遗传学课后习题答案

9   核外遗传

1. 细胞质遗传有什么特点？它与母性影响有什么不同？

答：细胞质遗传不同于孟德尔遗传的特点：1、无论是正交还是反交，F1的表型总是与母本的一致；2、连续回交不会导致用作非轮回亲本的母本细胞质基因及其所控制的性状的消失，但其核遗传物质则按每回交一代减少一半的速度减少，直到被全部置换；3、非细胞器的细胞质颗粒中遗传物质的传递类似病毒的转导。

母性影响是指子代某一性状的表型由母体的核基因型决定，而不受本身基因型的支配，从而导致子代的表型和么ben相同的现象。其表现形式也是正反交结果不一致，不同之处在于由细胞质遗传决定的性状，表型是稳定的，可以一代一代地通过细胞质传下去，而母性影响有持久的，也有短暂的。（P225）

2. 一个基因型为Dd的椎实螺自体受精后，子代的基因型和表型分别如何？如果其子代个体也自体受精，它们的下一代的基因型和表型又如何？

答：椎实螺的显性基因为右旋D，隐性基因为d，受母性影响，基因型为Dd的椎实螺自体受精，亲本基因型均为右旋Dd，F1产生1DD右旋（基因型为右旋）、2Dd右旋（基因型为右旋）、1dd右旋（基因型为左旋）；F1的DD自体受精产生的子代均为DD右旋（基因型为右旋），F1的Dd自体受精产生的子代为1DD右旋（基因型为右旋）、2Dd右旋（基因型为右旋）、1dd右旋（基因型为左旋），F1的dd自体受精产生的子代均为dd左旋（基因型为左旋）。（P226图）

3. 正交和反交的结果不同可能是因为：①细胞质遗传，②性连锁，和③母性影响。怎样用实验方法来确定它属于哪一种类型？

答：细胞质遗传和母性影响正反交结果不同，且F1子代与母本的表型一致；而性连锁虽然正反交结果不同，但F1子代有与父本表型一致的。母性影响虽然看起来很想细胞质遗传，但其实质是细胞核基因作用的结果，一代以上的杂交可以获得性状是否属于细胞质遗传的结论。

4. 衣藻的细胞质和细胞核中都可能存在链霉素抗性因子。如果将一个链霉素抗性突变品系与对链霉素敏感的品系杂交，（1）如果抗性品系是mt+，敏感品系是mt-，结果将会怎样？（2）如果做的是反交，结果又怎样？

答：(1)如果链霉素抗性因子的存在于细胞核,则杂交后代一半表现为抗性,一半无抗性。如果链霉素抗性因子的存在于细胞质，则杂交后代均表现为抗性。（2）如果链霉素抗性因子的存在于细胞核，则杂交后代一半表现为抗性，一半无抗性。如果链霉素抗性因子的存在于细胞质，则杂交后代均表现为无抗性。

5. 玉米埃型条纹叶（ijij）与正常绿叶（IjIj）植株杂交，F1的条纹叶（Ijij）作母本与正常绿色叶（IjIj）回交。将回交后代作母本，进行下列杂交，请写出后代的基因型及表型，为什么？

（1）绿叶（Ijij）♀×♂条纹叶（Ijij）

（2）条纹叶（IjIj）♀×♂绿叶（IjIj）

（3）绿叶（Ijij）♀×♂绿叶（Ijij）

答：(1)因为母本为细胞核遗传,父本为细胞质遗传,核内有隐性条纹基因,杂交后代的基因型及其比例为IjIj:Ijij:ijij=1:2:1,表型及其比例为绿叶:条纹叶=3:1.

      (2)因为母本为条纹叶，条纹叶性状有细胞质基因控制，所以后代表型都为条纹叶，基因型均为IjIj。

     （3)因为条纹叶性状由隐性核基因控制,杂交后代的基因型及其比例为IjIj:Ijij:ijij=1:2:1表型及其比例为绿叶：条纹叶：3：1。

6. 大麦的淡绿色叶片可由细胞质因子（L1=正常绿叶，L2=淡绿叶）引起，也可由隐性核基因（vv=淡绿色叶）引起。请预测下列各组合中子代的基因型和表型：

（1）纯合正常♀×♂L1（vv）

（2）L1（vv）♀×♂纯合正常

（3）纯合正常♀×♂L2（vv）

（4）L2（vv）♀×♂纯合正常

（5）来自（1）的F1♀×♂来自（4）的F1

（6）来自（4）的F1♀×♂来自（1）的F1

答：(1)L1(Vv)正常绿色        (2)L1(Vv)正常绿色    (3)L1(Vv)正常绿色   (4)L2(Vv)淡绿色  (5)L1(VV)正常绿色: L1(Vv)正常绿色: L1(vv)淡绿色=1:2:1    (6)L2(VV)淡绿色: L2(Vv)淡绿色: L2(vv)淡绿色=1:2:1

