遗传学课后习题答案

制的。内在的因素也就是遗传的因素,是基因序列在不同时间上的选择性表达。外在因素则包括相邻细胞间或组织器官间以及外界环境条件的影响。

4、说明同形异位基因在个体发育中的作用。

答:同形异位基因控制着个体的发育模式,组织和器官的形成。同形异位基因编码一组转录因子,这类转录因子都有含有一段或几段十分保守的序列,形成一定空间结构,与特异的DNA序列结合,和RNA聚合酶及其它因子一起控制基因转录,即,同形异位基因是通过调控其它重要的形态及器官结构基因的表达(包括控制细胞分裂、纺锤体形成和取向、细胞分化等发育过程的基因)来控制生物发育及器官形成的。

5、何谓分化,去分化和再分化?植物细胞或组织怎样恢复它的全能性? 答:分化反映来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态机能和化学构成上异质细胞的过程,是由一般变为特殊的现象,它可在细胞水平,组织水平和器官水平上表现出来。

去分化是指植物细胞或组织脱离其受发育阶段及所在组织器官环境的约束,成为游离状态,并且得到必需营养和激素,就可能经去分化而恢复其遗传全能性。 再分化指由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞过程。 植物细胞或组织经激素等因素或条件的诱导后可恢复其细胞的全能性,即脱分化。

6、简述利用植物细胞的全能性在作物育种上获得的成就?

答:利用植物细胞的全能性在作物育种上能获得以下几方面的成就: ⑴.胚珠培养,克服远缘杂交不亲和性,获得种间杂种。

⑵.通过体细胞培养,创造体细胞无性系突变,从而创造出新的种质资源。 ⑶.通过原生体培养和体细胞杂交,创造出有性杂交难于获得的远缘杂交种。 ⑷.难过花粉或花培养,进行单倍体育种,提高育种效率,缩短常规育种年限。

⑸.通过体细胞培养诱导体细胞胚,经包裹后生产人工种子。

⑹.结合外源基因导入(农杆菌介导、基因枪等)技术,通过植物细胞全能性获得转基因植株。

第十三章 数量性状的遗传

广义遗传率:通常定义为总的遗传方差占表现型方差的比率。 狭义遗传率:通常定义为加性遗传方差占表现型方差的比率。 近交系数:是指个体的某个基因位点上两个等位基因来源于共同祖先某个基因的概率。

共祖系数:个体的近交系数等于双亲的共祖系数。

数量性状基因位点:即QTL,指控制数量性状表现的数量基因在连锁群中的位置。

主效基因:对某一性状的表现起主要作用、效应较大的基因。

微效基因:指一性状受制于多个基因,每个基因对表现型的影响较小、效应累加、无显隐性关系、对环境敏感,这些基因称为微效基因。 修饰基因:对性状的表现的效应微小,主要是起增强或减弱主基因对表现型

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的作用。

表现型值:是指基因型值与非遗传随机误差的总和即性状测定值。 基因型与环境互作:数量基因对环境比较敏感,其表达容易受到环境条件的影响。因此,基因型与环境互作是基因型在不同环境条件下表现出的不同反应和对遗传主效应的离差。

2.质量性状和数量性状的区别在哪里?这两类性状的分析方法有何异同? 答:质量性状和数量性状的区别主要有:①. 质量性状的变异是呈间断性,杂交后代可明确分组;数量性状的变异则呈连续性,杂交后的分离世代不能明确分组。②. 质量性状不易受环境条件的影响;数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异,而这种变异一般是不能遗传的。③. 质量性状在不同环境条件下的表现较为稳定;而控制数量性状的基因则在特定时空条件下表达,不同环境条件下基因表达的程度可能不同,因此数量性状普遍存在着基因型与环境互作。 对于质量性状一般采用系谱和概率分析的方法,并进行卡方检验;而数量性状的研究则需要遗传学方法和生物统计方法的结合,一般要采用适当的遗传交配设计、合理的环境设计、适当的度量手段和有效的统计分析方法,估算出遗传群体的均值、方差、协方差和相关系数等遗传参数等加以研究。

3.叙述表现型方差、基因型方差、基因型×环境互作方差的关系。估计遗传协方差及其分量在遗传育种中有何意义?

