【正文】 楚地說明基因控制性狀，并非基因直接作用于性狀，而是通過一系列生化過程來實現(xiàn)的。第十一章 細(xì)胞質(zhì)遺傳1．答：遺傳方式為非孟德爾式，后代無一定比例．正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同。 （核遺傳：表現(xiàn)相同，其遺傳物質(zhì)完全由雌核和雄核共同提供的；質(zhì)遺傳：表現(xiàn)不同，某些性狀只表現(xiàn)于母本時才能遺傳給子代，故胞質(zhì)遺傳又稱母性遺傳。）連續(xù)回交，母本核基因可被全部置換掉，但由母本細(xì)胞質(zhì)基因所控制的性狀仍不會消失；由細(xì)胞質(zhì)中的附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)往往類似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染，即可傳遞給其它細(xì)胞。基因定位困難。2．答：母性影響：由核基因的產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞中的物質(zhì)所引起的一種遺傳現(xiàn)象。母性影響不屬于胞質(zhì)遺傳的范疇，十分相似而已。特點：下一代表現(xiàn)型受上一代母體基因的影響。3．答：連續(xù)進(jìn)行自交。F2出現(xiàn)分離則屬于性連鎖；若F2不分離，F(xiàn)3出現(xiàn)3∶1分離則屬于母性影響；若F F3均不分離，則屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。4．答：真核生物有性過程： 卵細(xì)胞：有細(xì)胞核、大量的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器（含遺傳物質(zhì)），能為子代提供核基因和它的全部或絕大部分胞質(zhì)基因。 精細(xì)胞只有細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞器極少或沒有，只能提供其核基因，不能或極少提供胞質(zhì)基因。一切受細(xì)胞質(zhì)基因所決定的性狀，其遺傳信息只能通過卵細(xì)胞傳給子代，而不能通過精細(xì)胞遺傳給子代。5．答：雖然細(xì)胞質(zhì)DNA在分子大小和組成上與核DNA有某些區(qū)別，但作一種遺傳物質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上和功能上仍與核DNA有許多相同點。均按半保留方式復(fù)制；表達(dá)方式一樣， DNA——mRNA——核糖體——蛋白質(zhì)均能發(fā)生突變，且能穩(wěn)定遺傳，其誘變因素亦相同。不同點：細(xì)胞質(zhì)DNA 核DNA突變頻率大 突變頻率較小 較強(qiáng)的定向突變性 難于定向突變性 正反交不一樣 正反交一樣 基因通過雌配子傳遞 基因通過雌雄子傳遞 基因定位困難 雜交方式基因定位 載體分離無規(guī)律 有規(guī)律分離 細(xì)胞間分布不均勻 細(xì)胞間分布均勻 某些基因有感染性 無感染性 兩者關(guān)系：核基因可以引起質(zhì)基因的突變，質(zhì)基因的存在決定于核基因，但質(zhì)基因具有一定的獨立性，能夠決定遺傳性狀的表現(xiàn)。6．答：葉綠體DNA(即ct DNA)是閉合環(huán)狀的雙鏈結(jié)構(gòu)。藻類ctDNA的浮力密度均較其核DNA為輕，而高等植物ct DNA的浮力密度與其核DNA相差較小。高等植物ct DNA的堿基成分與核DNA沒有明顯區(qū)別，但在單細(xì)胞藻類則有明顯的不同；此外，在ct DNA中缺少5甲基胞嘧啶，而核DNA中有25%胞嘧啶殘基是甲基化的。ct DNA與細(xì)菌DNA相似，是裸露的DNA。線粒體DNA(mt DNA)是雙鏈分子，是裸露的，一般為閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但也有線性的。mt DNA與核DNA有明顯的不同：(1) mt DNA與原核生物的DNA一樣，沒有重復(fù)序列；(2) mt DNA的浮力密度比較低；(3) mt DNA的堿基成分中G、C的含量比A、T少；(4) mt DNA的兩條單鏈的密度不同，一條稱為重鏈(H鏈)，另一條稱為輕鏈(L鏈)；(5) mt DNA單個拷貝非常小，與核DNA相比僅僅是后者的十萬分之一。7．答：A、質(zhì)遺傳型（細(xì)胞質(zhì)控制）。B、質(zhì)核互作遺傳型(應(yīng)用價值最大)（質(zhì)與核共同控制）。C、核遺傳型（核基因控制）8．答：多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，線粒體基因組(mt DNA)是雄性不育基因的載體。在水稻、小麥、玉米和甜菜等作物中都有類似的報道。早在六十年代已發(fā)現(xiàn)玉米不育株的線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)與保持系有明顯的不同。