7．草履虫中，品系A是放毒型，品系B和C是敏感型，三者均为纯系。品系A和B长时间接合，其子代再自体受精得到若干后代，所有后代都是放毒型。当品系A和C长时间接合，经同样过程得到的后代一半是放毒型，一半是敏感型。问这三个品系的基因型如何？细胞质中是否均具有卡巴粒？

答：A:KK,有卡巴粒;B:KK，无卡巴粒；C：kk，无卡巴粒。 （参考书本235~238）

8．从现有科学事实，怎样正确理解遗传中细胞核与细胞质之间的关系？

答：细胞质基因指的是细胞质内控制生物性状的遗传物质。细胞核基因指的是细胞核内控制生物性状的遗传物质。两者的主要区别：一是存在位置不同。质基因存在于细胞质的线粒体、叶绿体等结构上；核基因位于细胞核内染色体上。二是存在方式不同。核基因在染色体上呈直线排列，与蛋白质结合。而含质基因的DNA不与蛋白质结合，而是呈双链环状等形状单独存在。两者的主要关系有：1、生物体中绝大部分性状是受核基因控制的，核基因是主要的遗传物质，而有些性状是受细胞质基因控制的。2、细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的性。质基因与核基因一样，可以自我复制、可以转录和翻译控制蛋白质的合成，也就是说都具有稳定性、连续性、变异性和性。3、核遗传和质遗传相互影响，生物性状很多情况体现为核质互作。两者虽具相对的性，但并不意味没有丝毫关系。因为细胞核和细胞质共同存在于一个整体中，它们之间必然相互依存、制约、不可分割。两者的比较（以一对相对性状的亲本杂交为例）：

此题为开放性题目，具体答案我也不好说。

9．不同组合的不育株与可育株杂交得到以（下）后代：

（1）1/2可育，1/2不育；

（2）后代全部可育；

（3）仍保持不育。

     写出各杂交组合中父本的遗传组成。

答：（1）S（Rr）或N（Rr）    （2）S（RR）或N（RR）  (3)N（rr）。（参考书本P242图）

10．在酵母中一个有多种抗性（aptRbarRcobR）的菌系被用来诱导500个小菌落，其中任一至抗性标记中丢失了一种抗性的小菌落数列于下表，请利用这些结果画一线粒体基因图。

基因对           第一抗性标记丢失的小菌落数           第二抗性标记丢失的小菌落数

aptbar                     87                                    120 aptcob                    27                                     18 barcob                    48                                     69

答：节瓜说这题不考的，所以我不做先。

11．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，有一种方式是这样的，先把雄性不育自交系A（S（rfrf））与雄性可育自交系B（N（rfrf））杂交，得单交种AB。把雄性不育自交系C（S（rfrf））与雄性可育自交系D（N（RfRf））杂交，得单交种CD。然后再将两个单交种杂交，得双交种ABCD，问：双交种的基因型和表型有哪几种？比例如何？

答：双交种的基因型和表型及其比例为S（Rfrf）可育：S（rfrf）不育=1：1。（参考书本P242图）

12．如何证明某种酶的一些亚基由线粒体DNA编码，而另一些亚基由核基因编码？

答：参考书本P243倒数第二段。

13．二倍体植株A的细胞质不同于二倍体植株B的细胞质。为了研究核质互作关系，你希望得到胞质来源于植株A而核主要来源于植株B的植株，应该如何做？

答：我只知道显微操作技术。高倍复式显微镜下，利用显微操作器（micromanipulator）进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。显微操作器是用以控制显微注射针在显微镜视野内移动的机械装置。显微操作技术包括细胞核移植、显微注射、嵌合体技术、胚胎移植以及显微切割等。

14．小麦中有一种雄性不育属细胞质遗传。不育株和可育株杂交，后代仍为不育。另外，有些小麦品系带有能恢复其育性的显性基因。研究表明显性恢复基因的引入对细胞质不育因子的保持没有影响。请问什么样的研究结果会让你得出这种结论？

