遗传学第三版答案 第5章 遗传的分子基础
遗传的分子基础
1个环约 含100kb
染色质高级结构
looped domain structure
30 nm 纤丝
300 nm
Nuclear matrix (核基质), 蛋白质复合体
Steps from DNA to chromosome
四、RNA的分子结构
tRNA结构
四、RNA的分子结构
三种RNA 分子
信使RNA (mRNA) 转移RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA)
转录单位的结构
Structure of a transcription unit
DNA
+1
promoter
Transcribed region terminator
ATACG
TATGC
Antisense strand
染色质结构
• 组蛋白H1：大小为 23 kDa 1. 位于核小体核心外侧, 与DNA连接松散， 2. 其序列保守性较低
3. 组蛋白H1的作用: 在DNA出入核小体核心颗粒处对
DNA起稳定作用。
核小体组成 (Steps to make a Nucleosome )
DNA + Histone octamer (组蛋白 八聚体) → Nucleosome core (核小体核心 146bp) + H1→> Chromatosome (染色小体 166bp) + linker DNA→ Nucleosome (核小体) (~200 bp)
2. DNA合成的开始 合成DNA片段之前，
先由RNA聚合酶合成一小 段RNA引物(约有20个碱基 对) ，DNA聚合酶才开始 起作用合成DNA片段。
复制叉的结构
普通遗传学第五章遗传的分子基础
RNA的种类及其功能
种类 信使RNA（mRNA） 转运RNA（tRNA） 核糖体RNA（rRNA）
小核RNA（snRNA）
功能 将DNA的信息转录为蛋白质的合成指令。 将氨基酸运送到核糖体，参与蛋白质合成。 构成核糖体的主要组成部分，参与蛋白质的合 成。 参与剪接和调控基因表达。
DNA与蛋白质的相互作用及意义
染色体负责遗传信息的传递和细胞的 分裂。
酶及其在遗传中的作用
1 酶的作用
酶是生物体内的催化剂，参与调控DNA复制、转录和翻译等关键过程。
2 遗传作用
酶的活性和特异性决定了基因的表达和遗传信息的传递。
1 相互作用
2 意义
DNA与蛋白质通过电荷、氢键和疏水作用 等相互作用力相结合，形成染色质结构。
这种相互作用决定了基因的表达和调， 对生物体的发育和功能起着重要的影响。
基因的定义和结构
定义
基因是指控制遗传性状的一段DNA序列。
结构
基因由外显子和内含子组成，外显子编码蛋白 质，内含子在转录过程中被剪接掉。
基因调控的方式及其意义
调控方式
基因调控通过转录因子、共激活子等分子的相互 作用来控制基因的表达。
意义
基因调控决定了细胞的特化和功能，对个体发育 和适应环境起着重要作用。
染色体的结构和组成
1
组成
2
染色体由螺旋状的DNA分子和组蛋白
等蛋白质组成。
3
结构
染色体是由DNA和蛋白质组成的细长 线状结构。
功能
普通遗传学第五章遗传的 分子基础
本章介绍了普通遗传学的分子基础，包括DNA的化学结构与性质，DNA复制 的过程与重要性，以及RNA的种类与功能。
DNA复制的过程和重要性
遗传学第三版课后答案
第一章绪论本章习题1.解释下列名词：遗传学、遗传、变异。
答：遗传学：是研究生物遗传和变异的科学，是生物学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
遗传：是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株：一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。
