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第一章 緒 言1.1 復(fù)習(xí)筆記一、遺傳學(xué)研究的對(duì)象和任務(wù)遺傳學(xué)的定義遺傳學(xué)(genetics)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。遺傳和變異遺傳的定義遺傳(heredity)是指親代與子代相似的現(xiàn)象。變異的定義變異(variation)是指親子之間以及子代個(gè)體之間性狀表現(xiàn)存在差異的現(xiàn)象。遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素。遺傳學(xué)研究的任務(wù)①闡明生物遺傳和變異的現(xiàn)象及其表現(xiàn)的規(guī)律。②深入探索遺傳和變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ),揭露其內(nèi)在的規(guī)律。二、遺傳學(xué)的發(fā)展古代遺傳學(xué)知識(shí)的累積人類(lèi)在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和飼養(yǎng)家畜過(guò)程中,早已認(rèn)識(shí)到遺傳和變異現(xiàn)象,并且通過(guò)選擇,育成大量的優(yōu)良品種。近代遺傳學(xué)的發(fā)展①18世紀(jì)下半葉,拉馬克提出器官的用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳等學(xué)說(shuō)。②1859年,達(dá)爾文發(fā)表《物種起源》,提出自然選擇和人工選擇的進(jìn)化學(xué)說(shuō),后又提出泛生假說(shuō)。③魏斯曼是新達(dá)爾文主義的首創(chuàng)者,提出種質(zhì)連續(xù)論。④1856至1864年,孟德?tīng)枏氖峦愣闺s交試驗(yàn),提出分離和獨(dú)立分配兩個(gè)遺傳基本規(guī)律。⑤1906,貝特生(Bateson,W.)提出遺傳學(xué)作為一個(gè)學(xué)科的名稱(chēng)。⑥1901至1903年,狄弗里斯發(fā)表了“突變學(xué)說(shuō)”。⑦1906年,貝特生等在香豌豆雜交試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖現(xiàn)象。⑧1909年,約翰生發(fā)表了“純系學(xué)說(shuō)”。1903年,薩頓提出染色體在減數(shù)分裂期間的行為。1910年以后,摩爾根等用果蠅發(fā)現(xiàn)連鎖遺傳規(guī)律。?1913年,斯特蒂文特繪制出第一張遺傳連鎖圖。?20世紀(jì)30年代,布萊克斯里等提出了雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳假說(shuō)。?1930至1932年,費(fèi)希爾、賴(lài)特和霍爾丹等人應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析性狀的遺傳變異,推斷遺傳群體的各項(xiàng)遺傳參數(shù),奠定了數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。?1941年,比德?tīng)柕热颂岢觥耙粋€(gè)基因一個(gè)酶”的假說(shuō)。?1944年,阿委瑞用試驗(yàn)方法直接證明DNA是轉(zhuǎn)化肺炎球菌的遺傳物質(zhì)?,F(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展①1953年,瓦特森和克里克提出DNA分子結(jié)構(gòu)模式理論。②20世紀(jì)70年代初,分子遺傳學(xué)成功地進(jìn)行人工分離基因和人工合成基因,開(kāi)始建立了遺傳工程這一個(gè)新的研究領(lǐng)域。③20世紀(jì)90年代初美國(guó)率先實(shí)施的“人類(lèi)基因組計(jì)劃”。④在21世紀(jì),遺傳學(xué)的發(fā)展將進(jìn)入“后基因組時(shí)代”。三、遺傳學(xué)在科學(xué)和生產(chǎn)發(fā)展中的作用巨大的作用。②在生產(chǎn)實(shí)踐上,遺傳學(xué)對(duì)于農(nóng)業(yè)科學(xué)起著直接的指導(dǎo)作用。如品種選育和良種繁育工作。③遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)中起著重要的指導(dǎo)作用。如疾病的診斷和預(yù)防。1.2 1.2 名??佳姓骖}詳解一、選擇題經(jīng)典遺傳學(xué)與現(xiàn)代遺傳學(xué)對(duì)基因這一遺傳單位的認(rèn)識(shí)有不同之處,也有相同之處,其中下面在( )點(diǎn)是兩者相同的。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研]B.交換單位C.功能單位D【答案】C二、名詞解釋題variation[華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2015研]答:variation的中文名稱(chēng)是變異,是指親子之間以及子代個(gè)體之間性狀表現(xiàn)存在差異的現(xiàn)象。變異可分為可遺傳的變異與不可遺傳的變異。可遺傳的變異包括基因重組﹑基因突變與染色體變異。三、問(wèn)答題用,論述遺傳學(xué)創(chuàng)新與試驗(yàn)材料創(chuàng)新的關(guān)系。[電子科技大學(xué)2011研]答:常用的模式生物包括豌豆、玉米、果蠅、擬南芥等。擬南芥(Arabidopsis)是一種十字花科植物,廣泛用于植物遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究,已成為一種典型的模式植物。擬南芥在推動(dòng)遺傳性發(fā)展中的作用主要基于該植物具有以下特點(diǎn):①植株形態(tài)個(gè)體小,高度只有30cm左右,1個(gè)茶杯可種植5~6棵。②生長(zhǎng)周期快,每代時(shí)間短,從播種到收獲種子一般只需6周左右。③種子多,每株每代可產(chǎn)生數(shù)千粒種。④形態(tài)特征簡(jiǎn)單,生命力強(qiáng),用普通培養(yǎng)基就可作人工培養(yǎng)。⑤基因組小,只有5對(duì)染色體,基因組簡(jiǎn)單可用于各種與染色體相關(guān)的研究。⑥全部基因組測(cè)序已經(jīng)完成,為人類(lèi)基因組測(cè)序計(jì)劃打下基礎(chǔ)。遺傳學(xué)創(chuàng)新與試驗(yàn)材料創(chuàng)新密不可分。①擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的??寺∷挠嘘P(guān)基因相對(duì)說(shuō)來(lái)比較容易。的缺陷型。③擬南芥具有豐富的生態(tài)型材料和近緣物種,為開(kāi)展功能基因組學(xué)提供了方便。因此擬南芥是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的好材料,被科學(xué)家譽(yù)為“植物中的果蠅”,使遺傳學(xué)創(chuàng)新與試驗(yàn)材料創(chuàng)新密切關(guān)聯(lián)。小鼠(Musmusculus)對(duì)遺傳學(xué)研究的貢獻(xiàn)。[電子科技大學(xué)2010研]答:(1)小鼠(Musmusculus)作為重要模式生物,具有的其他遺傳學(xué)材料難以取代的特點(diǎn)包括:①小鼠是哺乳動(dòng)物,與人的親緣關(guān)系比較近,這是小鼠作為醫(yī)學(xué)研究模式生物的首要優(yōu)勢(shì)。②小鼠在交配時(shí)形成陰栓,易判斷交配時(shí)間,對(duì)研究中判斷發(fā)育時(shí)間十分重要。化學(xué)誘變、基因定向突變等。小鼠對(duì)遺傳學(xué)研究的貢獻(xiàn)小鼠作為哺乳動(dòng)物中的唯一模式生物,在人的生理病理研究中擔(dān)負(fù)著重要角色。根據(jù)經(jīng)典遺傳學(xué),現(xiàn)在正在建立100多種的重組近交系,通過(guò)對(duì)這些近交系與親本近交系在生理生化表形以及基因型的連鎖比較,有可能對(duì)一些復(fù)雜性狀的調(diào)控做深入的遺傳分析從而發(fā)現(xiàn)復(fù)雜疾病的發(fā)病機(jī)制,同時(shí)通過(guò)開(kāi)展大規(guī)模的基因刪除研究,建立刪除基因小鼠品系,分析基因的功能,也是現(xiàn)在小鼠研究的熱點(diǎn)。第二第二章 遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.1 復(fù)習(xí)筆記一、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能原核細(xì)胞原核細(xì)胞的特點(diǎn)(與真核生物相比)①原核細(xì)胞外面是由蛋白聚糖(原核生物所特有的化學(xué)物質(zhì))構(gòu)成,起保護(hù)作用的細(xì)胞壁。體。狀。④其DNA存在的區(qū)域稱(chēng)為擬核(nucleoid),外面并無(wú)外膜包裹。原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(圖2-1)圖2-1原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞真核細(xì)胞的特點(diǎn)(與原核生物相比)①真核細(xì)胞一般較大,其結(jié)構(gòu)和功能也復(fù)雜得多。②真核細(xì)胞不僅含有核物質(zhì),而且有核結(jié)構(gòu),即核物質(zhì)被核膜包被在細(xì)胞核里。③真核生物含有線(xiàn)粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各種由膜包被的細(xì)胞器。都由細(xì)胞膜與外界隔離,細(xì)胞內(nèi)有起支持作用的細(xì)胞骨架,以及各種細(xì)胞器等。真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)①細(xì)胞膜細(xì)胞膜是一切生活細(xì)胞不可缺少的表面結(jié)構(gòu),是包被細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)(protoplasm)的一層薄膜,簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)膜。作用第一,主動(dòng)而有選擇地通透某些物質(zhì),既能阻止細(xì)胞內(nèi)許多有機(jī)物質(zhì)的滲出,同時(shí)又能調(diào)節(jié)細(xì)胞外一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲入。第二,使細(xì)胞成為具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的單位,借以調(diào)節(jié)和維持細(xì)胞內(nèi)微小環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定性。第三,在信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換、代謝調(diào)控、細(xì)胞識(shí)別和癌變等方面都具有重要的作用。組成主要由蛋白質(zhì)和磷脂組成,還含有少量的糖類(lèi)物質(zhì)、固醇類(lèi)物質(zhì)及核酸等。結(jié)構(gòu)特性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。功能特性細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。②細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)是在質(zhì)膜內(nèi)環(huán)繞著細(xì)胞核外圍的原生質(zhì)膠體溶液,內(nèi)含許多蛋白質(zhì)分子、脂肪、溶解在內(nèi)的氨基酸分子和電解質(zhì)。功能細(xì)胞質(zhì)是生命活動(dòng)進(jìn)行的場(chǎng)所。組成細(xì)胞質(zhì)包括基質(zhì)、細(xì)胞器和內(nèi)含物。③細(xì)胞器細(xì)胞器是指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)除了核以外的一些具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的物體。線(xiàn)粒體第一,線(xiàn)粒體是動(dòng)植物細(xì)胞質(zhì)中普遍存在的細(xì)胞器。第二,線(xiàn)粒體含有多種氧化酶,能進(jìn)行氧化磷酸化,可傳遞和貯存所產(chǎn)生的能量。第三,線(xiàn)粒體含有DNA,有自己的遺傳體系。