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1、静宁二中生物竞赛辅导系列第九章 遗传与进化二、典型例题例1 根据遗传学的有关知识，分析回答下列问题：（1）噬菌体X174是单链DNA生物，当它感染宿主细胞时，首先形成复制型（RF）的双链DNA分子。如果该生物DNA的碱基构成是：0.27A，0.31G，0.22T和0.20C。那么，RF及与亲链互补的DNA链的碱基构成将会怎样？（2）若某高等生物的蛋白质由600个氨基酸组成，那么，为该蛋白质编码的基因至少有多长（单位：米）？分析 （1l）根据DNA双链形成中的碱基互补规律推知，与亲链互补的单链DNA，其碱基构成应与亲链DNA中与之互补的碱基含量对应相等，即0.22A，0.20G，0.27T和0.
2、31C。而RF的碱某构成应是ATE（0.270.22）/ 20.245；CG（0.310.20）/ 20.255。（2）因为每一种氨基酸的密码子为mRNA上的三个相邻碱基，而mRNA上三个相邻碱基还有可能成为终止密码，即不编码对应的氨基酸。因此为600个氨基酸编码的mRNA碱基数目至少为60031800个，那么转录该mRNA的基因至少有1800个碱基对。根据DNA双螺旋结构模型，邻近碱基对之间的距离为3.4，1 1010m，则该基因的长度至少为：18003.410106.12107（米）【参考答案】（1）RF的碱基构成是：0.245A，0.255G，0.245T，0.255C；与亲链互补的DN
3、A链的碱基构成是：0.22A，0.20G，0.27T，0.31C。（2）编码该蛋白质的基因长度至少为 6. 12107米。例2 一对夫妇生了4个孩子基因型分别为iiRRLMLN，IAiRrLNLN，iiRRLNLN，IBirrLMLM。试推断出该夫妇的基因型。分析 本题涉及了人类的三种血型系统，即ABO血型系统、MN血型系统和Rh血型系统。这三种血型系统均属于孟德尔式遗传，其中Rh系统为典型的完全显性，MN系统表现为并显性，惟ABO血型为复等位基因系列。现对上述4个孩子的双亲基因型推断如下：由此可见，孩子双亲的基因型为IAiRrLMLN与IBiRrLMLN。【参考答案】该夫妇的基因型为IAiR
4、rLMLN和IBiRrLMLN。例3 NilssonEhle用两种燕麦杂交，一种是白颖，一种是黑颖。F1全是黑颖，F1自交得到F2，统计F2的表型及数量为黑颖418，灰颖106，白颖36。试回答：（1）说明颖色的遗传方式。（2）写出F2中白颖和灰颖的基因型（该黑颖基因为A，灰颖基因为B）（3）进行x2检验，实得结果与你的假设相符合吗？分析 （1）从题目给出的条件来看，F2的表型及比例为：黑颖灰颖白颖418106361231，这个比数即（93）31，为9331的变形。由此可推知，颖色性状是由两对非同位基因控制的，其遗传方式遵循基因的自由组合规律。在表型关系上，呈显性上位。（2）假设A为黑颖基因，
5、B为灰颖基因，则上述杂交结果是：F2： （3）根据公式x2，先求出预期数后，再对上述假设进行x2检验。F2各表型的预期数分别为：黑颖(41810636) 12/36420，灰颖5603/16，白颖5601/1635。则：x20.048又由于自由度一般多于子代分类数减一，故本题的自由度n312，即x220.048，查表得：0.95p0.99，认为差异不显著，即符合理论比率。因此，上述假设是正确的。【参考答案】见分析过程。例4 在玉米中，有三个显性基因A、C和R对种子着色是必须的。基因型A C R 是有色的；其他基因型皆无色。有色植株与三个测试植株杂交，获得如下结果：与aaccRR杂交，产生50%
6、的有色种子；与aaCCrr杂交，产生25%的有色种子；与AAccrr 杂交，产生50%的有色种子。问这个有色植株的基因型是什么？分析 依题意可知，有色植株的基因型中必须是三个显性基因同时存在，即为A B C 。该有色植株分别与三个双隐性植株测交时，后代均出现有色种子和无色种子两种类型，由此推断该有色植株一定不是三对显性基因的纯合体。从第一个杂交分析，测试亲本基因型为aaccRR，有色植株基因型中含R ，即使是RR或Rr，则子代基因型中必含R基因。于是，这对基因不再是影响种子分离的因素。因此，实际成为A C aacc测交组合。从种子着色的分离比看，有色无色11，可知在A和C这二对基因中必有一对杂
7、合。同理，从第三个杂交推知，C R 二对基因中必有一对为杂合。再从第二杂交组合来看，在A R aarr的测交中，从有色种子为1 / 4推知，A R 双杂合，则有色植株的基因型为AaC Rr。最后从第一和第三两个测交后代种子着色的分离比可知，若已肯定有色植株Aa、Rr两对基因是杂合状态，则C 这对基因中必定为CC。至此，该有色植株的基因型为AaCCRr。【参考答案】这个有色植株的基因型为AaCCRr。例5 在番茄中，基因O、P和S是在第二染色体上。对这三个基因是杂合的F1用三隐性个体进行测交，得到下列结果：测交子代类型数目SPPSOOSOPOPS73348296110230663（1）这三个基因
