的染色体改变，一般可在显微镜下看到，称为染色体变异或畸变。2解释下列名词：缺失；重复；倒位；易位答：缺失（deletion 或 deficiency）染色体失去了片段。重复（duplication 或 repeat）染色体增加了片段。倒位（inversion）染色体片段作1800的颠倒，造成染色体内的重新排列。易位（translocation）非同源染色体间相互交换染色体片段，造成染色体间的重新排列。3什么是平衡致死品系，在遗传学研究中，它有什么用处？答：同源染色体的两个成员各带有一个座位不同的隐性致死基因，由于两个致死基因之间不发生交换，使致死基因永远以杂合态保存下来，不发生分离的品系，叫平衡致死品系（balanced lethsl system）。在遗传研究过程中，平衡致死系可用于保存致死基因。 4解释下列名词：（）单倍体，二倍体，多倍体；（）单体，缺体，三体；（）同源多倍体，异源多倍体答：（1）凡是细胞核中含有一个完整染色体组的叫做单倍体（haploid）；含有两个染色体组的叫做二倍体（diploid）；超过两个染色体组的统称多倍体（polyploid）。（2）细胞核内的染色体数不是完整的倍数，通常以一个二倍体（2n）染色体数作为标准，在这个基础上增减个别几个染色体，称非整倍性改变。例如：2n-1是单体（monsomic），2n-2是缺体（nullisomic），2n+1是三体（trisomic）。（3）同源多倍体（autopolyploid）增加的染色体组来自同一个物种的多倍体。 异源多倍体（allopolyloid）加倍的染色体组来自不同物种的多倍体，是两个不相同的种杂交，它们的杂种再经过染色体加倍而形成的。5用图解说明无籽西瓜制种原理。答： 亲本西瓜（2n=22） 秋水仙素 4n 2n 嫩绿色，无条斑，如马铃瓜 具有深绿色平行条斑，如解放瓜4n母本上结了西瓜，瓢中长着3n种子，把3n种子种下，所结的无籽西瓜是无籽的，其果皮有深绿色平行条斑6异源八倍体小黑麦是如何育成的？答：异源八倍体小黑麦的合成： 普通小麦（AABBDD）(42) 黑麦(RR)(14) 配子 ABD ABDR 杂种第一代(28) R 染色体加倍 AABBDDRR小黑麦（56）7何以单倍体的个体多不育？有否例外？举例。答：本来是二倍体的生物成为单倍体后，在第一次减数分裂中期时，它们的染色体是单价体，没有可以配对的同源染色体，从而被随机地分向两极，形成的配子是高度不育的。因为每一染色体分到这一极或那一极的机会都是1/2，从而所有染色体都分到一极的机会是（1/2）n（n为单倍染色体数），即形成可育配子的概率为（1/2）n。但蜜蜂是例外，它形成的配子时进行假减数分裂，所有的染色体均移向一极，形成的配子都是可育的。8Tjio等（1956）的工作和Lejeune等（1959）的工作是人类细胞遗传学上的两块里程碑。请说明为什么这样说？答：因为他们不仅确定了人类正常染色体数为46，而且还发现了21号三体，为后人对人类染色体的研究开启了一个新纪元。9有一玉米植株，它的一条第9染色体有缺失，另一条第9染色体正常，这植株对第9染色体上决定糊粉层颜色的基因是杂合的，缺失的染色体带有产生色素的显性基因C，而正常的染色体带有无色隐性等位基因c，已知含有缺失染色体的花粉不能成活。如以这样一种杂合体玉米植株作为父本，以cc植株作为母本，在杂交后代中，有10的有色籽粒出现。你如何解释这种结果？答：由于在20的小孢子母细胞里发生了正常染色体和缺失的染色体的之间的交换(交换是在C基因以外发生的)，使含基因的染色体恢复正常，从而产生了成活的花粉。