第九章細(xì)胞質(zhì)遺傳

1、精品文檔第九章 細(xì)胞質(zhì)遺傳一、本章概述及學(xué)法指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中同樣存在著一些 DNA 分子，其同樣具有控制生物性狀表達(dá)的功能。由于其所處位置 的特殊性，決定了其傳遞不再具有像核內(nèi)基因運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性。因此，多表現(xiàn)出一種隨機(jī)性。另外， 由于在精卵形成過程中，不同種類的生物各具有特點(diǎn)，這就決定了細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳因子傳遞的特殊 性。例如，在絕大多數(shù)生物的配子形成中，卵細(xì)胞具有豐富的細(xì)胞質(zhì)，而精子中則少有，所以使 細(xì)胞質(zhì)中的基因多來自于母本，表現(xiàn)為母系遺傳的特征。但是也有一些生物的精子中同樣含有細(xì) 胞質(zhì)成分。其中基因所控制的性狀則表現(xiàn)為兩性遺傳或偏父遺傳，例如， Erickson 和 Kemble 在雙 子葉的甘藍(lán)

2、型油菜中同樣發(fā)現(xiàn)了線粒體DNA的父系遺傳現(xiàn)象，在Fi代中10%植株的線粒體 DNA來自于父本。對(duì)此問題應(yīng)該全面認(rèn)識(shí)，但在學(xué)習(xí)中主要以第一種類型進(jìn)行學(xué)習(xí)。研究發(fā)現(xiàn)母系遺傳是大多數(shù)被子植物質(zhì)體DNA遺傳的顯著特征。在被子植物中，對(duì)近60個(gè)物種的質(zhì)體 DNA的遺傳研究表明，大多數(shù)表現(xiàn)為母系遺傳特征 ，僅有20%勺物種存在雙親遺傳的現(xiàn)象 （Smith,1988）.裸子植物中，線粒體DNA多為母系遺傳，而質(zhì)體DNA則表現(xiàn)為父系遺傳。由于細(xì)胞質(zhì)在傳遞中的特點(diǎn)，決定了細(xì)胞質(zhì)中基因所控制的生物性狀的表達(dá)具有以下特征：正反交結(jié)果不同 不出現(xiàn) Men del式分離比 通過連續(xù)回交，可進(jìn)行核置換具有細(xì)胞質(zhì)的異質(zhì)性和

3、細(xì)胞質(zhì)的分離與重組現(xiàn)象。隨著研究的深入，已經(jīng)對(duì)細(xì)胞質(zhì)遺傳的分子基礎(chǔ)進(jìn)行了深入的研究。例如，葉綠體基因、線 粒體基因以及一些共生因子（質(zhì)粒）等。但同時(shí)需要加以注意的是母系遺傳現(xiàn)象的產(chǎn)生并非都是由于細(xì)胞質(zhì)因子所決定的。有些是由 于母體核基因所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物積累于卵細(xì)胞質(zhì)中，使后代表現(xiàn)出母系遺傳的特征。二、基本原理與概念（一）基本原理1簡(jiǎn)述線粒體基因組的半自主性。參考答案：線粒體基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)讓我們了解到它具有相對(duì)獨(dú)立性，主要表現(xiàn)在：第一、 mtDNA 合成的調(diào)節(jié)與核 DNA 合成的調(diào)節(jié)彼此獨(dú)立，可能存在多種復(fù)制形式，其中D環(huán)復(fù)制是線粒體特有的復(fù)制形式。第二、線粒體基因組有自己獨(dú)立的表達(dá)系統(tǒng)，自己編

4、碼二種 rRNA ， 2224種 tRNA ，在線粒 體內(nèi)合成 mtDNA 編碼的蛋白質(zhì)。第三、線粒體中有些密碼子的含義與核基因通用密碼子不同，發(fā)生改變，例如AUA 、UUA 在人類細(xì)胞核基因中分別是異亮氨酸和終止密碼子，在線粒體中成為甲硫氨酸和色氨酸密碼子。線粒體基因組的半自主性表現(xiàn)其對(duì)核基因組的依賴性。線粒體DNA 雖然能夠自主復(fù)制，但需要核基因組為其編碼 DNA 復(fù)制酶；線粒體雖有自己的核糖體、 tRNA ，并能在線粒體內(nèi)翻譯 mtDNA 轉(zhuǎn)錄的 mRNA ，但線粒體的核糖體蛋白質(zhì)由核基因組為其編碼；線粒體膜蛋白除有限的十多種由 mtDNA 編碼外， 其余都需要從核基因組中轉(zhuǎn)錄， 在細(xì)胞

