2018華中師范大學(xué)免費(fèi)師范生遺傳與進(jìn)化試題

1、“遺傳與進(jìn)化”專題1 .在AaBbCcX aabbcc測(cè)交后代中，得下列結(jié)果:AaBbCc 200AabbCc 20aaBbCc 20aabbcc 200AaBbcc 200Aabbcc 20aaBbcc 20aabbCc 200試確定這三個(gè)基因在染色體上的位置。2 .有三個(gè)通過(guò)不同途徑獲得的純種白花矮牽牛品種，將它們相互雜交，得到如下結(jié)果：雜交親本后代表型1品系1次系2全部白花2品系1次系3全部紅花3品系2次系3全部白花4F1紅花，系1?紅，3/4白5F1紅花，系21/8 紅，7/8 白6F1紅花，系3?紅，1/2白1）解釋上述結(jié)果，設(shè)定基因符號(hào)寫(xiě)出每一雜交及其結(jié)果的基因型。2）用雜交2中的

2、紅花F1與雜交3中的白花F1雜交，后代中紅花比例如何？3 .卷翅（Cy）是果蠅第2染色體上的一個(gè)顯性突變，CyCy雄性經(jīng)輻射誘變后與Cy Cy 雌性雜交。后代中CyCy 的雄性再與Cy Cy雌性果蠅單對(duì)雜交。其中一個(gè)雜交的后代統(tǒng)計(jì)如下：卷翅雄性146野生型雄性0卷翅雌性0野生型雌性163根據(jù)上述判斷最有可能發(fā)生了什么類型的染色體畸變？ 用染色體圖說(shuō)明。（注意：交換在雄性果蠅中是不發(fā)生的。）4 . 一男性工人在某核電站工作數(shù)年后有一白血病兒子，在該核電站工作另一男性工人有一侏儒女兒，兩人及妻子家庭各個(gè)成員均無(wú)任何遺 傳病史，兩人向法院起訴該核電站為其孩子的傷害負(fù)責(zé)，你作為法院聘請(qǐng)的遺傳學(xué)專家，對(duì)

3、此有何看法？（白血病X連鎖隱性遺傳，侏儒為常染色體顯性遺傳）答：核電站的輻射可以導(dǎo)致基因突變， 但白血病為X連鎖隱性遺傳，而第一 個(gè)男性工人的兒子的X染色體來(lái)自其母親，致病基因也來(lái)自于其母親，不可能來(lái) 自于第一個(gè)男性工人，因此第一個(gè)男性工人不能勝訴。第二個(gè)男性工人女兒的遺 傳病侏儒癥為常染色體顯性遺傳病，有可能是第二個(gè)男性工人的突變基因所導(dǎo)致 的，也可能是其母親的突變基因所導(dǎo)致的，因此第二個(gè)男性工人可能勝訴。5 .論述真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的基本范疇 （即多級(jí)調(diào)控）即有哪 些水平的調(diào)控。答：真核生物基因表達(dá)調(diào)控的種類根據(jù)其性質(zhì)可分為兩大類：一是瞬時(shí)調(diào)控或稱為可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對(duì)環(huán)境條件

4、變化所做出的反應(yīng)。瞬時(shí)調(diào)控 包括某種底物或激素水平的升降，及細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。 二是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細(xì)胞 生長(zhǎng)、分化、發(fā)育的全部進(jìn)程。根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可 分為：DNAK平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控、翻譯水平調(diào)控的調(diào)控。（1）在DNAK平上的基因表達(dá)調(diào)控包括：基因丟失、基因擴(kuò)增、基因重排、 DNA勺甲基化與基因調(diào)控、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控?；騺G失：在細(xì)胞分化過(guò)程中，可以通過(guò)丟失掉某些基因而去除這些基因 的活性。某些原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和甲殼類動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常 常丟失掉整條或部分的染

5、色體，只有將來(lái)分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留 著整套的染色體?；驍U(kuò)增：基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象。基因組拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這可能構(gòu)成了加速基因進(jìn)化、基 因組重組和最終物種形成的一種方式?；蛑嘏牛和ㄟ^(guò)基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因 的表達(dá)。DNA勺甲基化與基因調(diào)控A.DNA的甲基化：胞喀噬被甲基化修飾形成5-甲基胞喀呢（mC）,在真核生物 中，5-甲基胞喀呢主要出現(xiàn)在CpG序列、CpXpG CCA/TGG口 GATCKB.親本印記：在每個(gè)基因簇上都存在著特異的印記盒， 能順式調(diào)節(jié)印跡基因 的親本特異性表達(dá)，這些位點(diǎn)表現(xiàn)出親本