10略11在玉米中，蜡质基因和淡绿色基因在正常情况下是连锁的，然而发现在某一品种中，这两个基因是独立分配的。（1）你认为可以用那一种染色体畸变来解释这个结果？（2）那一种染色体畸变将产生相反的效应，即干扰基因之间预期的独立分配？解：(1)单向异位导致这两个基因分开到不同染色体而独立分配。 （2）相互易位杂合子会产生假连锁现象，因为在相互易位杂合子中，只有交互分离才能形成可育的配子，使得同源染色体的自由组合被抑制。12曼陀罗有12对染色体，有人发现12个可能的“2n+1”型。问有多少个“2n+1+1”型？ （注：“2n+1+1”是指在12对染色体中，某一对面多一个，另一对又多一个，而不是某一对多两个。）解：双三体“2n+1+1”即是12对染色体增加2条有多少种组合的可能性。所以双三体型=n(n1)/2=1211/2=66种13无籽西瓜为什么没有种子？是否绝对没有种子？解：无籽西瓜是一个多元单倍体，在减数第一次分裂中期时没有可以配对的同源染色体，从而被随机分向两极，很难形成可育的配子。每一染色体分到一极的机会为1/2，从而所有染色体都分到一极的机会是(1/2)n（n为每一染色体组的染色体数），产生可育配子的比例是(1/2)n，所以无籽西瓜也不是绝对无籽。14有一个三倍体，它的染色体数是3n=33。假定减数分裂时，或形成三价体，其中两条分向一极，一条分向另一极，或形成二价体与一价体，二价体分离正常，一价体随机地分向一极，问可产生多少可育的配子？ 解：15同源三倍体是高度不育的。已知得到平衡配子（2n和n）的机会仅为，问这数值是怎么求得的？又如假定只有平衡的配子是有受精功能的，且假定受精过程是随机的，问得到不平衡合子（unbalanced zygotes）的机会是多少？解：对于每一个同源组来说，不论是形成三价体还是形成二价体与一价体，结果都是两条染色体分到一极，一条染色体分到另一极，比例各占1/2，即1/2（2）+1/2（1）。只有n个同源组的两个染色体或一个染色体都进入同一个子细胞，这样的配子才是平衡可育的。根据概率的乘法原理，形成2n配子的概率为，形成n配子的概率也为，因此得到平衡配子（2n和n）的机会为。雌雄平衡配子结合产生合子的情况如下：花粉卵细胞2n n 2n 4n 3n n 3n 2n 16为什么多倍体在植物中比在动物中普遍得多，你能提出一些理由否。答：（1）动物大多为雌雄异体，而多数植物是雌雄同株、自花授粉，偶尔产生的不平衡配子（2n配子）之间或不平衡配子与正常配子之间有机会结合而产生多倍体。（2）动物的性别大多是由性染色体决定，染色体加倍的个体因其性染色体的数目异常而导致不育，无法产生配子而繁衍后代。而植物的性别大多不是由性染色体决定，加倍的个体可以产生少数的可育配子而繁衍后代。（3）动物能行无性繁殖的很少，而很多植物能行无性繁殖，加倍的个体可以籍此保存下来。17有一种四倍体植物，它的两个植株的基因型是（a）AAAa（b） Aaaa。假定（1）A基因在着丝粒附近，（2）各个染色体形成的姊妹染色单体各移向一极。问每个植株产生的各种双倍体配子比例如何？ 解：基因位点离着丝粒的远近，对同源四倍体的等位基因的分离有很大影响。当基因位点离着丝粒较近，以至基因位点与着丝粒之间不能发生非姊妹染色单体交换时，则该基因位点的等位基因分离就表现为染色体分离。假定同源四倍休的基因型是AAAa，Aa位点距着丝粒很近，其间不能发生非姊妹染色单体交换。在减数第一分裂时有三种分离方式，不管哪种分离方式都是减数分离，所产生的二分子在减数第二分裂时都是均衡分离。结果AAAa基因型最后产生的配子种类和比例为AA ：Aa = 12 ：12 = 1 ：1，不可能产生aa基因型的配子(图)。