【正文】 果形成的是雌配子，那么只形成一種配子 ABC或 A’B’C’ 或 A’ BC 或 A B’C’ 或 A B’ C 或 A’ B C’ 或 AB C’ 或 A’B’ C ； 如果形成的是雄配子，那么可以形成兩種配子 ABC和 A’B’C’或 A B’ C 和 A’ B C’ 或 A’ BC和 A B’C’ 或 AB C’ 或和 A’B’ C 。在 3n 胚乳的性狀上由于精核的影響而直接表現(xiàn)父本的某些性狀。 聯(lián)會(huì)復(fù)合體 ——減數(shù)分裂偶線期和粗線期在配對(duì)的兩個(gè)同源染色體之間形成的結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)側(cè)體和一個(gè)中 體。 單倍體： 指具有配子染色體數(shù) (n)的個(gè)體。整個(gè)細(xì)胞分裂包含兩個(gè)緊密相連的過程，先是細(xì)胞核分裂，后是細(xì)胞質(zhì)分裂，核分裂過程分為四個(gè)時(shí)期；前期、中期、后期、末期。 無絲分裂： 又稱直接分裂，是一種無紡錘絲參與的細(xì)胞分裂方式。兩條同源染色體分別來自生物雙親， 在減數(shù)分裂時(shí)，兩兩配對(duì)的染色體，形狀、大小和結(jié)構(gòu)都相同。 細(xì)胞周期：一次細(xì)胞分裂結(jié)束后到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程稱為細(xì)胞周期 (cell cycle)。 著絲點(diǎn)： 即著絲粒。 第二章 遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（參考答案） 一、解釋下列名詞 : 染色體： 細(xì)胞分裂時(shí)出現(xiàn)的，易被堿性染料染色的絲狀或棒狀小體，由核酸和蛋白質(zhì)組成，是生物遺傳物質(zhì)的主要載體，各種生物的染色體有一定數(shù)目、形態(tài)和大小。通過減數(shù)分裂能形成幾種配子？寫出各種配子的染色體組成。 遺 傳 學(xué) 習(xí)題 與 參考答案 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 普通 遺傳學(xué)教研 組 第二章 遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（練習(xí)） 一、解釋下列名詞 :染色體 染色單體 著絲點(diǎn) 細(xì)胞周期 同源染色體 異源染色體 無絲分裂 有絲分裂 單倍體 聯(lián)會(huì) 胚乳直感 果實(shí)直感 二、 植物的 10個(gè)花粉母細(xì)胞可以形成：多少花粉粒 ?多少精核 ?多少管核 ?又 10個(gè)卵母細(xì)胞可以形成：多少胚囊 ?多少卵細(xì)胞 ?多少極核 ?多少助細(xì)胞 ?多少反足細(xì)胞 ? 三、玉米體細(xì)胞里有 10 對(duì)染色體 ，寫出下列各組織的細(xì)胞中染色體數(shù)目。 四、假定一個(gè)雜種細(xì)胞里含有 3 對(duì)染色體，其中 A、 B、 C 來自父本、 A’、 B’、 C’來自母本。 五、有絲分裂和減數(shù)分裂在遺傳學(xué)上各有什么意義？ 六、有絲分裂和減數(shù)分裂有什么不同 ?用圖解表示并加以說明。 染色單體： 染 色體通過復(fù)制形成，由同一著絲粒連接在一起的兩條遺傳內(nèi)容完全一樣的子染色體。染色體的特定部位，細(xì)胞分裂時(shí)出現(xiàn)的紡錘絲所附著的位置，此部位不染色。 同源染色體：體細(xì)胞中形態(tài)結(jié)構(gòu)相同、遺傳功能相似的一對(duì)染色體稱為同源染色體(homologous chromosome)。 異源染色體：形態(tài)結(jié)構(gòu)上有所不同的染色體 間互稱為非同源染色體， 在減數(shù)分裂時(shí)，一般不能兩兩配對(duì)，形狀、大小和結(jié)構(gòu)都不相同。 有絲分裂： 又稱體細(xì)胞分裂。最后形成的兩個(gè)子細(xì)胞在染色體數(shù)目和性質(zhì)上與母細(xì)胞相同。 聯(lián)會(huì)： 減數(shù)分裂中同源染色體的配對(duì)。 胚乳直感： 又稱花粉直感。 