因此推斷，雄性不育性可能與線粒體的變異有關(guān)。近年來分子生物學(xué)的進(jìn)展，為上述的假設(shè)提供了充分的證據(jù)。就雄性的育性來分，玉米有N、T、C和S四種類型的細(xì)胞質(zhì)。其中N為正?？捎停溆嗳N為不育型。它們的線粒體DNA分子組成有明顯的區(qū)別。T型中缺少2350堿基對的mt DNA分子；C型中則具有其它類型所沒有的兩種低分子量mt DNA，它們的大小分別為1570和1420個堿基對。S組的mt DNA中多出一個附加體系統(tǒng)，其中包括兩個分子量較小的DNA， ~ ~ 106道爾頓。但這四種育性類型的葉綠體DNA并沒有明顯的差別。因此推斷，有關(guān)雄性不育的細(xì)胞質(zhì)基因存在于線粒體的基因組中。把這四種類型mt DNA作為模板，在體外合成蛋白質(zhì)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，N型的mt DNA翻譯合成的蛋白質(zhì)與其他三種不育型均不相同。T型的mt DNA能多翻譯出一個13000道爾頓的多肽，C型mt DNA能多翻譯出一個17500道爾頓的多肽，但缺少一個15500道爾頓的多肽。S型的翻譯產(chǎn)物則多出一個大分子的多肽。已完成的玉米N型和T型的mt DNA限制性內(nèi)切酶圖譜(BamHI、Sma I和Xho I圖譜)表明，N型mt DNA和T型mt DNA分別含有6組和5組重復(fù)序列，但只有其中的2組是兩種mt DNA所共有的。就限制性位點的分布及Southern雜交的結(jié)果看，N型和T型所特有的堿基序列分別為70kbp (N)和40kbp (T)，其余500kbp的序列相同。從玉米T型mt DNA中分離出一個專化玉米T型胞質(zhì)不育基因Turf13。Turf13現(xiàn)已被克隆出來，它編碼一個13000道爾頓的多肽(URF13)，這種蛋白只在T型mt DNA中存在。Northern blot分析表明，玉米正常植株與C型不育植株的mt DNA基因atpatp6和coxII的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的長度和數(shù)目不同，進(jìn)一步對這三個基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，認(rèn)為這三個基因很可能與C型雄性不育性的表現(xiàn)有直接關(guān)系。除玉米外，人們在甜菜、矮牽牛、水稻等植物中，也發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和正常可育系在ct DNA的結(jié)構(gòu)上沒有差異，但在mt DNA上有明顯的差別。目前也已克隆出一些認(rèn)為與細(xì)胞質(zhì)雄性不育有直接關(guān)系的mt DNA基因，如甜菜mt DNA的coxII基因、矮牽牛的Spcf基因、水稻cmsBo細(xì)胞質(zhì)mt DNA的cob基因等。9．答：（1）形態(tài)學(xué)鑒定：個體大小特別小，可能是單倍體。（2）細(xì)胞學(xué)鑒定：鑒定染色體數(shù)是否正常？染色體配對是否正常？（3）遺傳學(xué)鑒定：F1育性表現(xiàn)，可育——隱性；不育——顯性？進(jìn)行不同親緣材料雜交？（4）改變生物環(huán)境條件：育性改變？生理不育10．答：aabb AaBb(ab ) (AB Ab aB ab ) 可育 不育(兩對基因互作，只要有一個顯性基因存在就表現(xiàn)不育，必需兩對基因都是顯性時可育)11．答：顯性雄性核不育，MsMs，F(xiàn)1，Msms，低育性，自交后不育：可育=3∶1，與可育親本msms回交，不育：可育=1∶1第十二章 遺傳與發(fā)育1．答：在個體發(fā)育過程中，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)是相互依存，不可分割的，但起主導(dǎo)作用的應(yīng)該是細(xì)胞核。因為細(xì)胞核內(nèi)的“遺傳信息”決定著個體發(fā)育的方向和模式，為蛋白質(zhì)（包括酶）的合成提供了模板（mRNA）以及其它各種重要的RNA，從而控制了細(xì)胞的代謝方式和分化程序。細(xì)胞質(zhì)則是蛋白質(zhì)合成的場所，并為DNA的復(fù)制、mRNA的轉(zhuǎn)錄以及tRNA、rRNA的合成提供原料和能量。例如，葉綠體的RuBp羧化酶的8個小亞基和8個大亞基雖然分別由核基因和葉綠體基因編碼合成，但葉綠體的形成卻是在核基因的控制之下。從另一方面看，細(xì)胞質(zhì)中的一些物質(zhì)又能調(diào)節(jié)和制約核基因的特性，使得相同的細(xì)胞核由于不同的細(xì)胞質(zhì)的影響而導(dǎo)致細(xì)胞的分化。從細(xì)胞分化這一點說，細(xì)胞質(zhì)的不等分裂起著重要的作用；沒有細(xì)胞質(zhì)的不等分裂，其后果只能是細(xì)胞數(shù)目的增加，不會有細(xì)胞的分化。2．