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1、现代遗传学习题解析(2)By Li GangBy Li Gang每一个新发现的形体在形式上都是数学的，每一个新发现的形体在形式上都是数学的，因为我们不能有其他的指引。因为我们不能有其他的指引。C.G.达尔文达尔文第七章 数量性状与多基因遗传 假设在旱金莲中由3对基因控制花的长度，这3对基因的作用相等并具有相加效应。一个完全纯合的亲本花长10 mm，与另一花长30 mm的纯合亲本杂交，F1植物的花长为20 mm。F2植物的花长在10到30 mm范围内。F2中花长10 mm和30 mm的植株各占1/64。预计在F1代植物与花长30 mm亲本回交的后代中花长分布将如何？答案（1）答：假设10 mm长
2、亲本基因型为aabbcc，30 mm长亲本基因型为AABBCC。由于三对基因的作用相等且具有相加效应，故A=B=C，且每个显性基因平均可贡献5 mm花长；a=b=c，且每个隐性基因平均可贡献5/3mm花长。杂交后代F1基因型为AaBbCc，长度为20 mm。F1代自交后代F2中，aabbcc和AABBCC基因型后代所占比例均为（1/4）3=1/64，即10mm和30mm植株各占1/64，符合题目中的情况。答案（2）因为三对基因作用相等，故只需要考察后代中个体显性基因和隐性基因的个数，即可判断其花长情况。F1（AaBbCc）与30 mm亲本（AABBCC）杂交，亲本提供的配子为ABC，概率为1，
3、而F1所提供的配子中有三个显性基因的概率为(1/2)3=1/8，两个显性基因的概率为3（1/2）3=3/8，一个显性基因的概率为3（1/2）3=3/8，纯隐形基因的概率为（1/2）3=1/8。故后代花长有四种情况：30 mm（该后代中，F1提供了含三个显性基因的配子），26.7 mm（该后代中，F1提供了含两个显性基因的配子），23.3 mm（该后代中，F1提供了含一个显性基因的配子）和20 mm（该后代中，F1提供了含三个隐性基因的配子），其分布概率分别为1/8，3/8，3/8和1/8。例题2测量矮脚鸡和芦花鸡的成熟公鸡和它们的杂种的体重，得到下表的平均体重和表型方差。请计算显性程度及广义遗
4、传率和狭义遗传率。答案（1）VE=(VP1+VP2+VF1)/3=（0.1+0.5+0.3）/3=0.3 故 广义遗传率H2=(VF2-VE)/V F2100%=（1.2-0.3）/1.2100%=75%由于VF2=1/2A+1/4D+VE=1.2 (A=a2,D=d2)(1)1/4A+1/4D+VE=1/2(VB1+VB2)=1/2(0.8+1.0)=0.9 (2)答案（2）例题3（2）F2群体的遗传方差（VG）是多少？答案答：(1)VE=(VP1+VP2+VF1)/3=（1.7+2.1+2.0）/3=1.93(2)VG=VF2-VF1=4.1-2.0=2.1例题4答案答：（1）由题意可知眼
5、睛颜色是由四对基因控制，且由表格可知A先生的有效基因数为8个（深褐色），因此其基因型为AABBCCDD，而他妻子的有效基因数为0（淡蓝色），因此他妻子的基因型为aabbccdd。（2）理论上他们的孩子眼睛颜色的基因型为AaBbCcDd，有4个有效基因，故他们孩子的眼睛颜色应为绿色。例题5在高和矮的两个纯自交系植物间杂交，F1代全部表现为中间高度。在451个F2代中，有107个是高的，110个是矮的。假设这是一种最简单的遗传情况，有多少对等位基因控制该性状？答案第五章 分子水平上的基因功能红藻（Polyides rotundus）将遗传信息贮存在双链DNA中，从红藻细胞中提取DNA后分析发现，3
6、2%是鸟嘌呤（G），据此，你是否可以确定胸腺嘧啶（T）的百分比吗？如果可以，是多少？如果不行，为什么？答案答：可以。因为红藻的遗传物质是双链DNA，根据碱基互补配对原则，其中A与T，G与C的所占比例分别相同。因此可以推断出A与T所占DNA总含量都为：（100%-32%2）/2=18%。例题2大肠杆菌病毒X174依靠单链DNA贮存遗传信息，从其中提取DNA后分析发现，21%是鸟嘌呤（G）残基，据此，你是否可以确定胸腺嘧啶（T）残基的百分比吗？如果可以，是多少？如果不行，为什么？答案答：不可以。因为大肠杆菌病毒X174的DNA为单链，无法通过碱基互补配对的原则，由鸟嘌呤的含量来推算其他碱基的含量。
