[考研类试卷]1994年中国科学院硕士普通遗传学真题试卷及答案与解析.doc
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1、1994年中国科学院硕士普通遗传学真题试卷及答案与解析 一、名词解释 1 三体 2 三联体 3 三倍体 4 双单倍体 5 双价体 6 双受精 7 基因组 8 基因型 9 遗传学图 10 细胞学图 11 母性影响 12 细胞质遗传 13 染色质 14 染色粒 15 条件致死突变 16 平衡致死品系 17 遗传漂变 18 遗传力 19 基因转换 20 交换 二、简答题 21 在下列表中,是某种植物五组不同交配的结果,写出在每 一交配组合中亲本植株最可能的基因型。22 孟德尔在豌豆杂交试验中提出哪些假设,才从性状传递的分析中推导出遗传因子的分离定律和自由组合定律 ?请举出三个实例,说明在解释复杂遗传
2、现象时这些假设的局限性。 23 如何用遗传学方法 (不是分子生物学方法 )将基因定位到染色体上,请从人类和果蝇中各举一例予以说明。 24 什么是杂种优势 ?请介绍杂种优势的遗传学理论,你认为这些理论完满吗 ?你的看法如何 ?有人建议用无融合生殖来固定植物的杂种优势,你觉得可行吗 ?为什么 ?(提示:无融合生殖是指植物不通过受精产生胚和种 子的生殖方法。 ) 25 构建连锁图通常需要经过生物的有性过程,大肠杆菌是原核生物,其生活史和生殖方式与动植物有很大差异,你能说明构建大肠杆菌连锁图的原理吗 ?有人申请自然科学基金,要构建叶绿体的遗传连锁图,你觉得可行吗 ?为什么 ? 1994年中国科学院硕士
3、普通遗传学真题试卷答案与解析 一、名词解释 1 【正确答案】 三体:在生物的群体中,会偶尔发现某些个体比该物种的正常合子染色体数 (2n)多一条染色体,也就是其染色体数为 2n+1,因而称之为三体。 2 【正确答案】 三联体:贮存在 DNA上的遗传信 息通过 mRNA传递给蛋白质,mRNA与蛋白质之间的联系是通过遗传密码子来实现的。 mRNA上每 3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这 3个核苷酸就称为密码子,也叫三联体。 3 【正确答案】 三倍体:各种生物的染色体数目是恒定的,遗传学上把一个配子的染色体数称为染色体组,凡是细胞核含有三个染色体组的个体称为三倍体。 4 【正确答案】 双
4、单倍体:体细胞中既含有某一物种的配子染色体,又含有另一物种配子染色体的个体称为双单倍体。 5 【正确答案】 双价体:在减数分裂的偶线期,各同源染色体分别配对,出 现联会现象,这样,原来是 2n条染色体,经配对后形成 n组染色体,每一组含有两条同源染色体,这种配对的染色体叫双价体。 6 【正确答案】 双受精:雄配子 (精子 )与雌配子 (卵细胞 )融合为一个合子,称为受精。植物在受精前有一个授粉过程,就是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上。授粉后,花粉粒在柱头上发芽,形成花粉管,穿过花柱、子房和珠孔,进入胚囊。花粉管延伸时,营养核走在两个精核的前端。花粉管进入胚囊一旦接触助细胞即破裂,助细胞也同时破坏
5、。两个精核与花粉管的内含物一同进入胚囊,这时一个精核与卵细胞受精结合为合子,将来发 育成胚。同时另一精核与两个极核受精结合为胚乳核,将来发育成胚乳。这一过程就称为双受精。 7 【正确答案】 基因组:一个物种的单倍体细胞中所含有的遗传物质的总和称为该物种的基因组。 8 【正确答案】 基因型:个体的基因组合称为基因型。基因型是性状表现必须具备的内在因素,是生物体内的遗传基础,是肉眼看不到的,只能根据表现型用实验的方法来确定。 9 【正确答案】 遗传学图:根据基因在染色体上直线排列的定律,我们可以把每个连锁群画成一个连锁图,称遗传学图。这种图是大量实验材料的简明总结,是以后实验工作和 育种工作的重要