6、特異性的甲基化作用和去甲基化作用。C.DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理：DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNA勾象變化， 從而影響了蛋白質(zhì)與DNA勺相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)區(qū)DNA勺結(jié)合效率。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控DNA«基修飾變化：真核DNA勺有5%勺胞喀噬被甲基化，甲基化范圍與基因表達(dá) 程度呈反比。組蛋白變化：富含Lys組蛋白水平降低，H2A, H2B二聚體不穩(wěn)定性增加。組蛋 白修飾：高乙?；?，H3組蛋白筑基暴露。（2）真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控順式作用元件：指影響自身基因表達(dá)活性的非編碼 DNAJ列。例：?jiǎn)?dòng) 子、增強(qiáng)子、沉默子等.啟動(dòng)子：在DNA子中，RNAK合酶能夠識(shí)別

7、、結(jié)合并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄起始的序列。增強(qiáng)子：指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNAff列。沉默子：某些基因含有負(fù)性調(diào)節(jié)元件一一沉默子，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。反式作用因子（轉(zhuǎn)錄因子，transcription factor ）:能直接或間接地識(shí) 別或結(jié)合在各類順式作用元件上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì) ，也稱為轉(zhuǎn)錄因 子。反式作用因子識(shí)別/結(jié)合順式作用元件中的靶序啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子有兩個(gè)必需的結(jié)構(gòu)域：DNA吉合結(jié)構(gòu)域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域A.DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋：a螺旋由短肽鏈組成，肽鏈的氨基酸順序因不同的轉(zhuǎn)錄因 子而不同。其中一個(gè)a螺旋識(shí)別特異的順式作用元件上的 DN

8、AJ列，另一個(gè)a螺 旋則結(jié)合在DNAh,調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。鋅指結(jié)構(gòu)：鋅指的N-端部分形成B折疊結(jié)構(gòu)，C-端部分形成a螺旋結(jié)構(gòu)。 每個(gè)a螺旋有兩處識(shí)別特異的DNAff列；3個(gè)a螺旋結(jié)構(gòu)與一個(gè)DN做螺旋的深 溝結(jié)合，調(diào)控RNA勺轉(zhuǎn)錄。堿性-亮氨酸拉鏈：蛋白質(zhì)之間的相互作用是生命現(xiàn)象的普遍規(guī)律之一，在基因表達(dá)調(diào)控中同樣具有重要意義。亮氨酸拉鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)二聚體化 (蛋白質(zhì)相互 作用的一種方式)的一種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。某些癌基因(如c-jun , v-jun , c-fos , v-fos 等)表達(dá)產(chǎn)物通過(guò)亮氨酸拉鏈形成同源或異源二聚體，大大增加對(duì) DNA勺結(jié)合能 力，調(diào)控基因表達(dá)。B.轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域mRNA專錄激

9、活及其調(diào)節(jié)：RNAK合酶II在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成轉(zhuǎn)錄起 始復(fù)合物。(3)翻譯的調(diào)控5 ' UTRg構(gòu)與翻譯起始的調(diào)節(jié)5' UTR!常不到100nt,幾乎所有的真核生物和病毒 mRNA勺5'端都具有帽子 結(jié)構(gòu)，其作用是保護(hù)mRNAfe遭5'外切酶降解，為mRNA勺核輸出提供轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)， 提高翻譯模板的穩(wěn)定性和翻譯效率。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于通過(guò)滑動(dòng)搜索起始的轉(zhuǎn)錄過(guò) 程來(lái)說(shuō)，mRNAj翻譯活Tt依賴于5'端的帽子結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)磷酸化對(duì)翻譯效率的影響A.eIF-4F的磷酸化能提高翻譯速度B.eIF-2 a的磷酸化抑制翻譯起始3' UTRg構(gòu)與mRNA1定性調(diào)控A

10、.3 ' -UTR序列及結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)mRNA1定性和壽命B.多聚腺甘酸尾調(diào)節(jié)翻譯效率6 .什么是RNAi,引發(fā)RNAi的組分有哪些，各具有怎樣的功能？答：RNAi是指在進(jìn)化過(guò)程中高度保守的、由雙鏈RNAdouble-stranded RNA dsRNA誘發(fā)的、同源mRNA!效特異性降解的現(xiàn)象。(1)引發(fā)RNAi的主要組分及其功能：dsRNA(雙鏈RNA , dsRNA弓l發(fā)RNAi的最初原料。Dicer ,內(nèi)切核酸酶(一種具有RNasem樣活性的核酸酶)，能加工裂解 dsRNA成2125 nt (核甘酸)的由正義和反義序列組成的干擾性小dsRNA ,即 siRNA。siRNA, siRNA