第四,線(xiàn)粒體是由內(nèi)外兩層膜組成,外膜光滑,內(nèi)膜向內(nèi)回旋折疊,形成許多橫隔。葉綠體第一,葉綠體是綠色植物細(xì)胞中所特有的一種細(xì)胞器。第三,葉綠體的主要功能是光合作用,利用光能和CO2合成碳水化合物。第四,葉綠體具有特定的遺傳功能,是遺傳物質(zhì)的載體之一。核糖體第一,核糖體是動(dòng)植物細(xì)胞共有的細(xì)胞器。第二,核糖體是合成蛋白質(zhì)的主要場(chǎng)所。第三,外面沒(méi)有膜包被,在細(xì)胞質(zhì)中數(shù)量很多。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)第一,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是在真核細(xì)胞質(zhì)中廣泛分布的膜相結(jié)構(gòu)。第二,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所,并通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)將合成的蛋白質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞的其他部位。第三,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外面附有核糖體的,稱(chēng)為粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或顆粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng),它是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所。第四,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外面不附著核糖體的,稱(chēng)為平滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng),它可能與某些激素合成有關(guān)。中心體第一,中心體是動(dòng)物和某些蕨類(lèi)及裸子植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。第二,中心體與細(xì)胞纖毛和鞭毛的形成有關(guān)。④細(xì)胞核作用細(xì)胞核,簡(jiǎn)稱(chēng)核,是遺傳物質(zhì)集聚的主要場(chǎng)所,對(duì)控制細(xì)胞發(fā)育和性狀遺傳都起主導(dǎo)作用。組成核是由核膜、核液、核仁和染色質(zhì)4部分組成。染色體與染色質(zhì)第一,染色質(zhì)(chromatin)是指在細(xì)胞尚未進(jìn)行分裂的核中,染色較深、纖細(xì)的網(wǎng)狀物。第二,染色體(chromosome)是指細(xì)胞分裂時(shí),核內(nèi)的染色質(zhì)卷縮而形成的物質(zhì)。第三,染色質(zhì)和染色體實(shí)際上是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。細(xì)菌、動(dòng)物與植物細(xì)胞的比較(表2-1)表2-1細(xì)菌、動(dòng)物與植物細(xì)胞的比較細(xì)菌動(dòng)物植物外部結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁有(蛋白聚糖)無(wú)有(纖維素、果膠質(zhì)等)細(xì)胞膜有有有鞭毛有的有有的有除少數(shù)物種配子外,一般無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無(wú)一般有一般有微絲無(wú)有有中心體無(wú)有一般無(wú)高爾基體無(wú)有有細(xì)胞核無(wú)有有線(xiàn)粒體無(wú)有有葉綠體無(wú)無(wú)有染色體一般單個(gè)環(huán)狀分子與蛋白質(zhì)結(jié)合的染色體多個(gè)DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合的染色體核糖體有有有溶酶體無(wú)一般有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)稱(chēng)圓球體過(guò)氧化物酶體無(wú)一般有有液泡無(wú)無(wú)或小成熟細(xì)胞一般有中央大液泡二、染色體的形態(tài)和數(shù)目1.染色體的形態(tài)特征基本概念①著絲粒(centromere)是指真核細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂和有絲分裂時(shí),染色體分離的一種“裝置”。②主縊痕(primaryconstriction)是指著絲點(diǎn)所在的區(qū)域,染色體的縊縮部分。③次縊痕(secondaryconstriction)是指某些染色體的一個(gè)或兩個(gè)臂上除主縊痕外的縊縮部位,染色較淡。④隨體(satellite)是指染色體次縊痕的末端所具有的圓形或略呈長(zhǎng)形的突出體。⑤染色體組型分析(genomeanalysis),又稱(chēng)核型分析(analysisofkaryotype),是指對(duì)生物細(xì)胞核內(nèi)全部染色體的形態(tài)特征所進(jìn)行的分析。⑥同源染色體(homologouschromosome)是指形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體。⑦非同源染色體(non-homologouschromosome)是指形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的各對(duì)染色體之間的互稱(chēng)。染色體的形態(tài)(圖2-2)①一般以有絲分裂中期的染色體進(jìn)行染色體形態(tài)的認(rèn)識(shí)和研究。②主縊痕、次縊痕、隨體這些形態(tài)特征是識(shí)別某一特定染色體的重要標(biāo)志。圖2-2中期染色體形態(tài)的示意圖長(zhǎng)臂;2.主縊痕;3.著絲點(diǎn);4.短臂;5.次縊痕;6.隨體染色體的分類(lèi)(圖2-3)①中間著絲點(diǎn)染色體著絲點(diǎn)位于染色體的中間,兩臂大致等長(zhǎng),在細(xì)胞分裂后期表現(xiàn)為V形。②近中著絲點(diǎn)染色體著絲點(diǎn)較近于染色體的一端,兩臂長(zhǎng)短不一,形成為一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)短臂,表現(xiàn)為L(zhǎng)形。③近端著絲點(diǎn)染色體著絲點(diǎn)靠近染色體末端,有一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)極短的臂,近似于棒狀。④端著絲點(diǎn)染色體著絲點(diǎn)在染色體末端,只有一個(gè)臂,呈棒狀。⑤此外,某些染色體的兩臂都極其粗短,則呈顆粒狀。圖2-3后期染色體的形態(tài)V形染色體;2.L形染色體;3.棒狀染色體;4.粒狀染色體染色體的數(shù)目其性細(xì)胞的兩倍,通常分別以2n和n表示。②各物種的染色體數(shù)目往往差異很大。③有些生物的細(xì)胞中除了具有正常恒定數(shù)目的染色體以外,常出現(xiàn)額外的染色體。DNA分子或RNA不與組蛋白結(jié)合。研究染色體數(shù)目和形態(tài)特征的意義染色體的數(shù)目和形態(tài)特征對(duì)于鑒定系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中物種間的親緣關(guān)系,特別是對(duì)植物近緣類(lèi)型的分類(lèi),具有重要的意義。三、細(xì)胞的有絲分裂1.細(xì)胞周期細(xì)胞分裂方式的分類(lèi)①無(wú)絲分裂個(gè)細(xì)胞。無(wú)絲分裂是低等生物如細(xì)菌等的主要分裂方式,在高等動(dòng)物中較為少見(jiàn)。②有絲分裂高等生物的細(xì)胞分裂主要是以有絲分裂方式進(jìn)行的。細(xì)胞周期①定義細(xì)胞周期是指細(xì)胞從一次分裂完成開(kāi)始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過(guò)程。主要包括細(xì)胞有絲分裂過(guò)程及其兩次分裂之間的間期(interphase)。②間期b.根據(jù)間期DNA合成的時(shí)期,間期又可分為3個(gè)時(shí)期:第一,DNA合成前期G1:又稱(chēng)G0期,細(xì)胞體積增長(zhǎng),并為DNA合成作準(zhǔn)備。不分裂細(xì)胞則停留在G1期。第二,DNA合成期S:DNA合成時(shí)期,染色體數(shù)目在此期加倍。第三,DNA合成后期G2:為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。c.間期特點(diǎn)第一,這三個(gè)時(shí)期的長(zhǎng)短因物種、細(xì)胞種類(lèi)和生理狀態(tài)的不同而不同。第二,一般S的時(shí)間較長(zhǎng),且較穩(wěn)定;G1和G2的時(shí)間較短,變化也較大。圖2-4細(xì)胞有絲分裂周期基因調(diào)控細(xì)胞周期①基因通過(guò)控制細(xì)胞周期過(guò)程中所需的關(guān)鍵蛋白質(zhì)或者酶的合成來(lái)調(diào)控細(xì)胞周期。②直接控制細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)期的基因。在細(xì)胞周期中,G1、S、G2、M等各個(gè)時(shí)期之間都存在著控制點(diǎn)。控制點(diǎn)決定細(xì)胞是否進(jìn)入該時(shí)期。由細(xì)胞周期蛋白(cyclicprotein)及依賴(lài)于周期蛋白的激酶(CDK)共同調(diào)控。細(xì)胞周期中一個(gè)最重要的控制點(diǎn)即決定細(xì)胞是否進(jìn)行入S2.有絲分裂過(guò)程有絲分裂包含兩個(gè)緊密相連的過(guò)程:①細(xì)胞核先分裂,即核分裂為兩個(gè)。②細(xì)胞質(zhì)再分裂,即細(xì)胞分裂為二,各含有一個(gè)核。核分裂的過(guò)程(圖2-5)①前期a.細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)染色體,縮短變粗。b.核仁和核膜逐漸模糊不明顯。c.動(dòng)物細(xì)胞中心體分裂為二,并向兩極分開(kāi);每個(gè)中心體周?chē)霈F(xiàn)星射線(xiàn),在前期最后階段將逐漸形成絲狀的紡錘絲。d.高等植物細(xì)胞沒(méi)有中心體,只從兩極出現(xiàn)紡錘絲。②中期a.核仁和核膜均消失,核與細(xì)胞質(zhì)已無(wú)可見(jiàn)的界限。b.細(xì)胞清晰可見(jiàn)由來(lái)自?xún)蓸O的紡錘絲所構(gòu)成的紡錘體。c.各個(gè)染色體的著絲點(diǎn)均排列在紡錘體中央的赤道面上,而其兩臂則自由地分散在赤道面的兩側(cè)。d.中期是采用適當(dāng)?shù)闹破夹g(shù)進(jìn)行染色體鑒別和染色體計(jì)數(shù)的極好時(shí)期。③后期a.每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)分裂為二,各條染色單體已各成為一個(gè)染色體。b.受紡錘絲的牽引,每個(gè)染色體分別向兩極移動(dòng)。④末期在兩極圍繞著染色體出現(xiàn)新的核膜。c.一個(gè)母細(xì)胞內(nèi)形成兩個(gè)子核。細(xì)胞質(zhì)分裂核分裂后細(xì)胞質(zhì)分裂,紡錘體的赤道板區(qū)域形成細(xì)胞板,分裂為兩個(gè)細(xì)胞,又恢復(fù)為分裂前的間期狀態(tài)。圖2-5植物體細(xì)胞有絲分裂的模式圖1.極早前期;2.早前期;3.中前期;4.晚前期;5.中期;6.后期;7.早末期;8.中末期;晚末期有絲分裂的一些特殊情況①多核細(xì)胞細(xì)胞核進(jìn)行多次重復(fù)的分裂,而細(xì)胞質(zhì)卻不分裂,因而形成具有很多游離核的細(xì)胞。②核內(nèi)有絲分裂核內(nèi)染色體分裂,即染色體中的染色線(xiàn)連續(xù)復(fù)制,但其細(xì)胞核本身不分裂,結(jié)果加倍了的這些染色體都留在一個(gè)核里,稱(chēng)為核內(nèi)有絲分裂。③多線(xiàn)染色體染色體中的染色線(xiàn)連續(xù)復(fù)制后,其染色體并不分裂,仍緊密聚集在一起,形成多線(xiàn)染色體。3.有絲分裂的遺傳學(xué)意義了基礎(chǔ)。質(zhì)量和數(shù)量的染色體。四、細(xì)胞的減數(shù)分裂減數(shù)分裂的相關(guān)概念減數(shù)分裂(meiosis)減數(shù)分裂又稱(chēng)成熟分裂(maturationdivision),是在性母細(xì)胞成熟時(shí),配子形成過(guò)程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。