2.简述遗传学研究的对象和研究的任务。
答：遗传学研究的对象主要是微生物、植物、动物和人类等，是研究它们的遗传和变异。
遗传学研究的任务是阐明生物遗传变异的现象及表现的规律；深入探索遗传和变异的原因及物质基础，揭示其内在规律；从而进一步指导动物、植物和微生物的育种实践，提高医学水平，保障人民身体健康。
3.为什么说遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素？答：生物的遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的。
没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异就不会产生新的性状，也不可能有物种的进化和新品种的选育。
遗传和变异这对矛盾不断地运动，经过自然选择，才形成形形色色的物种。
同时经过人工选择，才育成适合人类需要的不同品种。
因此，遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。
4. 为什么研究生物的遗传和变异必须联系环境？答：因为任何生物都必须从环境中摄取营养，通过新陈代谢进行生长、发育和繁殖，从而表现出性状的遗传和变异。
生物与环境的统一，是生物科学中公认的基本原则。
所以，研究生物的遗传和变异，必须密切联系其所处的环境。
5.遗传学建立和开始发展始于哪一年，是如何建立？答：孟德尔在前人植物杂交试验的基础上，于1856~1864年从事豌豆杂交试验，通过细致的后代记载和统计分析，在1866年发表了"植物杂交试验"论文。
高三生物遗传的分子基础试题答案及解析
高三生物遗传的分子基础试题答案及解析1.小麦生命活动中具有下列图示的碱基配对行为，则下列说法中不正确的是（）A．表示DNA遗传信息的传递过程B．该过程在细胞核内完成C．若X链中的碱基改变，则密码子一定改变D．若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变【答案】D【解析】分析题图，该图为转录过程，表示遗传信息从DNA流向RNA，故A正确；转录的场所主要在细胞核中，故B正确；图中X链为DNA模板链，Y链为RNA链，DNA模板链中的碱基改变，一定会造成mRNA的改变，即密码子一定改变，故C正确；由于密码子的简并性，mRNA中碱基改变，对应的氨基酸不一定改变，故D错误。
【考点】本题考查转录的有关知识，意在考查考生识图能力和能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。
2.mRNA上的起始密码子是AUG或GUC,对应的氨基酸是甲硫氨酸或缬氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸或缬氨醴，产生此结果的原因是A．甲硫氨酸和缬氨酸可能对应多种密码子B．甲硫氪酸和缬氮酸分别对应一种密码子C．翻译生成的多肽链可能进行加工修饰D．转录生成的mRNA可能进行剪切和拼接【答案】C【解析】甲硫氪酸和缬氮酸分别对应一种密码子，A错。
蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸或缬氨醴，可能是翻译生成的多肽链可能进行加工修饰，甲硫氨酸和缬氨酸去掉，C正确，B 错。
转录生成的mRNA可能进行剪切和拼接，但不能将起始密码子剪切，否则不能转录，D错。
【考点】本题考查基因表达相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。
3.近年来，在疫苗家族中增加了第三代疫苗——DNA疫苗，它们是由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成的，这段基因编码的产物仅仅引起机体的免疫反应。