6、参考资料。 10 【正确答案】 细胞学图:把遗传分析和细胞学观察结合起来,就可把决定性状的基因定位在某一染色体的某一区域,这样作成的图称为细胞学图。 11 【正确答案】 母性影响:通常正交 AA aa或反交 aa AA,子代的表型是一样的。这是因为两亲在核基因的贡献上是相等的,子代的基因型都是 Aa,所以在同一环境下,表型是一样的。可是有时两种交配的结果并不相同,子代的表型受到母亲基因型的影响,而和母亲的表型一样,这种现象叫做母性影响。母性影响有两种,一种是短暂的,仅影响子代个体的幼龄 期;一种是持久的,影响子代个体的终生。母性影响所表现的遗传现象与细胞质遗传十分相似,但是它在本质上是不同的另
7、一类遗传现象。这种遗传现象并不是由于细胞质基因所决定的,而是由于核基因的产物积累在卵细胞中的物质所决定的。 12 【正确答案】 细胞质遗传:遗传研究发现,真核生物细胞质中的遗传物质主要存在于线粒体、质体、中心体等细胞器中。但是原核生物和某些真核生物的细胞质中,除了细胞器之外,还有另一类称为附加体和共生体的细胞质颗粒。它们是细胞的非固定成分,并且也能影响细胞的代谢活动,但是它们并不是细胞生存不可缺少的组成部分。通常把上述所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质统称为细胞质基因组。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。 13 【正确答案】 染色质:细胞核中大多数地方充满了核液,其中有一种
8、很容易被碱性染料染上颜色的物质,称为染色质,这是细胞核的主要成分之一。在细胞分裂时,染色质呈现为形状清晰的染色体。染色质是染色体在细胞分裂的间期所表现的形态,是纤细的丝状结构,故亦称为染色质线。它是 DNA和蛋白质的复合体,其中 DNA的含量约占染色质重量的 30% 40%,是最重要的遗传物质。组蛋白是与DNA结 合的碱性蛋白,它与 DNA的含量比率大致相等,是很稳定的,在染色质结构上具有决定的作用。 14 【正确答案】 染色粒:在细胞有丝分裂的中期,染色体的结构是由两条染色单体组成的,每条染色单体包括一条染色线以及位于线上许多染色很深、颗粒状的染色粒。染色粒的大小不同,在染色线上存在一定的排
9、列顺序,一般认为它们就是由于染色质线反复盘绕卷缩形成的。 15 【正确答案】 条件致死突变:是指在某些条件下成活,而在另一些条件下致死的突变。 16 【正确答案】 平衡致死品系:致死基因不能以纯合状态保存,因为纯合个体 是致死的,所以只有以杂合状态保存。这种永远以杂合状态保存下来、不发生分离的品系叫做永久杂种,也叫做平衡致死品系。 17 【正确答案】 遗传漂变:在一个小群体内,每代从基因库抽样形成下一代个体的配子时,就会产生较大的误差,由这种误差引起群体基因频率的偶然变化,叫做随机遗传漂变或简称为遗传漂变。 18 【正确答案】 遗传力:遗传力就是亲代性状值传递给后代的能力的大小,它用遗传方差在
10、总方差中所占的比值来表示,可以作为杂种后代进行选择的一个指标。 19 【正确答案】 基因转换:基因转换是指在碱基替换时, 嘌呤由嘌呤代替,嘧啶由嘧啶代替。 20 【正确答案】 交换:在减数分裂前期 的偶线期各对同源染色体分别配对,出现联合现象。到粗线期形成二价体,进入双线期可在二价体之间的某些区段出现交叉,这些交叉现象标志着各对同源染色体中非姐妹染色单体的对应区段间发生了交换。 二、简答题 21 【正确答案】 如用 A和 a分别表示控制紫茎和绿茎的一对基因, B和 b分别表示控制缺刻叶和卵形叶的一对基因,则每一交配组合中亲本植株中最可能的基因型如下: 22 【正确答案】 孟德尔在豌豆杂交试验提
11、出了以下假设,才从性状传递的 分析中推导出遗传因子的分离定律和自由组合定律: 1)遗传性状由遗传因子决定。 2)每个植株内有一对遗传因子控制花冠颜色,另一对控制种子形状 每个植株有许多遗传因子,都是成对的。 3)每一生殖细胞 (花粉或卵细胞 )只含有每对遗传因子中的一个。 4)在每对遗传因子中,一个来自父本雄性生殖细胞,一个来自母本雌性生殖细胞。 5)形成生殖细胞时,每对遗传因子相互分开 (即分离 ),分别进入生殖细胞中。形成的生殖细胞只得到每对因子中的一个。 6)生殖细胞的结合 (形成一个新个体或合子 )是随 机的。 7)控制性状的基因显性作用完全,并且不受别的基因影响而改变作用方式。例如红
