遗传课后题补充答案完整版 - 图文

刘庆昌版《遗传学》答案补充

刘庆昌版《遗传学》答案补充

生科1301 荣誉出品

主编

侯帅兵 李泽光

参编

李泽光 岳巍 刘新露 徐泽千 宋新宇 侯帅兵

（排名不分先后）

主 审 刘 洋

第二章 遗传物质的分子基础

1.怎样证明DNA是绝大多数生物的遗传物质？

证明DNA是生物的主要遗传物质，可设计两种实验进行直接证明DNA是生物的主要遗传物质： （1）肺炎双球菌定向转化试验：有毒SⅢ型(65℃杀死)→小鼠成活→无细菌

无毒RⅡ型→小鼠成活→重现RⅡ型有毒SⅢ型→小鼠死亡→重现SⅢ型RⅡ型有毒SⅢ型（65℃) →小鼠→死亡→重现SⅢ型 将IIIS型细菌的DNA提取物与IIR型细菌混合在一起，在离体培养的条件下，也成功地使少数IIR型细菌定向转化为IIIS型细菌。该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。所以可确认导致转化的物质是DNA。

（2）噬菌体的侵染与繁殖试验

T2噬菌体的DNA在大肠杆菌内，不仅能够利用大肠杆菌合成DNA的材料来复制自己的DNA，而且能够利用大肠肝菌合成蛋白质的材料，来合成其蛋白质外壳和尾部，因而形成完整的新生的噬菌体。32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与蛋白质。因为P是DNA的组分，但不见于蛋白质；而S是蛋白质的组分，但不见于DNA。然后用标记的T2噬菌体(32P或35S)分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。发现在第一种情况下，基本上全部放射活性见于细菌内而不被甩掉并可传递给子代。在第二种情况下，放射性活性大部分见于被甩掉的外壳中，细菌内只有较低的放射性活性，且不能传递给子代。 2.简述DNA双螺旋结构及其特点。

(1)两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行地环绕于同一轴上，象一个扭曲起来的梯子。

(2)两条多核苷酸链走向为反向平行(antiparallel)。即一条链磷酸二脂键为5－3’方向，而另一条为3’－5’方向，二者刚好相反。亦即一条链对另一条链是颠倒过来的，这称为反向平行。

(3)每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键(hydrogen bond)与它互补的碱基相联系，相互层叠宛如一级一级的梯子横档。互补碱基对A与T之间形成两对氢键，而C与G之间形成三对氢键。上下碱基对之间的距离为3.4?。

(4)每个螺旋为34?(3.4nm)长，刚好含有10个碱基对，其直径约为20?

(5)在双螺旋分子的表面大沟(major groove)和小沟(minor groove)交替出现。 3.原核生物DNA聚合酶有哪几种？各有何特点？

原核生物DNA聚合酶有一些共同的特性：只有5’－3’聚合酶的功能，而没有3’－5’聚合酶功能，DNA链的延伸只能从5’向3’端进行。它们都没有直接起始合成DNA的能力，只能在引物存在下进行链的延伸，因此，DNA的合成必须有引物引导才能进行。都有核酸外切酶的功能，可对合成过程中发生的错识进行校正，从而保证DNA复制的高度准确性。

4.真核生物和原核生物DNA合成过程有哪些不同？

（1）原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的，无终止位点。 （2）真核生物DNA复制中合成的“冈崎片段”的长度比原核生物要短。在原核生物中冈崎片段的长度为1000－2000个核苷酸；而在真核生物中有100－150 核苷酸。

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（3）在原核生物中有DNA聚合酶I、II和III等三种聚合酶，并由聚合酶III同时控制二条链的合成。 真核生物的DNA聚合酶多。有α、β、γ、δ和ε。其中聚合酶α和δ的作用是复制染色体。聚合酶α控制后随链的合成，聚合酶δ则控制前导链的合成。

（4）染色体端体的复制：原核生物的染色体大多数为环状，而真核生染色体为线状。

（5）真核生物DNA复制只是发生在细胞周期的特定时期。只在细胞周期的S期进行，二原核生物在整个细胞生长过程中都可以进行。

（6）核小体的复制。亲本的组蛋白八聚体以全保留的方式分布在一条子链上，新组蛋白八聚体是重新合成的，分布在另一条子链上。

（7）真核生物染色体端粒的复制，在端粒酶的作用下完成。

5.简述原核生物RNA的转录过程，真核生物与原核生物相比，其转录有何不同。

(一)、RNA聚合酶组装与启动子的识别结合 催化转录的RNA聚合酶是一种由多个蛋白亚基组成的复合酶。δ因子识别转录的起始位置，并使RNA聚合酶结合在启动子部位。

(二)、链的起始RNA链转录的起始首先是RNA聚合酶在δ因子的作用下结合于DNA的启动子部位，启动子位于RNA转录起始点的上游，δ因子对启动子的识别是转录的第一步。并在RNA聚合酶的作用下，使DNA双链解开，形成转录泡，为RNA合成提供单链模板，并按照碱基 配对的原则，结合核苷酸，然后，在核苷酸之间形成磷酸二脂键，使其相连，形成RNA新链。