聯(lián)會(huì)(synapsis)聯(lián)會(huì)是指在減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體在縱的方向上兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。二價(jià)體(bivalent)二價(jià)體是指聯(lián)會(huì)的一對(duì)同源染色體。四聯(lián)體(tetrad)四聯(lián)體是指含有四條染色單體的二價(jià)體。姊妹染色單體姊妹染色單體是指在二價(jià)體中一個(gè)染色體的兩條染色單體之間的互稱(chēng)。非姊妹染色單體非姊妹染色單體是指不同染色體的染色單體。減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)①各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對(duì)(聯(lián)會(huì))。②細(xì)胞在分裂過(guò)程中包括兩次分裂:第一次是減數(shù)的,第二次是等數(shù)的。減數(shù)分裂的過(guò)程(圖2-6)第一次分裂①前期Ⅰ:體所組成。偶線(xiàn)期:各同源染色體分別配對(duì),出現(xiàn)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象,出現(xiàn)二價(jià)體。的重組。一二個(gè)至幾個(gè)交叉聯(lián)結(jié)在一起。一。②中期Ⅰa.核仁和核膜消失,細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)紡錘體。b.是鑒定染色體數(shù)目的極好時(shí)期之一。③后期Ⅰ各個(gè)二價(jià)體受到紡錘絲牽拉分開(kāi),實(shí)現(xiàn)2n數(shù)目的減半(n)。這時(shí)每個(gè)染色體還是包含兩條染色單體,因?yàn)樗鼈兊闹z點(diǎn)并沒(méi)有分裂。④末期Ⅰa.染色體移到兩極后,松散變細(xì),逐漸形成兩個(gè)子核。b.細(xì)胞質(zhì)分為兩部分,形成兩個(gè)子細(xì)胞,即二分體。第二次分裂①前期Ⅱ每個(gè)染色體有兩條染色單體,著絲點(diǎn)仍連接在一起,但染色單體彼此散得很開(kāi)。②中期Ⅱ每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)整齊地排列在各個(gè)分裂細(xì)胞的赤道板上,著絲點(diǎn)開(kāi)始分裂。③后期Ⅱ著絲點(diǎn)分裂為二,各個(gè)染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。④末期Ⅱ拉到兩級(jí)的染色體形成新的子核,細(xì)胞質(zhì)又分為兩部分。經(jīng)過(guò)兩次分裂,形成四個(gè)子細(xì)胞(四分體,四分孢子),色體,即從2n減數(shù)為n。圖2-6減數(shù)分裂的模式圖1.細(xì)線(xiàn)期;2.偶線(xiàn)期;3.粗線(xiàn)期;4.雙線(xiàn)期;5.終變期;6.中期Ⅰ;7.后期Ⅰ;8.末期Ⅰ;9.前期Ⅱ;10.中期Ⅱ;11.后期Ⅱ;12.末期Ⅱ減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義①減數(shù)分裂是配子形成過(guò)程中的必要階段。②在減數(shù)分裂中,遺傳物質(zhì)只復(fù)制一次,連續(xù)分裂兩次,這種特殊的分裂方式:a.保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性,為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。b.保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性。③非同源染色體分離時(shí)的隨機(jī)組合和同源染色體的非姊妹染色單體之間交換:a.為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。b.有利于生物的適應(yīng)及進(jìn)化。c.為人工選擇提供了豐富的材料。五、配子的形成和受精雌雄配子的形成生物的生殖方式①無(wú)性生殖(asexualreproduction)無(wú)性生殖,又稱(chēng)營(yíng)養(yǎng)體生殖,是指通過(guò)親本營(yíng)養(yǎng)體的分割而產(chǎn)生許多后代個(gè)體的方式。②有性生殖(sexualreproduction)有性生殖是指通過(guò)親本的雌配子和雄配子受精而形成合子,隨后進(jìn)一步分裂、分化和發(fā)育而產(chǎn)生后代的方式,是最普遍而重要的生殖方式。高等動(dòng)物雌雄配子形成的過(guò)程(圖2-7)圖2-7高等動(dòng)物雌雄配子形成的過(guò)程高等植物雌雄配子形成的過(guò)程(圖2-8)①高等植物不存在早期便分化了的生殖細(xì)胞,而是到個(gè)體發(fā)育成熟時(shí),才從體細(xì)胞中分化形成。②高等植物有性生殖的全部過(guò)程都是在花器里進(jìn)行的。圖2-8高等植物雌雄配子形成的過(guò)程受精受精的定義受精(fertilization)是指雄配子(精子)與雌配子(卵細(xì)胞)融合為1個(gè)合子的過(guò)程。授粉①定義授粉(pollination)是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上。②分類(lèi)(Self-pollination):同一朵花內(nèi)或同株上花朵間的授粉。b.異花授粉(crosspollination):不同株的花朵間授粉。雙受精雙受精是指被子植物的雄配子體形成的兩個(gè)精子,一個(gè)與卵融合形成二倍體的合子,另一個(gè)與中央細(xì)胞的極核(通常兩個(gè))融合形成初生胚乳核的現(xiàn)象。直感現(xiàn)象胚乳直感胚乳直感,又稱(chēng)花粉直感,是指3n胚乳的性狀上由于精核的影響而直接表現(xiàn)父本的某些性狀的現(xiàn)象。果實(shí)直感果實(shí)直感是指種皮或果皮組織在發(fā)育過(guò)程中由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀的現(xiàn)象。無(wú)融合生殖定義無(wú)融合生殖(apomixis)是指雌雄配子不發(fā)生核融合的一種無(wú)性生殖方式。分類(lèi)①營(yíng)養(yǎng)的無(wú)融合生殖②無(wú)融合結(jié)子孤雌生殖(femaleparthenogenesis)孤雌生殖是指由卵細(xì)胞未經(jīng)受精而發(fā)育成有機(jī)體的生殖方式。孤雄生殖(maleparthenogenesis)孤雄生殖是指精子入卵后尚未與卵核融合而發(fā)育成有機(jī)體的生殖方式。③單性結(jié)實(shí)六、生活周期1.生活周期生活周期是指從合子到個(gè)體成熟和死亡所經(jīng)歷的一系列發(fā)育階段。世代交替世代交替是指在生物的生活史中,產(chǎn)生孢子的孢子體世代(無(wú)性世代)與產(chǎn)生配子的配子體世代(有性世代)有規(guī)律地交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。高等動(dòng)物和植物在生活周期上的差異間很短。列的有絲分裂,然后才形成為精子和卵細(xì)胞。2.2 2.2 名校考研真題詳解一、選擇題1.真核生物染色體組裝的結(jié)構(gòu)層次(從低級(jí)到高級(jí))是( )。[電子科技大學(xué)2015研A.染色質(zhì)纖維→核小體→組蛋白八聚體→染色體環(huán)核小體→組蛋白八聚體→染色體環(huán)→染色質(zhì)纖維C.組蛋白八聚體→核小體→染色質(zhì)纖維→染色體環(huán)D.核小體→組蛋白八聚體→染色質(zhì)纖維→【答案】C關(guān)于細(xì)胞有絲分裂的正確說(shuō)法是( )。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2011、2012研A.染色體復(fù)制一次細(xì)胞分裂兩次B.染色體復(fù)制兩次細(xì)胞分裂一次C.染色體復(fù)制一次細(xì)胞分裂一次【答案】C水稻花粉母細(xì)胞(2n=24)減數(shù)分裂的中期Ⅰ,排列在赤道板上的為( )。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研]A.24個(gè)單價(jià)體B.24個(gè)二價(jià)體C.12個(gè)單價(jià)體D.12個(gè)二價(jià)體【答案】D二、填空題水稻的一個(gè)胚囊母細(xì)胞有 條染色體;減數(shù)分裂形成的成熟胚囊有8個(gè)核,其中兩個(gè)極核有條染色體;卵細(xì)胞包含條染色體;受精后形成的胚乳細(xì)胞的染色體數(shù)為。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2007研]【答案】24;12;12;16真核生物的染色體主要是由 、 和 組成的。[南京農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]【答案】組蛋白;DNA;非組蛋白許多生物染色體的次縊痕部位一般具有組成 的功能,因而稱(chēng)為 。[南京農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]【答案】核仁;核仁組織者孢子體不育是指 控制的雄性不育類(lèi)型,其花粉的育性表現(xiàn)為 。而配子體不育是指 控制的雄性不育類(lèi)型,其花粉的育性表現(xiàn)為 。這2種不育類(lèi)型均屬于 雄性不育。[南農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]【答案】孢子體基因型;株間分離;配子體基因型;株內(nèi)粒間;質(zhì)核互作三、判斷題黑麥花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期Ⅰ排列在赤道板處的是14個(gè)單價(jià)體。( )[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2007研]【答案】錯(cuò)四、名詞解釋題胚乳直感[浙江農(nóng)林大學(xué)2012研]答:胚乳直感又稱(chēng)花粉直感,是指植物在雙受精后,來(lái)自極核的染色體(2n)和來(lái)自精核的染色體(n)組成胚乳細(xì)胞的染色體(3n),3n胚乳的性狀由于精核的影響而直接表現(xiàn)出父本的某些性狀的現(xiàn)象。其原因是參與受精的花粉中帶有控制胚乳性狀的顯性基因,如以玉米黃粒的植株花粉給白粒的植株授粉,當(dāng)代所結(jié)子粒即表現(xiàn)父本的黃粒性狀。著絲粒與端粒[電子科技大學(xué)2010研]答:(1)著絲粒著絲粒又稱(chēng)著絲點(diǎn),是指細(xì)胞分裂時(shí),染色體上紡錘絲附著的區(qū)域。著絲粒位于染色體中部的異染色質(zhì)區(qū)內(nèi),此處富集了衛(wèi)星DNA,即短的DNA串聯(lián)重復(fù)序列。著絲粒也不會(huì)被染料染色,所以在光學(xué)顯微鏡下表現(xiàn)為染色體上一縊縮部位(無(wú)色間隔點(diǎn))。此外,在縊痕區(qū)內(nèi)有一個(gè)直徑或長(zhǎng)度為400nm左右的很致密的顆粒狀結(jié)構(gòu),稱(chēng)為動(dòng)粒,此結(jié)構(gòu)直接與牽動(dòng)染色體向兩極移動(dòng)的纖絲蛋白相連結(jié)。(2)端粒端粒是指位于染色體的端部,對(duì)染色體DNA分子末端起封閉、保護(hù)作用的結(jié)構(gòu)。端粒DNA是由簡(jiǎn)單的DNA高度重復(fù)序列組成,端粒酶可用于給端粒DNA加尾,DNA分子每次分裂復(fù)制,端粒就縮短一點(diǎn)(如岡崎片段),一旦端粒消耗殆盡,細(xì)胞將會(huì)立即激活凋亡機(jī)制,即細(xì)胞走向凋亡。所以端粒的長(zhǎng)度反映細(xì)胞復(fù)制史及復(fù)制潛能,被稱(chēng)為細(xì)胞壽命的“有絲分裂鐘”。雙受精[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2007研]答:雙受精是指被子植物的雄配子體形成的兩個(gè)精子,一個(gè)與卵融合形成二倍體的合子,另一個(gè)與中央細(xì)胞的極核(通常兩個(gè))融合形成初生胚乳核的現(xiàn)象。雙受精后由合子發(fā)育成胚,中央細(xì)胞發(fā)育成胚乳。姐妹染色單體[南京農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]答:姐妹染色單體是指染色體在細(xì)胞有絲分裂(包括減數(shù)分裂)的間期進(jìn)行自我復(fù)制,形成由一個(gè)著絲點(diǎn)連接著的兩條完全相同的染色單體。每條姐妹染色單體含1個(gè)DNA分子。五、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)及其遺傳學(xué)意義。[湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2015研]答:(1)減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)染色體復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,結(jié)果子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原來(lái)減少一半。(2)減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義對(duì)于有性生殖的生物而言,減數(shù)分裂對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體的恒定性,對(duì)于生物的遺傳性和變異性,都有很重要的意義。為什么三倍體西瓜是高度不育的?[湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2015研]答:三倍體西瓜是高度不育的原因是三倍體西瓜染色體聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂,不能形成正常的配子。三倍體西瓜的每一種同源染色體都有三條,聯(lián)會(huì)時(shí)三條同時(shí)配對(duì),然后這個(gè)“三聯(lián)體”移向赤道板,在后期分開(kāi)時(shí)的情況是:有可能二條移向一極,而另一條移向另一極,則有一條移向某一極的幾率是1/2,另一三聯(lián)體的一條染色體也移向這一極的幾率是1/2。同理,所有的一條染色體都移向一極的幾率是1/2,如果西瓜有33條染色體,那么能得到正常配子的幾率是1/2的11次方。因此說(shuō)三倍體西瓜高度不育。簡(jiǎn)述有絲分裂和減數(shù)分裂的異同。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2013研]答:(1)有絲分裂和減數(shù)分裂的相同點(diǎn)①染色體復(fù)制次數(shù)均為一次;②在分裂過(guò)程中均有紡錘絲的出現(xiàn)。(2)有絲分裂和減數(shù)分裂的不同點(diǎn)(表2-2)表2-2有絲分裂和減數(shù)分裂的比較表不同點(diǎn)有絲分裂減數(shù)分裂形成細(xì)胞類(lèi)型體細(xì)胞生殖細(xì)胞細(xì)胞分裂次數(shù)一次兩次染色體復(fù)制時(shí)期間期減數(shù)分裂第一次分裂間期聯(lián)會(huì)四分體階段無(wú)有同源染色體分離無(wú)有分裂前后染色體數(shù)目變化不變減半分裂后子細(xì)胞名稱(chēng)和數(shù)目體細(xì)胞二個(gè)精子四個(gè)或卵細(xì)胞一個(gè)(極體三個(gè))簡(jiǎn)述精子發(fā)生和卵子發(fā)生的差異。[武漢大學(xué)2010研]答:盡管在精子、卵子發(fā)生過(guò)程的減數(shù)分裂中染色體的行為基本相同,如出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)會(huì)和分離;非同源染色體的自由組合;非姊妹染色單體之間的交換等。但精子的發(fā)生和卵子的發(fā)生過(guò)程也有一些差異:(1)1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂后,最終可形成4個(gè)精子;而1個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,最終形成1個(gè)卵子和3個(gè)極體。精子的生成有變形期。時(shí)間上的差異。男性:胎兒時(shí)期的細(xì)精管內(nèi),精原細(xì)胞已經(jīng)存在,但直到青春期才進(jìn)入精子發(fā)生期。女性:胎兒卵巢里卵原已分化成初級(jí)卵母細(xì)胞,約在第4個(gè)半月到第5個(gè)半月期間,胎兒卵巢里的卵原細(xì)胞和初級(jí)卵母細(xì)胞增殖到最大限度,約有700萬(wàn)個(gè),以后逐漸退化,出生時(shí)只剩下200萬(wàn)個(gè),其中約400多個(gè)在生育年齡里排出。初級(jí)卵母細(xì)胞在胎兒時(shí)期已進(jìn)入第一次減數(shù)分裂,在雙線(xiàn)期末,染色體重新解旋,變成松散的核網(wǎng)狀態(tài),稱(chēng)為核網(wǎng)期。此時(shí)初級(jí)卵母細(xì)胞終止分裂。從青春期起,在排卵之前,完成第一次減數(shù)分裂,形成次級(jí)卵母細(xì)胞和1個(gè)較小的第一極體。排出卵巢的次級(jí)卵母細(xì)胞,在輸卵管內(nèi)進(jìn)行第二次分裂,到中期停止,此時(shí)如果受精,即可完成第二次減數(shù)分裂,形成1個(gè)成熟的卵子,排出第二極體;如未受精,次級(jí)卵母細(xì)胞就不能完成第二次減數(shù)分裂而退化、死亡。第三第三章 遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)3.1 復(fù)習(xí)筆記一、DNA作為主要遺傳物質(zhì)的證據(jù)DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)①每個(gè)物種不同組織的細(xì)胞的DNA含量是恒定的,而精子或卵子中的DNA含量是體細(xì)胞的一半;但細(xì)胞內(nèi)的RNA和蛋白質(zhì)的量在不同細(xì)胞間變化很大。②多倍體細(xì)胞中DNA的含量隨染色體倍數(shù)的增加呈現(xiàn)倍數(shù)性遞增。③DNA在代謝上比較穩(wěn)定。④紫外線(xiàn)誘發(fā)各種生物突變最有效的波長(zhǎng)均為260nm,與DNA所吸收的紫外線(xiàn)光譜相同。DNA作為主要遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)(圖3-1)①細(xì)菌的類(lèi)型光滑型(S型):有莢膜,有毒性,在培養(yǎng)基上形成光滑的菌落。b.粗糙型(R型):c.在R型和S型內(nèi)按血清免疫反應(yīng)不同,分成ⅠR、ⅡR和ⅠS、ⅡS、ⅢS等。②格里菲思的試驗(yàn)轉(zhuǎn)化的概念(transformation)是某一基因型的細(xì)胞從周?chē)橘|(zhì)中吸收來(lái)自另一基因型的細(xì)胞的DNA,而使它的基因型和表現(xiàn)型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過(guò)程第一,將少量無(wú)毒的ⅡR型肺炎雙球菌注入家鼠體內(nèi)。第二,將大量有毒但已加熱殺死的ⅢS型肺炎雙球菌注入。實(shí)驗(yàn)結(jié)果家鼠發(fā)病死亡,從死鼠體內(nèi)分離出的肺炎雙球菌全部是ⅢS型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析被加熱殺死的ⅢS型肺炎雙球菌必然含有某種活性物質(zhì)能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。圖3-1肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)③阿委瑞的實(shí)驗(yàn)將ⅢS型細(xì)菌的DNA提取物與ⅡR型細(xì)菌混合在一起,在離體培養(yǎng)的條件下,成功地使少數(shù)ⅡR型細(xì)菌定向轉(zhuǎn)化為ⅢS型細(xì)菌。證明了這種活性物質(zhì)是DNA。噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)(圖3-2)①T2噬菌體的特點(diǎn)T2噬菌體在大腸桿菌體內(nèi),能利用大腸桿菌合成DNAb.P是T2噬菌體DNA的組分,但不見(jiàn)于蛋白質(zhì);而S是其蛋白質(zhì)的組分,但不見(jiàn)于DNA。②實(shí)驗(yàn)過(guò)程a.用同位素32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)。b.用標(biāo)記的T2噬菌體(32P或35S)分別感染大腸桿菌。c.10min后,用攪拌器甩掉附著于細(xì)胞外面的噬菌體外殼。d.測(cè)放射性物質(zhì)活性的分布。③實(shí)驗(yàn)結(jié)果2P標(biāo)記時(shí),放射性物質(zhì)基本位于細(xì)菌內(nèi),可傳遞給子代。5S標(biāo)記時(shí),放射性活性大部分見(jiàn)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。④實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析DNA是具有連續(xù)性的遺傳物質(zhì)。圖3-2赫爾歇等證明DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒的感染和繁殖①煙草花葉病毒(TMV)的組成煙草花葉病毒是由RNA中心與蛋白質(zhì)外殼組成的管狀微粒。②分離感染實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果第一,將TMV的RNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)。第二,把提純的RNA接種到煙葉上,煙草發(fā)病。第三,單純利用蛋白質(zhì)接種到煙葉上,煙草不發(fā)病。第四,事先用RNA酶處理提純的RNA,再接種到煙草上,煙草不發(fā)病。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在不含DNA的TMV中,RNA就是遺傳物質(zhì)。③重組實(shí)驗(yàn)(圖3-3)a.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果第一,把TMV的RNA與另一個(gè)病毒品系HR的蛋白質(zhì),重新合成混合的煙草花葉病毒。第二,用重組病毒感染煙草葉片時(shí),所產(chǎn)生的新病毒顆粒與提供RNA的品系完全一樣。b.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析親本的RNA決定了后代的病毒類(lèi)型,RNA是遺傳物質(zhì)。圖3-3病毒重組實(shí)驗(yàn)證明RNA是TMV的遺傳物質(zhì)二、核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)兩種核酸及其分布核酸的組成核酸的構(gòu)成單元是核苷酸。每個(gè)核苷酸包括五碳糖、磷酸和環(huán)狀的含氮堿基。堿基包括嘌呤和嘧啶。兩個(gè)核苷酸之間由3'和5'位的磷酸二酯鍵相連。核酸的分類(lèi)核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。DNA和RNA的區(qū)別①DNA含的糖分子是脫氧核糖,RNA含的是核糖。②DNA含有的堿基是腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T),RNA含有的堿基為A、C、G、尿嘧啶(U)。③DNA通常是雙鏈,RNA主要為單鏈。④DNA的分子鏈一般較長(zhǎng),而RNA分子鏈較短。DNA和RNA的分布①真核生物絕大部分DNA存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體上,還有少量的DNA存在于細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體、線(xiàn)粒體等細(xì)胞器內(nèi)。②RNA在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有,核內(nèi)更多地集中在核仁上,少量在染色體上。2.DNA的分子結(jié)構(gòu)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)①由瓦特森(Watson,J.D.)和克里克(Crick,F(xiàn).)于1953年提出。②結(jié)構(gòu)要點(diǎn):a.兩條多核苷酸鏈以右手螺旋的形式,彼此以一定的空間距離,平行地環(huán)繞于同一軸上。b.兩條多核苷酸鏈走向反向平行。即一條鏈為5'-3'方向,而另一條為3'-5c.磷酸和核糖位于螺旋的外側(cè),構(gòu)成雙螺旋的骨架,堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)。d.堿基一方面與脫氧核糖相聯(lián)系,另一方面通過(guò)氫鍵與它互補(bǔ)的堿基相聯(lián)系,互補(bǔ)堿基對(duì)A與T間形成兩對(duì)氫鍵,而C與G之間形成三對(duì)氫鍵,上下堿基對(duì)之間的距離為0.34nm。e.每個(gè)螺旋為3.4nm長(zhǎng),剛好含有10個(gè)堿基對(duì),直徑約為2nm。f.在雙螺旋分子的表面大溝和小溝交替出現(xiàn)。圖3-4DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA的構(gòu)型①B-DNA:Watson和Crick提出的,極大多數(shù)DNA的構(gòu)型。