5、質(zhì)里合成后再轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中。 由此可見， 線粒體的自主性是十分有限，無論是其遺傳系統(tǒng)，還是構(gòu)成其結(jié)構(gòu)組份的蛋白質(zhì)，都離不開核基 因組，受到核基因組的影響。2簡(jiǎn)述葉綠體基因組的半自主性 參考答案： 葉綠體基因組的半自主性主要體現(xiàn)在對(duì)于自養(yǎng)型的綠色植物，葉綠體是其不可缺少的細(xì)胞器， 葉綠體基因組能自主復(fù)制，編碼其 rRNA 及 tRNA ，其有獨(dú)立的表達(dá)系統(tǒng)。盡管如此，它仍然不能 編碼為自身的 DNA 復(fù)制、 RNA 轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯過程所需全部的蛋白質(zhì)因子和酶，不能編碼類 囊體所有的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和酶系，膜脂代謝所需的酶系，仍需要核基因組功能的支持。(二)基本概念1核外遺傳( extranuclea

6、r inheritance )：染色體以外的遺傳因子所決定的遺傳現(xiàn)象，在真核 生物中被稱為核外遺傳或細(xì)胞質(zhì)遺傳( cytoplasmic inheritance )。2隨意內(nèi)含子 (optional intron) ：可以在基因組內(nèi)移進(jìn)移出的內(nèi)含子，稱之為隨意內(nèi)含子。 3母性影響( maternal inheritance )：由于母體核基因的某些產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中， 使子代表型與母體核基因所決定的表現(xiàn)型效應(yīng)相同的遺傳現(xiàn)象被稱為母性影響。4. 卡巴粒(kappa particles K ):是草履蟲細(xì)胞質(zhì)中一些含有DNA RNA和一些酶系的具雙層膜 的小顆粒，能產(chǎn)生草履蟲素，屬內(nèi)共生生

7、物。5. 雄性不育性( male sterility )：即花粉敗育現(xiàn)象被稱為雄性不育性，可分為孢子體不育和配 子體不育兩種類型。6. 雄性不育系：不育系細(xì)胞質(zhì)中存在不育基因(S),細(xì)胞核內(nèi)沒相應(yīng)的顯性恢復(fù)基因( Rf Rf)， 只有其隱性等位基因( rf rf )，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核基因的組合為 S(rf rf )。表現(xiàn)為花粉敗育。7. 雄性不育保持系：所謂保持系是與不育系雜交后，仍能保持不育系雄性不育的特征的品系，細(xì) 胞質(zhì)和細(xì)胞核基因的組合為 N( rf rf )。&雄性不育恢復(fù)系：恢復(fù)系是指同不育系雜交后能使Fi代花粉恢復(fù)正常育性的品系，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核基因的組合為 N ( Rf Rf )或S

8、 ( Rf Rf )。三、典型例題1如果正反雜交試驗(yàn)獲得的F1表現(xiàn)不同，這可能是由于(1)性連鎖；(2)細(xì)胞質(zhì)遺傳；(3)母性影響。你如何用試驗(yàn)方法確定它屬于哪一種情況？參考答案：連續(xù)進(jìn)行自交。F2出現(xiàn)分離則屬于性連鎖； 若F2不分離，F(xiàn)3出現(xiàn)分離則屬于母性影響；若F2、F3均不分離，則屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。2.利用Y染色體或線粒體 DNA的特異性片段作為標(biāo)記，追蹤人類民族或家族的親緣關(guān)系的原理是 什么，各有何優(yōu)缺點(diǎn)？參考答案：(1) Y染色體或線粒體 DNA都有確定的遺傳傳遞路線。男性的Y染色體傳給自己的兒子，通過用PCR等方法對(duì)Y染色體特異性片段的檢測(cè)，可以確定其父親或種族的男性親緣關(guān)系的真實(shí)性

9、。 線粒體DNA都是由母親傳給自己的子女，所以，對(duì)線粒體DNA片段的特異性檢測(cè)，可以確定個(gè)體與母親或母親家族的連續(xù)女性的親緣關(guān)系。(2) 線粒體DNA具有母性遺傳的特性，對(duì)于連續(xù)女性的世代的傳遞具有很好的追蹤路線，但 是如果傳遞路線中出現(xiàn)女性中斷，也無法確定中斷上代和以后下代的親緣關(guān)系。另外由于線粒體DNA較小，特異性位點(diǎn)不多，所以也具有很大的局限性。Y染色體DNA具有男性遺傳的特性，對(duì)于連續(xù)男性的世代的傳遞具有很好的追蹤路線，但是如果傳遞路線中出現(xiàn)男性中斷，也無法確定中 斷上代和以后下代的親緣關(guān)系。另外如果Y染色體DNA的特異性片段沒有家族的特異性而僅僅有種族的特異性，則無法確定家族的親緣關(guān)

