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朱军《遗传学》(第3版)笔记和考研真题详解试读:
第一章 绪 言
1.1 复习笔记
一、遗传学研究的对象和任务
1.遗传学的定义
遗传学(genetics)是研究生物遗传和变异的科学。
2.遗传和变异(1)遗传的定义
遗传(heredity)是指亲代与子代相似的现象。(2)变异的定义
变异(variation)是指亲子之间以及子代个体之间性状表现存在差异的现象。(3)遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。
3.遗传学研究的任务
①阐明生物遗传和变异的现象及其表现的规律。
②深入探索遗传和变异的原因及其物质基础,揭露其内在的规律。
③指导动物、植物和微生物的育种实践,提高医学水平,为人民谋福利。
二、遗传学的发展
1.古代遗传学知识的累积
人类在长期的农业生产和饲养家畜过程中,早已认识到遗传和变异现象,并且通过选择,育成大量的优良品种。
2.近代遗传学的发展
①18世纪下半叶,拉马克提出器官的用进废退和获得性状遗传等学说。
②1859年,达尔文发表《物种起源》,提出自然选择和人工选择的进化学说,后又提出泛生假说。
③魏斯曼是新达尔文主义的首创者,提出种质连续论。
④1856至1864年,孟德尔从事豌豆杂交试验,提出分离和独立分配两个遗传基本规律。
⑤1906,贝特生(Bateson,W.)提出遗传学作为一个学科的名称。
⑥1901至1903年,狄弗里斯发表了“突变学说”。
⑦1906年,贝特生等在香豌豆杂交试验中发现性状连锁现象。
⑧1909年,约翰生发表了“纯系学说”。
⑨1903年,萨顿提出染色体在减数分裂期间的行为。
⑩1910年以后,摩尔根等用果蝇发现连锁遗传规律。
⑪1913年,斯特蒂文特绘制出第一张遗传连锁图。
⑫20世纪30年代,布莱克斯里等提出了杂种优势的遗传假说。
⑬1930至1932年,费希尔、赖特和霍尔丹等人应用数理统计方法分析性状的遗传变异,推断遗传群体的各项遗传参数,奠定了数量遗传学和群体遗传学的数学分析基础。
⑭1941年,比德尔等人提出“一个基因一个酶”的假说。
⑮1944年,阿委瑞用试验方法直接证明DNA是转化肺炎球菌的遗传物质。
3.现代遗传学的发展
①1953年,瓦特森和克里克提出DNA分子结构模式理论。
②20世纪70年代初,分子遗传学成功地进行人工分离基因和人工合成基因,开始建立了遗传工程这一个新的研究领域。
③20世纪90年代初美国率先实施的“人类基因组计划”。
④在21世纪,遗传学的发展将进入“后基因组时代”。
三、遗传学在科学和生产发展中的作用
①在理论上对于探索生命的本质和生物的进化,对于推动整个生物科学和有关科学的发展都有着巨大的作用。
②在生产实践上,遗传学对于农业科学起着直接的指导作用。如品种选育和良种繁育工作。
③遗传学在医学中起着重要的指导作用。如疾病的诊断和预防。
1.2 名校考研真题详解
一、选择题
经典遗传学与现代遗传学对基因这一遗传单位的认识有不同之处,也有相同之处,其中下面在( )点是两者相同的。[沈阳农业大学2012研]
A.突变单位
B.交换单位
C.功能单位
D.修复单位【答案】C
二、名词解释题
variation[华中农业大学2015研]
答:variation的中文名称是变异,是指亲子之间以及子代个体之间性状表现存在差异的现象。变异可分为可遗传的变异与不可遗传的变异。可遗传的变异包括基因重组﹑基因突变与染色体变异。
三、问答题
1.遗传学的发展与模式生物的应用分不开,试举一种模式生物。说明它在推动遗传性发展中的作用,论述遗传学创新与试验材料创新的关系。[电子科技大学2011研]
答:常用的模式生物包括豌豆、玉米、果蝇、拟南芥等。拟南芥(Arabidopsis)是一种十字花科植物,广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究,已成为一种典型的模式植物。(1)拟南芥在推动遗传性发展中的作用主要基于该植物具有以下特点:
①植株形态个体小,高度只有30cm左右,1个茶杯可种植5~6棵。
②生长周期快,每代时间短,从播种到收获种子一般只需6周左右。
③种子多,每株每代可产生数千粒种。
④形态特征简单,生命力强,用普通培养基就可作人工培养。
⑤基因组小,只有5对染色体,基因组简单可用于各种与染色体相关的研究。
⑥全部基因组测序已经完成,为人类基因组测序计划打下基础。(2)以拟南芥来论述遗传学创新与试验材料创新的关系
遗传学创新与试验材料创新密不可分。
①拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。克隆它的有关基因相对说来比较容易。
②拟南芥是自花受粉植物,基因高度纯合,用理化因素处理突变率很高,容易获得各种代谢功能的缺陷型。
③拟南芥具有丰富的生态型材料和近缘物种,为开展功能基因组学提供了方便。
因此拟南芥是进行遗传学研究的好材料,被科学家誉为“植物中的果蝇”,使遗传学创新与试验材料创新密切关联。
2.小鼠(Mus musculus)作为重要模式生物,它有哪些其他遗传学材料难以取代的特点,简述它对遗传学研究的贡献。[电子科技大学2010研]
答:(1)小鼠(Mus musculus)作为重要模式生物,具有的其他遗传学材料难以取代的特点包括:
①小鼠是哺乳动物,与人的亲缘关系比较近,这是小鼠作为医学研究模式生物的首要优势。
②小鼠在交配时形成阴栓,易判断交配时间,对研究中判断发育时间十分重要。
③在技术上,长期的实验研究,培养了大批的实验人员,建立了广泛地实验体系,如基因陷阱、化学诱变、基因定向突变等。(2)小鼠对遗传学研究的贡献
小鼠作为哺乳动物中的唯一模式生物,在人的生理病理研究中担负着重要角色。根据经典遗传学,现在正在建立100多种的重组近交系,通过对这些近交系与亲本近交系在生理生化表形以及基因型的连锁比较,有可能对一些复杂性状的调控做深入的遗传分析从而发现复杂疾病的发病机制,同时通过开展大规模的基因删除研究,建立删除基因小鼠品系,分析基因的功能,也是现在小鼠研究的热点。
第二章 遗传的细胞学基础
2.1 复习笔记
一、细胞的结构和功能
1.原核细胞(1)原核细胞的特点(与真核生物相比)