答：這是因為受精卵雖是單細(xì)胞，但它的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)除顯見的細(xì)胞器有分化外，還存在動物極和植物極、灰色新月體和黃色新月體等分化。這些分化的物質(zhì)將來發(fā)育成什么組織和器官，大體上已經(jīng)確定。海膽受精卵的第一、二次分裂，都是順著對稱軸的方向進(jìn)行的。獲得的4個卵裂細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)是完全的，而第三次卵裂方向與對稱軸垂直，分裂的8個卵裂細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)不均等，因此就不能發(fā)育成小幼蟲。這說明了細(xì)胞質(zhì)是胚胎發(fā)育所必需，而且一個細(xì)胞除核和各種細(xì)胞器外。其它的不同部分對個體發(fā)育也能產(chǎn)生不同的影響。3．答：在個體發(fā)育的過程中，各種性狀的發(fā)育，從受精卵開始分裂時就開始了，隨著個體發(fā)育時期的推進(jìn)，相應(yīng)的性狀有序且有節(jié)奏的發(fā)生。這一過程實際上包括了一系列連續(xù)的發(fā)育階段，這些階段按預(yù)定的順序依次接連發(fā)生。上一階段的趨向完成，啟動下一階段的開始。在正常情況下，一個細(xì)胞（組織或器官）通常不再繼續(xù)分化或轉(zhuǎn)化為其它任何結(jié)構(gòu)，個體發(fā)育的這種特性是由內(nèi)外兩種因素控制的。內(nèi)在的因素也就是遺傳的因素，是基因序列在不同時間上的選擇性表達(dá)。外在因素則包括相鄰細(xì)胞間或組織器官間以及外界環(huán)境條件的影響。4．答：同形異位基因控制著個體的發(fā)育模式，組織和器官的形成。同形異位基因編碼一組轉(zhuǎn)錄因子，這類轉(zhuǎn)錄因子都有含有一段或幾段十分保守的序列，形成一定空間結(jié)構(gòu)，與特異的DNA序列結(jié)合，和RNA聚合酶及其它因子一起控制基因轉(zhuǎn)錄，即，同形異位基因是通過調(diào)控其它重要的形態(tài)及器官結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)（包括控制細(xì)胞分裂、紡錘體形成和取向、細(xì)胞分化等發(fā)育過程的基因）來控制生物發(fā)育及器官形成的。5．答：分化反映來自同一合子或遺傳上同質(zhì)的細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾螒B(tài)機(jī)能和化學(xué)構(gòu)成上異質(zhì)細(xì)胞的過程，是由一般變?yōu)樘厥獾默F(xiàn)象，它可在細(xì)胞水平，組織水平和器官水平上表現(xiàn)出來?！　∪シ只侵钢参锛?xì)胞或組織脫離其受發(fā)育階段及所在組織器官環(huán)境的約束，成為游離狀態(tài)，并且得到必需營養(yǎng)和激素，就可能經(jīng)去分化而恢復(fù)其遺傳全能性?！　≡俜只赣擅摲只癄顟B(tài)的細(xì)胞再度分化形成另一種或幾種類型的細(xì)胞過程?！　≈参锛?xì)胞或組織經(jīng)激素等因素或條件的誘導(dǎo)后可恢復(fù)其細(xì)胞的全能性，即脫分化。6．答：利用植物細(xì)胞的全能性在作物育種上能獲得以下幾方面的成就：　?。?）胚珠培養(yǎng)，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性，獲得種間雜種。（2）通過體細(xì)胞培養(yǎng)，創(chuàng)造體細(xì)胞無性系突變，從而創(chuàng)造出新的種質(zhì)資源（3）通過原生體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交，創(chuàng)造出有性雜交難于獲得的遠(yuǎn)緣雜交種。（4）難過花粉或花培養(yǎng)，進(jìn)行單倍體育種，提高育種效率，縮短常規(guī)育種年限。（5）通過體細(xì)胞培養(yǎng)誘導(dǎo)體細(xì)胞胚，經(jīng)包裹后生產(chǎn)人工種子。（6）結(jié)合外源基因?qū)耄ㄞr(nóng)桿菌介導(dǎo)、基因槍等）技術(shù)，通過植物細(xì)胞全能性獲得轉(zhuǎn)基因植株。第十三章 數(shù)量性狀的遺傳1．廣義遺傳率：通常定義為總的遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率?！　—M義遺傳率：通常定義為加性遺傳方差占表現(xiàn)型方差的比率?！　〗幌禂?shù)：是指個體的某個基因位點上兩個等位基因來源于共同祖先某個基因的概率?！　」沧嫦禂?shù)：個體的近交系數(shù)等于雙親的共祖系數(shù)?！　?shù)量性狀基因位點：即QTL，指控制數(shù)量性狀表現(xiàn)的數(shù)量基因在連鎖群中的位置?！　≈餍Щ颍簩δ骋恍誀畹谋憩F(xiàn)起主要作用、效應(yīng)較大的基因?！　