10、系。四、習(xí)題(一)填空題1以紫茉莉綠白斑枝條為母本接受外來花粉，無論父本表現(xiàn)如何，其后代枝條可能有 三種表型，即綠色、白色或綠白斑。2?草履蟲自體受精的后代基因型為純合體。3.人類線粒體基因組比酵母線粒體 DNA小。4核外遺傳的特點(diǎn)：正反交結(jié)果不同，多表現(xiàn)為偏母遺傳，后代無孟氏分離比，其遺 傳基礎(chǔ)定位于核外。5. 1909年Correns發(fā)現(xiàn)紫茉莉的花斑性狀是質(zhì)體突變的結(jié)果，因而屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。當(dāng)花斑枝條上的花授以白色枝條的花粉，其F2代的表現(xiàn)型可以為綠色、白色、綠白斑三種表型，如授以綠色枝條上的花粉，其后代的表現(xiàn)型為綠色、白色、綠白斑三 種表型，如授以花斑型枝條上的花粉，其后代的表現(xiàn)型為綠色

11、、白色、綠白斑三種 表型，以上結(jié)果說明了花斑性狀屬核外遺傳，與花粉來自哪一類型枝條無關(guān)。6. 假定母本的白花性狀是細(xì)胞質(zhì)基因決定的，父本的紅花性狀是它的相對(duì)性狀，紅花對(duì)白花為顯性，當(dāng)父本授粉給白花母本時(shí)，F(xiàn)i的表現(xiàn)型為白花。產(chǎn)生這一結(jié)果的細(xì)胞學(xué)原因是細(xì)胞質(zhì)遺傳因子控制的性狀多與母本相同。7. 現(xiàn)已查明的細(xì)胞質(zhì)基因的載體是線粒體葉綠體細(xì)胞質(zhì)內(nèi)共生生物因子等。8. 紅色面包霉生長(zhǎng)緩慢型，酵母小菌落，放毒型草履蟲，柳葉菜屬的花色，都屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，細(xì)胞質(zhì)基因的載體分別是線粒體線粒體卡巴粒葉綠 9. 大菌落酵母菌在化學(xué)誘變劑的作用下，可突變?yōu)樾【浣湍妇?，用吖啶黃處理大菌落酵母菌，在通氣的條件下，突變

12、頻率達(dá)100%。10. 細(xì)胞質(zhì)基因與核基因的相互關(guān)系表現(xiàn)在：生物的性狀主要由核基因決定細(xì)胞 質(zhì)中的一些遺傳因子對(duì)生物的一些性狀具有決定作用且與其結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)二者具有互作關(guān)系。11核不育株和正常株雜交，F(xiàn)i的育性為正?？捎渥越缓蟠鶩2代個(gè)體育性表現(xiàn)為： 出現(xiàn)育性的性狀分離現(xiàn)象，比例為可育：不育=3: 1。12. 核質(zhì)互作不育系的基因型為s(rfrf)，恢復(fù)系與保持系的基因型分別為N(RfRf)和N(rfrf)，這三個(gè)系涉及到的基因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)育性基因N，S:細(xì)胞核內(nèi)基因 R仁rf，它們之間的顯隱性關(guān)系為Rf對(duì)rf為顯性，N為顯性基因，S為隱性基因。13. 鑒定孢子體不育和配了體不育的方法是對(duì)雜

13、合體所產(chǎn)生的花粉粒進(jìn)行鑒定，如果 屬配子體不育，則有一半花粉敗育，如屬抱子體不育，則花粉粒的育性相同。14. 抱子體不育的作物很多，請(qǐng)你舉出四種作物的抱子體不育小麥T型不育系 水 稻中的野敗型不育系高粱中的 A型不育系一玉米中的 T型不育系。15. 目前解釋核質(zhì)不育機(jī)制的假說是 核質(zhì)互補(bǔ)控制假說,這個(gè)假說認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)不育 的基因位于線粒體之上。16. 獲得雄性不育系的途徑，一般有三條，即利用遠(yuǎn)緣雜交獲得人工誘變尋找 天然不育株。其中常用而有效的途徑是_利用遠(yuǎn)緣雜交獲得,作物中的80%核 質(zhì)互作型雄性不育都是通過此途徑創(chuàng)造的。17. 如果所獲得的不育系在性狀上不優(yōu)良，欲將其變成優(yōu)良不育系，經(jīng)常采用

14、的方法 是用優(yōu)良性狀的雄性不育保持品系進(jìn)行雜交，以獲得具有優(yōu)良性狀的雄性不育系。18 .三系配套所指的三系是雄性不育系雄性不育保持系雄性不育恢復(fù)系。19. 細(xì)胞質(zhì)基因在遺傳與分化上的特點(diǎn)是具有相對(duì)的遺傳自主性親子代之間傳遞的不均等性。20. 草履蟲品系A(chǔ)為放毒型，B為敏感型，A與B經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間接合后自體受精，后代 全為放毒型。這說明品系B的基因型和細(xì)胞質(zhì)的特點(diǎn)分別為 坐和無卡巴粒。21 椎實(shí)螺殼外螺旋方向右旋和左旋分別由核基因 S+ (顯性)和S (隱性)控制，且 受母性影響，有雜交：SSX S+S+-(Fi)S+S (F2)S+S,則親本S+S+的表型為右旋，因 為其母本必含有S+基因,F2的