11、 是一類特殊雙鏈 RNA(dsRNA)擾性小 RNA(siRNA) 是 RNA 干擾作用(RNAi)賴以分子，是干擾發(fā)生的重要中間效應(yīng)分子。 具有特征性結(jié)構(gòu)， 即siRNA的序列與所作用的靶 mRNAJ列具有同源性；siRNA兩條單鏈末端為 5'端磷酸和3'端羥基.止匕外，每條單鏈的3'端均有23個(gè)突出的非配對(duì)的 堿基。RISC, RISC是siRNA與特定的酶結(jié)合形成的 RNA誘導(dǎo)的沉,默復(fù)合物(由 siRNA中的反義鏈指導(dǎo)形成)o RISC復(fù)合物中含siRNA、核酸內(nèi)切酶、核酸外切 酶以及解旋酶等，其中的siRNA解鏈成為單鏈，由其中的反義鏈識(shí)別與其同源的 靶mRN

12、的與靶mRNA已對(duì)結(jié)合，在mRNA勺近中點(diǎn)位置將靶 mRNAU割，并由RISC 中的酶把靶mRNA!解，從而阻斷了 mRN展遞遺傳信息的功能。RdRpRNA依賴RNAiS合酶)，能以siRNA為一種特殊引物，以靶mRNA% 模板合成dsRNA，后者可被降解形成新的siRNA ;新生成的siRNA又可進(jìn)入上述 循環(huán)。這種過(guò)程稱為隨機(jī)降解性多聚酶鏈反應(yīng) (random degradative PCR新生 的dsRNA反復(fù)合成和降解，不斷產(chǎn)生新的siRNA，從而使靶mRNAf進(jìn)性減少，呈 現(xiàn)基因沉默現(xiàn)象。ATR最新的研究進(jìn)一步揭示,ATP在siRNA介導(dǎo)的RNAi中具有重要作用. 較長(zhǎng)dsRNA向s

13、iRNA的轉(zhuǎn)變要有 ATP參與。(2) siRNA 的定義：小干擾 RNA( Small interfering RNA； siRNA)有時(shí)稱為短干擾 RNA(short interfering RNA )或沉默 RNA(silencing RNA ),是一 個(gè)長(zhǎng)20到25個(gè)核甘酸的雙股 RNA在生物學(xué)上有許多不同的用途。目前已知 siRNA主要參與RNAf擾(RNAD現(xiàn)象，以帶有專一性的方式調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。 此外，也參與一些與RNAi相關(guān)的反應(yīng)途徑，例如抗病毒機(jī)制或是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的 改變。不過(guò)這些復(fù)雜機(jī)制的反應(yīng)途徑目前尚未明了。(3) miRNA的定義：MicroRNAs (miRNAs是在真

14、核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源 性的具有調(diào)控功能的非編碼 RNA其大小長(zhǎng)約2025個(gè)核甘酸。成熟的miRNAs是由較長(zhǎng)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過(guò)一系列核酸酶的剪切加工而產(chǎn)生的，隨后組裝進(jìn)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶mRNA并根據(jù)互補(bǔ)程度的不同指導(dǎo)沉默復(fù)合體降解靶 mRNAE者阻遏靶mRNA勺翻譯。最近的研究表miRNA 參與各種各樣的調(diào)節(jié)途徑，包括發(fā)育、病毒防御、造血過(guò)程、器官形成、細(xì)胞增 殖和凋亡、脂肪代謝等等。(4) siRNA在基礎(chǔ)生物學(xué)中的貢獻(xiàn)及其在應(yīng)用價(jià)值研究基因功能的新工具已有研究表明RNAi能夠在哺乳動(dòng)物中滅活或降低特異性基因的表達(dá)，制作 多種表型，而且抑制基因表達(dá)的時(shí)間可

15、以隨意控制在發(fā)育的任何階段，產(chǎn)生類似基因敲除的效應(yīng)。線蟲(chóng)和果蠅的全部基因組序列已測(cè)試完畢，發(fā)現(xiàn)大量未知功能 的新基因，RNAi將大大促進(jìn)對(duì)這些新基因功能的研究。與傳統(tǒng)的基因敲除技術(shù) 相比，這一技術(shù)具有投入少，周期短，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，近來(lái) RNAi成功用于構(gòu) 建轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的報(bào)道日益增多，標(biāo)志著 RNAi將成為研究基因功能不可或缺 的工具。研究信號(hào)傳導(dǎo)通路的新途徑聯(lián)合利用傳統(tǒng)的缺失突變技術(shù)和 RNAi技術(shù)可以很容易地確定復(fù)雜的信號(hào)傳 導(dǎo)途徑中不同基因的上下游關(guān)系，Clemensy等應(yīng)用RNAi研究了果蠅細(xì)胞系中胰 島素信息傳導(dǎo)途徑，取得了與已知胰島素信息傳導(dǎo)通路完全一致的結(jié)果，在此基 礎(chǔ)上分析