4.基于对数量性状遗传本质的理解,叙述数量性状的多基因假说的主要内容。

答:在遗传机制方面,数量性状受多基因控制,基因与基因间的关系错综复杂; 数量基因的表达对环境条件的变化比较敏感,基因的作用与环境条件的影响混杂在一起。因此,数量性状的多基因假说的主要内容是: ⑴.数量性状受制于多对微效基因或称多基因的联合效应;

⑵.各对微效基因的效应相等而且是累加的,故又可称是累加基因;

⑶.各对基因对某一性状的效应微小,多基因不能予以个别的辨认,只能按性状的表现作为一个多基因体系进行研究;

⑷.微效基因之间无显隐性关系,一般用大写字母表示增效、小写字母表示减效作用;

⑸.微效基因对环境敏感,因而数量性状的表现易受环境的影响而发生变化; ⑹.微效基因具有多效性,除对数量性状起微效多基因的作用外,对其它性状有时也可能产生一定的修饰作用;

⑺.微效基因和主效基因均处于细胞核的染色体上,具有分离、重组、连锁等性质。

5.叙述主效基因、微效基因、修饰基因对数量性状遗传作用的异同。 答:主效基因、微效基因、修饰基因在数量性状遗传中均可起一定的作用,其基因表达均可控制数量性状的表现。但是它们对数量性状所起的作用又有所不同,主效基因的遗传效应较大,对某一数量性状的表现起着主要作用,一般由若干个基因共同控制该性状的遗传;修饰基因的遗传效应微小,主要是对主效基因起修饰作用,起增强或减弱主基因对表现型的作用;而微效基因是指控制数量性状表现的基因较多,而这些基因的遗传效应较小,它们的效应是累加的,无显隐

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性关系,对环境条件的变化较敏感,且具有一定的多效性,对其它性状有时也可能产生一定的修饰作用。

7.什么是基因的加性效应、显性效应及上位性效应?它们对数量性状遗传改良有何作用?

答:基因的加性效应(A):是指基因位点内等位基因的累加效应,是上下代遗传可以固定的分量,又称为\育种值\。

显性效应(D):是指基因位点内等位基因之间的互作效应,是可以遗传但不能固定的遗传因素,是产生杂种优势的主要部分。

上位性效应(I):是指不同基因位点的非等位基因之间相互作用所产生的效应。 上述遗传效应在数量性状遗传改良中的作用:由于加性效应部分可以在上下代得以传递,选择过程中可以累加,且具有较快的纯合速度,具有较高加性效应的数量性状在低世代选择时较易取得育种效果。显性相关则与杂种优势的表现有着密切关系,杂交一代中表现尤为强烈,在杂交稻等作物的组合选配中可以加以利用。但这种显性效应会随着世代的递增和基因的纯合而消失, 且会影响选择育种中早代选择的效果, 故对于显性效应为主的数量性状应以高代选择为主。上位性效应是由非等位基因间互作产生的,也是控制数量性状表现的重要遗传分量。其中加性×加性上位性效应部分也可在上下代遗传,并经选择而被固定;而加性×显性上位性效应和显性×显性上位性效应则与杂种优势的表现有关,在低世代时会在一定程度上影响数量性状的选择效果。

8.什么是基因的加性×环境互作效应、显性×环境互作效应及上位性×环境互作效应?它们对数量性状遗传改良作用与基因的遗传主效应有何异同? 答:加性×环境互作效应(AE):是指基因加性效应与环境互作产生的遗传效应,是一部分可以在上下代传递、并加以固定的遗传效应,但会因环境条件的变化而产生较大差异。 显性×环境互作效应(DE):是指基因显性效应与环境互作产生的遗传效应,是一部分可以遗传、但不能固定的遗传效应,主要与杂种的优势表现有关,这部分效应也会因环境的变化而异。