①原核细胞外面是由蛋白聚糖(原核生物所特有的化学物质)构成,起保护作用的细胞壁。
②原核细胞的细胞质内不存在线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等有膜的细胞器,仅有核糖体。
③细胞质内没有分隔,是个有机的整体;无任何内部支持结构,主要靠其坚韧的外壁来维持其形状。
④其DNA存在的区域称为拟核(nucleoid),外面并无外膜包裹。(2)原核细胞的结构(图2-1)图2-1 原核细胞的结构
2.真核细胞(1)真核细胞的特点(与原核生物相比)
①真核细胞一般较大,其结构和功能也复杂得多。
②真核细胞不仅含有核物质,而且有核结构,即核物质被核膜包被在细胞核里。
③真核生物含有线粒体、叶绿体、内质网等各种由膜包被的细胞器。
④尽管真核细胞形态和功能各不相同,但有一些特点是所有真核细胞所共有。如所有的真核细胞都由细胞膜与外界隔离,细胞内有起支持作用的细胞骨架,以及各种细胞器等。(2)真核细胞的结构
①细胞膜
细胞膜是一切生活细胞不可缺少的表面结构,是包被细胞内原生质(protoplasm)的一层薄膜,简称质膜。
a.作用
第一,主动而有选择地通透某些物质,既能阻止细胞内许多有机物质的渗出,同时又能调节细胞外一些营养物质的渗入。
第二,使细胞成为具有一定形态结构的单位,借以调节和维持细胞内微小环境的相对稳定性。
第三,在信息传递、能量转换、代谢调控、细胞识别和癌变等方面都具有重要的作用。
b.组成
主要由蛋白质和磷脂组成,还含有少量的糖类物质、固醇类物质及核酸等。
c.结构特性
细胞膜具有一定的流动性。
d.功能特性
细胞膜具有选择透过性。
②细胞质
细胞质是在质膜内环绕着细胞核外围的原生质胶体溶液,内含许多蛋白质分子、脂肪、溶解在内的氨基酸分子和电解质。
a.功能
细胞质是生命活动进行的场所。
b.组成
细胞质包括基质、细胞器和内含物。
③细胞器
细胞器是指细胞质内除了核以外的一些具有一定形态、结构和功能的物体。
a.线粒体
第一,线粒体是动植物细胞质中普遍存在的细胞器。
第二,线粒体含有多种氧化酶,能进行氧化磷酸化,可传递和贮存所产生的能量。
第三,线粒体含有DNA,有自己的遗传体系。
第四,线粒体是由内外两层膜组成,外膜光滑,内膜向内回旋折叠,形成许多横隔。
b.叶绿体
第一,叶绿体是绿色植物细胞中所特有的一种细胞器。
第二,叶绿体具有双层膜结构,内含叶绿素的基粒是由内膜的折叠所包被。
第三,叶绿体的主要功能是光合作用,利用光能和CO合成碳水2化合物。
第四,叶绿体具有特定的遗传功能,是遗传物质的载体之一。
c.核糖体
第一,核糖体是动植物细胞共有的细胞器。
第二,核糖体是合成蛋白质的主要场所。
第三,外面没有膜包被,在细胞质中数量很多。
d.内质网
第一,内质网是在真核细胞质中广泛分布的膜相结构。
第二,内质网是蛋白质合成的主要场所,并通过内质网将合成的蛋白质运送到细胞的其他部位。
第三,内质网外面附有核糖体的,称为粗糙内质网或颗粒内质网,它是蛋白质合成的主要场所。
第四,内质网外面不附着核糖体的,称为平滑内质网,它可能与某些激素合成有关。
e.中心体
第一,中心体是动物和某些蕨类及裸子植物细胞特有的细胞器。
第二,中心体与细胞纤毛和鞭毛的形成有关。
④细胞核
a.作用
细胞核,简称核,是遗传物质集聚的主要场所,对控制细胞发育和性状遗传都起主导作用。
b.组成
核是由核膜、核液、核仁和染色质4部分组成。
c.染色体与染色质
第一,染色质(chromatin)是指在细胞尚未进行分裂的核中,染色较深、纤细的网状物。
第二,染色体(chromosome)是指细胞分裂时,核内的染色质卷缩而形成的物质。
第三,染色质和染色体实际上是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。
3.细菌、动物与植物细胞的比较(表2-1)表2-1 细菌、动物与植物细胞的比较 细菌动物植物有(蛋白有(纤维素、果胶质细胞壁无聚糖)等)外部细胞膜有有有结构除少数物种配子外,鞭毛有的有有的有一般无内质网无一般有一般有内部结构微丝无有有中心体无有一般无高尔基体无有有细胞核无有有线粒体无有有叶绿体无无有多个DNA一般单个与蛋白质多个DNA与蛋白质结染色体环状分子结合的染合的染色体色体核糖体有有有溶酶体无一般有类似的结构称圆球体过氧化物无一般有有酶体成熟细胞一般有中央液泡无无或小大液泡
二、染色体的形态和数目
1.染色体的形态特征(1)基本概念
①着丝粒(centromere)是指真核细胞在进行减数分裂和有丝分裂时,染色体分离的一种“装置”。
②主缢痕(primary constriction)是指着丝点所在的区域,染色体的缢缩部分。
③次缢痕(secondary constriction)是指某些染色体的一个或两个臂上除主缢痕外的缢缩部位,染色较淡。
④随体(satellite)是指染色体次缢痕的末端所具有的圆形或略呈长形的突出体。
⑤染色体组型分析(genome analysis),又称核型分析(analysis of karyotype),是指对生物细胞核内全部染色体的形态特征所进行的分析。
⑥同源染色体(homologous chromosome)是指形态和结构相同的一对染色体。
⑦非同源染色体(non-homologous chromosome)是指形态结构不同的各对染色体之间的互称。(2)染色体的形态(图2-2)
①一般以有丝分裂中期的染色体进行染色体形态的认识和研究。
②主缢痕、次缢痕、随体这些形态特征是识别某一特定染色体的重要标志。图2-2 中期染色体形态的示意图1.长臂;2.主缢痕;3.着丝点;4.短臂;5.次缢痕;6.随体(3)染色体的分类(图2-3)
①中间着丝点染色体
着丝点位于染色体的中间,两臂大致等长,在细胞分裂后期表现为V形。
②近中着丝点染色体
着丝点较近于染色体的一端,两臂长短不一,形成为一个长臂和一个短臂,表现为L形。
③近端着丝点染色体
着丝点靠近染色体末端,有一个长臂和一个极短的臂,近似于棒状。
④端着丝点染色体
着丝点在染色体末端,只有一个臂,呈棒状。
⑤此外,某些染色体的两臂都极其粗短,则呈颗粒状。图2-3 后期染色体的形态1.V形染色体;2.L形染色体;3.棒状染色体;4.粒状染色体
2.染色体的数目
①各种生物的染色体数目都是恒定的,而且在体细胞中是成对的。生物的体细胞的染色体数目是其性细胞的两倍,通常分别以2n和n表示。