果實(shí)直感： 種皮或果皮組織在發(fā)育過程中由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀 二、可以形成： 40個(gè)花粉粒， 80個(gè)精核， 40個(gè)管核； 10個(gè)卵母細(xì)胞可以形成： 10個(gè)胚囊，10個(gè)卵細(xì)胞， 20個(gè)極核， 20個(gè)助細(xì)胞， 30個(gè)反足細(xì)胞。 五、 （ 1）保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性。子代的性狀遺傳和發(fā)育得以正常進(jìn)行。 ? 減數(shù)分裂中期 I，二價(jià)體的兩個(gè)成員的排列方向是隨機(jī)的，所以后期 I 分別來自雙親的兩條同源染色體隨機(jī)分向兩極，因而所產(chǎn)生的性細(xì)胞就可能會(huì)有 2n種非同源染色體的組合形式 (染色體重組， rebination of chromosome)。同時(shí)這也是連鎖遺傳規(guī)律及基因連鎖分析的基礎(chǔ)。 第三章 遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)（練習(xí)） 一、 解釋下列名詞： 半保留復(fù)制 岡崎片段 轉(zhuǎn)錄 翻譯 小核 RNA 不均一 RNA 遺傳密碼 簡并 多聚合糖體 中心法則 二、 如何證明 DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)？ 三、 簡述 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，有何特點(diǎn)？ 四、 比較 A－ DNA， B－ DNA和 Z－ DNA的主要異同。 九、 真核生物與原核生物相比，其轉(zhuǎn)錄過程有何特點(diǎn)？ 十、 簡述原核生物蛋白質(zhì)合成的過程。這樣，隨著 DNA分子雙螺旋的完全拆開，就逐漸形成了兩個(gè)新的 DNA分子，與原來的完全一樣。 DNA在活體內(nèi)的半保留復(fù)制性質(zhì)，已為 1958年以來的大量試驗(yàn)所證實(shí)。 岡崎片段： DNA的復(fù)制只能從 5’向 3’方向延伸， 5’向 3’方向延伸的鏈稱作前導(dǎo)鏈(leading strand)，它是連續(xù)合成的。這種不連續(xù)合成是由岡崎等人首先發(fā)現(xiàn)的，所以現(xiàn)在將后 隨鏈上合成的 DNA不連續(xù)單鏈小片段稱為岡崎片段 (Okazaki fragment)。 翻譯：以 mRNA為模板，在多種酶和核糖體的參與下，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成蛋白質(zhì)的多肽鏈。 不均一 RNA：在真核生物中，轉(zhuǎn)錄形成的 RNA中，含由大量非編碼序列，大約只有 25％RNA經(jīng)加工成為 mRNA，最 后翻譯為蛋白質(zhì)。 遺傳密碼： DNA鏈上編碼氨基酸的三個(gè)核苷酸稱之為遺傳密碼。 多聚合糖體：在氨基酸多肽鏈的延伸合成過程中，當(dāng) mRNA上蛋白質(zhì)合成的起始位置移出核糖體后，另一個(gè)核糖體可以識(shí)別起始位點(diǎn)，并與其結(jié)合，然后進(jìn)行第二條多肽鏈的合成。 中心法則：遺傳信息從 DNA→ mRNA→蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，以及遺傳信息從DNA→ DNA 的復(fù)制過程，這就是分子生物學(xué)的中心法則 (central dogma)。 2．證明 DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)，可設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行直接證明 DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)： （ 1） 肺炎雙球菌定向轉(zhuǎn)化試驗(yàn) ： 有毒 SⅢ型 (65℃殺死 )→ 小鼠成活 → 無細(xì)菌 無毒 RⅡ型 → 小鼠成活 → 重現(xiàn) RⅡ型 有毒 SⅢ型 → 小鼠死亡 → 重現(xiàn) SⅢ型 RⅡ型 +有毒 SⅢ型 （ 65℃ ) → 小鼠 → 死亡 → 重現(xiàn) SⅢ型 將 III S型細(xì)菌的 DNA提取物與 II R型細(xì)菌混合在一起，在離體培養(yǎng)的條件下，也成功地使少數(shù) II R型細(xì)菌定向轉(zhuǎn)化為 III S型細(xì)菌。