以下关于DNA疫苗的叙述正确的是（）A．DNA疫苗引起免疫反应前必须经过转录和翻译的过程B．DNA疫苗导入人体后浆细胞分化为记忆细胞C．能引起特异性免疫反应是因为DNA疫苗具有抗原决定簇D．接种后若感染此病原微生物，则体内记忆细胞会迅速产生大量抗体【答案】A【解析】试题分析:由题干信息可知，这段DNA是表达抗原的基因，那么这个基因表达出来的就是抗原，由于此段抗原并不具备一定的致病性，但他依然会引起人体的免疫系统对他的免疫，这样就可以达到疫苗的作用了。
高三生物遗传的分子基础试题答案及解析
高三生物遗传的分子基础试题答案及解析1.下列有关DNA分子表述正确的是A．脱氧核苷酸分子中储存着遗传信息B．不同生物的DNA分子中脱氧核苷酸的种类无特异性C．转录时DNA的两条链都可作为模板链D．DNA分子中A与T碱基对含量越高，其结构越稳定【答案】B【解析】DNA中脱氧核苷酸分子的排列顺序储存着大量的遗传信息，A错误；不同生物的DNA 分子中脱氧核苷酸的种类无特异性，均为A、T、G、C构成的4种脱氧核苷酸，B正确；转录时只能以DNA的一条链作为模板链，C错误；DNA分子中A与T之间形成的氢键数有2个，而G 与C之间形成的氢键数有3个，故DNA分子中G与C碱基对含量越高，其结构就越稳定，D错误。
【考点】本题考查DNA的分子结构与特点。
2.蜂毒素是由工蜂毒腺分泌的由26个氨基酸缩合而成的一条多肽。
下列有关蜂毒素的叙述，不正确的是A．蜂毒素至少含有一个氨基和一个羧基B．蜂毒素的合成过程中要失去水分子C．蜂毒素合成的直接模板是mRNAD．蜂毒素水解后最多得到26种氨基酸【答案】D【解析】每条多肽链都至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基，A正确；氨基酸通过脱水缩合反应形成多肽，B正确；翻译过程的直接模板是mRNA，C正确；组成生物体蛋白质的氨基酸大约有20种，D错误。
【考点】蛋白质及其合成3.下列关于遗传学的物质基础的叙述，正确的是A．同一生物个体的不同细胞中核DNA数均相同B．具有A个碱基对、m个腺嘌呤的DNA分子片段，完成n次复制需要（2n-1）（A/2-m）个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA单链上相邻碱基以氢键相连D．含两对同源染色体的精原细胞（DNA均被15N标记），在供给14N的环境中进行一次减数分裂，产生的4个精子中含14N的精子所占的比例为100%【答案】D【解析】同一生物个体的不同细胞中核DNA数不一定相同，如体细胞的DNA分子数是2N，生殖细胞是N，A项错误；根据题意可知，每个DNA分子片段的胞嘧啶脱氧核苷酸数是（A－m）个，完成n次复制共需胞嘧啶脱氧核苷酸数是（2n－1）·（A－m）个，B项错误；DNA单链上相邻碱基通过-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-相连接，C项错误；DNA分子的复制方式是半保留复制，因此减数分裂形成的精子都含14N，D项正确。
遗传学：第五章 遗传的分子基础(2010修改)
Watson、Crick的DNA双螺旋结构
DNA的结构
基因的功能与基因概念的发展
• 20世纪初，英国医生A. Garrod提出了 基因与酶之间的关系，认为基因是通 过控制酶和其他蛋白质合成来控制细 胞代谢。
• 1941年，G. Beadle和E. Tatum提出： 一个基因，一个酶
• 顺反位置效应（cis-trans position effect)：
• wa+/ +w两个突变分别在两条染色体上，称 为反式（trans)， wa w /++两个突变同时排 在一条染色体上，而另一条染色体上两个 位点均正常，称为顺式（cis)。反式表现为 突变型，顺式排列为野生型，这种由于排 列方式不同而表型不同的现象成为顺反位 置效应。
无组织特异性
DNA双螺旋的发现