15、SS表型為右旋。22.酵母菌的小菌落是由細(xì)胞質(zhì)基因控制的，引起此性狀的原因是缺乏細(xì)胞色素a和 b細(xì)胞色素c氧化酶等基因產(chǎn)物。23般細(xì)胞質(zhì)雄性不育有四種可能的來源：屬間雜交，通過多代核置換可能形成 雄性不育種間雜交，多次回交進(jìn)行核代換種內(nèi)雜交，進(jìn)行核代換自然發(fā)生。(二) 判斷題1 .核外遺傳是指細(xì)胞以外的任何細(xì)胞成分所引起的遺傳現(xiàn)象。(F)2 .在對(duì)恢復(fù)系的改良中，唯一的方法，就是利用回交轉(zhuǎn)育法。(F)3 .由核基因決定的雄性不育系，沒有相應(yīng)的保持系。(T)4 .花粉的育性直接受花粉本身的基因控制，這種不育類型稱為配子體不育。(T)5 .體細(xì)胞的隱性突變都會(huì)產(chǎn)生某些性狀的鑲嵌現(xiàn)象。(F)6 .在

16、細(xì)胞融合的某種細(xì)胞內(nèi)有兩種以上的細(xì)胞核同時(shí)存在叫做合核細(xì)胞。(T)7植物的雄性不育有兩種類型，一是核基因型，另一是細(xì)胞質(zhì)型，而核基因決定的雄性 不 育 系 無法 找 到 相 應(yīng) 的 保 持 系。(T)8 .母性影響和母性遺傳，是一種概念的兩種不同說法。(F)9. 花粉的育性直接受本身的基因型控制，這種不育類型稱為抱子體不育。(F)10. 紅色面包霉的生長(zhǎng)緩慢型是受細(xì)胞質(zhì)基因控制的，當(dāng)它的分生抱子和正常紅色面包霉的原子囊果受精結(jié)合后發(fā)育成具有 8個(gè)子囊抱子的子囊，這些子囊抱子都將發(fā)育 成生長(zhǎng)緩慢型菌絲。(F)11 .線粒體DNA和葉綠體DNA都是不依賴于細(xì)胞核的，能進(jìn)行自我復(fù)制，轉(zhuǎn)錄，翻譯 的

17、獨(dú) 立的 遺 傳 物質(zhì)。(F)12 .質(zhì)體DNA可以進(jìn)行自我復(fù)制，具有一定的獨(dú)立性和穩(wěn)定性，所以在細(xì)胞分裂過程 中，它進(jìn)行著有規(guī)則的分離，平均分配到子細(xì)胞中去。(F)13 .高等植物的葉綠體DNA，都是雙螺旋結(jié)構(gòu)，都是與組蛋白質(zhì)組成復(fù)合體。(F)14 .線粒體DNA都是環(huán)狀雙螺旋結(jié)構(gòu)，但線粒體 DNA沒有獨(dú)立性，不具備自己的表達(dá)系統(tǒng)。(F)15當(dāng)核質(zhì)互作不育株，同正?？捎觌s交時(shí)，子代可能全部為可育株，也可能全部 為不育株。(F)16核質(zhì)互作不育系和其恢復(fù)系雜交，F(xiàn)i全部為正常可育株，F(xiàn)i自交，F(xiàn)2群體中出現(xiàn) 正?？捎旰筒挥辏浔壤秊?1:1。(F)17 .物種的不育系在所有性狀上都同其保

18、持系是一樣的。(F)18高等生物體不同的組織、器官由不同細(xì)胞構(gòu)成，并執(zhí)行其不同功能，因此不同組 織 的 細(xì) 胞 中， 基 因 組 不 同。(F)19胚胎學(xué)家早就發(fā)現(xiàn)，在分裂的細(xì)胞里，胞質(zhì)的分布不論在質(zhì)量上還是在數(shù)量上都 是不同的。因此子細(xì)胞得到的細(xì)胞質(zhì)在數(shù)量上和質(zhì)量上都是沒有關(guān)系的。(F)20椎實(shí)螺的右旋對(duì)左旋是顯性，當(dāng)含有純合右旋和含有純合左旋基因型的椎實(shí)螺交 配后，F(xiàn)1為左旋，當(dāng)F1自交后，F(xiàn)2出現(xiàn)右旋：左旋=3 : 1的分離。(F)21 在個(gè)體發(fā)育中，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)是相互依存的，相互制約的，但在任何情況下， 細(xì) 胞 核 總 是 起 主 導(dǎo) 作 用 。(F)22基因型相同的細(xì)胞，可以分化出