②各物种的染色体数目往往差异很大。
③有些生物的细胞中除了具有正常恒定数目的染色体以外,常出现额外的染色体。
④原核生物虽然没有一定结构的细胞核,但具有染色体。其染色体通常为DNA分子或RNA分子,不与组蛋白结合。
3.研究染色体数目和形态特征的意义
染色体的数目和形态特征对于鉴定系统发育过程中物种间的亲缘关系,特别是对植物近缘类型的分类,具有重要的意义。
三、细胞的有丝分裂
1.细胞周期(1)细胞分裂方式的分类
①无丝分裂
a.无丝分裂又称直接分裂,主要是细胞核拉长,缢裂成两部分,接着细胞质也分裂,从而成为两个细胞。
b.无丝分裂是低等生物如细菌等的主要分裂方式,在高等动物中较为少见。
②有丝分裂
高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式进行的。(2)细胞周期
①定义
细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。主要包括细胞有丝分裂过程及其两次分裂之间的间期(interphase)。
②间期
a.间期是为下一次有丝分裂做物质和能量准备的时期。
b.根据间期DNA合成的时期,间期又可分为3个时期:
第一,DNA合成前期G:又称G期,细胞体积增长,并为DNA10合成作准备。不分裂细胞则停留在G期。1
第二,DNA合成期S:DNA合成时期,染色体数目在此期加倍。
第三,DNA合成后期G:为细胞分裂作准备。2
c.间期特点
第一,这三个时期的长短因物种、细胞种类和生理状态的不同而不同。
第二,一般S的时间较长,且较稳定;G和G的时间较短,变化12也较大。图2-4 细胞有丝分裂周期(3)基因调控细胞周期
①基因通过控制细胞周期过程中所需的关键蛋白质或者酶的合成来调控细胞周期。
②直接控制细胞进入细胞周期各个时期的基因。
a.在细胞周期中,G、S、G、M等各个时期之间都存在着控12制点。
b.控制点决定细胞是否进入该时期。由细胞周期蛋白(cyclicprotein)及依赖于周期蛋白的激酶(CDK)共同调控。
c.细胞周期中一个最重要的控制点即决定细胞是否进行入S期的控制点。
2.有丝分裂过程(1)有丝分裂包含两个紧密相连的过程:
①细胞核先分裂,即核分裂为两个。
②细胞质再分裂,即细胞分裂为二,各含有一个核。(2)核分裂的过程(图2-5)
①前期
a.细胞核内出现染色体,缩短变粗。
b.核仁和核膜逐渐模糊不明显。
c.动物细胞中心体分裂为二,并向两极分开;每个中心体周围出现星射线,在前期最后阶段将逐渐形成丝状的纺锤丝。
d.高等植物细胞没有中心体,只从两极出现纺锤丝。
②中期
a.核仁和核膜均消失,核与细胞质已无可见的界限。
b.细胞清晰可见由来自两极的纺锤丝所构成的纺锤体。
c.各个染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的赤道面上,而其两臂则自由地分散在赤道面的两侧。
d.中期是采用适当的制片技术进行染色体鉴别和染色体计数的极好时期。
③后期
a.每个染色体的着丝点分裂为二,各条染色单体已各成为一个染色体。
b.受纺锤丝的牵引,每个染色体分别向两极移动。
④末期
a.在两极围绕着染色体出现新的核膜。
b.染色体又变得松散细长,核仁重新出现。
c.一个母细胞内形成两个子核。(3)细胞质分裂
核分裂后细胞质分裂,纺锤体的赤道板区域形成细胞板,分裂为两个细胞,又恢复为分裂前的间期状态。图2-5 植物体细胞有丝分裂的模式图
1.极早前期;2.早前期;3.中前期;4.晚前期;5.中期;6.后期;7.早末期;8.中末期;9.晚末期(4)有丝分裂的一些特殊情况
①多核细胞
细胞核进行多次重复的分裂,而细胞质却不分裂,因而形成具有很多游离核的细胞。
②核内有丝分裂
核内染色体分裂,即染色体中的染色线连续复制,但其细胞核本身不分裂,结果加倍了的这些染色体都留在一个核里,称为核内有丝分裂。
③多线染色体
染色体中的染色线连续复制后,其染色体并不分裂,仍紧密聚集在一起,形成多线染色体。
3.有丝分裂的遗传学意义
①核内每个染色体准确地复制分裂为二,为形成两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样提供了基础。
②复制的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞中去,从而使两个细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。
③有丝分裂既维持了个体的正常生长和发育,也保证了物种的连续性和稳定性。
四、细胞的减数分裂
1.减数分裂的相关概念(1)减数分裂(meiosis)
减数分裂又称成熟分裂(maturation division),是在性母细胞成熟时,配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。(2)联会(synapsis)
联会是指在减数第一次分裂前期,同源染色体在纵的方向上两两配对的现象。(3)二价体(bivalent)
二价体是指联会的一对同源染色体。(4)四联体(tetrad)
四联体是指含有四条染色单体的二价体。(5)姊妹染色单体
姊妹染色单体是指在二价体中一个染色体的两条染色单体之间的互称。(6)非姊妹染色单体
非姊妹染色单体是指不同染色体的染色单体。
2.减数分裂的主要特点
①各对同源染色体在细胞分裂的前期配对(联会)。
②细胞在分裂过程中包括两次分裂:第一次是减数的,第二次是等数的。
3.减数分裂的过程(图2-6)(1)第一次分裂
①前期Ⅰ:
a.细线期:核内出现细长如线的染色体,每个染色体都是由共同的一个着丝点联系的两条染色单体所组成。
b.偶线期:各同源染色体分别配对,出现联会现象,出现二价体。
c.粗线期:二价体逐渐缩短加粗形成四联体。此时非姊妹染色单体间出现交换,将造成遗传物质的重组。
d.双线期:四联体继续缩短变粗,各个联会了的二价体因非姊妹染色体相互排斥而松懈,但仍被一二个至几个交叉联结在一起。
e.终变期:染色体变得更为浓缩和粗短,交叉逐渐接近于末端,是鉴定染色体数目的极好时期之一。
②中期Ⅰ
a.核仁和核膜消失,细胞质里出现纺锤体。
b.是鉴定染色体数目的极好时期之一。