答：用A做母本，B作父本杂交，然后用B作父本进行多代回交。（参考书本P242）

11   基因突变

1.若发生下列情况的突变：

⑴ 在mRNA的3端产生了终止密码；

⑵ 在mRNA的中间产生了终止密码；

⑶ 在mRNA牟5端产生了终止密码。

问；各个突变对多肽链有何影响？

答：（1）无影响，因为mRNA翻译成肽链是极性的，5端——3端，终止密码子肯定在3端啦。（2）mRNA包括上游的5′非编码区、中间的编码区和下游的3′非编码区，若终止密码产生在原终止密码子的下游，则无影响；若产生在终止密码子的上游，则肽链合成提前终止，结构异常，影响可大可小。（3）肽链无法合成，没开始就结束了。

2. 某一细胞的DNA碱基顺序为，如用⑴ 烷化剂；⑵亚；⑶5-溴尿嘧啶处理后，此DNA顺序会发生怎样的变化？各写出一种转变的过程。

答：

2．（1）	烷化剂：	CAT	TAT
		GTA	ATA
（2）	亚：	CAT	TAT
		GTA	ATA
（3）	5-溴尿嘧啶：	CAT	CAC
		GTA	GTG

（1）烷化剂的作用是使碱基烷基化，使被修饰的碱基变为高度不稳定的物质，并导致其发生碱基错配；例如EMS（甲基磺酸乙酯）可使GC碱基对变为AT，或者AT变为GC。（2）亚能作用于A使其脱去分子中的氨基而转化为次黄嘌呤（H）。（3）5-溴尿嘧啶有两种异构体，一种是酮式，可与A配对；另一种是烯醇式，可与G配对。可使A-T转变为G-C（参考分生P127）。

3. 如果DNA分子发生一次单一碱基的突变（碱基替换），那么在蛋白质合成中哪一个氨基酸最容易被别的氨基酸所代替，色氨酸还是精氨酸？为什么？

答：色氨酸；因为色氨酸只有1个密码子，而精氨酸有6个密码子。

4. 由于脱氨基作用DNA的一个片段变成了。如果以下面一条链作为模板，在氨基酸掺入中将出现什么变化？

答：将由苯丙氨酸变为亮氨酸。首先DNA模板链是ＡＡＡ变为ＡＡＣ，转录成ｍＲＮＡ后是ＵＵＵ变为ＵＵＧ，ｍＲＮＡ上的才是密码子，查表得。

5. 如果紫外线辐射主要是通过在DNA单链上形成胸腺嘧啶二聚体而引起突变的，你预期在互补的DNA链上与A-A最近邻碱基的频率是增加还是减少？

答：由于胸腺嘧啶二聚体会扰乱正常的氢键形成和碱基配对以及对二聚体的切除修复等原因，预期会减少A—A最近邻碱基的频率。

6. 某一雄性个体（性染色体组成XY）受辐射后，⑴它的配子中产生X连锁隐性突变，它产生的后代会有什么影响？⑵如果有X连锁显性突变，其后代会有什么影响？⑶若雌性个体的卵细胞中有X连锁隐性突变呢？⑷在雌性个体的卵细胞中有X连锁显性突变呢？

答：（1）无明显影响；

（2）对后代雌性个体有影响；

（3）对后代的部分雄性个体有影响；

（4）对后代部分雌、雄个体都有影响。

7.用同一剂量的X射线处理燕麦属的3个种后，获得如下的突变率：

	突变率/%	对  照	染色体数
矮燕麦	4.10	0.00	2n=14
野燕麦	2.00	0.05	2n=28
普通燕麦	0.01	0.00	2n=42

如何分析上述诱变试验的结果。

答：矮燕麦为二倍体；野燕麦为四倍体；而普通燕麦为六倍体；它们的辐射敏感性不同。

8.链孢霉经辐身后，分离出4种营养突变体，它们在加有A物质的培养基上可以生长。以B、C和D物质来测定这4种突变体，得到不同的结果“+”表示生长，“-”表示不能生长）：

突变品系	培养基中所加的物质
	A	B	C	D
1	+	+	+	+
2	+	-	+	+
3	+	-	-	+
4	+	-	-	+

上述结果表明A物质是代谢途径的最终产物，而B、C和D则是中间产物。

⑴ 写出代谢过程中此4种物质的顺序。

⑵ 这四个突变体，各中止于代谢过程中哪一个步骤？

答：前体        B         C        D        A

 

