内容发布更新时间 : 2024/12/23 12:32:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

功能未知的DNA标记）的分离比例，将基因定位在基因组中。因此，遗传图谱是根据等位基因在减数分裂中的重组频率，来确定其在基因组中的顺序和相对距离的。物理图谱的构建不需要检测等位基因的差异，它既可以利用具有多型性的标记，也可以利用没有多型性的标记进行图谱构建，它将标记直接定位在基因库中的某一位点。

实际上这两种途径都需要利用分子遗传学的技术和方法。尽管这两种图谱是分别构建的，但是它们可以相互借鉴、互为补充，作为基因组图谱利用。

构建物理图谱的原因是：遗传图谱的分辨率有限、遗传图谱的精确性不高。

10． 简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景。

答：基因工程在工业上的应用主要是生产医药产品，最典型的例子是通过细菌生产胰岛素，治疗糖尿病。到目前通过细菌已经生产了表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝炎工程疫苗等10多种医药产品。

基因工程在农业上的应用：以转基因植物为标志的植物基因工程已经培养出许多抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆的优良品种和品系，如在全世界范围内大量推广应用的抗除草剂的大豆、抗棉铃虫的棉花等。通过转基因羊大量表达人类的抗胰蛋白酶；克隆动物的成功，可以挽救濒危的稀有动物。

基因工程在医学上主要是用于遗传疾病的诊断、基因的治疗方面。

基因工程具有巨大和广泛的发展前景，将渗透到人类生活的各个方面。可以创造出营养价值更高、保健作用更好、抗逆性更强的植物种类；转基因动物的进展，可以生产出多种类的用于人类遗传性疾病治疗的药物；人类基因组计划的完成和基因定位的发展、尤其是核酸分子杂交原理和方法与半导体技术结合而发展起来的DNA芯片技术的出现和完善，将在人类遗传疾病的诊断和治疗等方面发挥重要作用。

第十章 基因突变

1．举例说明自发突变和诱发突变、正突变和反突变。

答：通过外界环境条件的自然作用，或由植物体内生理生化变化而发生的突变，称为自发突变。如寿星桃是由正常的桃突变而来（DwDw-Dwdw-dwdw）。自然条件下，水稻的矮生型、棉花的短果枝、玉米的糯性胚乳等性状，都是基因自发突变的结果。

人为地利用物理、化学或其它因素影响而发生的突变称为诱发突变。如辐射诱发引起的苹果短枝型变异、人工诱发樱桃紧凑型变异。

基因突变像许多生物化学反应过程一样是可逆的，即显性基因A可以突变为隐性基因a，而隐性基因a也可突变为显性基因A。前者通常称为正突变，后者称为反突变或回复突变。例如水稻有芒基因A可以突变为无芒基因a，而无芒基因a也可突变为有芒基因A。

2．什么叫复等位基因？人的ABO血型复等位基因的遗传知识有什么利用价值？

答：位于同一基因位点上的各个等位基因在遗传学上称为复等位基因。复等位基因并不存在于同一个体（同源多倍体是例外），而是存在于同一生物类型的不同个体里。

人的ABO血型就是由IA、IB和i三个复等位基因决定着红细胞表面抗原的特异性。其中，IA基因、IB基因分别对i基因为显性，IA与IB为共显性。根据ABO血型的遗传规律可进行亲子鉴定等。

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3．何为芽变？在生产实践上有什么价值？

答：芽变是体细胞突变的一种，突变发生在芽的分生组织细胞中。当芽萌发长成枝条，并在性状上表现出与原类型不同，即为芽变。

芽变是植物产生新变异的丰富源泉，它既可为杂交育种提供新的种质资源，又可从中选出优良新品种，是选育品种的一种简易而有效的方法。全世界有一半苹果产量来自于芽变，如品种：元帅、红星、新红星、首红、超首红。