AAAaAAAAAAaAAAAaAAaa图 同源四倍体AAAa基因型的染色体分离示意图同理推导Aaaa的染色体随机分离产生的配子种类和比例为Aa ：aa = 1 ：1。182/319略20(1)单个13号染色体；13,14号染色体在一起称13：14易位；单个14号染色体（2）（3）13与易位体一块，14号单独；14号与易位体一块，13号单独；13号与14号在一块，易位体单独（4）第十章 遗传物质的改变（二）基因突变1、略2、答：因为每一个F1的雌蝇都代表了一个要检测的X染色体，所以要采用单对交配。3、多倍体的基因组数目多，需要每一个基因组都突变时才能表现出突变。 同源染色体的阻止明显4、答：从染色体方面考虑，雄鸽一条Z染色体发生缺失，且缺失包含BA基因，造成假显性现象。从基因方面考虑，发生BA基因突变为b基因，则该雄鸽基因为bb，所以出现羽毛出现巧克力色。5、突变有利。 因为该现象可以解释为基因突变的多方向性，如果染色体的缺失，只会产生一种颜色。6、通过回交和改变饲养环境来进行实验探究7、让该雌蝇与野生型雄蝇杂交，若后代的性比为1：1时为突变造成的，若非1:1一，且雄蝇的数目较多，则为染色体畸变。8、3%、6%、15%、18%9、答：、性比是比较容易得到的数据，适合做最初的遗传研究内容； 、人类Y染色体较小，射线对Y染色体有较大的破坏作用，带有Y染色体的精细胞易致死或生活力下降，导致女孩比男孩多； 、若引起隐性突变，男人因只有一条X染色体，在子代中也能立即体现，如果X染色体生发生致死突变则出现的女孩比男孩多，性比异常。10、略第十一章遗传的分子机制注：为分子部分学习第十二章 突变和重组机理1、 略2、 因为碱基的改变是不定向的，不同的碱基对对应不同的蛋白质。3、 （a） GG_ GA_ UG_ GC_(b) Asp和Cys 或 Ala和Cys(c) Asp Ala(d) Gly与Asp的突变为转换 Gly与Cys的突变和Asp向Ala的突变为颠换4、（a）、 UGHT CGAT HNO2 UGHT ACCA GCTA GUTH CAAC GUTH(b)、略5、略6、略7、紫外线形成嘧啶二聚体 修复：光修复、暗修复、重组8、电离辐射的直接作用和间接作用 修复：超快修复、快修复、暗修复9、正向突变有随机性和多方向性。第十三章 细胞质和遗传1、母性影响和细胞质遗传有什么不同？答：在母性影响中，个体的表型不是由自己的基因型决定的，而是由它们的母亲的基因型决定的，同时它遵循孟德尔遗传，后代出现一定的分离比，只是延缓一代表现。在细胞质遗传中，遗传特性由叶绿体、线粒体、卡巴粒等的遗传物质决定，遗传方式是非孟德尔式的，常常表现为母本遗传，杂交后代不出现一定比例的分离。2、细胞质基因和核基因有什么相同的地方，有什么不同的地方？答：相同点：细胞质基因和核基因都能进行复制，发生突变。不同点：遗传表现不一样，细胞质基因的遗传是非孟德尔式的，细胞核基因的遗传遵循孟德尔遗传定律。3、在玉米中，利用细胞质雄性不育和育性恢复基因，制造双交种，有一个方式是这样的：先把雄性不育自交系A（Srfrf）与雄性可育自交系B（Nrfrf）杂交，得单交种AB，把雄性不育自交系C（Srfrf）与雄性可育自交系D（NRfRf）杂交，得单交种CD。然后再把两个单交种杂交，得双交种ABCD，问双交种的基因型和表型有哪几种，它们的比例怎样？ 答：A:(S)rfrf雄性不育B:(N)rfrf雄性可育AB:(S)rfrf雄性不育C:(S)rfrf雄性不育D:(N)RfRf雄性可育CD:(S)Rfrf雄性可育(S)Rfrf雄性可育(S)rfrf雄性不育1 : 14、“遗传上分离的”小菌落酵母菌在表型上跟我们讲过的“细胞质”小菌落酵母相似。