②A(yíng)-DNA:右手螺旋,DNA的脫水構(gòu)型,每螺圈含有11個(gè)核苷酸對(duì)。③Z-DNA:左手螺旋,其每個(gè)螺圈含有12個(gè)堿基對(duì)。④超螺旋及負(fù)超螺旋形式。3.RNA的分子結(jié)構(gòu)絕大部分RNA以單鏈形式存在,但可以折疊起來(lái)形成若干雙鏈區(qū)域。三、染色體的分子結(jié)構(gòu)原核生物染色體①原核生物的染色體比較簡(jiǎn)單通常只有一個(gè)核酸分子(DNA或RNA),遺傳信息的含量較少。②病毒染色體只含一個(gè)DNA或者RNA分子,可以是單鏈也可以是雙鏈;大多呈環(huán)狀,少數(shù)呈線(xiàn)性分子。③細(xì)菌染色體均為環(huán)狀雙鏈DNA分子。真核生物染色體染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)染色質(zhì)(chromatin)是染色體在細(xì)胞分裂的間期所表現(xiàn)的形態(tài),呈纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu),故又稱(chēng)染色質(zhì)線(xiàn),是DNA和蛋白質(zhì)及少量RNA組成的復(fù)合物。①蛋白質(zhì)組蛋白組蛋白是與DNA結(jié)合的堿性蛋白,有H1、H2A、H2B、H3和H4五種。非組蛋白非組蛋白在不同細(xì)胞間變化很大,可能與基因調(diào)控有關(guān)。②核小體核小體是染色質(zhì)的基本組成單位。每個(gè)核小體的核心是由H2A、H2B、H3和H4于扁球狀。③染色質(zhì)的組裝a.連接絲把兩個(gè)核小體串聯(lián)起來(lái),它是兩個(gè)核小體之間的DNA雙鏈。b.組蛋白H1結(jié)合于連接絲與核小體的接合部位。④常染色質(zhì)與異染色質(zhì)(heterochromatin)是異染色質(zhì)是染色質(zhì)線(xiàn)中染色很深的區(qū)段,又可分為組成型異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。常染色質(zhì)(euchromatin)是染色質(zhì)線(xiàn)中染色很淺的區(qū)段。異染色質(zhì)和常染色質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上無(wú)差別,只是核酸的緊縮程度及含量上的不同。染色體的結(jié)構(gòu)模型染色體的結(jié)構(gòu)是由兩條染色單體組成的。每條染色單體包括一條染色線(xiàn),以及位于線(xiàn)上的許多染色很深的顆粒狀染色粒。圖3-5染色體結(jié)構(gòu)模型著絲粒和端體①著絲粒著絲粒是染色體的縮縊部位,是細(xì)胞分裂過(guò)程中紡錘絲(spindiefiber)結(jié)合的區(qū)域。②端體定義端體(telomere)是指染色體的末端存在著的特殊結(jié)構(gòu)。功能第一,防止染色體末端被DNA酶酶切。第二,防止染色體末端與其他DNA分子的結(jié)合。第三,使染色體末端在DNA四、DNA的復(fù)制DNA復(fù)制的一般特點(diǎn)半保留復(fù)制①定義半保留復(fù)制(semiconservativereplication)是指親代雙鏈分離后,每條單鏈均作為新鏈合成的模板合成子代鏈的復(fù)制方式。②意義半保留復(fù)制對(duì)保持生物遺傳的穩(wěn)定性具有非常重要的作用。③其他兩種復(fù)制方法:全保留復(fù)制和散布式復(fù)制復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制方向①?gòu)?fù)制子復(fù)制子是指在同一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)控制下合成的一段DNA序列。②復(fù)制方向大多數(shù)DNA復(fù)制是雙向的,少量生物的DNA的復(fù)制是單向的。原核生物DNA合成有關(guān)DNA合成的酶①DNA聚合酶三種DNA聚合酶的比較(表3-1)表3-1三種大腸桿菌DNA聚合酶特性之比較特性聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ5'-33'-53'—+-+—+-—+-+-55'-3+103000+-—167500數(shù)40090000?15三種DNA聚合酶的共性第一,三種酶都只有5'-3'聚合酶的功能,而沒(méi)有3'-5'聚合酶功能,說(shuō)明DNA鏈的延伸只能從5'向3'端進(jìn)行。第二,都沒(méi)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。第三,三種酶都有核酸外切酶的功能,可對(duì)合成過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤進(jìn)行校正,保證DNA復(fù)制的高度準(zhǔn)確性。②DNA解旋酶由ATP提供能量,催化DNA雙鏈的解旋。③DNA連接酶將小分子DNA片段連接成完整的DNA鏈。④DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶消除DNA解旋時(shí)產(chǎn)生的張力,避免超螺旋的產(chǎn)生。DNA復(fù)制的過(guò)程①DNA雙螺旋的解鏈DNA解旋酶催化DNA的解旋,由ATP提供解旋所需的能量。單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)c.DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶消除DNA解旋產(chǎn)生的張力。②DNA合成的開(kāi)始以RNA為引物,四種核苷酸為原料,在DNA聚合酶Ⅲ的作用下進(jìn)行DNA的合成。③一條DNA鏈連續(xù)合成,一條鏈不連續(xù)前導(dǎo)鏈(leadingstrand)是指DNA合成中一直從5'向3'方向延伸,連續(xù)合成的鏈。b.后隨鏈后隨鏈(laggingstrand)是指DNA合成中沿5'向3'方向不連續(xù)合成的鏈。c.岡崎片段岡崎片段(Okazakifragment)是指后隨鏈上合成的DNA不連續(xù)單鏈小片段。圖3-6DNA合成模型RNA病毒中RNA的自我復(fù)制①大多數(shù)RNA病毒是單鏈的。②以自身為模板合成一條互補(bǔ)的單鏈。③新合成的鏈從模板鏈釋放出來(lái),也以自己為模板復(fù)制出一條與自己互補(bǔ)的鏈。真核生物DNA合成的特點(diǎn)①真核生物DNA的復(fù)制基本上與原核生物相同,但比原核生物更為復(fù)雜。②DNA合成只是發(fā)生在細(xì)胞周期的某個(gè)時(shí)期。③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。④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(zhǎng)度比原核生物要短。⑤有兩種不同的DNA聚合酶分別控制前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成。⑥染色體端體的復(fù)制:在DNA的末端存在特殊的結(jié)構(gòu),并在含有RNA的端體酶的催化下完成末端的合成。五、RNA的轉(zhuǎn)錄及加工三種RNA分子信使RNA(mRNA)①功能mRNA的功能是把DNA上的遺傳信息精確無(wú)誤地轉(zhuǎn)錄下來(lái),然后由mRNA的堿基順序決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序,完成基因表達(dá)過(guò)程中的遺傳信息傳遞過(guò)程。②不均一核RNA(hnRNA)未經(jīng)加工的前體mRNA在分子大小上差別很大,稱(chēng)為不均一核RNA。轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)①功能把氨基酸搬運(yùn)到核糖體上。②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a.5'端末具有G(大部分)或C結(jié)構(gòu)。b.3'端末都以ACC的順序終結(jié)。c.具有一個(gè)富有鳥(niǎo)嘌呤的環(huán)。d.具有一個(gè)反密碼子環(huán),稱(chēng)為反密碼子(anticodon)。e.具有一個(gè)胸腺嘧啶環(huán)。核糖體RNA(rRNA)①rRNA與蛋白質(zhì)組成核糖體,而核糖體是蛋白質(zhì)合成的中心。②原核生物的核糖體所含的rRNA有5S、16S及23S三種,真核生物的核糖體所含rRNA為5S、5.8S、18S和28S四種(S為沉降系數(shù))。小核RNA(snRNA)小核RNA是真核生物轉(zhuǎn)錄后加工過(guò)程中RNA剪接體的主要成分。RNA合成的一般特點(diǎn)RNA合成和DNA合成的區(qū)別①RNA合成所用的原料為核苷三磷酸,DNA為脫氧核苷三磷酸。②RNA合成只有一條鏈被用作模板,而DNA合成時(shí)兩條鏈分別用作模板。③RNA鏈的合成不需要引物,可以直接起始合成,而DNA合成一定要引物的引導(dǎo)。模板鏈與非模板鏈①模板鏈模板鏈(templatestrand)是指RNA轉(zhuǎn)錄時(shí)作為模板的那條DNA鏈。②非模板鏈非模板鏈(nontemplatestrand)是指RNA轉(zhuǎn)錄時(shí)與模板鏈互補(bǔ)的那條DNA鏈。RNA的合成特點(diǎn)①RNA鏈的合成是從5'向3'端進(jìn)行的,此過(guò)程由RNA聚合酶催化。②在原核生物中只有一種RNA聚合酶完成所有RNA的轉(zhuǎn)錄;而在真核生物中,有3種不同的RNA聚合酶控制不同類(lèi)型RNA的合成。③RNA的合成也同樣遵循堿基配對(duì)的規(guī)則,只是U代替了T。3.原核生物RNA的合成轉(zhuǎn)錄單位的定義轉(zhuǎn)錄單位(transcriptunit)是指轉(zhuǎn)錄后形成一個(gè)RNA分子的一段DNA序列。RNA的轉(zhuǎn)錄①RNA鏈的起始。a.RNA聚合酶RNA聚合酶是一種由多個(gè)蛋白亞基組成的復(fù)合酶,含有α、β、β'和δ等4種不同的多肽。b.起始過(guò)程第一,RNA聚合酶結(jié)合在啟動(dòng)子上,聚合酶作用下DNA雙鏈解開(kāi),形成轉(zhuǎn)錄泡,按照堿基配對(duì)的原則結(jié)合核苷酸。第二,在核苷酸之間形成磷酸二脂鍵,使其相連,形成RNA新鏈。②RNA鏈的延長(zhǎng)。在RNA聚合酶的催化下,RNA鏈不斷延伸,合成新的RNA鏈。③RNA鏈的終止及新鏈的釋放。當(dāng)RNA鏈延伸遇到終止信號(hào)時(shí),RNA轉(zhuǎn)錄復(fù)合體就發(fā)生解體,而使新合成的RNA鏈釋放出來(lái)?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在大腸桿菌中有兩類(lèi)終止信號(hào):a.只有在存在蛋白質(zhì)ρ的情況下,轉(zhuǎn)錄才會(huì)終止,稱(chēng)為依賴(lài)于ρ的終止。b.使轉(zhuǎn)錄終止不需要ρ的參與,稱(chēng)為不依賴(lài)于ρ的終止。4.真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄及加工真核生物RNA轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)①真核生物與原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程總體上基本相同,但是,其過(guò)程則要復(fù)雜得多。②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)。③真核生物mRNA分子一般只編碼一個(gè)基因。④真核生物RNA聚合酶較多。⑤真核生物RNA聚合酶不能獨(dú)立轉(zhuǎn)錄RNA。mRNA的加工①在mRNA前體的5'端加上7-甲基鳥(niǎo)嘌呤核苷的帽子。②在mRNA前體的3'端加上聚腺苷酸(poly(A))的尾巴。③如果基因中存在不編碼的內(nèi)含子序列,要進(jìn)行剪接,將其切除。圖3-7原核生物和真核生物mRNA合成過(guò)程的比較六、遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯遺傳密碼遺傳密碼的定義遺傳密碼(geneticcode)是指mRNA中對(duì)應(yīng)于氨基酸的核苷酸序列,由3個(gè)連續(xù)的核苷酸組成的密碼子所構(gòu)成。遺傳密碼的特性①遺傳密碼為三聯(lián)體,即三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸。②遺傳密碼間不能重復(fù)利用,一個(gè)mRNA上每個(gè)堿基只屬于一個(gè)密碼子。③連續(xù)性:在翻譯過(guò)程中遺傳密碼間無(wú)逗號(hào)。④簡(jiǎn)并現(xiàn)象:同一種氨基酸具有兩個(gè)或更多個(gè)密碼子。生變化。⑥AUG為甲硫氨酸的密碼子,又是肽鏈合成的起始密碼子,UAA、UAG、UGA為終止密碼子,不編碼任何氨基酸。⑦通用性:除線(xiàn)粒體等極少數(shù)情況外,遺傳密碼從病毒到人類(lèi)是通用的。