• 1938年，W.T.Astbury和Bell用X衍射研究DNA （Hammorsten、Caspersson提供）1947年第一张 DNA衍射照片。
• 1950年Chargaff的当量规律。 • 1951年Pauling和Corey连载7篇 螺旋结构文章。 • 1952年R. Franklin和Wilkins
HR(Holmes Rib Grass Strain) M(Masked Strain) TMV
DNA结构的确定
1869年 Miescher测定淋巴细胞中蛋白，发现和定名 Nuclein 核素。
1875年提出核素的实验式。
Altman建立了制备不含蛋白的核素的方法，并定名为 Nucleic acid
B株 计数
r+ry、rxr+ r+r+、rxry 四种基因型
普通遗传学第五章遗传的分子基础课件
生物多样性
不同物种间基因突变的积累和 遗传变异，形成了生物多样性。
遗传性疾病
突变可以导致遗传性疾病的发 生，如囊性纤维化、镰状细胞 贫血等。
进化与适应性
自然选择下，突变的有益变异 可被固定并传递给后代，促进 物种的进化与适应性。
生物进化
种群中基因突变的积累和自然 选择作用，推动生物种群的进 化与适应环境变化的能力。
DNA复制的过程
DNA复制过程中，DNA 聚合酶以起始点为起点， 沿着DNA链的5'到3'方向 合成新的DNA链，同时需 要引物、脱氧核糖核苷酸 等基本原料。
DNA复制的调控
DNA复制受到多种因素的 调控，包括细胞周期、环 境因素等，以确保DNA复 制的准确性和完整性。
基因表达与调控
基因表达的概念
02 基因突变与DNA修复
基因突变的类型和机制
点突变
DNA分子中一个或几个碱基对的替换、缺失 或插入，导致基因结构的改变。
染色体变异
染色体数量或结构的改变，包括染色体易位、 倒位、重复和缺失。
基因扩增
特定基因在染色体上的重复复制，可能导致基因 表达的增加。
转座子插入
DNA片段在基因组中的移动插入，可引起基因表达 的改变或基因结构的破坏。
基因重组
DNA分子的断裂和重新连接，导致基因顺序的改 变。
基因突变机制
DNA复制过程中的错误、化学物质或辐射诱导的损伤、 碱基类似物的掺入等。
DNA损伤修复
直接修复
直接修复DNA碱基 上的损伤，如嘧啶二 聚体的切除修复。
切除修复
识别并切除DNA损 伤部位，然后由 DNA聚合酶填补空 隙，最后由DNA连 接酶封闭缺口。
03 基因重组与转座
戴灼华主编遗传学三、四、五章答案
第2章习题参考答案1．特点原核细胞真核细胞大小一般很小（1－10um）一般较大（10－100um）细胞核无核膜和核仁，没有形成核结构有核膜和核仁，形成了核结构遗传信息量少，DNA很少或不与蛋白质结合量多，DNA与蛋白质结合，形成染色质或染色体DNA序列很少或没有重复序列有重复序列遗传信息表达转录和翻译可耦联核内转录，细胞质内翻译细胞器无有线粒体、叶绿体、内质网等内膜系统无独立的内膜系统有，较复杂细胞骨架无有性系统基因由供体向受体单向转移通过两性配子进行核融合细胞增殖无丝分裂有丝分裂为主2．略3．①20 ②20 ③30 ④10 ⑤104．①46 ②0 ③23 ④23 ⑤235．①2个，14条②4个，7条6．①G1,S,G2,M ②G1,S,G2 ③G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝集。
S 期：DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。
S期DNA合成不同步。
G2期：DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。
7．减数分裂更有意义。
首先，减数分裂时核内染色体严格的规律分到四个子细胞，这四个细胞发育为雄性细胞（花粉），或1个发育为雌性细胞（胚囊），它们各自具有半数的染色体。
以雌雄配子受精结合为合子，又恢复为全数的染色体（2n）。