当一个遗传上分离的小菌落酵母菌与一个正常酵母菌杂交，二倍体细胞是正常的，以后形成子囊孢子时，每个子囊中两个孢子是正常的，两个孢子产生小落酵母菌。用图说明这些结果，并注明相应的基因型。 答：A 正常a 小菌落A/a(Aa)A 正常A 正常a 小菌落a 小菌落5、分离的小菌落酵母菌与我们讲过的那种小菌落酵母菌杂交，形成的二倍体是正常的。这些二倍体细胞形成的子囊，正常细胞与突变细胞各有两个。解释这些结果，作一图概括你的说明。 答：a(mt正常)A(mt不正常)Aa(都正常)a(mt正常)小菌落Aa(都正常)6、一个雄性不育植株，用对育性恢复基因Rf是纯合的花粉授粉，F1的基因型怎样？表型怎样？（N）RrfRf（S）rfrf答：P（S）Rfrf雄性可育F17、上题的F1植株作为母本，用一正常植株（rfrf）的花粉测交，测交的结果应该怎样？写出基因型和表型，注明细胞质种类。答：（S）Rfrf（N）rfrfP（S）Rfrf雄性可育（S）rfrf雄性不育F11 ： 18、举一个经典的孟德尔式遗传的例子，正交和反交的结果是不同的。 答：果蝇的白眼的遗传或人类的红绿色盲的遗传。图解略。9、一个Dd的椎实螺自交。子代的基因型和表型怎样？如子代个体自交，它们的下一代表型又怎样？答：F1 Dd F2 1 DD 2 Dd 1dd 右旋 右旋 右旋 F3 右旋 右旋 左旋 3 ： 1 10、上题中开始做实验所用的杂合体椎实螺的表型是怎样的？说明。答：这取决于其母本的基因型，如母本为DD，则杂合体椎实螺的表型为右旋；如母本为dd，则杂合体椎实螺的表型为左旋。11、正反交在F1往往得出不同的结果。这可以由（1）伴性遗传，（2）细胞质遗传，（3）母性影响。如果你得到这样的一种结果，怎样用实验方法来决定是属于哪一种范畴？答：让F1自交，若后代（F2）出现一定的分离比，且两种性别的表型不同，则可以确定为伴性遗传；若后代（F2）不出现一定的比例分离，那再自交一代，观察F3的表型，若F3出现了一定比例的分离，则是母性影响，若F3仍没有出现分离，则是细胞质遗传。13、Chlamydononas的一个链霉素抗性品系，在细胞核和细胞质中都有抗性因子。它与链霉素敏感品系杂交，（a）如果抗性品系是“+”亲本，敏感品系是“-”亲本，预期的结果是什么？（b）如果做的是反交呢?答：（a）、有抗性 （b）、没有抗性 核 质（R） 核 质（S） + R（+）抗 + S(+)抗 R(-) 敏 S（-）敏第十四章 遗传和个体发育 略 第十五章 遗传和进化1、白花三叶草是自交不亲和的，所以阻止了自花受精。白花三叶草的叶子上缺乏条斑是一种隐性纯合状态，vv，大约16%植株有这种表型。白花三叶草植株中有多少比例对这个隐性等位基因v是杂合的？白花三叶草植株产生的花粉中，有多少比例带有这个隐性等位基因？解：设V的基因频率为p，v的基因频率为q。由题设知，非条斑vv的频率为16%，即q=16%，q=0.4p=1-q=0.6那么基因型Vv的白花三叶草植株所占比例为2pq=20.60.4=0.48=48%白花三叶草植株产生的后代的频率为： VV、 Vv、 vv 36% 48% 16%那么白花三叶草植株产生的花粉中隐性等位基因v的比例为：1/248%+16%=40%2、参考上一题目。假使你把相互交配的白花三叶草群体中，所有非条斑叶的植株都淘汰（s=1），那末下一代有多少比例的植株将是非条斑叶的？假使你只把非条斑叶的植株淘汰一半（s=0.5），那末下一代有多少比例将是非条斑叶的？