19、形態(tài)結(jié)構(gòu)，生理功能不同的細(xì)胞，這是因?yàn)槟承?基 因 的 丟 失， 獲 得 或 改 變 引 起 的。(F)23在高等生物中，只有胚胎細(xì)胞才具有全能性，高度分化的細(xì)胞都不具備全能性。(F)(三) 簡(jiǎn)答題1 簡(jiǎn)述細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)。參考答案：由于細(xì)胞質(zhì)遺傳是由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳因子決定的，其具有復(fù)制的(半)自主性， 而且不具有染色體傳遞的均等性及規(guī)律性。其傳遞具有一定的隨機(jī)性，因此后代不會(huì) 出現(xiàn)固定的分離比，另外由于精、卵細(xì)胞中所含細(xì)胞質(zhì)量不同，卵細(xì)胞具有更多的細(xì) 胞質(zhì)成分，因此，多表現(xiàn)為偏母遺傳特性，由此也就決定了其正反交結(jié)果有所不同。(四) 遺傳分析題1 兩種晚報(bào)春花，正交和反交時(shí)所產(chǎn)生的葉色不同：早

20、AX B$黃色葉早BX A$- 綠色葉原因何在？參考答案：由于在正、反交中，其后代的表現(xiàn)型不同：早A X 含B早B X S A黃色葉綠色葉由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以判斷該性狀屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。 A品系中葉綠體基因發(fā)生突變，葉綠 素合成受到影響，B品系中葉綠體基因正?？尚纬扇~綠素，而在遺傳中葉綠體由卵細(xì) 胞的細(xì)胞質(zhì)提供，而花粉粒內(nèi)所含精子極少含細(xì)胞質(zhì)成份，因此該性狀由母體葉綠體 基因決定，所以出現(xiàn)正、反交結(jié)果不同的現(xiàn)象。2草履蟲的放毒型品系（KK+Kappa與敏感型品系（kk）接合，產(chǎn)生的Fi是放毒者 （Kk+Kappa）和敏感者（Kk）。在下述幾種情況下預(yù)期的結(jié)果如何 ？a ） Fi中的兩個(gè)放毒者之間接合b

21、 ） Fi中的放毒者與敏感者接合c） Fi中敏感者自體受精 參考答案：草履蟲在接合生殖過程中，首先是兩個(gè)不同接合型的草履蟲（KK和kk）互換一個(gè)生殖核，分別進(jìn)行減數(shù)分裂，其產(chǎn)物各為四個(gè)子細(xì)胞。在四個(gè)子細(xì)胞中分別有三個(gè)退 化，保留一個(gè)，被保留的兩個(gè)子細(xì)胞發(fā)生核融合過程，形成Kk型子代。長(zhǎng)時(shí)間的接合，伴有細(xì)胞質(zhì)的交換。所以Fi的基因型為：Kk+kappa （放毒型）(Kk+Kappa)x (Kk+Kappa)KK+Kappa Kk+Kappa kk(敏感型）b） Fi的放毒者與敏感者接合時(shí)，F(xiàn)i： Kk+kappa （放毒型）xKK or Kk+Kappa（放毒型）Kk （敏感型）短時(shí)間接觸KK

22、or Kk（敏感型）kk（敏感型）Fi： Kk+kappa (放毒型)x Kk （敏感型）J 長(zhǎng)時(shí)間接觸KK or Kk+Kappa（放毒型）kk（ 敏感型）C）在草履蟲自體受精過程中，兩個(gè) Kk （敏感型）型細(xì)胞核進(jìn)行減數(shù)分裂，形成 8 個(gè)子細(xì)胞，其中7個(gè)退化，保留一個(gè)細(xì)胞核，該細(xì)胞核進(jìn)行有絲分裂，形成兩個(gè)基因 型相同的單倍性細(xì)胞核，并發(fā)生核融合過程，形成二倍性細(xì)胞核，即子代基因型。KkKK其具體過程如圖所示:x KkJ經(jīng)過減數(shù)分裂及有絲分裂、核融合過程或kkKk有絲分裂有絲分裂所以自體受精子代草履蟲的基因型均為純合體 KK或kk。3核外遺傳的特點(diǎn)是什么？請(qǐng)舉例說明。參考答案：核外遺傳因子通

23、常存在于線粒體或葉綠體基因組中，或?yàn)榧?xì)胞質(zhì)中存在的內(nèi)共生 因子，它們能夠自主復(fù)制并通過卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)由親代傳遞給子代，因此在雜交過程 中往往只表現(xiàn)母方的性狀。如果同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的核外遺傳因子有所不同，例如，在一 個(gè)細(xì)胞中的質(zhì)體可有兩種類型：葉綠體及白色體，而在此過程中，核外遺傳因子又是 隨機(jī)進(jìn)入卵細(xì)胞的，因此后代會(huì)出現(xiàn)不同表現(xiàn)類型，并且不出現(xiàn)一定的分離比。例如：紫茉莉莖葉顏色的遺傳 早綠色 x 白色$早 白色 x 綠色$綠色白色早花斑 X 綠色（白色）$綠色、白色、花斑但任何事情都不是絕對(duì)的，在天竺葵的綠白斑等性狀的遺傳中，也有偏父或由雙親共 同決定的現(xiàn)象。4當(dāng)酵母細(xì)胞色素b基因的外顯子B2和B