蛋白質(zhì)的合成核糖體①作用核糖體是合成蛋白質(zhì)的中心。②核糖體的結(jié)構(gòu)原核生物核糖體高等生物核糖體在核糖體上合成蛋白質(zhì)①鏈的起始組裝合成70S核糖體。②鏈的延伸tRNA攜帶氨基酸不斷進(jìn)入核糖體,延伸肽鏈。③鏈的終止當(dāng)多肽鏈的延伸遇到UAA、UAG和UGA等終止密碼子時(shí),多肽鏈的延伸終止。中心法則及其發(fā)展(圖3-8)中心法則的概念中心法則(centraldogma)是指遺傳信息從DNA傳遞給mRNA,再?gòu)膍RNA傳遞給蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程,以及從DNA傳遞給DNA,即完成DNA的復(fù)制過(guò)程。中心法則的發(fā)展①RNA的反轉(zhuǎn)錄RNA的反轉(zhuǎn)錄是指以RNA為模板,合成DNA的過(guò)程。②RNA的自我復(fù)制RNA的自我復(fù)制是指某些RNA病毒可以進(jìn)行自我復(fù)制的現(xiàn)象。③DNA指導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成圖3-8中心法則及其發(fā)展實(shí)線(xiàn)表示中心法則的信息流向,虛線(xiàn)表示新的發(fā)展3.2 3.2 名??佳姓骖}詳解一、選擇題1.人類(lèi)基因組的30億堿基中有大約( )屬于基因和基因相關(guān)序列。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研A.<10%B.20%~30%C.40%~50%D.60%~70%【答案】A2.有關(guān)滾環(huán)復(fù)制模式,指出正確的描述( )。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2006研]A.Hfr菌中的F因子經(jīng)滾環(huán)復(fù)制轉(zhuǎn)化F-菌時(shí),經(jīng)菌毛轉(zhuǎn)到受體菌的是新老鏈互補(bǔ)的雙鏈DNAB.復(fù)制是半保留復(fù)制C.滾環(huán)復(fù)制形成θ(theta)型結(jié)構(gòu)D.滾環(huán)復(fù)制是雙向的(bidirectional)【答案】B二、填空題人類(lèi)的染色體共有[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研]【答案】23;22;1;性除了少數(shù)RNA病毒外,DNA幾乎是所有生物遺傳信息的攜帶者。DNA分子攜帶著兩類(lèi)不同的遺傳信息,一類(lèi)是DNA,一級(jí)結(jié)構(gòu)的重要意義不僅在于它蘊(yùn)藏了遺傳信息,而且還決定了DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)指兩條反向排列的DNA分子通過(guò)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)具有構(gòu)象上的多態(tài)性(polymorphism)[中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所2010研]答案:負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)氨基酸組成的信息;關(guān)于基因選擇性表達(dá)的信息;DNA分子中核苷酸的排列順序;堿基互補(bǔ)配對(duì);雙螺旋結(jié)構(gòu);右手雙螺旋;左手雙螺旋染色質(zhì)是指真核生物細(xì)胞核分裂期間能被,是由物,是細(xì)胞分裂間期[中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所2008研]【答案】堿性;DNA;組蛋白;非組蛋白;RNA;遺傳在E.Coli中,岡崎片段(Okazakifragment)上引物RNA水解后留下的缺口是由[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2006研]【答案】DNA聚合酶Ⅰ【解析】岡崎片段中,DNA聚合酶Ⅰ負(fù)責(zé)切除RNA引物并在該位置重新合成DNA。所有真核生物RNA因子與TAFs。[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2006研]【答案】TBP(TATAbindingproteins)【解析】TBP(TATAbindingproteins)是真核細(xì)胞3種RNA聚合酶都需要的普遍轉(zhuǎn)錄因子,負(fù)責(zé)識(shí)別和結(jié)合核心啟動(dòng)子序列。三、名詞解釋常染色質(zhì)和異染色質(zhì)[電子科技大學(xué)2007研]答:(1)常染色質(zhì)常染色質(zhì)是指間期細(xì)胞核內(nèi)聚縮程度低,處于伸展?fàn)顟B(tài),利用堿性染料染色時(shí)顏色淺的染色質(zhì)。常染色質(zhì)是構(gòu)成染色體DNA的主體,構(gòu)成常染色質(zhì)的DNA主要是單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA,常染色質(zhì)并非所有基因都具有轉(zhuǎn)錄活性,處于常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件,而不是充分條件。(2)異染色質(zhì)異染色質(zhì)是指間期細(xì)胞核內(nèi)高度凝縮,折疊致密,利用堿性染料染色時(shí)呈很深的顏色的染色質(zhì)。可分為結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì),前者多位于染色體的著絲粒區(qū),端粒區(qū),次縊痕,以及Y染色體長(zhǎng)臂遠(yuǎn)端2/3區(qū)段,含有高度重復(fù)的DNA序列,沒(méi)有轉(zhuǎn)錄活性,是異染色質(zhì)的主要類(lèi)型;后者是在特定細(xì)胞的某一發(fā)育階段由原來(lái)的常染色質(zhì)失去轉(zhuǎn)錄活性,轉(zhuǎn)變成凝縮狀態(tài)的異染色質(zhì)。岡崎片段[南京農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]答:岡崎片段是指在DNA復(fù)制過(guò)程中,后隨鏈不連續(xù)合成期間生成的片段。細(xì)菌岡崎片段長(zhǎng)度1000~2000核苷酸殘基,真核生物岡崎片段長(zhǎng)度100~200核苷酸殘基。四、問(wèn)答題遺傳物質(zhì)必須具備哪些基本條件?[中國(guó)科學(xué)院研究生院2006研]答:遺傳物質(zhì)必須具備的基本條件如下:在細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中能夠精確的自我復(fù)制,實(shí)驗(yàn)證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。遺傳物質(zhì)能儲(chǔ)存巨大的遺傳信息,除少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)為RNA為DNA,其結(jié)構(gòu)組成和堿基對(duì)的排列順序多樣性表明DNA可以?xún)?chǔ)存巨大的遺傳信息。遺傳物質(zhì)能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而控制新陳代謝和生物的性狀。DNA翻譯可合成蛋白質(zhì)控制生物性狀,另一方面可通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物的新陳代謝。遺傳物質(zhì)能在后代之間傳遞遺傳信息。細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中由于DNA代與子代之間保持遺傳信息的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,并能產(chǎn)生可遺傳的變異。DNA變異或者形成新物種。為什么說(shuō)DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)?如何證明?[南京農(nóng)業(yè)大學(xué)2006研]答:DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)的原因及證據(jù)如下:間接證據(jù)DNA細(xì)胞的一半;②多倍體物種的DNA含量隨染色體的增加而成倍數(shù)性增加;③用紫外線(xiàn)誘發(fā)突變的最有效波長(zhǎng)與DNA所吸收的紫外線(xiàn)光譜是一致的。直接證據(jù)①1928年,格里菲思先將少量無(wú)毒的ⅡR型肺炎雙球菌注入家鼠體內(nèi),再將大量有毒但已加熱(65℃)殺死的ⅢS型肺炎雙球菌注入。結(jié)果,家鼠發(fā)病死亡。從死鼠體內(nèi)分離出的肺炎雙球菌全部是ⅢS型??梢钥隙ǎ患訜釟⑺赖蘑骃型肺炎雙球菌必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)變的活性物質(zhì)。DNA型細(xì)菌的DNA提取物與ⅡR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)ⅡR型細(xì)菌定向轉(zhuǎn)化為ⅢS型細(xì)菌。其所以確認(rèn)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA,是因?yàn)樵撎崛∥锏幕钚圆皇艿鞍酌?、多糖酶和核糖核酸酶的影響,而只能為DNA酶所破壞。以上實(shí)例可以直接證明DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)必須具備哪些基本條件?[中國(guó)科學(xué)院研究生院2006研]答:遺傳物質(zhì)必須具備的基本條件包括:在細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中能夠精確的自我復(fù)制,實(shí)驗(yàn)證明DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。遺傳物質(zhì)能儲(chǔ)存巨大的遺傳信息,除少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)為RNA為DNA,其結(jié)構(gòu)組成和堿基對(duì)的排列順序多樣性表明DNA可以?xún)?chǔ)存巨大的遺傳信息。遺傳物質(zhì)能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而控制新陳代謝和生物的性狀。DNA翻譯可合成蛋白質(zhì)控制生物性狀,另一方面可通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物的新陳代謝。遺傳物質(zhì)能在后代之間傳遞遺傳信息。細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中由于DNA代與子代之間保持遺傳信息的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,并能產(chǎn)生可遺傳的變異。DNA變異或者形成新物種。高的端粒酶活性嗎?為什么?[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2006研]答:(1)端粒酶的組成端粒酶的組成是RNA和蛋白質(zhì)。端粒酶的生物學(xué)功能維持染色體的穩(wěn)定,即在每一次細(xì)胞分裂,DNA復(fù)制時(shí),延伸端粒的長(zhǎng)度,以避免染色體的末端隨每次復(fù)制而變短,可以讓端粒不會(huì)因細(xì)胞分裂而有所損耗,以保護(hù)遺傳物質(zhì)的完整性,還可使得細(xì)胞分裂的次數(shù)增加。我不期望在正常的、完全分化的人類(lèi)細(xì)胞中有很高的端粒酶的活性,原因如下:不同組織的需求,對(duì)細(xì)胞而言,本身是否能持續(xù)分裂下去并不重要,而分化成熟的細(xì)胞比較重要,因?yàn)樗鼈儽仨毥M織器官運(yùn)作,使生命延續(xù),所以端粒酶的活性就會(huì)逐漸消失。隨著細(xì)胞年齡的增長(zhǎng),端粒也慢慢地變短,當(dāng)端粒足夠短時(shí),細(xì)胞會(huì)進(jìn)入凋亡階段。最終會(huì)導(dǎo)致不正常細(xì)胞的異常增生,即癌癥的發(fā)生。第四第四章 孟德?tīng)栠z傳4.1 復(fù)習(xí)筆記一、分離規(guī)律孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)相關(guān)概念①性狀(character):是指生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特性的總稱(chēng)。②單位性狀(unitcharacter):是指總的性狀中被區(qū)分開(kāi)的每一個(gè)具體性狀。③相對(duì)性狀(contrastingcharacter):是指同一單位性狀在不同個(gè)體間所表現(xiàn)出來(lái)的相對(duì)差異。