从而保证了亲代与子代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；同时保证了物种相对的稳定性。
其次，在减数分裂第1次分裂中，非同源染色体之间可以自由组合分配到子细胞中。
n对染色体，就可能有2n种自由组合方式。
这说明各个子细胞之间在染色体组成上将可能出现多种多样的组合。
不仅如此，同源染色体的非姐妹染色体之间的片段还可能出现各种方式的交换，这就更增加了差异？复杂性。
因而为生物的变异提供了重要的物质基础，有利于生物的适应及进化，并为人工选择提供了丰富的材料。
8．9．精原细胞二倍体 2 卵原细胞二倍体 2 初级精母细胞二倍体 2 初级卵母细胞二倍体 2次级精母细胞单倍体 1 次级卵母细胞单倍体 1精细胞单倍体 1 卵单倍体 110．细胞分裂间期，DNA复制，因此每一条染色体由两条染色单体构成，进入有丝分裂前期和中期时，每一个细胞的染色体数为2n，而DNA含量为2C。
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第五章遗传的分子基础
1、解释下列名词
半保留复制：DNA复制过程中，双链DNA分子的两条链彼此分离，作为模板分别合成互补链，最终形成两条新链。
顺反子：通过互补测验（顺反实验）所确定的遗传功能单位。
突变子：一个顺反子内部改变后可以产生突变型表型的最小单位。
重组子：一个顺反子内部不能由重组分开的基本单位。
2、哪些实验证明DNA是双螺旋结构？这种结构在遗传学上有什么意义？
答：
证明DNA是双螺旋结构的实验有（1）DNA晶体X射线衍射分析（2）Chargaff 研究DNA化学组分得出的Chargaff实验法则：T+C量（嘧啶核苷酸总数）总是等于A+G（嘌呤核苷酸总数）；A量总等于T量，C量总等于G量。
DNA双螺旋结构的提出，开启了分子遗传学时代，也便开启了分子生物学时代，使生命科学研究进入一个新的阶段，遗传学研究深入到分子水平。
这个结构模型的生物学意义的在于：反向平行的DNA双链解释了遗传学的基本问题——遗传物质究竟是怎样进行精确自我复制的，即遗传复制中样板的分子基础。
3、从经典遗传学到分子遗传学，基因的概念有什么发展？
答：
经典遗传学的基因概念是：基因是一个功能单位，基因是一个重组单位，基因是一个突变单位，基因直线排列在染色体上,即“三位一体”概念。
生化和微生物学研究首先提出“一个基因一个酶”假说，后随着蛋白质多聚体的研究，发展为一个基因决定一条多肽链。
分子遗传学提出了折叠基因、断裂基因和移动基因（转座子）的概念。
特别是1955年Benzer根据T4噬菌体rⅡ突变体的互补试验和重组试验结果，提出基因是一个作用单位——顺反子，基因不再是最小的重组单位，最小的重组单位是重组子，基因不再是最小的突变单位，最小的突变单位是突变子，即顺反子内可以分成很多的突变子和重组子；分子遗传学已阐明最小的重组单位和最小的突变
单位是碱基对。
从经典遗传学到分子遗传学基因概念的一个重要发展是：在经典遗传学中，只要突变能带来表型效应的遗传功能单位就被认定为基因，不管该遗传功能单位是否编码（转录）遗传信息，而分子遗传学基因的概念是只有编码（转录）信息的遗传功能单位才称其为基因。
4、有一简单的４核苷酸链，碱基顺序是A－T－C－G
a、你能识别这条短链吗？是DNA还是RNA？
b、如以这条短链为模板，形成一条互补的DNA链，它的碱基顺序怎样？
c、如以这条短链为模板，形成一条互补的RNA炼，它的碱基顺序怎样？答：
a、这是一条DNA链，因为T是DNA中特有的碱基。
b、形成一条互补的DNA链的碱基顺序是3，－T－A－G－C－5，
c、形成一条互补的RNA链的碱基顺序是3，－U－A－G－C－5，
５、DNA双链的两条互补链带有相同的遗传信息吗？请说明。