解： VV Vv vv p=0.6 频率： p=36% 2pq=48% q=16% q=0.4 适合度： 1 1 1-S选择后频率： p 2pq q（1-S）基因频率 q= pq+ q（1-S）/（1-S q）当S=1时 q 1 =0.60.4+0.4(1-1)/(1-0.16)=2/7此时下一代是非条斑叶的比例为q 1=4/49 0.08当S=0.5时 q 2 =0.60.4+0.4(1-0.5)/(1-0.50.4)=8/23 此时下一代是非条斑叶的比例为q 2 0.123、 对个体生存有害的基因会受到自然选择的作用而逐渐淘汰，请问有害的伴性基因和有害的常染色体隐性基因，那一种容易受到自然选择的作用？解：有害的伴性隐性基因容易受到自然选择的作用 不防作以下假设：（其中p+q=1，pq0，p0，q0） 对于常染色体隐性基因： AA Aa aa基因频率: p 2pq q p+2pq+ q=（p+q） =1假定s=1，在自然选择的作用下，选择一代后，被淘汰的有害基因的频率为q2.对于伴性隐性基因：XX XX XX XY XY基因频率： p pq q p q 在自然选择作用下，选择一代后，被淘汰的个体为 xx , xY于是选择一代后被淘汰的有害基因频率分别为 q + q我们把二者相减 , 即 q + q - q =q 0所以有害的伴性隐性基因容易受到自然选择的作用。4、 人类中，色盲男人在男人中约占8%，假定色盲是X连锁隐性遗传，问你预期色盲女人在总人口中的比例为多少？解：假设色盲男人的基因型为XbY由色盲男人在男人中约占8%，即Xb 的基因频率（q）=0.08在女性中，色盲女人（XbXb）频率=q2=0.082=0.0064。那么在整个人群中色盲女人占0.32%.5、 在一个随机交配的群体中，如AA个体占18%，且假定隐性个体全部淘汰，结果应该如下表所示:交配组合频率下代（频率）AAAaaaAAAAAAAaAaAa(0.18)2=0.032(0.18)(0.82)=0.30(0.82) 2=0.670.030.150.170.150.330.17合计1.000.350.480.17请你再算一代，证明隐性基因型的频率将从0.17降低到大约0.09。解：方法1：由题设可知 AA Aa aa 频率 p=0.35 2pq=0.48 q=0.17 适合度 1 1 0于是可得 p = 0.59 q = 0.41下一代a的频率为： q 1= pq/( p+2pq) = 0.24/(0.35+0.48) 0.29那么下一代隐性基因型 aa 的频率为 q 12=0.290.29 0.09由此便证明,隐性基因型的频率将从0.17降到大约0.09.方法2：因aa个体被淘汰，因此AA的相对频率=0.35/0.83=0.42，AA的相对频率=0.48/0.83=0.58，因此：交配组合频率下代（频率）AAAaaaAAAAAAAaAaAa(0.42)2=0.17642(0.42)(0.58)=0.4872(0.58) 2=0.33640.17640.24360.08410.24360.16820.0841合计1.000.50410.41180.08416、 家养动物和栽培植物的遗传变异比相应的野生群体要丰富的多，为什么？请从下列几方面来考虑：交配体系，即杂交和自交所占的比例，自然选择，突变。答：因为：（1）对家养动物和栽培植物常常进行杂交，导致后代产生丰富的变异；（2）对家养动物和栽培植物进行人工选择，并不适应环境的变异类型也得以保留；（3）对家养动物和栽培植物进行人工诱变，更加增加了变异的类型。7、 略8、 略9、 略10、略11、略