④自交:是指同一植株上的白花授粉或同株上的異花授粉。⑤顯性性狀(dominantcharacter):是指具有相對(duì)性狀的純合親本雜交所產(chǎn)生的子一代中能顯現(xiàn)出的親本性狀。⑥隱性性狀(recessivecharacter):是指具有相對(duì)性狀的純合親本雜交所產(chǎn)生的子一代中未能顯現(xiàn)出的親本性狀。實(shí)驗(yàn)過(guò)程①選用具有明顯差別的7對(duì)相對(duì)性狀的品種作為親本,分別進(jìn)行雜交。②采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法計(jì)算雜種后代表現(xiàn)相對(duì)性狀的株數(shù)。③最后分析了它們的比例關(guān)系及產(chǎn)生原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以紅花×白花為例)(圖4-1)①F1植株全部開(kāi)紅花。②F2群體中出現(xiàn)了開(kāi)紅花和開(kāi)白花兩種類(lèi)型,比例接近于3:1。圖4-1豌豆花色的遺傳(4)7對(duì)相對(duì)性狀的雜交結(jié)果分析①F1所有植株的性狀表現(xiàn)都是一致的,都只表現(xiàn)一個(gè)親本的性狀。②F2植株在性狀表現(xiàn)上是不同的,一部分植株表現(xiàn)一個(gè)親本的性狀,其余植株則表現(xiàn)另一個(gè)親本的相對(duì)性狀,即性狀分離現(xiàn)象。(5)反交試驗(yàn)及其分析反交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與正交相同,說(shuō)明說(shuō)明了F1和F2的性狀表現(xiàn)不受親本組合方式的影響。分離現(xiàn)象的解釋?zhuān)▓D4-2)①遺傳性狀是由遺傳因子決定的。②每個(gè)植株內(nèi)有一對(duì)遺傳因子控制花色,另一對(duì)控制種子形狀。遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)是成對(duì)的。(花粉或卵細(xì)胞)成對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。④配子的結(jié)合(形成一個(gè)新個(gè)體或合子)是隨機(jī)的。圖4-2孟德?tīng)枌?duì)分離現(xiàn)象的解釋表現(xiàn)型和基因型基因型與表現(xiàn)型①基因型(genotype)是指?jìng)€(gè)體的基因組合。基因型是生物性狀表現(xiàn)的內(nèi)在遺傳基礎(chǔ),是肉眼看不到的,只能通過(guò)雜交試驗(yàn)根據(jù)表現(xiàn)型來(lái)確定。②表現(xiàn)型(phenotype)是指生物體所表現(xiàn)的性狀,簡(jiǎn)稱(chēng)表型,是基因型和外界環(huán)境作用下的具體表現(xiàn),可直接觀(guān)測(cè)。純合基因型純合基因型(homozygousgenotype)是指等位基因是一樣的基因型。純合體純合體(homozygote)是指具有純合基因型的個(gè)體。包括顯性純合體和隱性純合體。雜合基因型雜合基因型(heterozygousgenotype)是指等位基因不同的基因型。雜合體雜合體(heterozygote)是指具有雜合基因型的個(gè)體。分離規(guī)律的驗(yàn)證測(cè)交法①測(cè)交的定義測(cè)交(testcross)是指被測(cè)驗(yàn)的個(gè)體與隱性純合個(gè)體間的雜交,所得的后代為測(cè)交子代。②測(cè)交的作用根據(jù)測(cè)交子代所出現(xiàn)的表現(xiàn)型種類(lèi)和比例,可以確定被測(cè)個(gè)體的基因型。③舉例(圖4-3)一株紅花豌豆與一株白花豌豆(必然是隱性的cc純合體)雜交:如果測(cè)交子代全部是紅花植株,說(shuō)明該株紅花豌豆是CC純合體。Cc。圖4-3豌豆紅花和白花一對(duì)基因的分離(2)自交法(圖4-4)使F2植株自交產(chǎn)生F3株系,若假設(shè)正確,則:①F2的白花植株只能產(chǎn)生白花的F3。②F2的紅花植株中,2/3應(yīng)該是Cc雜合體,自交產(chǎn)生的F3群體就應(yīng)該又分離為3/4的紅花植株和1/4的白花植株。③F2的紅花植株中,1/3應(yīng)該是Cc純合體。自交產(chǎn)生的F3群體應(yīng)該都是紅花。圖4-4孟德?tīng)柕囊粚?duì)因子雜種自交后代性狀分離的模式圖表示紅花性狀,〇表示白花性狀F1花粉鑒定法分離現(xiàn)象在某些植物,如玉米、水稻、高梁、谷子等中可用花粉粒進(jìn)行觀(guān)察鑒定。①玉米的子粒有糯性和非糯性?xún)煞Na.非糯性:由顯性基因(Wx)控制。以稀碘液處理非糯性的花粉或子粒,則呈藍(lán)黑色反應(yīng)。b.糯性:由隱性基因(wx)控制。以稀碘液處理糯性的花粉或子粒的胚乳,呈紅棕色。②實(shí)驗(yàn)過(guò)程以碘液處理玉米糯性×非糯性F1(Wxwx)植株上的花粉,在顯微鏡中觀(guān)察顯色反應(yīng)。③實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈紅棕色和藍(lán)黑色的花粉粒大致各占一半。④實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析說(shuō)明F1產(chǎn)生了帶有Wx基因和帶有wx基因兩種類(lèi)型的配子,而且數(shù)目之比是1:1。分離比例實(shí)現(xiàn)的條件①研究的生物體是二倍體。②F1個(gè)體形成的兩種配子的數(shù)目是相等的或接近相等的,并且兩種配子的生活力是一樣的;受精時(shí)各雌雄配子都能以均等的機(jī)會(huì)相互自由結(jié)合。③不同基因型的合子及由合子發(fā)育的個(gè)體具有同樣或大致同樣的存活率。④研究的相對(duì)性狀差異明顯,顯性表現(xiàn)是完全的。⑤雜種后代都處于相對(duì)一致的條件下,而且試驗(yàn)分析的群體比較大。分離規(guī)律的應(yīng)用遺傳材料。②在雜交育種工作中,需要在雜種后代連續(xù)進(jìn)行自交和選擇,以促使個(gè)體間的分離和個(gè)體基因型的純合。劃地種植雜種后代,提高選擇效果,加速育種進(jìn)程。二、獨(dú)立分配規(guī)律兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳兩對(duì)相對(duì)性狀實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果(圖4-5)圖4-5豌豆兩對(duì)性狀的雜交試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析①黃色:綠色≈3:1,圓粒:皺粒≈3:1。說(shuō)明兩對(duì)相對(duì)性狀是彼此獨(dú)立地從親代遺傳給子代的,沒(méi)有發(fā)生任何相互干擾的情況。②在F2群體內(nèi)兩種重組型個(gè)體的出現(xiàn),說(shuō)明兩對(duì)性狀的基因在從F1遺傳給F2時(shí),是自由組合的。③實(shí)際結(jié)果符合概率定律,說(shuō)明兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳基因是獨(dú)立分配的。獨(dú)立分配現(xiàn)象的解釋獨(dú)立分配規(guī)律的基本要點(diǎn)控制不同相對(duì)性狀的等位基因在配子形成過(guò)程中,這一對(duì)等位基因與另一對(duì)等位基因的分離和組合是互不干擾,各自獨(dú)立分配到配子中去的。等位基因分離圖解(圖4-6)圖4-6豌豆黃色、圓粒×綠色、皺粒的F2分離圖解①F1植株的基因型是YyRr,它們產(chǎn)生的雌配子和雄配子都是4種,即YR、Yr、yR和yr,且4種配子數(shù)目相等為。②雌雄配子結(jié)合,共有16種可能的組合。F2群體中共有9種基因型,4種表現(xiàn)型,其比例為9:3:3:1,這與孟德?tīng)柕碾s交試驗(yàn)結(jié)果是符合的。(3)4種配子的形成過(guò)程①Y和y,R和r是兩對(duì)等位基因,分別位于兩對(duì)同源染色體上。②F1的基因型是YyRr,其孢母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),隨著這兩對(duì)同源染色體在后期I的分離,Y與y,R與r,分別進(jìn)入不同的二分體。: : :③Y(y)與R(r)重組的幾率是相同的,產(chǎn)生4種類(lèi)型的配子數(shù)目相等,即 =: : :1:1:1:1。④雌雄配子相互隨機(jī)結(jié)合,在表現(xiàn)型上出現(xiàn)9:3:3:1的比例。(4)獨(dú)立分配規(guī)律的實(shí)質(zhì)①控制這兩對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因分別位于不同的同源染色體上。上的基因之間可以自由組合。獨(dú)立分配規(guī)律的驗(yàn)證測(cè)交法表4-1豌豆黃色、圓粒×綠色、皺粒的F1和雙隱性親本測(cè)交的結(jié)果自交法用F2自交,則:①由純合的F2植株(如YYRR、yyRR、YYrr和yyrr)自交產(chǎn)生的F3種子,不會(huì)出現(xiàn)性狀的分離,這類(lèi)植株在F2群體中應(yīng)各占1/16。②由一對(duì)基因雜合的植株(如YyRR、YYRr、yyRr和Yyrr)自交產(chǎn)生的F3種子,一對(duì)性狀是穩(wěn)定的,另一對(duì)性狀將分離為3:1的比例。這類(lèi)植株在F2群體中應(yīng)各占2/16。③由兩對(duì)基因都是雜合的植株(YyRr)自交產(chǎn)生的F3種子,將分離為9:3:3:1的比例。這類(lèi)植株在F2群體中應(yīng)占4/16。多對(duì)基因的遺傳(1)3對(duì)獨(dú)立基因的遺傳以黃色、圓粒、紅花植株和綠色、皺粒、白花植株雜交:①F1全部為黃色、圓粒、紅花。②F2將產(chǎn)生64種組合,8種表現(xiàn)型,27種基因型。(2)n對(duì)獨(dú)立基因的遺傳(表4-2)表4-2雜種雜合基因?qū)?shù)與F2表現(xiàn)型和基因型種類(lèi)的關(guān)系雜種雜合顯性完全F2表現(xiàn)形成的不同基因型產(chǎn)生的雌雄配子的可F2純合基因雜合基因型F2表現(xiàn)型分離比例基因?qū)?shù)型種類(lèi)配子種類(lèi)種類(lèi)能組合數(shù)型種類(lèi)種類(lèi)12342481624816392741664256248151965(3:1)1(3:1)25…n32…2n32…2n812431024…4n1632211…(3:1)3(3:1)4…3n…2n3n-2n(3:1)5…(3:1)n獨(dú)立分配規(guī)律的應(yīng)用根據(jù)獨(dú)立分配規(guī)律,在雜交育種工作中,可以有目的地組合兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀,并可預(yù)測(cè)在雜交后代中出現(xiàn)的優(yōu)良性狀組合及其大致的比例,以便確定育種工作的規(guī)模。三、遺傳學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理概率原理概率的概念概率(probability),又稱(chēng)或然率,是指一定事件總體中某一事件可能出現(xiàn)的幾率。概率的基本定理①乘法定理兩個(gè)獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率等于各個(gè)事件發(fā)生的概率的乘積。②加法定理兩個(gè)互斥事件同時(shí)發(fā)生的概率是各個(gè)事件各自發(fā)生的概率之和。③運(yùn)用兩大定律計(jì)算基因組合的概率(表4-3)表4-3豌豆雜種YyRr自交產(chǎn)生的F2群體中各基因組合的概率二項(xiàng)式展開(kāi)二項(xiàng)式的展開(kāi)公式p代表某一事件出現(xiàn)的概率;q代表另一事件出現(xiàn)的概率,p+q=1;n代表估測(cè)其出現(xiàn)概率的事件數(shù)。當(dāng)n較大時(shí)推算其中某一項(xiàng)事件出現(xiàn)的概率r代表某事件(基因型或表現(xiàn)型)出現(xiàn)的次數(shù);n-r代表另一事件(基因型或表現(xiàn)型)出現(xiàn)的次數(shù);!代表階乘符號(hào)。用二項(xiàng)式展開(kāi)分析其后代群體的基因結(jié)構(gòu)①2對(duì)等位基因?qū)τ陔s種YyRr,F(xiàn)2群體基因結(jié)構(gòu)第一,顯性基因Y或R出現(xiàn)的概率 隱性基因y或r出現(xiàn)概n=雜合因個(gè)數(shù),現(xiàn)n=4。第二,則代入二項(xiàng)式展開(kāi)為F2群體中不同表現(xiàn)型個(gè)體出現(xiàn)的頻率第一,顯性性狀出現(xiàn)的概率p=3/4,隱性性狀出現(xiàn)的概率q=1/4;p+q=3/4+1/4=1。n代表雜合基因?qū)?shù),現(xiàn)n=4。