24、3之間的內(nèi)含子中發(fā)生了一個(gè)錯(cuò)義突變時(shí)， 預(yù)期結(jié)果會(huì)怎樣？參考答案：把細(xì)胞色素b基因分隔開的內(nèi)含子中有決定“成熟酶”的成分，是切除內(nèi)含子本 身所必需的，當(dāng)內(nèi)含子發(fā)生錯(cuò)義突變時(shí)，內(nèi)含子失去決定“成熟酶”的作用，不能切 除內(nèi)含子本身，導(dǎo)致含有內(nèi)含子序列的長(zhǎng) mRNA分子的積累，mRN/不能進(jìn)一步剪接加 工從而翻譯成長(zhǎng)的多肽鏈，該多肽鏈含有細(xì)胞色素b的成分，但也包含了由內(nèi)含子編碼的氨基酸序列，因而不能產(chǎn)生呼吸蛋白的功能。5 線粒體基因組與細(xì)胞核基因組有哪些異同 ？參考答案：A、真核生物基因組的特點(diǎn) 位于核內(nèi)基因組一般由多條染色體組成，每條染色體又是由DNA和蛋白質(zhì)穩(wěn)定 地結(jié)合成染色體的多級(jí)結(jié)構(gòu)； 每條

25、染色體的DNA分子具有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，基因內(nèi)存在內(nèi)含子； 存在大量不編碼蛋白質(zhì)的 DNA序列； 基因組包括編碼蛋白質(zhì)的單拷貝序列和大量重復(fù)序列； 在基因組中存在許多結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因組成了所謂的基因家族。基因 家族既可位于同一染色體上形成基因簇，也可分列于不同染色體。B線粒體基因組特點(diǎn) 位于線粒體中，一般由幾個(gè)或幾十個(gè)相同的裸露 DNA分子組成，主要呈環(huán)狀（纖 毛蟲線粒體DNA為線形）； mtDNA也能進(jìn)行半保留復(fù)制，但受核基因控制，其所需聚合酶由核DNA編碼在細(xì) 胞質(zhì)中合成。mtDNA勺主要復(fù)制方式有B形式，D環(huán)形式和滾環(huán)式復(fù)制等； mtDNA中含有短的多聚核苷酸序列，但一般比核 DN

26、A中的小； 絕大多數(shù)的mtDNA中沒有重復(fù)核苷酸序列； 多含有與控制呼吸作用有關(guān)的基因，其復(fù)制與轉(zhuǎn)錄過程為半自主性的，有自己 的核糖體系統(tǒng)； 某些遺傳密碼的含義不同于核基因。6人類線粒體基因組的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)，試與酵母線粒體基因組進(jìn)行比較。參考答案：人類線粒體基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：序列長(zhǎng)度為 16569bp。 基因組結(jié)構(gòu)小而基因排列緊密，基因內(nèi)無內(nèi)含子。由于這些編碼序列彼此直接 相鄰，以至極少空間作為調(diào)節(jié) DNA序列。 僅有22個(gè)tRNA分子用于線粒體的蛋白質(zhì)合成，由于線粒體基因組的許多tRNA可以識(shí)別密碼子中第三個(gè)位置上的核苷酸，故只需少數(shù)tRNA即可進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。 人類線粒體基因序列中也有

27、4 個(gè)密碼子的含義不同于核基因組中的相同密碼子。 這種差異提示線粒體的遺傳密碼中可能出現(xiàn)遺傳的隨機(jī)漂變。人類線粒體基因組與酵母線粒體基因組相比： 人類線粒體DNA遠(yuǎn)較酵母線粒體DNA小，其上已確定13個(gè)為蛋白質(zhì)編碼區(qū)域。 與酵母線粒體基因組相同，均有 4個(gè)密碼子的含義不同于核基因中的相同密碼子。7從哪些方面可以說明葉綠體基因組的半自主性？能否象離體培養(yǎng)細(xì)胞那樣，將葉綠體從細(xì)胞中分離出來獨(dú)立培養(yǎng)？參考答案：葉綠體基因只對(duì)組成葉綠體的部分多肽具有控制作用。而整個(gè)葉綠體的發(fā)育，增 殖以及其機(jī)能的正常發(fā)揮是由核 DNA和葉綠體DNA共同控制的，葉綠體 DNA均可以進(jìn) 行自我復(fù)制，但是葉綠體 DNA的復(fù)

28、制酶及許多參與蛋白質(zhì)合成的組份都是由核基因編 碼的，在細(xì)胞質(zhì)中合成后轉(zhuǎn)運(yùn)入葉綠體參與DNA勺復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。所以葉綠體是半自主性細(xì)胞器。不能從細(xì)胞中分離出葉綠體進(jìn)行獨(dú)立培養(yǎng)， 一方面， 葉綠體基因組具有半自主性， 離開核基因，葉綠體基因組不能正常復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯；另一方面，葉綠體的許多構(gòu) 成成分受核基因控制。8. 母性影響和細(xì)胞質(zhì)遺傳有什么不同？參考答案：從本質(zhì)上講，母性影響是由于母體的核基因控制子代性狀表達(dá)的一種現(xiàn)象，細(xì)胞 質(zhì)遺傳是指由細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)所控制的性狀表達(dá)。但母性影響又是由母體核基因 所控制形成的一些物質(zhì)積累于細(xì)胞質(zhì)中，通過卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)向子代傳遞，因此，在 一定程度上與細(xì)