上位性×环境互作效应(IE):是指基因上位性效应与环境互作产生的遗传效应,在不同环境中会有较大差异。其中加性×加性上位性互作效应部分经选择可被固定;而加性×显性上位性互作效应和显性×显性上位性互作效应与杂种优势的表现有关,在低世代时会在一定程度上影响数量性状的选择效果。 不同的环境互作效应与遗传主效应的作用一样,对数量性状的遗传改良起着重要作用,可以影响数量性状的表现和选择效果。但两者也有较大的差异,特别是一些受基因加性、显性或上位性等遗传主效应控制的数量性状在遗传改良中较为稳定,不同环境条件对这些数量性状的选择效果影响较小,通过选择容易获得适合不同年份或不同地点的育种材料或组合。相反,某一数量性状的基因型与环境互作效应越强,该性状的遗传表现就越容易受到环境变化的影响,通过选择一般可以获得适合某一特定年份或某一特定环境的育种材料。因此不同环境下的基因型稳定性对作物种子品质育种目标的制定非常重要。

第十四章 群体遗传与进化

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孟德尔群体:通过个体间的相互交配的结果,孟德尔遗传因子可以各种方式从一代传递给另一代的群体称为孟德尔群体。该群体不是一些个体的简单集合体,而是在各个体间有相互交配关系的集合体。

基因库:是指一个群体中全部个体所共有的全部基因称为基因库。 基因型频率:任何一个遗传群体都是由它所包含的各种基因型所组成的,在一个群体内某特定基因型所占的比例就是基因型频率。 等位基因频率:是指一群体内特定基因座中某一等位基因占该基因座等位基因总数的比率,或称基因频率。

遗传漂变:在一个小群体内,每代从基因库抽样形成下一代个体的配子时,会产生较大的抽样误差,由这种误差引起群体等位基因频率的偶然变化,叫做随机遗传漂变,或简称遗传漂变。

生殖隔离:是指防止不同物种的个体相互杂交的环境、行为、机械和生理的障碍。生殖隔离可以分为两大类:①.合子前生殖隔离,能阻止不同群体的成员间交配或产生合子;②.合子后生殖隔离,是降低杂种生活力或生殖力的一种生殖隔离。这两种生殖隔离最终达到阻止群体间基因交换的目的。

地理隔离:是由于某些地理的阻碍而发生的,例如海洋、大片陆地、高山和沙漠等,使许多生物不能自由迁移,相互之间不能自由交配,不同基因间不能彼此交流。 进化树:采用物种之间的最小突变距离构建而成的一种树状结构,可以表示不同物种的进化关系和程度,也称为种系发生树。一般是当不同物种蛋白质的氨基酸差异进一步以核苷酸的改变来度量时可用最小突变距离表示。 进化速率:进化速率是指在某一段绝对时间内的遗传改变量,一般可用不同物种的蛋白质、DNA和mtRNA等大分子的差异来估算进化速率。

分子进化钟:利用不同物种的蛋白质、DNA和mtRNA等大分子的差异估算出的分子进化速率,进而可以推断不同物种进化分歧的时间。

2.什么是生物的进化?它和遗传学有什么关系?

答:生物进化是指在不断变化的自然条件下,生物体通过遗传、变异和自然选择并在隔离等因素的作用下,由简单到复杂、低级到高级的不断演变,可从旧物种中产生新的物种。其中微观进化是指发生在一个种内的进化,宏观进化是指在物种以上水平的进化。

遗传学所研究的是生物遗传和变异的规律和机理,进化论所研究的是生物物种的起源和演变过程。每个物种一般具有相当稳定的遗传特性,但新种的形成和发展则有赖于可遗传的变异。遗传学的研究不仅可以明确质量性状和数量性状的遗传规律,而且可从分子、细胞、个体和群体各个不同水平认识了遗传和变异的实质,为认识和控制生物的进化提供了理论和实践的依据,阐明生物进化的根本原因和历史进程,是研究进化论问题的必要基础。近代分子遗传学的发展更使进化论从分子水平上得到进一步的了解,根据遗传学研究的结果、采用实验方法人工创造和综合新的物种和新品种。如采用远缘杂交和细胞遗传分析等方法,已能清楚地说明小麦、棉花、烟草和芸苔属等物种的进化过程。因此,生物的进化是群体在遗传结构上的变化,人类对生物进化的认识,可以通过遗传学的研究不断向前发展。

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