4．为什么基因突变大多数是有害的？

答：大多数基因的突变，对生物的生长和发育往往是有害的。因为现存的生物都是经历长期自然选择进化而来的，它们的遗传物质及其控制下的代谢过程，都已经达到相对平衡和协调状态。如果某一基因发生突变，原有的协调关系不可避免地要遭到破坏或削弱，生物赖于正常生活的代谢关系就会被打乱，从而引起程度不同的有害后果。一般表现为生育反常，极端的会导致死亡。

5．有性繁殖和无性繁殖、自花授粉和异花授粉与突变性状表现有什么关系？

答：有性繁殖植物：性细胞发生显性突变，则在后代中立即表现；如果是隐性突变，后代自交也可以得到纯合的突变体。体细胞发生显性突变，则以嵌合体形式存在；体细胞发生隐性突变，不能立即表现，如要使它表现则需要把隐性突变体进行有性繁殖。

无性繁殖植物：体细胞显性突变后，形成嵌合体，用嵌合体进行无性繁殖，可以得到表现各种变异的嵌合体，也可能得到同质突变体；发生隐性突变则无法通过无性繁殖使之得到表现。 自花授粉植物：一般自花授粉植物突变频率低，遗传上较稳定，但是突变后容易表现，容易被检出。

异花授粉植物：异花授粉植物突变频率相对较高，但是突变后不容易被检出。因为显性突变成杂合状态存在，隐性突变大多被显性基因遮盖而不表现，只要在自交时基因型纯合，才能表现。

6．突变的平行性说明什么问题，有何实践意义？

答：亲缘关系相近的物种因遗传基础比较近似，往往发生相似的基因突变。这种现象称为突变的平行性。根据这个特点，当了解到一个物种或属内具有哪些变异类型，就能够预见到近缘的其它物种或属也可能存在相似的变异类型，这对于人工诱变有一定的参考意义。

7．利用花粉直感现象测定突变频率，在亲本状态配置上应该注意什么问题？

答：一般应该用隐性纯合体作母本，用显性纯合体经诱变处理的花粉作父本进行杂交。 8．在高秆小麦田里突然出现一株矮化植株，怎样验证它是由于基因突变，还是由于环境影响产生的？

答：如果是在苗期发现这种情况，有可能是环境条件如土壤肥力、光照等因素引起，在当代可加强矮化植株与正常植株的栽培管理，使其处于相同环境条件下，观察它们在生长上的差异。如果到完全成熟时，两者高度表现相似，说明它是不遗传的变异，由环境影响引起的；反之，如果变异体与原始亲本明显不同，仍然表现为矮秆，说明它可能是遗传的变异。然后进行子代比较加以验证，可将矮化植株所收种子与高秆小麦的种子播种在相同的环境条件下，比较它的后代与对照在株高上的差异。如矮化植株的种子所长成的植株仍然矮化，则证明在高秆小麦田里出现的一株矮化植株是由于基因突变引起的。

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9．试述物理因素诱变的机理。

答：本章所指的物理因素只限于各种电离辐射和非电离辐射。

电离辐射包括α 射线、β射线和中子等粒子辐射，还包括γ 射线和X射线等电磁辐射。电离辐射能使构成基因的化学物质直接发生电离作用。轻者造成基因分子结构的改变，产生突变了的新基因，重者造成染色体的断裂，引起染色体结构的畸变。

本章所指的非电离辐射就是紫外线。紫外线造成基因分子链的离析。分子链已经离析的基因在重新组合的时候，有可能发生差错而出现基因突变。紫外线特别作用于嘧啶，使得同链上邻近的嘧啶核苷酸之间形成多价的联合。最通常的结果是促使胸腺嘧啶联合成二聚体；或是将胞嘧啶脱氨成尿嘧啶，或是将水加到嘧啶的C4、C5位置上成为光产物。它可以削弱C与G之间的氢键，使DNA链发生局部分离或变性。

10．试用红色面包霉的生化突变试验，说明性状与基因表现的关系。

答：射线照射后的分生孢子可诱发突变，让诱变过的分生孢子与野生型交配，产生分离的子囊孢子，放入完全培养基里培养生长（基本培养基上只有野生型能够生长，突变型均不能生长），鉴定是否突变：