所以可確認(rèn)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是 DNA。 32P和 35S分別標(biāo)記 T2噬菌體的 DNA與蛋白質(zhì)。然后用標(biāo)記的 T2噬菌體 (32P或 35S)分別感染大腸桿菌，經(jīng) 10分鐘后，用攪拌器甩掉附著于細(xì)胞外面的噬菌體外殼。在第二種情況下，放射性活性大部分見于被甩掉的外殼中，細(xì)菌內(nèi)只有較低的放射性活性，且不能傳遞給子代。 (2)兩條多核苷酸鏈走向?yàn)榉聪蚱叫?(antiparallel)。亦即一條鏈對(duì)另一條鏈?zhǔn)穷嵉惯^來的，這稱為反向平行?；パa(bǔ)堿基對(duì) A與 T之間形成兩對(duì)氫鍵，而 C與 G之間形成三 對(duì)氫鍵。 (4)每個(gè)螺旋為 34197。 (5)在雙螺旋分子的表面大溝 (major groove)和小溝 (minor groove)交替出現(xiàn)。 B－ DNA是 DNA 在生理狀態(tài)下的構(gòu)型。但當(dāng)外界環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，DNA的構(gòu)型也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng) DNA在高鹽濃度下時(shí)，則以 A－ DNA 形式存在。 A－ DNA比較短和密，其平均直徑為 23197。在活體內(nèi) DNA 并不以 A構(gòu)型存在，但細(xì)胞內(nèi) DNA－ RNA 或 RNA－ RNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，卻與 A－ DNA非常相似。當(dāng)某些 DNA序列富含 G－ C，并且在嘌呤和嘧啶交替出現(xiàn)時(shí)，可形成 Z－ DNA。分子直徑為 18197?，F(xiàn)在還不知道， Z－ DNA在體內(nèi)是否存在。它們都沒有直接起始合成DNA的能力，只能在引物存在下進(jìn)行鏈的延伸，因此， DNA的合成必須有引物引導(dǎo)才能進(jìn)行。 7．（ 1）原核生物 DNA 的復(fù)制是單起點(diǎn)的，而真核生物染色體的復(fù) 制則為多起點(diǎn)的； （ 2）真核生物 DNA合成所需的 RNA引物及后隨鏈上合成的“岡崎片段”的長度比原核生物要短：在原核生物中引物的長度約為 10－ 60個(gè)核苷酸，“岡崎片段”的長度為1000－ 2022個(gè)核苷酸；而在真核生物中引物的長度只有 10個(gè)核苷酸，而“岡崎片段”的長度約為原核生物的十分之一，只有 100－ 150 核苷酸。 在原核生物中有 DNA聚合酶 I、 II和 III等三種聚合酶，并由聚合酶 III 同時(shí)控制二條鏈的合成。聚合酶α和δ是 DNA合成的主要酶，由聚合酶α控制不連續(xù)的后隨鏈的合成，而聚合酶δ則控制前導(dǎo)鏈的合成，所以其二條鏈的合成是在二種不同的 DNA聚合酶的控制下完成。 （ 4）染色體端體的復(fù)制：原核生物的染色體大多數(shù)為環(huán)狀，而真核生染色體為線狀。如大腸桿菌的 RNA聚合酶有五個(gè)亞基組成，其分子量為 480,000道爾頓，含 有α、β、β’和δ等四種不同的多肽，其中α為二個(gè)分子。α亞基與 RNA聚合酶的四聚體核心 (α 2 ββ’ )的形成有關(guān)。所以，δ因子的作用就是識(shí)別轉(zhuǎn)錄的起始位置，并使 RNA聚合酶結(jié)合在啟動(dòng)子部位。 δ因子在 RNA鏈伸長到 8－ 9個(gè)核酸后，就被釋放，然后由核心酶催化 RNA的延伸。對(duì)大腸桿菌大量基因的啟動(dòng)子。 因 RNA聚合酶同時(shí)具有解開 DNA雙鏈，并使其重新閉合的功能。 RNA轉(zhuǎn)錄泡也不斷前移，合成新的 RNA鏈。 9．真核生物與原核生物 RNA的轉(zhuǎn)錄過程總體上基本相同，但是，其過程則要復(fù)雜得多，主要有以下幾點(diǎn)不同：首先，真核生物 RNA的轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，所以， RNA轉(zhuǎn)錄后 首先必須從核內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)內(nèi)，才能進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。 