③后期Ⅰ
a.各个二价体受到纺锤丝牵拉分开,实现2n数目的减半(n)。
b.这时每个染色体还是包含两条染色单体,因为它们的着丝点并没有分裂。
④末期Ⅰ
a.染色体移到两极后,松散变细,逐渐形成两个子核。
b.细胞质分为两部分,形成两个子细胞,即二分体。(2)第二次分裂
①前期Ⅱ
每个染色体有两条染色单体,着丝点仍连接在一起,但染色单体彼此散得很开。
②中期Ⅱ
每个染色体的着丝点整齐地排列在各个分裂细胞的赤道板上,着丝点开始分裂。
③后期Ⅱ
着丝点分裂为二,各个染色单体由纺锤丝分别拉向两极。
④末期Ⅱ
a.拉到两级的染色体形成新的子核,细胞质又分为两部分。
b.经过两次分裂,形成四个子细胞(四分体,四分孢子),各细胞的核里只有最初细胞的半数染色体,即从2n减数为n。图2-6 减数分裂的模式图
1.细线期;2.偶线期;3.粗线期;4.双线期;5.终变期;6.中期Ⅰ;7.后期Ⅰ;8.末期Ⅰ;9.前期Ⅱ;10.中期Ⅱ;11.后期Ⅱ;12.末期Ⅱ
4.减数分裂的遗传学意义
①减数分裂是配子形成过程中的必要阶段。
②在减数分裂中,遗传物质只复制一次,连续分裂两次,这种特殊的分裂方式:
a.保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性,为后代的正常发育和性状遗传提供了物质基础。
b.保证了物种相对的稳定性。
③非同源染色体分离时的随机组合和同源染色体的非姊妹染色单体之间交换:
a.为生物的变异提供了重要的物质基础。
b.有利于生物的适应及进化。
c.为人工选择提供了丰富的材料。
五、配子的形成和受精
1.雌雄配子的形成(1)生物的生殖方式
①无性生殖(asexual reproduction)
无性生殖,又称营养体生殖,是指通过亲本营养体的分割而产生许多后代个体的方式。
②有性生殖(sexual reproduction)
有性生殖是指通过亲本的雌配子和雄配子受精而形成合子,随后进一步分裂、分化和发育而产生后代的方式,是最普遍而重要的生殖方式。(2)高等动物雌雄配子形成的过程(图2-7)图2-7 高等动物雌雄配子形成的过程(3)高等植物雌雄配子形成的过程(图2-8)
①高等植物不存在早期便分化了的生殖细胞,而是到个体发育成熟时,才从体细胞中分化形成。
②高等植物有性生殖的全部过程都是在花器里进行的。图2-8 高等植物雌雄配子形成的过程
2.受精(1)受精的定义
受精(fertilization)是指雄配子(精子)与雌配子(卵细胞)融合为1个合子的过程。(2)授粉
①定义
授粉(pollination)是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上。
②分类
a.自花授粉(Self-pollination):同一朵花内或同株上花朵间的授粉。
b.异花授粉(cross pollination):不同株的花朵间授粉。(3)双受精
双受精是指被子植物的雄配子体形成的两个精子,一个与卵融合形成二倍体的合子,另一个与中央细胞的极核(通常两个)融合形成初生胚乳核的现象。
3.直感现象(1)胚乳直感
胚乳直感,又称花粉直感,是指3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状的现象。(2)果实直感
果实直感是指种皮或果皮组织在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些性状的现象。
4.无融合生殖(1)定义
无融合生殖(apomixis)是指雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式。(2)分类
①营养的无融合生殖
②无融合结子
a.孤雌生殖(female parthenogenesis)
孤雌生殖是指由卵细胞未经受精而发育成有机体的生殖方式。
b.孤雄生殖(male parthenogenesis)
孤雄生殖是指精子入卵后尚未与卵核融合而发育成有机体的生殖方式。
③单性结实
六、生活周期
1.生活周期
生活周期是指从合子到个体成熟和死亡所经历的一系列发育阶段。
2.世代交替
世代交替是指在生物的生活史中,产生孢子的孢子体世代(无性世代)与产生配子的配子体世代(有性世代)有规律地交替出现的现象。
3.高等动物和植物在生活周期上的差异
①动物通常是从二倍体的性原细胞经过减数分裂即直接形成为精子和卵细胞,其单倍体的配子时间很短。
②植物从二倍体的性原细胞经过减数分裂后先产生为单倍体的雄配子体和雌配子体,再进行一系列的有丝分裂,然后才形成为精子和卵细胞。
2.2 名校考研真题详解
一、选择题
1.真核生物染色体组装的结构层次(从低级到高级)是( )。[电子科技大学2015研]
A.染色质纤维→核小体→组蛋白八聚体→染色体环
B.核小体→组蛋白八聚体→染色体环→染色质纤维
C.组蛋白八聚体→核小体→染色质纤维→染色体环
D.核小体→组蛋白八聚体→染色质纤维→染色体环【答案】C
2.关于细胞有丝分裂的正确说法是( )。[沈阳农业大学2011、2012研]
A.染色体复制一次细胞分裂两次
B.染色体复制两次细胞分裂一次
C.染色体复制一次细胞分裂一次
D.染色体复制两次细胞分裂两次【答案】C
3.水稻花粉母细胞(2n=24)减数分裂的中期Ⅰ,排列在赤道板上的为( )。[沈阳农业大学2012研]
A.24个单价体
B.24个二价体
C.12个单价体
D.12个二价体【答案】D
二、填空题
1.水稻的一个胚囊母细胞有______条染色体;减数分裂形成的成熟胚囊有8个核,其中两个极核各有_____条染色体;卵细胞包含_____条染色体;受精后形成的胚乳细胞的染色体数为_____。[沈阳农业大学2007研]【答案】24;12;12;16
2.真核生物的染色体主要是由_____、_____和_____组成的。[南京农业大学2006研]【答案】组蛋白;DNA;非组蛋白
3.许多生物染色体的次缢痕部位一般具有组成_____的功能,因而称为_____。[南京农业大学2006研]【答案】核仁;核仁组织者
4.孢子体不育是指_____控制的雄性不育类型,其花粉的育性表现为_____。而配子体不育是指_____控制的雄性不育类型,其花粉的育性表现为_____。这2种不育类型均属于_____雄性不育。[南京农业大学2006研]【答案】孢子体基因型;株间分离;配子体基因型;株内粒间;质核互作