⑴.取出完全培养基中各组分生孢子，分别于基本培养基上，如果能够生长，说明仍与野生型一样，没有突变；如不能够生长，说明发生了变异；

⑵.把确定为突变型的各组材料，分别培养于加入各种物质的基本培养基中，如某一培养基上能生长，就说明控制合成加入物质的这种基因发生了突变；

⑶.如在上步2中确定为缺乏维生素合成能力的突变型，再进一步在培养基中分别加入各种维生素分别培养这种突变型，如果其中一个能生长，则说明是控制该个维生素合成的基因发生了突变。

上述生化突变的研究，清楚地说明基因控制性状，并非基因直接作用于性状，而是通过一系列生化过程来实现的。

第十一章 细胞质遗传

1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。

答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传。

细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。⑵. 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。⑶. 通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失。⑷. 由附加体或共生体决定的性状，其表现往往类似病毒的转导或感染。

举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。

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2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。

答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。 母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并不是由于细胞质基因组所决定的，而是由于核基因的产物在卵细胞中积累所决定的，故不属于母性遗传的范畴。

举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。F1的基因型（S+S）决定了F2均为右旋，而F2的三种基因型决定了F3的二种类型的分离，其中S+S+和S+S的后代为右旋，SS后代为左旋。

3、如果正反交试验获得的F1表现不同，这可能是由于 ⑴. 性连锁；⑵. 细胞质遗传；⑶. 母性影响。你如何用试验方法确定它属于哪一种情况？

答：正反杂交获得F1分别进行自交或近亲交配，分析F1和F2性状分离与性别的关系，如群体中性状分离符合分离规律，但雌雄群体间性状分离比例不同者为性连锁；若正交F1表现与母本相同，反交不同，正交F1与其它任何亲本回交仍表现为母本性状者，并通过连续回交将母本的核基因置换掉，但该性状仍保留在母本中，则为细胞质遗传。若F1表现与母本相似，而自交后F2表现相同，继续自交其F3表现分离，且符合分离规律，则为母性影响。 4、细胞质遗传的物质基础是什么？

答：所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质均为细胞质遗传的物质基础。细胞器基因组包括：线粒体基因组、叶绿体基因组、动粒基因组、中心粒基因组、膜体系基因组等；非细胞器基因组包括细胞共生体基因组、细胞质粒基因组等。

5、细胞质基因与核基因所何异同？二者在遗传上的相互关系如何？

答：共同点：虽然细胞质基因在分子大小和组成上与核基因有某些区别，但作为一种遗传物质，在结构上和功能上与核基因有许多相同点：⑴. 均按半保留复制；⑵. 表达方式一样：DNA-mRAN核糖体-蛋白质；⑶. 均能发生突变，且能稳定遗传，其诱变因素亦相同。

不同点：细胞质基因突变频率大，具有较强的定向突变性；正反交不一样，基因通过雌配子传递；基因定位困难；载体分离无规律，细胞间分布不均匀；某些基因有感染性。而核基因突变频率较小，难于定向突变性；正反交一样，基因通过雌雄配子传递；基因可以通过杂交方式进行定位；载体分离有规律、细胞间分布均匀；基因无感染性。

遗传学中通常把染色体基因组控制的遗传现象和遗传规律称为核遗传，把细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传，两者在遗传上相互协调和制约，反映了核与质两个遗传体系相互依存和联系的统一关系。一般情况下，核基因在遗传上处于主导的地位，但在某些情况下表现出细胞质基因的自主遗传作用。

6、试比较线粒体DNA、叶绿体DNA和核DNA的异同？

答：与核DNA相比，线粒体DNA和叶绿体DNA具有某些特点，其中：

线粒体DNA的特点：⑴. 线粒体DNA是裸露的双链分子，一般为闭合环状结构，但也有线性的；⑵. 线粒体DNA分子量为60×106，长度为10~30mm；⑶. 线粒体DNA与原核生物的DNA一样，没有重复序列；⑷. 线粒体DNA浮力密度比较低；⑸. 线粒体DNA碱基成分中G和C有含量比A和T少；⑹. 线粒体DNA两条单链的密度不同， 一条称重链（H链），另一条称轻链（L链）；⑺. 线粒体DNA单个拷贝非常小，在细胞总DNA中占的比例非常小。