第三、在原核生物中只有一種 RNA聚合酶催化所有 RNA的合成，而在真核生物中則有 RNA聚合酶 I、 II、 III等三種不同酶，分別催化不同種類型 RNA的合成。聚合酶 I 存在于細(xì)胞核內(nèi)，催化合成除 5S rRNA以外的所有 rRNA；聚合酶 II催化合成 mRNA前體，即不均一核 RNA(hnRNA)；聚合酶 III催化 tRNA和小核 RNA的合成。在真核生物中，三種 RNA聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下才能進(jìn)行 RNA的轉(zhuǎn)錄。第二 個(gè)共有序列稱為 CCAAT框(CCAAT box)，具有共有序列 GGCCAATCT，位于轉(zhuǎn)錄起始位置上游約 50－ 500 個(gè)核苷酸處。第三個(gè)區(qū)域一般稱為增強(qiáng)子(enhancer)，其位置可以在起始位置的上游，也可以在基因的下游或者在基因之內(nèi)。 另外，大多數(shù)真核生物的 mRNA在轉(zhuǎn)錄后必須進(jìn)行下面三方面的加工后 (圖 3－ 28)，才能運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行蛋白質(zhì)的翻譯。 （ 2）在 mRNA前體的 3’端加上聚腺苷酸 (poly (A))的尾巴。 10．（ 1）鏈的起始：原核生物在核糖體小亞基、一個(gè) mRNA分子、決定起始的氨酰基 tRNA、GTP、 Mg++以及至少三種可溶性蛋白質(zhì)起始因子 (initiation factors， IFs)IF IF2 和IF3的參與下，以 AUG合成的起始密碼子，編碼甲?；琢虬彼帷Ｍ瑫r(shí)，核糖體小亞基與起始因子 IF3和 mRNA 結(jié)合形成第二個(gè)復(fù)合體。它與核糖體小亞基 16S rRNA 3’端的一段堿基序列互補(bǔ)，可能起著識(shí)別作用。接著二個(gè)復(fù)合體在起始因子 IF1和一分子GDP的作用下，形成一個(gè)完整的 30S起始復(fù)合體。最后與 50S大亞基結(jié)合，形成完整的 70S核糖體，此過程需要水解一分子 GDP以提供能量，同時(shí)釋放出 IF1和 IF2，完成肽鏈的起始； （ 2）鏈的延伸：肽鏈的延伸在原核生物和真核生物中基本一致。根據(jù)，反密碼子與密碼子配對(duì)的原則，第二個(gè)氨基酰 tRNA就進(jìn)入 A位，此過程需要帶有一分子 GTP的延伸因子 Tu(elongation factor， EF－ Tu)的參與。隨后，在轉(zhuǎn)肽酶(peptidyl transferase)的催化下，在 A位的氨基酰 tRNA上的氨基酸殘基與在 P位上的氨基酸的碳末端間形成多肽鍵。此過程水解與 EF－ Tu結(jié)合的 GTP而提供能量。此過程需要延伸因子 G(EF－ G)和水解 GTP提供能量。 鏈的終止：當(dāng)多肽鏈的延伸遇到 UAA、 UAG和 UGA等終止密碼子進(jìn)入核糖體的 A位時(shí)，多肽鏈的延伸就不再進(jìn)行。在大腸桿菌中有二類釋放因子 RF1 和 RF2， RF1識(shí)別 UAA和 UAG； RF2識(shí)別UAA和 UGA。當(dāng)釋放因子結(jié)合在核糖體的 A位后，改變了轉(zhuǎn)肽酶的活性，在新合成多肽鏈的末端加上水分子，從而使多肽鏈從 P位 tRNA上釋放出來，離開核糖體，完成多肽鏈的合成，隨后核糖體解體為 30S和 50S二個(gè)亞基。寫出下列雜交組合的親本基因型。 二、 小麥無芒基因 A為顯性，有 芒基因 a為隱性。每一組合的 F1群體中，出現(xiàn)無芒或有芒個(gè)體的機(jī)會(huì)各為多少？ (1)AA aa (2)AA Aa (3)Aa Aa (4)Aa aa (5)aa aa 三、小麥有稃基因 H為顯性，裸?；?h為隱性。在完全顯性條件下，其 F2基因型和表現(xiàn)型的比例怎樣？ 四、大豆的紫花基因 P對(duì)白花基因 p為顯性，紫花180。 五、純種甜粒玉米和純種非甜粒玉米間行種植，收獲時(shí)發(fā)現(xiàn)甜粒玉米果穗上結(jié)有非甜粒的子實(shí)，而非甜粒玉米果穗上找不到甜粒的子實(shí)。 R– r和Ｔ – t是獨(dú)立遺傳的。 1)TTrr ttRR 2) TTRR ttrr 3) TtRr ttRr 4) ttRr Ttrr