三、判断题
黑麦花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ排列在赤道板处的是14个单价体。( )[沈阳农业大学2007研]【答案】错
四、名词解释题
1.胚乳直感[浙江农林大学2012研]
答:胚乳直感又称花粉直感,是指植物在双受精后,来自极核的染色体(2n)和来自精核的染色体(n)组成胚乳细胞的染色体(3n),3n胚乳的性状由于精核的影响而直接表现出父本的某些性状的现象。其原因是参与受精的花粉中带有控制胚乳性状的显性基因,如以玉米黄粒的植株花粉给白粒的植株授粉,当代所结子粒即表现父本的黄粒性状。
2.着丝粒与端粒[电子科技大学2010研]
答:(1)着丝粒
着丝粒又称着丝点,是指细胞分裂时,染色体上纺锤丝附着的区域。着丝粒位于染色体中部的异染色质区内,此处富集了卫星DNA,即短的DNA串联重复序列。着丝粒也不会被染料染色,所以在光学显微镜下表现为染色体上一缢缩部位(无色间隔点)。此外,在缢痕区内有一个直径或长度为400nm左右的很致密的颗粒状结构,称为动粒,此结构直接与牵动染色体向两极移动的纤丝蛋白相连结。(2)端粒
端粒是指位于染色体的端部,对染色体DNA分子末端起封闭、保护作用的结构。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成,端粒酶可用于给端粒DNA加尾,DNA分子每次分裂复制,端粒就缩短一点(如冈崎片段),一旦端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。所以端粒的长度反映细胞复制史及复制潜能,被称为细胞寿命的“有丝分裂钟”。
3.双受精[沈阳农业大学2007研]
答:双受精是指被子植物的雄配子体形成的两个精子,一个与卵融合形成二倍体的合子,另一个与中央细胞的极核(通常两个)融合形成初生胚乳核的现象。双受精后由合子发育成胚,中央细胞发育成胚乳。
4.姐妹染色单体[南京农业大学2006研]
答:姐妹染色单体是指染色体在细胞有丝分裂(包括减数分裂)的间期进行自我复制,形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。每条姐妹染色单体含1个DNA分子。
五、简答题
1.简述减数分裂的主要特点及其遗传学意义。[湖南农业大学2015研]
答:(1)减数分裂的主要特点
染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果子细胞中的染色体数目比原来减少一半。(2)减数分裂的遗传学意义
对于有性生殖的生物而言,减数分裂对于维持每种生物前后代体细胞中染色体的恒定性,对于生物的遗传性和变异性,都有很重要的意义。
2.为什么三倍体西瓜是高度不育的?[湖南农业大学2015研]
答:三倍体西瓜是高度不育的原因是三倍体西瓜染色体联会发生紊乱,不能形成正常的配子。
三倍体西瓜的每一种同源染色体都有三条,联会时三条同时配对,然后这个“三联体”移向赤道板,在后期分开时的情况是:有可能二条移向一极,而另一条移向另一极,则有一条移向某一极的几率是1/2,另一三联体的一条染色体也移向这一极的几率是1/2。同理,所有的一条染色体都移向一极的几率是1/2,如果西瓜有33条染色体,那么能得到正常配子的几率是1/2的11次方。因此说三倍体西瓜高度不育。
3.简述有丝分裂和减数分裂的异同。[中国科学院大学2013研]
答:(1)有丝分裂和减数分裂的相同点
①染色体复制次数均为一次;
②在分裂过程中均有纺锤丝的出现。(2)有丝分裂和减数分裂的不同点(表2-2)表2-2 有丝分裂和减数分裂的比较表不同点有丝分减数分裂裂形成细胞类型体细胞生殖细胞细胞分裂次数一次两次染色体复制时期间期减数分裂第一次分裂间期联会四分体阶段无有同源染色体分离无有分裂前后染色体数目不变减半变化分裂后子细胞名称和体细胞精子四个或卵细胞一个(极体数目二个三个)
4.简述精子发生和卵子发生的差异。[武汉大学2010研]
答:尽管在精子、卵子发生过程的减数分裂中染色体的行为基本相同,如出现同源染色体的联会和分离;非同源染色体的自由组合;非姊妹染色单体之间的交换等。但精子的发生和卵子的发生过程也有一些差异:(1)1个初级精母细胞经过减数分裂后,最终可形成4个精子;而1个初级卵母细胞经过减数分裂,最终形成1个卵子和3个极体。(2)精子的生成有变形期。(3)时间上的差异。
男性:胎儿时期的细精管内,精原细胞已经存在,但直到青春期才进入精子发生期。
女性:胎儿卵巢里卵原已分化成初级卵母细胞,约在第4个半月到第5个半月期间,胎儿卵巢里的卵原细胞和初级卵母细胞增殖到最大限度,约有700万个,以后逐渐退化,出生时只剩下200万个,其中约400多个在生育年龄里排出。
初级卵母细胞在胎儿时期已进入第一次减数分裂,在双线期末,染色体重新解旋,变成松散的核网状态,称为核网期。此时初级卵母细胞终止分裂。从青春期起,在排卵之前,完成第一次减数分裂,形成次级卵母细胞和1个较小的第一极体。排出卵巢的次级卵母细胞,在输卵管内进行第二次分裂,到中期停止,此时如果受精,即可完成第二次减数分裂,形成1个成熟的卵子,排出第二极体;如未受精,次级卵母细胞就不能完成第二次减数分裂而退化、死亡。
第三章 遗传物质的分子基础
3.1 复习笔记
一、DNA作为主要遗传物质的证据
1.DNA作为主要遗传物质的间接证据
①每个物种不同组织的细胞的DNA含量是恒定的,而精子或卵子中的DNA含量是体细胞的一半;但细胞内的RNA和蛋白质的量在不同细胞间变化很大。
②多倍体细胞中DNA的含量随染色体倍数的增加呈现倍数性递增。
③DNA在代谢上比较稳定。
④紫外线诱发各种生物突变最有效的波长均为260nm,与DNA所吸收的紫外线光谱相同。
2.DNA作为主要遗传物质的直接证据(1)肺炎双球菌的转化试验(图3-1)
①细菌的类型
a.光滑型(S型):有荚膜,有毒性,在培养基上形成光滑的菌落。
b.粗糙型(R型):没有荚膜和毒性,在培养基上形成粗糙的菌落。
c.在R型和S型内按血清免疫反应不同,分成ⅠR、ⅡR和ⅠS、ⅡS、ⅢS等。
②格里菲思的试验
a.转化的概念