8、在第2号染色体上的顺序如何？（2）两个纯合亲本的基因型是什么？（3）这些基因间的图距是多少？（4）并发系数是多少？分析 依题意可知，这三对基因杂合的个体F1产生了8种类型的配子，且比例差异悬殊，说明这三基因中，在两个连锁间各有单交换发生，同时也有双交换发生。而且在8种类型的配中，亲本类型的配子数最多，双交换类型的配子数最少，因此S和OP十为亲本类型的配子，P、OS则为双交换类型的配子。在双交换中，只有位于中间的基因互换，所以前两组比较推知，基因O在中间。于是，三基因的顺序应为POS，而二纯会亲本的基因型是PO/PO和SS，两个连锁间区的重组值或交换值分别是RF（PO）（9611022）/ 10
9、0021%，RF（OS）（736322）/100014%因此这三个基因的连锁图应为右图。并发系数（并发率）观察到的双交换百分率/ 两个交换百分率的乘积100%，并发系数13.6%。【参考答案】见分析过程。例6 在野生大肠杆菌中多肽P是由169个氨基酸组成的，由N末端算起第161到165位上的氨基酸序列是 。有一株大肠杆菌，其多肽P的结构基因发生了突变，结果多肽P（突变后的P）仅含有165个氨基酸。前160个氨基酸的序列与野生型的相同，其他序列如下： 。在下列问题中假定突变种的mRNA与野生型的mRNA仅有一个核苷酸之差。试回答：（1）写出野生型和突变型的mRN中161至165的氨基酸密码子来（
10、对于每一种氨基酸，只有一个密码是正确的，色氨酸的密码子为UGG）。（2）大肠杆菌其多肽P的结构基因发生了突变，该突变属于下列哪种类型？ A 置换（替换）突变 B 插入突变 C 缺失突变 D 重复突变（3）在突变的mRNA中，密码165之后紧接着什么字母？分析 基因突变可以分为以下两种类型：碱基替换突变，即DNA分子中一个嘌呤被另一个嘌呤所替代，或一个嘧啶被另一个嘧啶所替代。移码突变，即在DNA分子中插入或缺失一个或几个碱基对时，通过转录将使mRNA上的原有密码系列的位置发生改变。因此替换突变只改变单个密码，而移码突变可改变一系列密码。本题由于只有三个核苷酸之差导致多肽P中从162到165四个氨
11、基酸发生改变，即改变了四个氨基酸的密码，故不可能发生替换突变，而只可能发生了移码突变，而且移动应该发生在第162号密码子。野生型大肠杆菌第162号是组氨酸密码子（CAU或CAC），若发生缺失突变，无论缺少哪一个碱基都不能解释本题所述的结果，那么只可能发生插入突变，在野生型161号和162号密码子之间插入1个腺嘌呤核苷酸（A），则野生型162到165号密码子序列CAU（组）AUG（甲硫）GAG（谷）UAU或UAC（酪）将移码ACA（苏）UAU（酪）GGA（甘）GUA（缬）。野生型中165号酪氨酸（UAU）移码突变成缬氨酸（GUA）后，在突变型mRNA上除编码 165号缬氨酸后，剩一个U碱基（尿苷
12、酸），因此在突变型中紧接165号密码子之后的字母应是U，它刚好是166号密码子的第一个核苷酸，这样就使得166号可能成为一个终止密码子（UAA、UAG或UGA）。【参考答案】（1）野生型密码子为 ；突变型密码子为 。（2）B。（3）在突变的mRNA中，紧接着密码子165的是U字母。例7 囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲的人群中，每2500个人就有一人患此病。如一对健康的夫妇有一个患有此病的孩子，此后，该妇女又与一健康男子再婚。问：再婚的双亲生一孩子患该病的几率是多少？分析 依题意，该病应属于常染色体隐性遗传。设囊性纤维变性由隐性基因a控制，其基因频率为q，正常的显性基因为A，其基因频率
13、为P，群体呈遗传平衡，则患者（aa）频率q21 / 2500，q1 / 50，则P1q1一1504950。群体中杂合体（Aa）的几率为2pq98 / 2500一对健康夫妇生有一个患病的孩子，则该夫妇必为杂合体。该杂合体妇女再与一个健康男子婚配时，只有当该健康男子亦为杂合体时，他们才可能生出患病的孩子。由于该孩子的父亲是杂合体的几率为98 / 2500，故该孩子为患病孩子的几率应为98 / 25001 / 40.98%【参考答案】再婚的双亲生出患病孩子的几率为0.98%。例8 下表所列举的A、B、C、D鸟中，哪种鸟将得到更多的进化优势？ 鸟数目产卵孵出繁殖后代A982B222C993D751分析
14、 鸟类的产卵率和孵出率高，但存活率低，繁殖后代数较少，说明该物种的个体对环境的适应能力较低，它只能依赖其高繁殖能力（多产卵量）来维持种族延续。相反，如果鸟类的产卵量较低，而孵出率和后代的存活率（繁殖后代数）较高，说明该物种的个体对环境的适应能力强，具有最大的进化优势。【参考答案】B。例9 很相似但不同种的鱼把卵和精子排放在同一水域中，其中一种鱼的精子不能进入另一种鱼的卵内。这是由于下列哪种原因所引起的？ A 生态隔离 B 行为隔离 C 机械隔离 D 配子隔离分析鱼的受精作用发生在水中，精子与卵有充分接触的机会，但精子始终不能入卵，这属于配子隔离，而不是其他形式的隔离。【参考答案】D。- 5 -