7、例题320种常见氨基酸的平均分子量约为137 Da。已知一种多肽的分子量约为65 760 Da，假设这种多肽含有等量的20种氨基酸，试估算编码这种多肽的mRNA的长度。答案答：由于该多肽含有等量的20种氨基酸，在形成蛋白时相邻的两个氨基酸会脱去一个水分子，因此可以通过氨基酸的平均分子量减去水分子量（18）作为氨基酸残基的平均分子量来计算该多肽含有的氨基酸个数，n=65760/（137-18）552.6个。由于mRNA编码一个氨基酸需要3个核苷酸，因此可以计算出编码该多肽的mRNA含有的核苷酸的个数为：552.631658个，即其长度为1658 nt。例题4答案（1）答：1）从上表可知，加入谷氨
8、半醛，仍有三类突变不能生长，说明谷氨半醛这种物质处于精氨酸合成代谢途径的最开始处，同理可知，鸟氨酸处于代谢途径的第二位上，瓜氨酸处于代谢途径的第三位上。因此精氨酸合成的代谢途径应该是：谷氨半醛鸟氨酸瓜氨酸精氨酸。答案（2）2）由于Arg-12突变株添加瓜氨酸即可正常生长，根据1）中的精氨酸合成的代谢途径可知，该突变株产生了从鸟氨酸合成瓜氨酸途径中的突变，因此该突变株中可能有鸟氨酸的积累。3）由于Arg-1突变也既能利用精氨琥珀酸生长，又能利用精氨酸生长，而Arg-10突变只能利用精氨酸。说明在精氨酸合成的代谢途径中，Arg-1突变位于Arg-10突变的前面。由于Arg-1突变株添加瓜氨酸无法生
9、长，而添加精氨琥珀酸后可以生长，说明精氨酸琥珀酸是在瓜氨酸后面的一步合成。答案答：根据顺反子顺反测验的特点可知：如果突变发生在同一顺反子内，则顺式测验为野生型，反式测验为突变型；如果突变发生在不同顺反子内，则顺反式测验结果均为野生型。（教材P227）据此可知，Y和Z突变型在同一顺反子内，U和X突变型和同一个顺反子内，U和Y突变型在同一顺反子内，U和Z突变型在同一顺反子内，V和W突变型和同一顺反子内。归纳后可得：UYZX这四个突变型在一个顺反子内，而VW四个突变型在另一个顺反子内。即这6个不同的r突变型分属于两个不同的顺反子。第十章 遗传重组和转座遗传因子假设你分离到一IS突变体，该突变体不能转
10、座。对这种转座能力的丧失，请提出可能的遗传学上的理由。答案答：IS是最简单的转座因子，它仅含有编码其转座所需酶-转座酶的基因，本身没有任何表型效应。IS的转座过程是：首先由转座酶交错切开宿主DNA上的靶位点，靶位点一般是随机的，然后插入IS，IS与宿主的单链末端相连，余下的缺口由DNA聚合酶和连接酶甲乙填补。因此可知，IS转座因子突变体转座能力的丧失，最可能的原因是转座酶基因发生了突变，使其不能编码有活性的转座酶并切开宿主DNA的靶位点，完成转座。例题2你认为Ds元件和Ac元件哪一个首先进化？为什么？答：应该是Ds元件先进化。因为Ac元件是可以自主移动的调节因子，产物是转座酶，它作用于由于其自
11、身转座酶的序列缺失而不能自主移动的Ds解离因子，引起转座。根据上述事实推测：Ds元件刚进化出来的时候，其转座酶可能是没有缺失的，它可以自己完成转座。后来由于Ds转座酶上的序列缺失，它的这种自主调节功能丧失并逐渐被Ac所取代。所以Ac元件是后来进化出来的。另外，Ac序列大小和复杂程度都比Ds要大，也说明Ac是较晚出现的。例题3下列说法哪些是正确的：（1）转座要求供体和受体位点间有同源性。（2）Copia元件不被转录。（3）Ds元件是自主转座元件。（4）转座酶可以识别整合位点周围足够多的序列，因此，转座子不整合到基因的中间，因为破坏基因对细胞是致死的。（5）转座子的准确切离是指将插入的原转座子准确
12、地从DNA序列上切除的过程。（6）基因转变是指在基因修复过程中，由一个基因转变为另一非等位基因的现象。答案（1）答：只有（5）是正确的。（1）转座要求供体和受体位点间有同源性。答：错，因为供体和受体位点间不具有同源性也可以发生转座。（2）Copia元件不被转录。答：错，Copia因子是果蝇中的一种反转录转座子。它在转座时首先将该因子全体转录成RNA，然后该转录本编码了一种反转录酶而合成双链DNA，双链DNA利用整合酶发生转座。因此Copia元件也发生转录。（3）Ds元件是自主转座元件。答：错，Ds元件由于转座酶的缺失，无法自主转座，其转座依赖于Ac元件的存在。答案（2）（4）转座酶可以识别整合位点周围足够多的序列，因此，转座子不整合到基因的中间，因为破坏基因对细胞是致死的。答：转座酶对整合位点的选择有三种形式：随机选择、热点选择和特异位点选择。因此转座子可能整合到基因上的任何一个位置，从而可能导致基因突变或失活。但是破坏基因并不一定对细胞是致死的，要视具体的基因而定。（5）转座子的准确切离是指将插入的原转座子准确地从DNA序列上切除的过程。答：对。（6）基因转变是指在基因修复过程中，由一个基因转变为另一非等位基因的现象。答：错。基因转变是指在基因修复过程中，由一个基因转变为它的一个等位基因的现象。