              1         2       3          4

13   群体的遗传平衡

1. 名词解释

孟德尔群体   随机交配   基因频率   基因型频率   遗传平衡定律   遗传漂变

答：孟德尔群体：个体间有相互交配的可能性，并随世代进行基因交换的有性繁殖群体。

随机交配：在有性生殖的生物中，一种性别的任何一个个体有相同的机会和相反性别的个体进行交配的方式。

基因频率：群体中某特定等位基因数量占该基因座全部等位基因总数的比率。

遗传平衡定律：如果一个种群符合下列条件:1.种群是极大的；2.种群个体间的交配是随机的；3.没有突变产生；4.种群之间不存在个体的迁移或基因交流；5.没有自然选择,那么,这个种群的基因频率(包括基因型频率)就可以一代代稳定不变,保持平衡。在平衡状态下，子代基因型频率可根据亲代基因频率按二项展开式计算

［ｐ（Ａ）＋ｑ（ａ）］＾２＝ｐ＾２ＡＡ＋２ｐｑＡａ＋ｑ＾２ａａ

2. 简述遗传平衡定律的要点，并说明该定律的意义。

答：要点参考书本Ｐ３０７。遗传平衡定律的要点包括：（1）在随机交配的大群体中，若无其他因素的影响，该群体的基因频率世代相传，保持不变始终处于平衡状态。（2）任何一个大群体，无论基因频率如何，只要经过一代随机交配，该群体的每对常染色体上的基因所构成的基因型频率就可达到平衡状态。  （3）在平衡状态下，基因频率与基因型频率之间的关系是：D=p2，H=2pq，R=q2；且D+H+R=p2+2pq+q2=1。  

    　遗传平衡定律的意义：在理论上，是群体遗传和数量遗传理论的基石，遗传学这两个分支学科的遗传模型和参数估算，就是根据该定律推导出来的。在实践上，它提示我们在引种、留种、分群和建立近交系时，不要使群体过小，否则，就会导致群体的等位基因频率和基因型频率的改变，从而导致原品种（品系）“种性”或一些优良经济性状的丧失。例如：（1）遗传平衡定律揭示了群体基因频率和基因型频率的遗传规律，据此可使群体的遗传性能保持相对稳定，这是畜禽保种的理论依据。（2）根据遗传平衡定律，在畜禽育种中可采用先打破群体原有的遗传平衡，在建立新的遗传平衡的方法，提高原品种或创造新品种，这是本品种选育、品系繁育和杂交育种的理论依据。（3）遗传平衡定律揭示了在一个随机交配群体中基因频率与基因型频率间的关系，从而为在不同情况下计算不同群体的基因频率和基因型频率提供了方法，据此可使育种更具预见性。 

3. 举例说明基因型频率和基因频率的关系。

答：参考书本Ｐ３０５。

4. 简述影响遗传平衡的各因素。

答：影响群体遗传平衡的因素主要有：突变、选择（包括自然选择和人工选择或者稳定选择、定向选择和选择）、遗传漂移、迁移、非随机交配。

5. 一个基因型频率为D=0.38 H=0.12,R=0.5的群体达到的遗传平衡时，其基因型频率如何？为什么？

答：基因A1的频率：p=0.38+0.5×0.12=0.44; 基因A2的频率：p=0.5+0.5×0.12=0.56。达到遗传平衡时，基因A1 A1的频率：0.442=0.193  6;基因型A1 A2的频率：2×0.44×0.56=0.492 8; 基因A2A2的频率：0.562=0.313 6。（参考书本Ｐ３０６和３０７）

6. 已知牛角的有无由一对染色体基因控制，无角（P）为隐性。计算一个无角个体占78%的平衡群体的基因频率。

答：设P基因频率为q，p基因频率为p，则p2=78%，得p=0.883,q=0.117。根据遗传平衡定律要点三。（书本Ｐ３０７）

7. 人的ABO血型决定于3个等位基因，其中IA对i呈显性，IB对i也为显性，而IA与IB为等显性。基因型IAIA和IAi表现为A型，IBIB和IBi表现为B型，IAIB表现为AB型，ii表现为O型。设IA的基因频率为p，IB的基因频率为q，i的基因频率为r。试计算一个A型人的比率为14%，O型人的比率为8%的平衡群体中各种基因的频率和基因型频率。

答：r2=8%,r=0.283,p2+2pr=14%,p=0.186,q=1-p-q=0.531。各基因型频率为：IAIA=P2=3.5%，IAi=2pr=10.5%,IBIB=q2=28.2%.IBi=2qr=30.0%,IAIB=2pq=19.8%,ii=r2=8%.