12、花因子和白花因子是同一遗传因子的两种形式,其中红花因子对白花因子为显性,反过来,白花因子对红花因子为隐性。这就是说,植株中一个因子是红花,一个因子是白花时,这个植株表现为红花。两个因子都是红花当然表现为红花。只有两个因子都是白花时,才表现为白花。 8)在减数分裂过程中,杂种体内的同源染色体必须以均等的机会分离,形成两类配子的数目相等或接近相等。并且两类配子都能良好地发育。受精时各雌雄配子都能以均等的机会相互自由结合 。 9)受精以后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率。 10)杂种后代都处于相对一致的条件下,而且试验分析的群体比较大。 11)不同相对性状的遗传因子在遗传
13、过程中,这一对因子与另一对因子的分离和组合是互不干扰,各自独立分配到配子中去。 在解释复杂遗传现象时这些假设具有一定的局限性,具体表现如下: 1)有时控制性状的基因显性作用不完全。 A对 a为不完全显性时,也就是 F1表现的性状是双亲的中间型,例如茉莉 (Mirabilis jalapa)花色的遗传,红花亲本 (AA)和白花亲本 (aa)杂交, F1(Aa)的花色不是红色,而是粉红色, F2群体的基因型分离为1AA:2Aa:1aa,即其中 1/4的植株开红花, 2/4的植株开粉红花, 1/4的植株开白花。由此可知,当相对性状为不完全显性时,表现型和其基因型是一致的。 2)有时受精以后不同基因型
14、的合子及由合子发育的个体具有不相等的存活率。例如致死基因的存在等。 3)不同相对性状的遗传因子之间存在遗传连锁现象或存在基因互作现象,如互补作用、累加作用、重叠作用、上位作用及抑制作用等。 23 【正确答案】 对人类来说, 把家系分析和细胞学观察结合起来,可以发现某一性状的遗传与某一畸变染色体的传递有平行关系,由此把决定这一性状的基因定位在某一染色体的某一区域,作成细胞学图 (cytological map)。例如有一家系中,红细胞型酸性磷酸酯酶 1(acid phosphatase 1)活性的缺乏与 2号染色体短臂的微小相关联,从而把酸性磷酸酯酶 1基因 (ACP 1)定位在 2号染色体短臂
15、的远端。 这几年来发展了一种新技术,可以绕过减数分裂过程,应用细胞培养方法,研究体细胞融合、突变、分离以及连锁和交换等,也就是用体细胞遗传学 (somatic cell genetics,或简称 cell genetics)方法,把基因定位在染色体上,作成细胞学图。 有一种病毒,如仙台病毒 (Sendai virus)对细胞融合很有用处。病毒通常有一个特定附着点(attachment point),附着到宿主细胞上,并由此进入细胞。仙台病毒有几个附着点,如果两个细胞靠近在一起,它就能同时附着到两个不同的细胞。一个病毒比起细胞来要小得多,所以它所附着的两个细胞靠得很近,因而在某些情况下,两个细胞
16、的膜可以融合。近年来也有用化学药剂聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)取代仙台病毒的。这种药剂可能使细胞膜部分降解,并在细胞间形成细胞质桥,从而提高细胞融合的效率。 如果把人体细胞和营养缺陷型的小鼠细胞 (或仓鼠细胞等 )混合培养,再加上促融因子 紫外线灭活的仙台病毒或 PEG,那么两种细胞就有可能融合。融合细胞中有两个核,是异核体 (heterokaryon)。异核体的两个核融合,形成杂种细胞。如果所用的小鼠细胞是营养缺陷型,那么要使这种细胞能够生长,非得在培养基上添加某种营养物不可。可是我们可通过细胞融合技术,把小鼠细胞和人体细胞融合,形成杂种细胞。杂 种细胞含有
17、小鼠染色体和人体染色体,小鼠的营养缺陷可由人体染色体上的有关基因的作用来弥补,所以培养基上不添加某种营养物质,杂种细胞也可保持下去。这种细胞往往有整套的小鼠染色体和丢失后保留下来的少许人体染色体,其中当然含有能补偿小鼠营养缺陷的那个染色体。通过不同的选择技术,再加上机遇性的变化,可以形成各种杂种细胞系,含有不同数目和不同号码的人体染色体。 上述这些过程,可以在显微镜下追循。这是因为近年来,染色体的染色技术有很大的发展,特别是应用了荧光染色法和其他特殊染色技术,已可使染色体纵长上呈现各种不同的分带 (band)。这些分带的位置、宽窄和浓淡等随染色体号码的不同而不同。但就某一种分带技术来说,每一染