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叶绿体DNA的特点：⑴. 叶绿体DNA也是双链分子，呈裸露的闭合环状结构；⑵.叶绿体DNA约为150kb；⑶. 叶绿体DNA一般是多拷贝的；⑷. 叶绿体DNA浮力密度因物种而异，但与核DNA有不同程度的差异；⑸. 叶绿体DNA碱基成分因物种不同而不同，高等植物叶绿体DNA与核DNA相同，但藻类植物中的CG含量较核DNA低；⑹. 与核DNA相比，叶绿体DNA缺少5-甲基胞嘧啶。

相同之处：三者都是遗传物质（DNA），能稳定遗传给子代，且以半保留方式复制，表达方式一样，也能发生突变，诱变因素相同。

7、植物雄性不育主要有几种类型？其遗传基础如何？

答：植物雄性不育主要有核不育性、质核不育性、质不育性三种类型：

⑴.核不育型是一种由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型，一般受简单的1-2对隐性基因所控制，纯合体表现雄性不育。也发现由显性雄性不育基因所控制的显性核不育，它只能恢复不育性，但不能保持不育性。

⑵.质核不育型是由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，由不育的细胞质基因和相对应的核基因所决定的。当胞质不育基因S存在时，核内必须有相对应的一对（或一对以上）隐性基因rr存在时，个体才能表现不育，只有细胞质或细胞核存在可育基因时能够表现为可育。根据不育性的败育发生的过程可分为：孢子体不育，指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，与花粉本身所含基因无关；配子体不育，指花粉育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所决定。不同类型需特定的恢复基因。

⑶.质不育型是由细胞质基因所控制的不育类型，只能保持不育性，但不能恢复育性。如IRRI运用远缘杂交培育的雄性不育系IR66707A (Oryza perennis细胞质，1995) 和IR69700A (Oryza glumaepatula细胞质，1996) 均具有异种细胞质源，其细胞质完全不同于目前所有的水稻雄性不育系。 这两个不育系属于细胞质型不育系，故其不育性都只能被保持而不能被恢复。

8、一般认为细胞质的雄性不育基因存在于线粒体DNA上，为什么？

答：⑴.在20世纪60年代已发现玉米不育株的线粒体亚显微结构与保持系有明显的不同，从而推断雄性不育性可能与线粒体的变异有关；

⑵.分子生物学上发现，玉米的4种类型的细胞质，正常可育型N和不育型T、C、S。它们的线粒体DNA分子组成有明显的区别，而叶绿体DNA并没有明显的差别，且以这4种类型线粒体DNA作模板，在体外合成蛋白质，N型合成的蛋白质与其它3种均不相同，也推断存在于线粒体的基因组中；

⑶.已完成的玉米N型和T型的mt DNA限制性内切酶图谱表明，N型mt DNA分别含有6组和5组重复序列，但只有其中的2组是两种mt DNA所共有的。就限制性位点的分布及Southern杂交的结果看，N型和T型所特有的碱基序列分别为70kb（N）和40kb（T），其余500kb的序列相同，且已从T型mt DNA中分离出一个专化玉米T型胞质不育基因Furf13。

⑷.Northern blot ting 分析表明，玉米正常株与C型不育株的mt DNA基因atpa ,atpb和 ckx*的转录产物的长度和数目不同，可能与C型雄性不育型的表现有直接关系。

⑸.除玉米外，在甜菜，矮牵牛，水稻等植物中，也发现不育系与可育系在叶绿体DNA的结构上没有差异，但在线粒体上有明显差别。

9、如果你发现了一株雄性不育植株，你如何确定它究竟是单倍体、远缘杂交F1、生理不育、核不育还是细胞质不育？

答：如果这植株是单倍体，那么这植株矮小，并伴有其它不良性状，雌雄均为不育，PMC减

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