8. 若基因频率p=0.7,q=0.3，当选择对隐性纯合体不利，s为下列各值时，下一代的基因频率为多少？

（1）s=1.0 （2）s=0.5 （3）s=0.1 （4）s=0.01

答：Ｗ为适合度，适合度Ｗ的取值就是一种基因型的存活到成年的后代个体数与另一种基因型存活到成年的后代个体数的比例，通常以生殖最多的基因型的适合度为１。ｓ为选择系数，ｓ＝１－Ｗ。当选择对隐性纯合体不利时，参考书本Ｐ３１５。若ｐ为隐性基因（１）下一代基因频率为ｐ＝０．４１２，ｑ＝０．５８８；（２）若ｑ为隐性基因（１）下一代基因频率为ｑ＝０.２３１，ｑ＝０．７６９；（２）

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14   遗传与进化

1. 简述种族的形成过程，自然选择在这一过程中起什么作用？

答：首先，地理屏障将群体隔离，阻止群体之间进行基因流动；然后，各个隔离群体地进化和演变，从而形成两个种。自然选择是群体达到平衡多态性的驱动力。

2. 什么称为物种？其形成途径主要有哪些？

答：能相互繁殖、享有一个共同基因库并和其他物种生殖隔离的一群个体。物种形成的主要途径有：１、物种转型（线系进化），即自体物种形成；２、种的数目减少（两个种融合）；３、种的数目增加（真种），包括（１）瞬时物种的形成（通过不同个体形成）Ａ、遗传变异Ｂ、细胞学变异，（２）渐变式物种形成（通过群体形成新种）Ａ、同域物种形成Ｂ、半地理物种形成Ｃ、异域物种形成（地理物种形成）。（参考书本Ｐ３２６）

3. 什么称为生殖隔离？造成生殖隔离的机制有哪些？

答：不同种群的个体间不能交配或交配不育或不能产下有繁殖能力的后代，导致种群间不能发生基因交流的现象。（隔离机制参考书本Ｐ３２７表１６－３）

4. 根据以下细胞色素C的氨基酸序列，确定各种生物的最小突变距离，比较人与其他各种生物之间的距离。

人     赖氨酸—谷氨酸—谷氨酸—精氨酸—丙氨酸—天冬氨酸

马     赖氨酸—苏氨酸—谷氨酸—精氨酸—谷氨酸—天冬氨酸

猪    赖氨酸—甘氨酸—谷氨酸—精氨酸—谷氨酸—天冬氨酸

狗    苏氨酸—甘氨酸—谷氨酸—精氨酸—谷氨酸—天冬氨酸

鸡    赖氨酸—丝氨酸—谷氨酸—精氨酸—缬氨酸—天冬氨酸

牛蛙    赖氨酸—甘氨酸—谷氨酸—精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸

真菌    丙氨酸—赖氨酸—天冬氨酸—精氨酸—天冬酰胺—天冬氨酸

答：人与其他各生物之间的距离为：马：17；猪：13；狗：13；鸡：18；牛蛙：17；真菌：56。（这题真不会，求遗传学大神拔刀相助）

5. 通过核苷酸多样性测得果蝇两个种D.heteroneura 和D.sylvestris之间的差别约为1.8%。黑猩猩与人的核苷酸序列几乎相同。但二者在分类学上则属于不同属。这种分类方法是否恰当？为什么？

答：

6. 试比较中性突变理论与选择理论上预测影响遗传变异方面的差别。

答：两者之间有一定的矛盾。前者认为生物的进化主要由中性突变决定的，这些中性突变经自然选择保留下来，再经隔离形成新物种。后者认为生物在演化过程中，更能适应环境而有利于生存和能留下更多后代的基因和个体的频率会增加，相反，则频率会减少。

7. 核苷酸代换速率比氨基酸代换速率快还是慢？为什么？

答：核苷酸代换速率比氨基酸代换速率快。因为在两个生物体之间需要改变一个以上的核苷酸才能使多肽链中发生一个氨基酸变异。

8. 以上是鸟类的4个近缘种（a、b、c、d）之间的最小突变距离

	b	c	d
a	0.2	0.12	0.55
b		0.3	0.7
c			0.65

（1）哪两个种的亲缘关系最近？

（2）哪一个种与其他各个种的亲缘关系最近？

答：（1）a和c亲缘关系较近。

  （2）a与其他各个种的亲缘关系最近。

9. 利用表16-7中的相对适合度计算抗杀鼠灵等位基因的平衡频率。但是某些群体不具这种抗性等位基因，可能的原因是什么？

答：