转化(transformation)是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA,而使它的基因型和表现型发生相应变化的现象。
b.实验过程
第一,将少量无毒的ⅡR型肺炎双球菌注入家鼠体内。
第二,将大量有毒但已加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌注入。
c.实验结果
家鼠发病死亡,从死鼠体内分离出的肺炎双球菌全部是ⅢS型。
d.实验结果分析
被加热杀死的ⅢS型肺炎双球菌必然含有某种活性物质能使R型细菌转化成S型细菌。图3-1 肺炎双球菌转化实验
③阿委瑞的实验
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,成功地使少数ⅡR型细菌定向转化为ⅢS型细菌。证明了这种活性物质是DNA。(2)噬菌体侵染实验(图3-2)
①T噬菌体的特点2
a.T噬菌体在大肠杆菌体内,能利用大肠杆菌合成DNA和蛋白2质,形成完整的新生个体。
b.P是T噬菌体DNA的组分,但不见于蛋白质;而S是其蛋白质2的组分,但不见于DNA。
②实验过程32352
a.用同位素P和S分别标记T噬菌体的DNA与蛋白质。3235
b.用标记的T噬菌体(P或S)分别感染大肠杆菌。2
c.10min后,用搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。
d.测放射性物质活性的分布。
③实验结果32
a.P标记时,放射性物质基本位于细菌内,可传递给子代。35
b.S标记时,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。
④实验结果分析
DNA是具有连续性的遗传物质。图3-2 赫尔歇等证明DNA是T噬菌体的遗传物质2(3)烟草花叶病毒的感染和繁殖
①烟草花叶病毒(TMV)的组成
烟草花叶病毒是由RNA中心与蛋白质外壳组成的管状微粒。
②分离感染实验
a.实验过程与结果
第一,将TMV的RNA与蛋白质分开。
第二,把提纯的RNA接种到烟叶上,烟草发病。
第三,单纯利用蛋白质接种到烟叶上,烟草不发病。
第四,事先用RNA酶处理提纯的RNA,再接种到烟草上,烟草不发病。
b.实验结果分析
在不含DNA的TMV中,RNA就是遗传物质。
③重组实验(图3-3)
a.实验过程及结果
第一,把TMV的RNA与另一个病毒品系HR的蛋白质,重新合成混合的烟草花叶病毒。
第二,用重组病毒感染烟草叶片时,所产生的新病毒颗粒与提供RNA的品系完全一样。
b.实验结果分析
亲本的RNA决定了后代的病毒类型,RNA是遗传物质。图3-3 病毒重组实验证明RNA是TMV的遗传物质
二、核酸的化学结构
1.两种核酸及其分布(1)核酸的组成
核酸的构成单元是核苷酸。每个核苷酸包括五碳糖、磷酸和环状的含氮碱基。碱基包括嘌呤和嘧啶。两个核苷酸之间由3'和5'位的磷酸二酯键相连。(2)核酸的分类
核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(3)DNA和RNA的区别
①DNA含的糖分子是脱氧核糖,RNA含的是核糖。
②DNA含有的碱基是腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T),RNA含有的碱基为A、C、G、尿嘧啶(U)。
③DNA通常是双链,RNA主要为单链。
④DNA的分子链一般较长,而RNA分子链较短。(4)DNA和RNA的分布
①真核生物绝大部分DNA存在于细胞核内的染色体上,还有少量的DNA存在于细胞质中的叶绿体、线粒体等细胞器内。
②RNA在细胞核和细胞质中都有,核内更多地集中在核仁上,少量在染色体上。
2.DNA的分子结构(1)DNA的双螺旋结构
①由瓦特森(Watson,J.D.)和克里克(Crick,F.)于1953年提出。
②结构要点:
a.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。
b.两条多核苷酸链走向反向平行。即一条链为5'-3'方向,而另一条为3'-5'方向。
c.磷酸和核糖位于螺旋的外侧,构成双螺旋的骨架,碱基位于螺旋的内侧。
d.碱基一方面与脱氧核糖相联系,另一方面通过氢键与它互补的碱基相联系,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0.34nm。
e.每个螺旋为3.4nm长,刚好含有10个碱基对,直径约为2nm。
f.在双螺旋分子的表面大沟和小沟交替出现。图3-4 DNA分子的双螺旋结构模型(2)DNA的构型
①B-DNA:Watson和Crick提出的,极大多数DNA的构型。
②A-DNA:右手螺旋,DNA的脱水构型,每螺圈含有11个核苷酸对。
③Z-DNA:左手螺旋,其每个螺圈含有12个碱基对。
④超螺旋及负超螺旋形式。
3.RNA的分子结构
绝大部分RNA以单链形式存在,但可以折叠起来形成若干双链区域。
三、染色体的分子结构
1.原核生物染色体
①原核生物的染色体比较简单通常只有一个核酸分子(DNA或RNA),遗传信息的含量较少。
②病毒染色体只含一个DNA或者RNA分子,可以是单链也可以是双链;大多呈环状,少数呈线性分子。
③细菌染色体均为环状双链DNA分子。
2.真核生物染色体(1)染色质的基本结构
染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形态,呈纤细的丝状结构,故又称染色质线,是DNA和蛋白质及少量RNA组成的复合物。
①蛋白质
a.组蛋白
组蛋白是与DNA结合的碱性蛋白,有H、HA、HB、H和H五12234种。
b.非组蛋白
非组蛋白在不同细胞间变化很大,可能与基因调控有关。
②核小体
a.核小体是染色质的基本组成单位。
b.每个核小体的核心是由HA、HB、H和H4四种组蛋白各两223个分子组成的八聚体,其形状近似于扁球状。
③染色质的组装
a.连接丝把两个核小体串联起来,它是两个核小体之间的DNA双链。
b.组蛋白H结合于连接丝与核小体的接合部位。1
④常染色质与异染色质
a.异染色质(heterochromatin)是异染色质是染色质线中染色很深的区段,又可分为组成型异染色质和兼性异染色质。
b.常染色质(euchromatin)是染色质线中染色很浅的区段。