答：DNA双链的两条互补链所携带遗传信息不同，因为DNA双链是两条反向平行互补链，遗传信息的阅读是有方向性的，如RNA转录是有方向性的（与DNA 模版链反向互补，RNA链从5，末端向3，末端延伸），以RNA为模板指导多肽（蛋白质）合成时也是有方向性的（从ORF的5，端向3，端阅读）。
传递和表达
６、在双链的DNA分子中A+T／G+C是否与A+C／G+T的比例相同？请解释答：因为在双链的DNA分子中，两条单链是反向平行互补，A量总等于T量，C量总等于G量，所以A+C／G+T的比例相同，但是A+T／G+C的比例不一定相同。
7、E.coli的染色体含有长度约为1100微米的ＤＮＡ，问这条染色体有多少核苷
酸对？
提示：DNA双链的每对碱基间的距离是0.34毫微米
答：1100×103/0.34=3.235×106个碱基对
8、链孢霉的许多不同的营养突变型能在添加精氨酸的基本培养基上生长，其中
一些也能在添加其他物质的基本培养基上生长（+），如下表表示
你认为精氨酸的代谢途径是怎样的？
答：前体物质→谷氨半醛→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
9、如果黑尿病人的食物中含有大量的苯丙酮酸，他们尿中尿黑酸的排泄量会增
加吗？如果含有大量的对羟基苯丙酮酸，他们尿中尿黑酸的排泄量会增加吗？
答：苯丙氨酸在人体内的代谢途径有两条：一条是氧化脱氨形成形成苯丙酮酸，苯丙酮酸直接从小便排除；一条是苯丙氨酸在苯丙氨酸羟化酶的作用下转变为酪氨酸，酪氨酸可以转变为对羟基苯丙酮酸，对羟基苯丙酮酸再转变为尿黑酸。
因此，食入的苯丙酮酸可以经小便排除，黑尿病人他们尿中尿黑酸的排泄量不会增加，但对羟基苯丙酮酸会形成尿黑酸，所以黑尿病人尿中尿黑酸的排泄量会增加。
10、有时由于基因突变，发生代谢障碍，有化学物质积累，这个事实对于我们
说明单个基因突变的多效现象有否启发呢？
答：确实有启发。
苯酮尿症患者由于苯丙氨酸羟化酶基因突变，不能把苯丙氨酸转化为酪氨酸，只能通过苯丙氨酸转氨酶的作用，转变为苯丙酮酸，由小便排除，所以称为苯酮尿症。
此外，由于血液中苯丙氨酸积累，进而引发（1）损害中枢神经系统，影响智力发育；（2）血液中苯丙氨酸积累太多，抑制酪氨酸，影响黑色素的形成，所以患者的肤色和发色很浅。
11、什么叫DNA重链（H），轻链（L）？
答：Meselson和Stahl将细菌在15N中经过多代培养后，转移到14N中培养一代，从这些细胞中抽提DNA，通过热变性使DNA双链分开，用CsCl梯度密度离心，标记有15N的DNA单链在离心场中的位置低于14N的DNA单链，前者称为重
链，后者称为轻链；人类线粒体DNA的两条链在CsCl梯度密度离心时具有不同的表现，故有重链（H）和轻链（L）之分。
12、培养链孢霉时，在培养基中添加生物素，但培养青霉菌时在培养基中不需
要添加生物素。
是不是在青霉菌细胞的生化反应中，生物素不起作用呢？
把你的解答延伸到其他生物中。
答：链孢霉不能合成生物素，需要在培养基中添加生物素，青霉菌细胞能合成生物素，不需要在培养基中添加生物素，而不是在青霉菌细胞的生化反应中生物素不起作用。
不同生物（物种）基因组之间有差别，在适应环境或对营养条件的要求也不同，动物属于异养型生物，植物属于自养型生物，细菌既有光能自养也有化能自养型等。
13、假使一个基因决定一个多肽，那么为什么一个基因不决定一个性状呢？答：即使是编码蛋白质（多肽）的结构基因，通常是通过参与某一代谢途径来控制某一性状，而一个代谢途径会受到多个基因的影响。
当然，也有极少数基因直接决定一个性状，比如人类珠蛋白基因，突变后造成贫血症，称其为分子病。
14、有一基因型+a/b+,如果发现互补作用，表示什么意思？如果没有互补作
用又是什么意思？
答：如果发现互补表明这两个基因属于不同的互补群，或者说是不同的顺反子，即不同的基因；如果没有互补作用表明这两个基因属于同一个互补群，即同一座位的基因发生突变。
15. 简述重组DNA技术的原理、操作方法及应用。
答：（略）。