29、胞質(zhì)遺傳有相似的特性。由于由母體核內(nèi)基因型的組成決定子代的性狀表現(xiàn)，所以，母性影響的性狀是遵 循孟德爾分離規(guī)律的，但分離比推遲一代出現(xiàn)。而細(xì)胞質(zhì)遺傳是非孟德爾式的，F(xiàn)i代個(gè)體通常只表現(xiàn)母方的性狀，雜交的后代一般不出現(xiàn)一定的分離比例。9. 如何利用兩區(qū)三系制種法進(jìn)行育種？參考答案：所謂兩區(qū)三系制種法，是利用核質(zhì)互作型雄性不育的三個(gè)品系進(jìn)行育種的一種方 法。這三種品系分別為雄性不育系s (rfrf )，雄性不育保持系N(rfrf ),雄性不育恢 復(fù)系N( RfRf)或s (RfRf)，分兩個(gè)區(qū)進(jìn)行雜交保種及育種，以避免花粉污染。第一 個(gè)區(qū)系進(jìn)行雄性不育系及雄性不育保持系的保種。雄性不育系雄性不育保

30、持系雄性不育系雄性不育保持系第二個(gè)區(qū)系進(jìn)行雄性不育恢復(fù)系的保種和制備優(yōu)良品種。 雄性不育系雄性不育恢復(fù)系雜交種雄性不育恢復(fù)系10. 細(xì)胞質(zhì)基因與核基因有什么相同的地方？有什么不同的地方? 參考答案：細(xì)胞質(zhì)基因與核基因的差異性通過下表表示:細(xì)胞質(zhì)基因核基因數(shù)量少，堿基序列短多，堿基序列長(zhǎng)存在萬式不與組蛋白結(jié)合真核生物DNA與組蛋白結(jié)合功能控制與其所處部位有關(guān)的性狀控制生物體的大部分性狀特點(diǎn)具有相對(duì)獨(dú)立性具有獨(dú)立性但二者均為控制生物性狀的遺傳物質(zhì)，具有通用的遺傳密碼(除個(gè)別密碼子不同 之外)，在同一個(gè)生物個(gè)體中，二者共同作用，決定生物性狀的表達(dá)。由于細(xì)胞核基因 占有數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，因此生物的大多性狀

31、是由核基因所決定。11. 在玉米中，利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育和育性恢復(fù)基因，制造雙交種，有一種方式是這 樣的，先把雄性不育自交系 A (S rfrf )與雄性可育自交系B(N rfrf)雜交，得單交種 AB把雄性不育自交系 C (S rfrf )與雄性可育自交系 D(N RfRf)雜交得單交種CD然后把兩個(gè)單交種雜交，得雙交種 ABC D問雙交種的基因型和表型有幾種？它們的比 例如何？( S為細(xì)胞質(zhì)不育，N為正常)參考答案：x D(N RfRf) JCD(S Rfrf)雄性可育雄性不育上述制種過程可以用下圖表示：A(S rfrf) x B(N rfrf)C(S rfrf)AB(S rfrf)xvAB

32、CD(S Rfrf) 1ABCD(S rfrf) 1因此，AB單交種仍為雄性不育系，CD單交種表現(xiàn)為雄性可育。所以 AB與CD雜種 所得雙交種的基因型有兩種，分別為 S ( Rfrf )，S (rfrf )，表現(xiàn)分別為雄性可育與雄 性不育，分離比為1:1。12. “遺傳上分離的”小菌落酵母菌在表型上跟我們講的 “細(xì)胞質(zhì)”小菌落酵母菌相似, 當(dāng)一個(gè)遺傳上分離的小菌落酵母菌與一個(gè)正常的酵母菌雜交，二倍體細(xì)胞是正常的， 所以形成子囊抱子時(shí)，每個(gè)子囊中兩個(gè)抱子是正常的，兩個(gè)抱子產(chǎn)生小菌落酵母菌， 用圖說明這些結(jié)果，并注明相應(yīng)的基因型。參考答案：遺傳上分離的小菌落核基因型為 a，正常的酵母菌基因型為A，

33、并且都含有正常的線粒體。Ax aAaA A a a正常正常小菌落小菌落13遺傳上分離的小菌落酵母菌與細(xì)胞質(zhì)型小菌落酵母菌雜交，形成的二倍體是正常 的，這些二倍體形成的子囊，正常細(xì)胞與突變細(xì)胞各有兩個(gè)，解釋這些結(jié)果，作圖概 括你的說明。參考答案：遺傳上分離的酵母菌小菌落基因型為 a，但含有正常線粒體；細(xì)胞質(zhì)型小菌落，其基因型為A,但無正常線粒體。兩者雜交，二倍體正常，減數(shù)分裂后，形成兩個(gè)A型子囊抱子，并含有正常線粒體，為正常細(xì)胞；兩個(gè)a型子囊抱子，雖含有正常線粒體，但核基因異常，所以為突變細(xì)胞。(線粒體型小菌落)A (S) x (早)a (分離型小菌落)Aa (正常)A正常A正常a小菌落a小菌落