c.异染色质和常染色质在化学性质上无差别,只是核酸的紧缩程度及含量上的不同。(2)染色体的结构模型
染色体的结构是由两条染色单体组成的。每条染色单体包括一条染色线,以及位于线上的许多染色很深的颗粒状染色粒。图3-5 染色体结构模型(3)着丝粒和端体
①着丝粒
着丝粒是染色体的缩缢部位,是细胞分裂过程中纺锤丝(spindie fiber)结合的区域。
②端体
a.定义
端体(telomere)是指染色体的末端存在着的特殊结构。
b.功能
第一,防止染色体末端被DNA酶酶切。
第二,防止染色体末端与其他DNA分子的结合。
第三,使染色体末端在DNA复制过程中保持完整。
四、DNA的复制
1.DNA复制的一般特点(1)半保留复制
①定义
半保留复制(semiconservative replication)是指亲代双链分离后,每条单链均作为新链合成的模板合成子代链的复制方式。
②意义
半保留复制对保持生物遗传的稳定性具有非常重要的作用。
③其他两种复制方法:全保留复制和散布式复制(2)复制起点和复制方向
①复制子
复制子是指在同一个复制起点控制下合成的一段DNA序列。
②复制方向
大多数DNA复制是双向的,少量生物的DNA的复制是单向的。
2.原核生物DNA合成(1)有关DNA合成的酶
①DNA聚合酶
a.三种DNA聚合酶的比较(表3-1)表3-1 三种大肠杆菌DNA聚合酶特性之比较聚合聚合聚合特性酶Ⅰ酶Ⅱ酶Ⅲ- + - + - + - + 起始新链合成 5'-3'核酸聚合酶 3'- + - + + -5'核酸聚合酶 3'-5'核酸外切酶 5- - 1030'-3'核酸外切酶 分子量 每个细胞分9000167500 子数0 ?00 15400
b.三种DNA聚合酶的共性
第一,三种酶都只有5'-3'聚合酶的功能,而没有3'-5'聚合酶功能,说明DNA链的延伸只能从5'向3'端进行。
第二,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。
第三,三种酶都有核酸外切酶的功能,可对合成过程中发生的错误进行校正,保证DNA复制的高度准确性。
②DNA解旋酶
由ATP提供能量,催化DNA双链的解旋。
③DNA连接酶
将小分子DNA片段连接成完整的DNA链。
④DNA拓扑异构酶
消除DNA解旋时产生的张力,避免超螺旋的产生。(2)DNA复制的过程
①DNA双螺旋的解链
a.DNA解旋酶催化DNA的解旋,由ATP提供解旋所需的能量。
b.单链DNA结合蛋白(SSB)结合在分开的单链上,从而保持其伸展状态。
c.DNA拓扑异构酶消除DNA解旋产生的张力。
②DNA合成的开始
以RNA为引物,四种核苷酸为原料,在DNA聚合酶Ⅲ的作用下进行DNA的合成。
③一条DNA链连续合成,一条链不连续
a.前导链
前导链(leading strand)是指DNA合成中一直从5'向3'方向延伸,连续合成的链。
b.后随链
后随链(lagging strand)是指DNA合成中沿5'向3'方向不连续合成的链。
c.冈崎片段
冈崎片段(Okazaki fragment)是指后随链上合成的DNA不连续单链小片段。图3-6 DNA合成模型(3)RNA病毒中RNA的自我复制
①大多数RNA病毒是单链的。
②以自身为模板合成一条互补的单链。
③新合成的链从模板链释放出来,也以自己为模板复制出一条与自己互补的链。
3.真核生物DNA合成的特点
①真核生物DNA的复制基本上与原核生物相同,但比原核生物更为复杂。
②DNA合成只是发生在细胞周期的某个时期。
③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。
④真核生物DNA合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核生物要短。
⑤有两种不同的DNA聚合酶分别控制前导链和后随链的合成。
⑥染色体端体的复制:在DNA的末端存在特殊的结构,并在含有RNA的端体酶的催化下完成末端的合成。
五、RNA的转录及加工
1.三种RNA分子(1)信使RNA(mRNA)
①功能
mRNA的功能是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成基因表达过程中的遗传信息传递过程。
②不均一核RNA(hnRNA)
未经加工的前体mRNA在分子大小上差别很大,称为不均一核RNA。(2)转移RNA(tRNA)
①功能
把氨基酸搬运到核糖体上。
②结构特点
a.5'端末具有G(大部分)或C结构。
b.3'端末都以ACC的顺序终结。
c.具有一个富有鸟嘌呤的环。
d.具有一个反密码子环,称为反密码子(anticodon)。
e.具有一个胸腺嘧啶环。(3)核糖体RNA(rRNA)
①rRNA与蛋白质组成核糖体,而核糖体是蛋白质合成的中心。
②原核生物的核糖体所含的rRNA有5S、16S及23S三种,真核生物的核糖体所含rRNA为5S、5.8S、18S和28S四种(S为沉降系数)。(4)小核RNA(snRNA)
小核RNA是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。
2.RNA合成的一般特点(1)RNA合成和DNA合成的区别
①RNA合成所用的原料为核苷三磷酸,DNA为脱氧核苷三磷酸。
②RNA合成只有一条链被用作模板,而DNA合成时两条链分别用作模板。
③RNA链的合成不需要引物,可以直接起始合成,而DNA合成一定要引物的引导。(2)模板链与非模板链
①模板链
模板链(template strand)是指RNA转录时作为模板的那条DNA链。
②非模板链
非模板链(nontemplate strand)是指RNA转录时与模板链互补的那条DNA链。(3)RNA的合成特点
①RNA链的合成是从5'向3'端进行的,此过程由RNA聚合酶催化。
②在原核生物中只有一种RNA聚合酶完成所有RNA的转录;而在真核生物中,有3种不同的RNA聚合酶控制不同类型RNA的合成。
③RNA的合成也同样遵循碱基配对的规则,只是U代替了T。
3.原核生物RNA的合成(1)转录单位的定义
转录单位(transcript unit)是指转录后形成一个RNA分子的一段DNA序列。(2)RNA的转录
①RNA链的起始。
a.RNA聚合酶