∥⑿Щ颍褐敢恍誀钍苤朴诙鄠€基因，每個基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型的影響較小、效應(yīng)累加、無顯隱性關(guān)系、對環(huán)境敏感，這些基因稱為微效基因。　　修飾基因：對性狀的表現(xiàn)的效應(yīng)微小，主要是起增強(qiáng)或減弱主基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型的作用?！　”憩F(xiàn)型值：是指基因型值與非遺傳隨機(jī)誤差的總和即性狀測定值?！　』蛐团c環(huán)境互作：數(shù)量基因?qū)Νh(huán)境比較敏感，其表達(dá)容易受到環(huán)境條件的影響。因此，基因型與環(huán)境互作是基因型在不同環(huán)境條件下表現(xiàn)出的不同反應(yīng)和對遺傳主效應(yīng)的離差。2．答：質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀的區(qū)別主要有：①.質(zhì)量性狀的變異是呈間斷性，雜交后代可明確分組；數(shù)量性狀的變異則呈連續(xù)性，雜交后的分離世代不能明確分組。②.質(zhì)量性狀不易受環(huán)境條件的影響；數(shù)量性狀一般容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異，而這種變異一般是不能遺傳的。③.質(zhì)量性狀在不同環(huán)境條件下的表現(xiàn)較為穩(wěn)定；而控制數(shù)量性狀的基因則在特定時空條件下表達(dá)，不同環(huán)境條件下基因表達(dá)的程度可能不同，因此數(shù)量性狀普遍存在著基因型與環(huán)境互作?！　τ谫|(zhì)量性狀一般采用系譜和概率分析的方法，并進(jìn)行卡方檢驗；而數(shù)量性狀的研究則需要遺傳學(xué)方法和生物統(tǒng)計方法的結(jié)合，一般要采用適當(dāng)?shù)倪z傳交配設(shè)計、合理的環(huán)境設(shè)計、適當(dāng)?shù)亩攘渴侄魏陀行У慕y(tǒng)計分析方法，估算出遺傳群體的均值、方差、協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)等遺傳參數(shù)等加以研究。3．答：表現(xiàn)型方差由基因型方差（V G）、基因型環(huán)境互作方差（V GE）和環(huán)境機(jī)誤方差（Ve），（V P=V G+ V GE+ Ve），其中基因型方差和基因型環(huán)境互作方差是可以遺傳的，而純粹的環(huán)境方差是不能遺傳的?！　∮捎诖嬖诨蜻B鎖或基因的一因多效，生物體的不同數(shù)量性狀之間常存在不同程度的相互關(guān)連。在統(tǒng)計分析方法中常用協(xié)方差來度量這種相互關(guān)聯(lián)的變異程度。由于遺傳方差可以進(jìn)一步區(qū)分為基因型方差和基因型環(huán)境互作方差等不同的方差分量，故遺傳協(xié)方差也可進(jìn)一步區(qū)分為基因型協(xié)方差和基因型環(huán)境互作協(xié)方差等分量。在作物遺傳改良過程中，對某一性狀進(jìn)行選擇時常會引起另一相關(guān)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(jìn)行性狀間的協(xié)方差即相關(guān)性研究。如基因加性效應(yīng)對選擇是有效的， 細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)亦可通過母本得以傳遞，因此當(dāng)育種的目標(biāo)性狀不易測定或遺傳率較低、進(jìn)行直接選擇較難取得預(yù)期效果時，利用與其具有較高加性相關(guān)和細(xì)胞質(zhì)相關(guān)的其它性狀進(jìn)行間接選擇， 則較易取得育種效果。顯性相關(guān)則是控制性狀的有關(guān)基因的顯性效應(yīng)相互作用而產(chǎn)生的相關(guān)性， 雜交一代中表現(xiàn)尤為強(qiáng)烈，在雜種優(yōu)勢利用中可以加以利用。但這種顯性相關(guān)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(guān)為主的成對性狀應(yīng)以高代選擇為主。所以， 進(jìn)行各種遺傳協(xié)方差分析更能明確性狀間相關(guān)性的遺傳本質(zhì)， 有利于排除環(huán)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(dǎo)意義。4．答：在遺傳機(jī)制方面，數(shù)量性狀受多基因控制，基因與基因間的關(guān)系錯綜復(fù)雜。 數(shù)量基因的表達(dá)對環(huán)境條件的變化比較敏感，基因的作用與環(huán)境條件的影響混雜在一起。因此，數(shù)量性狀的多基因假說的主要內(nèi)容是：　?。?）數(shù)量性狀受制于多對微效基因或