34、14.一個(gè)雄性不育植株，用對(duì)育性恢復(fù)基因 以題中的Fi植株為母本，用一正常植株( 寫出基因型和表型，注明細(xì)胞質(zhì)種類。 參考答案：在系譜分析中，S表示細(xì)胞質(zhì)不育， 核不育基因，所以雄性不育植株基因型為S(rfrf)x RfRfRfrfrf是純合的花粉粒授粉，F(xiàn)i的基因型怎樣?)的花粉測(cè)交，測(cè)交的結(jié)果應(yīng)該怎樣？N表示細(xì)胞質(zhì)可育。Rf為核可育基因,S(rfrf) F 1的產(chǎn)生雜交組配為：rf為F1S(Rfrf)N,以F1為母本與一正常植株rfrf的花粉測(cè)交，所以該正常植株的細(xì)胞質(zhì)基因?yàn)?故其基因型為N( rfrf )，測(cè)交圖表示如下：N ( rfrf )F1 測(cè)交：S(Rfrf)S(Rfrf)1S(

35、rfrf)1雄性可育因此，后代基因型為S(Rfrf) ，S(rfrf)雄性不育分別表示為可育，不育，分離比為1:1。15. 舉一個(gè)經(jīng)典的正交與反交結(jié)果不同的孟德爾式遺傳例子。參考答案：在伴性遺傳中，性狀的表達(dá)表現(xiàn)出正反交結(jié)果不同。如果蠅的伴性遺傳實(shí)例： 正交：X +乂 X X反交：XX X X +YX+XVX+YX+XwXY顯性(紅眼) 顯性(紅眼)顯性(紅眼)隱性(白眼)正交結(jié)果早、$后代均為顯性性狀表現(xiàn)，反交后代則出現(xiàn)性狀分離，早性個(gè)體表 現(xiàn)為顯性性狀，而性個(gè)體表現(xiàn)為隱性性狀，分離比為1:1。故而表現(xiàn)出正反交結(jié)果不同。16. 一個(gè)Dd的椎實(shí)螺自交，子代的基因型和表型怎樣？如子代個(gè)體自交，它

36、們的子 代表現(xiàn)怎樣？題中開始做實(shí)驗(yàn)所用的雜合體椎實(shí)螺的表型是怎樣的？請(qǐng)說明。參考答案：椎實(shí)螺的旋轉(zhuǎn)方向是一種典型的母性影響遺傳現(xiàn)象，個(gè)體表現(xiàn)型由親代母本的基 因型所控制，D基因控制右旋，為顯性，d基因控制左旋，為隱性。一個(gè)Dd的椎實(shí)螺自交，子代的基因型為：DD,Dd和dd,表型由親本Dd基因型決定, 即均為右旋；其子代自交，貝U出現(xiàn)左旋類型，占后代數(shù)目的 1/4，即dd基因型的后代 為左旋。如果題中所用雜合體Dd其親代母本基因型為DD或 Dd,則該雜合體為右旋；若其 親代母本基因型為dd,則其表型為左旋。17. 正反交在Fi代往往得出不同的結(jié)果，這可以由（1）伴性遺傳（2）細(xì)胞質(zhì)遺傳（3） 母

37、性影響所造成，如果你看到這樣一種結(jié)果，怎樣用實(shí)驗(yàn)證明其屬于哪一個(gè)范疇。 參考答案：這三種遺傳方式可從雜交后的分離情況加以區(qū)分：細(xì)胞質(zhì)遺傳表現(xiàn)為后代沒有一定的分離比例，性狀由細(xì)胞質(zhì)中的DNA決定；而母性影響的作用結(jié)果，使后代表型分離比例與上代基因型分離比一致，性狀表 現(xiàn)由母體基因型決定；伴性遺傳則由當(dāng)代細(xì)胞核中的基因決定，雄性個(gè)體可表現(xiàn)為假顯性現(xiàn)象，并且表 現(xiàn)出交叉遺傳現(xiàn)象。18. 從現(xiàn)有科學(xué)事實(shí)，怎樣正確理解在遺傳中細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的關(guān)系？ 參考答案：在生物的遺傳過程中，細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)共同控制生物性狀的表達(dá)，細(xì)胞核起到主 導(dǎo)作用， 控制生物體絕大部分性狀的表達(dá)， 但其表達(dá)過程必須通過細(xì)胞質(zhì)的協(xié)同作用； 細(xì)胞質(zhì)也控制著一部分性狀的表達(dá)，二者都