第二,帶入二項(xiàng)式,展開(kāi)為表明具有兩個(gè)顯性性狀(Y_R_)的個(gè)體概率為 ;一個(gè)顯性性狀和一個(gè)隱性性狀(Y_rr和的個(gè)體概率為;兩個(gè)隱性性狀(yyrr)的個(gè)體概率為。即表現(xiàn)型的遺傳比率為9:3:3:1。②三對(duì)等位基因的計(jì)算方法與二對(duì)等位基因類(lèi)似χ2測(cè)驗(yàn)(Chi平方測(cè)驗(yàn))作用χ2測(cè)驗(yàn)判斷實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的偏差是真實(shí)的差異還是試驗(yàn)誤差造成的。公式式中,O是實(shí)測(cè)值,E是理論值,∑是總和。檢驗(yàn)方法①計(jì)算χ2②計(jì)算自由度為類(lèi)型數(shù)。③由表查出P值a.P>0.05,則差異不顯著;b.P<0.05,則差異顯著;c.P<0.01,則差異極顯著。1.顯隱性關(guān)系的相對(duì)性顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)①完全顯性完全顯性(completedominance)是指具有相對(duì)性狀的純合體親本雜交后,F(xiàn)1只與一種親本性狀完全相同的顯性表現(xiàn)。②不完全顯性不完全顯性(incompletedominance)是指具有相對(duì)性狀的純合親本雜交后,F(xiàn)1顯現(xiàn)雙親性狀中間類(lèi)型的顯性表現(xiàn)。③共顯性共顯性(codominance),又稱(chēng)并顯性,是指雙親的性狀同時(shí)在F1個(gè)體上表現(xiàn)出來(lái)的顯性表現(xiàn)。鑲嵌顯性(mosaicdominance)是指雙親的性狀在后代的同一個(gè)體不同部位表現(xiàn)出來(lái),形成鑲嵌圖式的顯性表現(xiàn)。顯性與環(huán)境的影響一定的代謝過(guò)程,分別起著各自的作用。②一個(gè)基因是顯性還是隱性取決于它們各自的作用性質(zhì),取決于它們能不能控制某個(gè)酶的合成。右。復(fù)等位基因定義復(fù)等位基因(multipleallele)是指在同源染色體的相同位點(diǎn)上,存在3個(gè)或3個(gè)以上的等位基因。人類(lèi)的ABO血型(表4-4)①人類(lèi)的血型有3個(gè)復(fù)等位基因:IA、IB、和IO。②IA與IB之間表示共顯性,而IA和IB對(duì)IO都是顯性。表4-4人類(lèi)ABO血型血型基因型OABABIOIOIAIA或IAIOIBIB或IBIOIAIB致死基因定義致死基因(lethalallele)是指當(dāng)其發(fā)揮作用時(shí)導(dǎo)致個(gè)體死亡的基因。分類(lèi)①顯性致死基因顯性致死基因在雜合體狀態(tài)時(shí)就可導(dǎo)致個(gè)體死亡。②隱性致死基因隱性致死基因只有在隱性純合時(shí)才能使個(gè)體死亡。非等位基因間的相互作用基因互作①定義基因互作(interactionofgenes)是指非等位基因之間通過(guò)相互作用影響同一性狀表現(xiàn)的現(xiàn)象。②分類(lèi)a.基因間互作;b.基因內(nèi)互作?;パa(bǔ)作用①定義兩對(duì)獨(dú)立遺傳基因分別處于純合顯性或雜合狀態(tài)時(shí),共同決定一種性狀。當(dāng)只有一對(duì)基因是顯性,或兩對(duì)基因都是隱性時(shí),則表現(xiàn)為另一種性狀。這種基因互作的類(lèi)型稱(chēng)為互補(bǔ)作用(complementaryeffect)。②特點(diǎn)F2性狀分離比為9:7。③舉例香豌豆中兩個(gè)白花品種雜交積加作用①定義兩種顯性基因同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生一種性狀,單獨(dú)存在時(shí)能分別表現(xiàn)相似的性狀,兩種顯性基因均不存在時(shí)又表現(xiàn)第三種性狀,這種基因互作稱(chēng)為積加作用(additiveeffect)。②特點(diǎn)F2性狀分離比為9:6:1。③舉例南瓜圓中兩個(gè)圓球形品種雜交。兩對(duì)基因都是隱性時(shí),形成長(zhǎng)圓形;只有顯性基因A或B存在時(shí),形成圓球形;A和B同時(shí)存在時(shí),則形成扁盤(pán)形。重疊作用①定義兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因同時(shí)控制一個(gè)單位性狀,只要其中一對(duì)等位基因中存在顯性基因,個(gè)體便表現(xiàn)顯性性狀,兩對(duì)基因均為純合隱性時(shí),個(gè)體表現(xiàn)隱性性狀,這種基因互作類(lèi)型稱(chēng)為重疊作用。②特點(diǎn)F2性狀分離比為15:1。③舉例薺菜中常見(jiàn)的植株是三角形蒴果,極少數(shù)植株是卵形蒴果。將這兩種植株雜交,F(xiàn)2的基因型出現(xiàn)重疊作用。顯性上位作用①上位性與下位性?xún)蓪?duì)獨(dú)立遺傳基因共同對(duì)一對(duì)性狀發(fā)生作用,而且其中一對(duì)基因?qū)α硪粚?duì)基因的表現(xiàn)有遮蓋作用,這種情形稱(chēng)為上位性;反之,后者被前者所遮蓋,稱(chēng)為下位性。②顯性上位作用在兩對(duì)互作的基因中,其中一對(duì)顯性基因?qū)α硪粚?duì)基因起上位性作用,稱(chēng)為顯性上位作用(epistaticdominance)。③特點(diǎn)F2性狀分離比為12:3:1。④例子西葫蘆的顯性白皮基因(W)對(duì)顯性黃皮基因(Y)有上位性作用。隱性上位作用①定義在兩對(duì)互作的基因中,其中一對(duì)隱性基因?qū)α硪粚?duì)基因起上位性作用,稱(chēng)為隱性上位作用。②特點(diǎn)F2性狀分離比為9:3:4。③例子玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色的遺傳。抑制作用①定義在兩對(duì)獨(dú)立基因中,其中一對(duì)顯性基因,本身并不控制性狀的表現(xiàn),但抑制另一基因的表達(dá),這種基因互作類(lèi)型稱(chēng)為抑制作用(inhibitingeffect)。②特點(diǎn)F2性狀分離比為13:3。③例子玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色雜交試驗(yàn)中,白色×白色,I基因抑制了C基因表達(dá)。多因一效和一因多效多因一效多因一效是指許多基因影響同一個(gè)性狀的表現(xiàn)的現(xiàn)象。一因多效一因多效是指一個(gè)基因影響許多性狀的表現(xiàn)的現(xiàn)象。4.2 4.2 名??佳姓骖}詳解一、選擇題某雜交組合的F2群體呈13:3分離比例,則涉及的性狀屬于( )。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研A.隱性上位遺傳B.顯性上位遺傳C.互補(bǔ)遺傳D【答案】D二、填空題雜合體AaBBDd種配子。[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研]【答案】4孟德?tīng)枺℅regorMendel,1822~1884)用豌豆進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)的第一定律即HuntMorgan,1866—1945)將果蠅作為材料進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)的遺傳第三定律即,實(shí)質(zhì)是描述決定性狀的位于同一染色體上發(fā)生的水生生物研究所2011研]
和現(xiàn)象。[中國(guó)科學(xué)院答案:分離定律;等位基因;雜合子;等位基因;自由組合定律;非同源染色體;非等位基因;連鎖交換定律;不同;非等位基因;非姊妹染色單體間交換;重組雜合體AaBbDd能產(chǎn)生[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2011研]【答案】8三、判斷題在F2代群體中,表現(xiàn)型相同的個(gè)體,基因型也一定相同。( )[湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)2015研]【答案】對(duì)雜種F2代群體呈現(xiàn)9:7性狀分離比例的遺傳屬于兩對(duì)獨(dú)立基因的互補(bǔ)作用。( )[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)學(xué)2007研]【答案】對(duì)四、名詞解釋phenotype[華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2015研]答:phenotype的中文名稱(chēng)是表型,是指?jìng)€(gè)體形態(tài)、功能等各方面的表現(xiàn),是基因決定的性狀在環(huán)境作用下的具體表現(xiàn)。與性狀有著本質(zhì)區(qū)別,性狀是指生物體所有特征的總和,由基因決定,必須是可以遺傳的,而表型是不可遺傳的。等位基因(Allele)[中國(guó)科學(xué)院大學(xué)2013研]答:等位基因(Allele)是指位于一對(duì)同源染色體的相同位置上控制某一性狀的不同形式的基因。不同的等位基因產(chǎn)生例如發(fā)色或血型等遺傳特征的變化。等位基因控制相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系及遺傳效應(yīng),可將等位基因區(qū)分為不同的類(lèi)別。測(cè)交[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2012研]答:的配子,它們和含有任何基因的另一配子結(jié)合,其子代都只能表現(xiàn)出另一配子所含基因的表現(xiàn)型。因此,根據(jù)測(cè)交子代所出現(xiàn)的表現(xiàn)型種類(lèi)和比例,可以確定被測(cè)個(gè)體的基因型。共顯性[沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)2010、2012研]答:共顯性是指控制某一個(gè)性狀的等位基因,在雜合狀態(tài)時(shí),一個(gè)座位中的兩個(gè)等位基因同時(shí)都顯現(xiàn)出表型效應(yīng)的現(xiàn)象。其特點(diǎn)是雙親的性狀同時(shí)在子一代個(gè)體上表現(xiàn)出來(lái)。如人類(lèi)的MN血型系統(tǒng),MN型血的人是雜合子,血細(xì)胞上既有M型抗原,又有N型抗原,兩個(gè)基因同時(shí)表達(dá)。五、問(wèn)答題從顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)以及顯性與環(huán)境的關(guān)系解釋顯隱關(guān)系的相對(duì)性。[浙江農(nóng)林大學(xué)2012研]答:(1)從顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)對(duì)顯隱關(guān)系的相對(duì)性解釋如下:①完全顯性完全顯性是指具有相對(duì)性狀的純合體親本雜交后,F(xiàn)1表現(xiàn)出與顯性親本完全一樣的顯性形狀的現(xiàn)象,即外顯率為100%。②不完全顯性不完全顯性又稱(chēng)中間型遺傳,是指具有相對(duì)性狀的純合親本雜交后,雜合體(Aa)的表現(xiàn)型介于兩親本的表型之間的現(xiàn)象。③共顯性共顯性是指控制某一個(gè)性狀的等位基因,在雜合狀態(tài)時(shí),一個(gè)座位中的兩個(gè)等位基因同時(shí)都顯現(xiàn)出表型效應(yīng)的現(xiàn)象。④鑲嵌顯性鑲嵌顯性是指雙親的性狀在后代的同一個(gè)個(gè)體的不同部位表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象。(2)從顯性現(xiàn)象與環(huán)境的關(guān)系對(duì)顯隱性關(guān)系的相對(duì)性解釋如下:①內(nèi)部生理環(huán)境的影響內(nèi)部生理因素如年齡、性別、營(yíng)養(yǎng)、健康等可影響顯隱性關(guān)系。如將開(kāi)白花的石竹植株與開(kāi)暗紅色花的植株雜交,子一代的花最初是純白的,以后慢慢變成暗紅色。②外界環(huán)境因素的影響外界環(huán)境因素如溫度、光照等可影響顯隱性關(guān)系。如夏季溫度較高時(shí)雜種的莖是紫色的,紫莖是完全顯性;但溫度較低、光照較弱時(shí),雜種的紫色比較淺,紫莖出現(xiàn)不完全顯性。簡(jiǎn)述普通遺傳學(xué)中三個(gè)基本規(guī)律之間的關(guān)系。[電子科技大學(xué)2008研]答:分離規(guī)律、獨(dú)立分配規(guī)律和連鎖遺傳是遺傳學(xué)的三大基本規(guī)律。三者的關(guān)系如下:分離規(guī)律胞中能夠彼此
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