16、了 DSH3PX4f DAC叱問(wèn)的關(guān)系,證實(shí)了 DAC是位于DSH3PX1酸化的 上游激酶.RNAi技術(shù)較傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單、快速、重復(fù)性好，克服了轉(zhuǎn)染實(shí) 驗(yàn)中重組蛋白特異性聚集和轉(zhuǎn)染效率不高的缺點(diǎn)，因此認(rèn)為RNAi技術(shù)將可能成為研究細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的新途徑。開(kāi)展基因治療的新策略RNAi具有抵抗病毒入侵，抑制轉(zhuǎn)座子活動(dòng)，防止自私基因序列過(guò)量增殖等 作用，因此可以利用RNAi現(xiàn)象產(chǎn)生抗病毒的植物和動(dòng)物，并可利用不同病毒轉(zhuǎn) 錄序列中高度同源區(qū)段相應(yīng)的dsRNA氐抗多種病毒。(5) miRNA®基礎(chǔ)生物學(xué)中的貢獻(xiàn)及其在應(yīng)用價(jià)值目前只有一小部分 miRNAsft物學(xué)功能得到闡明。這些miRN

17、AsM節(jié)了細(xì)胞生 長(zhǎng)，組織分化，因而與生命過(guò)程中發(fā)育、疾病有關(guān)。通過(guò)對(duì)基因組上miRNA勺位點(diǎn)分析，顯示其在發(fā)育和疾病中起了非常重要的作用。 一系列的研究表明：miRNAs 在細(xì)胞生長(zhǎng)和凋亡，血細(xì)胞分化，同源異形盒基因調(diào)節(jié)，神經(jīng)元的極性，胰島素 分泌，大腦形態(tài)形成，心臟發(fā)生，胚胎后期發(fā)育等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。例如， miR-273和lys-6編碼的miRNA參與線蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程；miR-430參與 斑馬魚(yú)的大腦發(fā)育；miR-181控制哺乳動(dòng)物血細(xì)胞分化為 B細(xì)胞；miR-375調(diào)節(jié) 哺乳動(dòng)物胰島細(xì)胞發(fā)育和胰島素分泌；miR-143在脂肪細(xì)胞分化起作用；miR-196 參與了哺乳動(dòng)物四肢形

18、成，miR-1與心臟發(fā)育有關(guān)。另有研究人員發(fā)現(xiàn)許多神經(jīng) 系統(tǒng)的miRNAs在大腦皮層培養(yǎng)中受到時(shí)序調(diào)節(jié)，表明其可能控制著區(qū)域化的 mRNA羽譯。對(duì)于新的miRNAX因的分析，可能發(fā)現(xiàn)新的參與器官形成、胚胎發(fā) 育和生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)因子，促進(jìn)對(duì)癌癥等人類疾病發(fā)病機(jī)制的理解。7.請(qǐng)闡述泛素化-26S蛋白酶體蛋白降解途徑及其生物學(xué)意義？答：（1）泛素化-26S蛋白酶體途徑是目前已知的最重要的、有高度選擇性 的蛋白質(zhì)降解途徑。它通過(guò)調(diào)節(jié)功能蛋白質(zhì)的周轉(zhuǎn)或降解不正常蛋白，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種代謝過(guò)程的調(diào)節(jié)。泛素化-26S蛋白酶體途徑主要由泛素激活酶、泛素結(jié)合酶、 泛素蛋白連接酶和26蛋白酶體組成。在泛素-蛋白酶體途徑中，泛素（Ub）蛋白 是一個(gè)可重復(fù)利用的識(shí)別靶蛋白的信號(hào)。Ub聚合體通過(guò)3步（E1、E2、E3）酶接合級(jí)聯(lián)反應(yīng)與靶蛋自共價(jià)結(jié)合，導(dǎo)致靶蛋白被26S蛋白酶體降解，同時(shí)Ub被釋放出來(lái)。26蛋白酶體是一個(gè)多亞基復(fù)合體，負(fù)責(zé)聚泛素化蛋白質(zhì)的蛋白酶解。它由兩個(gè)亞復(fù)合體構(gòu)成，即：670kD的20S核心顆粒（CP）和900kD的19