RNA聚合酶是一种由多个蛋白亚基组成的复合酶,含有α、β、β'和δ等4种不同的多肽。
b.起始过程
第一,RNA聚合酶结合在启动子上,聚合酶作用下DNA双链解开,形成转录泡,按照碱基配对的原则结合核苷酸。
第二,在核苷酸之间形成磷酸二脂键,使其相连,形成RNA新链。
②RNA链的延长。
在RNA聚合酶的催化下,RNA链不断延伸,合成新的RNA链。
③RNA链的终止及新链的释放。
当RNA链延伸遇到终止信号时,RNA转录复合体就发生解体,而使新合成的RNA链释放出来。现在发现在大肠杆菌中有两类终止信号:
a.只有在存在蛋白质ρ的情况下,转录才会终止,称为依赖于ρ的终止。
b.使转录终止不需要ρ的参与,称为不依赖于ρ的终止。
4.真核生物RNA的转录及加工(1)真核生物RNA转录的特点
①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。
②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。
③真核生物mRNA分子一般只编码一个基因。
④真核生物RNA聚合酶较多。
⑤真核生物RNA聚合酶不能独立转录RNA。(2)mRNA的加工
①在mRNA前体的5'端加上7-甲基鸟嘌呤核苷的帽子。
②在mRNA前体的3'端加上聚腺苷酸(poly(A))的尾巴。
③如果基因中存在不编码的内含子序列,要进行剪接,将其切除。图3-7 原核生物和真核生物mRNA合成过程的比较
六、遗传密码与蛋白质的翻译
1.遗传密码(1)遗传密码的定义
遗传密码(genetic code)是指mRNA中对应于氨基酸的核苷酸序列,由3个连续的核苷酸组成的密码子所构成。(2)遗传密码的特性
①遗传密码为三联体,即三个碱基决定一个氨基酸。
②遗传密码间不能重复利用,一个mRNA上每个碱基只属于一个密码子。
③连续性:在翻译过程中遗传密码间无逗号。
④简并现象:同一种氨基酸具有两个或更多个密码子。
⑤有序性:决定同一个氨基酸或性质相近的不同氨基酸的多个密码子,往往只是最后一个碱基发生变化。
⑥AUG为甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子,UAA、UAG、UGA为终止密码子,不编码任何氨基酸。
⑦通用性:除线粒体等极少数情况外,遗传密码从病毒到人类是通用的。
2.蛋白质的合成(1)核糖体
①作用
核糖体是合成蛋白质的中心。
②核糖体的结构
a.原核生物核糖体
b.高等生物核糖体(2)在核糖体上合成蛋白质
①链的起始
组装合成70S核糖体。
②链的延伸
tRNA携带氨基酸不断进入核糖体,延伸肽链。
③链的终止
当多肽链的延伸遇到UAA、UAG和UGA等终止密码子时,多肽链的延伸终止。
3.中心法则及其发展(图3-8)(1)中心法则的概念
中心法则(central dogma)是指遗传信息从DNA传递给mRNA,再从mRNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程,以及从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。(2)中心法则的发展
①RNA的反转录
RNA的反转录是指以RNA为模板,合成DNA的过程。
②RNA的自我复制
RNA的自我复制是指某些RNA病毒可以进行自我复制的现象。
③DNA指导的蛋白质合成图3-8 中心法则及其发展实线表示中心法则的信息流向,虚线表示新的发展
3.2 名校考研真题详解
一、选择题
1.人类基因组的30亿碱基中有大约( )属于基因和基因相关序列。[沈阳农业大学2012研]
A.<10%
B.20%~30%
C.40%~50%
D.60%~70%【答案】A
2.有关滚环复制模式,指出正确的描述( )。[中国科学院大学2006研]-
A.Hfr菌中的F因子经滚环复制转化F菌时,经菌毛转到受体菌的是新老链互补的双链DNA
B.复制是半保留复制
C.滚环复制形成θ(theta)型结构
D.滚环复制是双向的(bidirectional)【答案】B
二、填空题
1.人类的染色体共有 对,其中 对为常染色体,另外 对为 染色体。[沈阳农业大学2012研]【答案】23;22;1;性
2.除了少数RNA病毒外,DNA几乎是所有生物遗传信息的携带者。DNA分子携带着两类不同的遗传信息,一类是 ,另一类是 。DNA分子的一级结构指 ,一级结构的重要意义不仅在于它蕴藏了遗传信息,而且还决定了DNA的二级结构和空间结构。DNA的二级结构指两条反向排列的DNA分子通过 原则形成的 。DNA的二级结构具有构象上的多态性(polymorphism),主要可以分为 和 。[中国科学院水生生物研究所2010研]
答案:负责蛋白质氨基酸组成的信息;关于基因选择性表达的信息;DNA分子中核苷酸的排列顺序;碱基互补配对;双螺旋结构;右手双螺旋;左手双螺旋
3.染色质是指真核生物细胞核分裂期间能被 染料着色的物质,是由 、 、 和少量 所组成的复合物,是细胞分裂间期 物质的存在形式。[中国科学院水生生物研究所2008研]【答案】碱性;DNA;组蛋白;非组蛋白;RNA;遗传
4.在E.Coli中,冈崎片段(Okazaki fragment)上引物RNA水解后留下的缺口是由 补齐的。[中国科学院大学2006研]【答案】DNA聚合酶Ⅰ【解析】冈崎片段中,DNA聚合酶Ⅰ负责切除RNA引物并在该位置重新合成DNA。
5.所有真核生物RNA聚合酶起始转录都需要 因子与TAFs。[中国科学院大学2006研]【答案】TBP(TATA binding proteins)【解析】TBP(TATA binding proteins)是真核细胞3种RNA聚合酶都需要的普遍转录因子,负责识别和结合核心启动子序列。
三、名词解释
1.常染色质和异染色质[电子科技大学2007研]
答:(1)常染色质
常染色质是指间期细胞核内聚缩程度低,处于伸展状态,利用碱性染料染色时颜色浅的染色质。常染色质是构成染色体DNA的主体,构成常染色质的DNA主要是单一序列DNA和中度重复序列DNA,常染色质并非所有基因都具有转录活性,处于常染色质状态只是基因转录的必要条件,而不是充分条件。(2)异染色质
试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]