(三)、链的延伸RNA链的延伸是在δ因子释放以后，在RNA聚合酶四聚体核心酶的催化下进行。

(四)、链的终止当RNA链延伸遇到终止信号(termination signal)时，RNA转录复合体就发生解体，而使新合成的RNA链释放出来。

真核生物与原核生物RNA的转录过程总体上基本相同，但是，其过程则要复杂得多，主要有以下几点不同：首先，真核生物RNA的转录是在细胞核内进行，而蛋白质的合成则是在细胞质内，所以，RNA转录后首先必须从核内运输到细胞质内，才能进行蛋白质的合成。其次，原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因，而少数较低等真核生物外，在真核生物中，一个mRNA分子一般只编码一个基因。第三、在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成，而在真核生物中则有RNA聚合酶、II、III等三种不同酶，分别催化不同种类型RNA的合成。第四、不象在原核生物中，RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。另外，RNA聚合酶对转录启动子的识别，也比原核生物更加复杂。

6.试述mRNA、tRNA、rRNA和核糖体各有什么作用？

（1）mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息准确无误地记录下来，通过其上的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表达中的遗传信息传递过程。

(2) tRNA的功能就是把游离的氨基酸运到核糖体上，tRNA能根据mRNA的遗传信息依次准确地将它携带的氨基酸连接成多肽链。 (3) rRNA是组成核糖体的主要成分，一般与核糖体蛋白质结合在一起形成核糖体，而核糖体是蛋白质合成的中心。

7.简述原核生物蛋白质合成的过程。

主要有三个阶段：肽链的起始、延伸、终止。

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8. 如果DNA的一条链上(A+G)/(T+C)=0.6，那么互补链上的同一个比率是多少？ [答案]：其互补链上的(A+G)/(T+C)为1/0.6=1.7。 10. 有几种不同的mRNA可以编码氨基酸序列met-leu-his-gly？ [答案]：根据遗传密码字典，有1种密码子编码met、6种密码子编码leu、2种密码子编组氨酸、4种密码子编码gly；因此有1×6×2×4＝48不同的mRNA可以编码该氨基酸序列。 分别为:

met leu his gly

UUA CAG GGU

UUG CAC GGC

CUU GGA AUG CUC GGG CUA CUG 奔跑吧！期末考试！ 3 刘庆昌版《遗传学》答案补充

第五章 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、显性突变和隐形突变。

在自然条件自然发生的突变称为自发突变，人为利用物理、化学因素处理诱发基因突变称为诱发突变；野生型基因突变为突变型为正突变，突变型突变为野生型为反突变；由显性基因产生隐形基因称为隐形突变；反之由隐形基因产生显性基因称为显性突变。 4.为什么基因突变大多数是有害的？

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.基因突变的性状变异类型有哪些？

(1)形态突变、（2）生化突变、（3）致死突变、（4）条件致死突变、（5）抗性突变 6.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？

有性繁殖植物：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。 7.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。

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。

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？

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。

9.何为芽变？在生产实践上有什么价值？

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。

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10.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？

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。 12.碱基缺失,插入突变与碱基替换的后果有何不同?

如果缺失与插入的碱基不是三或三的倍数时，突变效应将不仅限于缺失与插入碱基本身，还会导致下游阅读框改变，即移码，这样产生的突变对生物体的影响较大，而单纯的碱基替换不会造成移码突变，存在转换和颠换两种，不改变基因序列长度及转录产物mRNA分子的阅读框，所以产生的效应不明显甚至可能不改变生物体表现型。

13.DNA损伤修复途径有哪些？其中哪些途径能避免差错？哪些允许修复差错并产生突变？

DNA损伤修复途径包括：错配修复、直接修复、切除修复、双链断裂修复、复制后修复和倾 向差错修复。DNA损伤修复主要有结构完整性修复与序列正确性修复两方面的作用。

结构完整性修复是所有修复途径最根本功能，是保证细胞、生物体生存的最首要前提。 错配修复、直接修复和切除修复途径在修复结构的同时通常也能够修复序列正确性，从而避 免DNA损伤导致基因突变产生，因此也称为避免差错修复。在DNA损伤比较严重的情况下，修复途径为了最大限度地修复DNA分子结构的完整性，可能容忍、甚至倾向产生序列差错，从而导致基因突变的产生。其中双链断裂修复、复制后修复属于容忍差错修复，SOS修复为倾向差错修复。

14.生物突变的防护机制主要有哪些，他们是针对前突变损伤还是基因突变形成后？ 密码的简并性、回复突变、抑制突变、二倍体和多倍体、选择和致死 基因突变形成后

15.试述物理因素诱变的机理

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。

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。

16.化学诱变剂有哪些类型，它们的诱变机理各是什么？

碱基类似物：在复制过程中代替正常碱基掺入到DNA分子中，在下一次复制前发生互变异构移位产生复制错误。 碱基修饰物:直接修饰碱基化学结构，改变其配对特性，引起DNA损伤和复制错误。 DNA插入剂：导致DAN复制过程中产生插入或缺失突变。

第六章 染色体结构变异

1.缺失可分为哪两种类型？两者的细胞学特征各是什么？ （1）顶端缺失：染色体某臂的外端缺失。 （2）中间缺失：染色体某臂的内段缺失。 补：顶端着丝点染色体：染色体整条臂的丢失。

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