西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教 专业：生物科学（生物学教育） 课程名称【编号】：遗传学【0461】 A 卷大作业 满分：100 分说明：本试卷共六题，每题 20 分，其中第一、二、三、四题为必答题，第五、六题为选答题，在选答题中任选一道作答；在选答题中选多道作答的，以选答的第一道题计分，总分为必答 80 分 + 选答 20 分 = 100 分。一、有丝分裂和减数分裂的区别在哪里？从遗传学角度来看，这两种分裂各有什么意义 答：有丝分裂是体细胞数量增长时进行的一种分裂方式，染色体复制一次，细胞分裂一次。分裂产生的两个子细胞之间以及子细胞和母细胞之间在染色体数量和质量即遗传组成上是相同的，这就保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性。减数分裂是形成性细胞时所进行的一种细胞分裂，染色体经过一次复制，细胞连续两次分裂，结果形成的子细胞的染色体数为母细胞的一半，由 2n 变为 n。通过配子结合，染色体又恢复到 2n。这样保证了有性生殖时染色体的恒定性，从而保证了生物上下代之间遗传物质的稳定性和连续性，也保证了物种的稳定性和连续性。另一方面，由于同源染色体分开，移向两极是随机的，加上同源染色体的交换，大大增加了配子的种类，从而增加了生物的变异性，提高了生物的适应性，为生物的发展进化提供了物质基础。二、为什么只有 DNA（RNA）适合作为遗传物质？答：一、DNA 作为遗传物质的间接证据：1、除了少数 RNA 病毒外，DNA 为所有生物的染色体所共有的。而蛋白质则不同，像细菌一类的原核生物的染色体没有蛋白质。2、DNA 含量是恒定的，即同一物种不同组织的细胞不论其大小，功能如何，其 DNA 含量是恒定的。而且生殖细胞（精子或卵子）的 DNA 含量正好为体细胞含量的一半。多倍体系列的物种，其细胞中 DNA 含量也随染色体倍数的增加而呈现倍数性的递增。但蛋白质的含量是不稳定的，随不同细胞类型与代谢活动，其含量和性质都会发生较大的变化。3、DNA 吸收一定波长的紫外线与诱发效果相一致。用不同波长的紫外线诱发各种生物产生变异时，发现最有效的波长是 2600nm。而 DNA 吸收紫外线光波也是在 2600nm处为最多。说明了基因突变与 DNA 分子的变异有密切关系。二、DNA 作为遗传物质的直接证据（一）细菌的转化肺炎双球菌按其荚膜有无，可以分为两种不同类型：一种是光滑型（S 型），具有由粘多糖组成的荚膜。粘多糖是水溶性的，有抗原性，因而有毒性，能使寄主致病。它们形成- 1 - 的茵落边缘是光滑，它有许多不同的品系（SⅠSⅡ 及 SⅢ），每种品系的荚膜具有各自的特异性抗原，它们能使动物产生不同抗体。不同类型的抗原性是稳定的，可以遗传的。（二）噬菌体的侵柒和繁殖噬菌体是极小的低级生命类型，本身不能进行基本代谢，专靠寄生于体。它的构造简单如 T2 噬菌体，约含 60%蛋白质和 40%的 DNA。噬体侵染大肠秆菌时，把噬菌体 DNA注入大肠杆菌细胞内，而蛋白质外壳留在宿主细胞外。噬菌体 DNA 不仅利用大肠杆菌合成 DNA 的材料来复制自己的 DNA，而且能利用大肠杆菌合成蛋白质的材料，来建造它的蛋白质外壳和尾部，从而形成完整的新生噬菌体。三、RNA 也是遗传物质的证据上面所举的实例都说明 DNA 是遗传物质，但有的病毒只含 RNA 而不含 DNA。在这种情况下，RNA 也具有遗传物质的功能。如烟草花叶病毒（TMV）的感染和繁殖就很有说服力。三、真实遗传的紫茎、缺刻叶植株（AACC）与真实遗传的绿茎、马铃薯叶植株（aacc）杂交，F2结果如下：紫茎缺刻叶 紫茎马铃薯叶 绿茎缺刻叶 绿茎马铃薯叶247 90 83 34　　　（1）在总共 454 株 F2中，计算 4 种表型的预期数。　　　（2）进行2测验。　　　（3）问这两对基因是否是自由组合的？四、简述基因突变的性质及其应用。答：基因突变：在某些因素作用下，染色体结构上看不到基因（染色体）内部发生变化- 2 - 而引起变异的现象。实际是碱基的变化，包括碱基数目的变化和碱基结构的变化。一般是在染色体上一个位点内遗传物质的化学变化，所以又称为点突变。 1．基因突变的性质： ①突变的稀有性：自然条件下突变的频率低。一般地，细菌和噬菌体等为 10-4～10-10，高等生物 10-5～10-8，然而，微生物繁殖周期短，实际更易于获得突变体。 突变还受生物体内在的生理生化状态，以及外界环境条件（包括营养、温度、化学物质和自然界的辐射等）的影响，其中以生物的年龄和温度的影响比较明显。 ②突变的多方向性：突变的多方向性也是相对的，是在一定范围内的多方向性。 ③突变的重演性：同种生物中同一基因突变可在不同个体间重复地出现。也的也称为平行性。 ④突变的可逆性：一个叫正向突变，一个叫回复突变。 ⑤突变的平行性：亲源关系相近的物种因遗传基础比较近似，往往发生相似基因突变。 ⑥突变的有利性与有害性：多数突变改变了原来的功能，功能的改变对生物往往有害。当然少数个别的是有利的（如大肠杆菌的抗性突变等），还有少数既无害又无利中性突变。突变发生的时期和部位。 ⑦突变可发生在任何时期，任意部位。 发生在体细胞当代表现；发生在生殖细胞传给后代。 控制细胞分裂的基因发生了突变癌症，造成某些功能的丧失，后期死亡的速度很快，为当代表现，为体细胞的变化。 2．基因突变的应用：对于人类来讲，基因突变可以是有用的也可以是有害的。 ①诱变育种。通过诱发使生物产生大量而多样的基因突变，从而可以根据需要选育出优良品种，这是基因突变的有用的方面。在化学诱变剂发现以前，植物育种工作主要采用辐射作为诱变剂；化学诱变剂发现以后，诱变手段便大大地增加了。在微生物的诱变育种工作中，由于容易在短时间中处理大量的个体，所以一般只是要求诱变剂作用强，也就是说要求它能产生大量的突变。对于难以在短时间内处理大量个体的高等植物来讲，则要求诱变剂的作用较强，效率较高并较为专一。 ②害虫防治。用诱变剂处理雄性害虫使之发生致死的或条件致死的突变，然后释放这些雄性害虫，便能使它们和野生的雄性昆虫相竞争而产生致死的或不育的子代。 ③诱变物质的检测。多数突变对于生物本身来讲是有害的，人类的癌症的发生也和基因突变有密切的关系，因此环境中的诱变物质的检测已成为公共卫生的一项重要任务。五、简述遗传学发展过程中基因概念的发展概况。答：基因是遗传学中的一个基本概念，随着遗传学发展，人们对基因的认识也不断深化。孟德尔认为生物性状的遗传是一种称为遗传因子的颗粒所控制的。1900 年孟德尔的研究- 3 - 工作被重新发现以后，分离和独立分配规律又在许多动、植物中得到了证实。1909 年丹麦学者约翰森（W．L．Johansen）提出了基因一词来代替孟德尔的遗传因子；1910 年以后，摩尔根（T．H．Morgan）等人根据对果蝇、玉米等的大量研究，建立了以基因和染色体为主体的经典遗传学，认为基因是以念珠状直线排列在染色体上，在有丝分裂和减数分裂中，基因与染色体一起有规律地进行分配；它首先是一个功能单位，控制正在发育的有机体的某一或某些性状；同时；它又是交换的最小单位，即在重组时不能再分割的单位，基因是以一个整体进行突变的，所以它又是一个突变单位。可以把重组单位和突变单位称为结构单位。因此，基因既是一个结构单位，又是一个功能单位。这是经典遗传学基因的概念。随着研究的深入，1944 年阿委瑞证实肺炎双球菌转化因子是 DNA。首次证明了 DNA 分于双螺旋结构模式后，基因概念得到了发展，认识到一条未复制的染色体只含有一个DNA 分子。一个基因相当于 DNA 分子上的一个区段。它携带有特殊的遗传信息，这类遗传信息或者被转录为 RNA（包括 mRNA、tRNA、rRNA）或者通过 mRNA 翻译成多肽链，或者对其他基因的活动起调控作用（调节基因、启动基因、操纵基因等）。1955 年，本泽尔（s．Bbenzer）用大肠杆菌 T1 噬菌体作材料，研究快速溶菌突变型的基因精细结构，发现了基因并不是不可分割的最小遗传单位，而是远为复杂得多的遗传和变异的单位。按照现代遗传学的概念，重组、突变、功能这三个单位应该分别是：l、重组子（recon）又称交换子，在发生性状重组时，可交换的最小单位称为重组子，一个交换子只包括一对核苷酸。2、突变子（muton），性状突变时产生突变的最小单位。一个核苷酸的改变就可以导致突变的产生。3、顺反子（cistron），它表示一个起作用的有功能的单位，也就是通常认为的基因。原核生物的基因，平均大小为 500 一 1500 个核昔酸，一个作用子所包括的一段 DNA 与肽链的合成相对应。即过去作为即单位的基因，实际上包含着大量的突变子，以往认为基因是最小的结构单位已不能成立了，然而关于基因是一个功能念仍然是正确的。随着对基因结构和功能的深入研究，进一步发现了重叠基因、隔裂基因、跳跃基因、重复基因等；使基因的概念有了新的内容和认识。（1）重叠基因重叠基因是指同一段 DNA 的编码顺序，由于阅读的框架不同或终止早晚- 4 - 的不同而可同时编码两个以上多肽的现象。噬菌体 ΦX174 的 A～H 的 10 个基因中，A、B、K、C、D、E、J 基因有重叠，B 基因包含在 A 基因内部，F 基因包含在 D 基因内部，而 J 基因与 D 基因只有一个碱基的重叠。（2）隔裂基因传统的基因概念认为基因内部所包含的特定的核苷酸编码顺序是连续的，后来发现有些基因内部核苷酸编码的顺序不是连续的，中间插入了一个或更多的不多的不翻译的编码顺序，把基因隔裂开来了。不翻译的编码顺序统称为内含子。那些被内含子隔离开来的一段一段翻译的编码顺序，统称为外显子。为内含子隔裂的基因便称为隔裂基因，隔裂基因是 1977 年发现的。老鼠、兔子和人的嗜血红蛋白基因，鸡的卵清蛋白基因就是隔裂基因。（3）跳跃基因跳跃基因又称转座因子，是 1950 年发现的，但直至 1983 年才公它是指在染色体上可以自发转移的基因。即这些基因可从染色体上－个位置上，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。这些基因除具力的特性外，还具有促进、改变或阻止其他基因（如结构基因）的表达，故称为控制基因。（4）重复基因重复基因是指在基因组内有多份相同的编码的核苷酸序列，称为重复基因 ，如 tRNA 基因，rRNA 基因和组蛋白基因等。- 5 -