18、色体的分带模式(banding pattern)是高度专一和恒定的。所以在杂种细胞中,非但小鼠染色体很容易跟人的染色体区分开来,而且人染色体的丢失过程也可追循,杂种细胞中留下来的人的染色体是哪条也比较容易认出。 这样我们就可以把人的基因定位在某一染色体上了。假定某人体细胞有一个或几个标记基因 (gene marker),这些基因可以是控制营养需要或抗药性,也可以是控制细胞表面抗原或异常蛋白的形成等。我们实验的目的是 要把其中一个或几个基因定位到特定的染色体上。 我们有不同的杂种细胞系,每个细胞系中除了小鼠染色体外,还有少数人的染色体。我们检验这些细胞系,把某一标记基因的在或不在与每一细胞中人的
19、某一染色体的在或不在联系起来,从而推断某一基因是在某号染色体上。 在不同的杂种细胞系中,例如基因 1和 3或一起出现,或共同不见,所以我们可以下结论说,这两基因是连锁的。还有,基因 1和 3的在或不在直接跟第二染色体的在或不在有关,所以我们可以认为这两基因是同线的,都在第二染色体上。 用这种方法,已有相当数目的基因被定位于特定的染色体上。 可是还不能像连锁群那样,把基因的顺序和基因间的距离都推算出来。这还有待于其他技术,例如某一染色体缺少了小小的一段,某个标记基因就不存在了,这样我们就知道这个基因就在缺失了的这一段上。例如上面提过的酸性磷酸酯酶基因 ACP1就是通过体细胞杂交技术和染色体微小缺
20、失方法而被进一步正确地定位于 2号染色体短臂 2带 3区 (2p23)的。 利用伴性遗传可以将果蝇的基因定位到染色体上。例如果蝇的野生型眼色都是红色,但是摩尔根在研究的早期发现一只雄蝇,复眼的颜色完全白色,这只白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配时,子一代不论雌雄都是红眼 ,但子二代中雌的全是红眼,雄的半数是红眼,半数是白眼。如果雌雄不论,则子二代中 3红眼 :1白眼。这显然是个孟德尔比数,但与一般孟德尔比数不同之点是,白眼全是雄蝇。 另外,摩尔根也做了回交试验。最初出现的那只白眼雄蝇和它的红眼女儿交配,结果产生 1/4红眼雄蝇、 1/4红眼雌蝇、 1/4白眼雌蝇、 1/4白眼雄蝇,这也完全是孟德尔比
21、数。 摩尔根根据实验结果,提出他的假设:控制白眼性状的基因 W位于 X染色体上,是隐性的。因为 Y染色体上不带有这个基因的显性等位基因,所以最初发现的那只雄蝇 ( )的基因型是 XWY,表现为白眼,跟 这只雄蝇交配的红眼雌蝇 ()是显性基因的纯合体,基因型是 +。白眼基因 W是突变基因,红眼基因 +是野生型基因,因为这对等位基因都在 X染色体上,所以为明确起见,分别记作 XW和 X+, Y代表 Y染色体 (图 1)。 白眼雄蝇与纯种红眼雌蝇交配 (图 1),白眼雄蝇的基因型是 XWY,产生两种精子,一种精子带有X,上面有 W基因,一种精子带有 Y,上面没有相应的基因。红跟雌蝇的基因型是 X+X
22、+,产生的卵都带有 X,上面都有一野生型基因。两种精子 (XW和 Y)与卵 (X+)结合,子代雌蝇的基因型是 X+XW,因为 +对 W是显性,所以表型是红眼, 子代雄蝇的基因型是 X+Y,所以表型也是红眼。 子一代的红眼雌蝇与红眼雄蝇交配时,红眼雌蝇 (X+XW)产生两种卵子:一种是 X+,一种是XW。红眼雄蝇也产生两种精子:一种是 X+,一种是 Y。卵子与精子相互结合,像图 2所示那样,形成 4种合子,长大后,雌蝇都是红眼 (X+X+和 X+XW),而雄蝇中一半是红眼 (X+Y),一半是白眼 (XW Y),表型比例是 2:1:1。 图 2 子一代红眼雌蝇与红眼雄蝇交配,子二代雌蝇全为红眼,雄
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