刘庆昌版《遗传学》答案补充
生科1301 荣誉出品
主编
侯帅兵李泽光
参编
李泽光岳巍刘新露徐泽千宋新宇侯帅兵
（排名不分先后）
主审
刘洋
第二章遗传物质的分子基础
1.怎样证明DNA是绝大多数生物的遗传物质？
证明DNA是生物的主要遗传物质，可设计两种实验进行直接证明DNA是生物的主要遗传物质：
（1）肺炎双球菌定向转化试验：有毒SⅢ型(65℃杀死)→小鼠成活→无细
菌
无毒RⅡ型→小鼠成活→重现RⅡ型有毒SⅢ型→小鼠死亡→重现SⅢ型RⅡ型有毒SⅢ型（65℃)→小鼠→死亡→重现SⅢ型将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，也成功地使少数IIR型细菌定向转
化为IIIS型细菌。该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。所以可确认导致转化的物质是DNA。
（2）噬菌体的侵染与繁殖试验
T2噬菌体的DNA在大肠杆菌内，不仅能够利用大肠杆菌合成DNA的材料来复制自己的DNA，而且能够利用大肠肝菌合成蛋白质的材料，来合成其蛋白质外壳和尾部，因而形成完整的新生的噬菌体。32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与蛋白质。因为P是DNA的组分，但不见于蛋白质；而S是蛋白质的组分，但不见于DNA。然后用标记的T2噬菌体(32P或35S)分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。发现在第一种情况下，基本上全部放射活性见于细菌内而不被甩掉并可传递给子代。在第二种情况下，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。
2.简述DNA双螺旋结构及其特点。
(1)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，象一个扭曲起来的梯子。
(2)两条多核苷酸链走向为反向平行(antiparallel)。即一条链磷酸二脂键为5－3’方向，而另一条为3’－5’方向，二者刚好相反。亦即一条链对另一条链是颠倒过来的，这称为反向平行。
(3)每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键(hydrogen bond)与它互补的碱基相联系，相互层叠宛如一级一级的梯子横档。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3.4?。
(4)每个螺旋为34?(3.4nm)长，刚好含有10个碱基对，其直径约为20?
(5)在双螺旋分子的表面大沟(major groove)和小沟(minor groove)交替出现。
3.原核生物DNA聚合酶有哪几种？各有何特点？
原核生物DNA聚合酶有一些共同的特性：只有5’－3’聚合酶的功能，而没有3’－5’聚合酶功能，DNA链的延伸只能从5’向3’端进行。它们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，因此，DNA的合成必须有引物引导才能进行。都有核酸外切酶的功能，可对合成过程中发生的错识进行校正，从而保证DNA复制的高度准确性。
4.真核生物和原核生物DNA合成过程有哪些不同？
（1）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，无终止位点。
（2）真核生物DNA复制中合成的“冈崎片段”的长度比原核生物要短。在原核生物中冈崎片段的长度为1000－2000个核苷酸；而在真核生物中有100－
150 核苷酸。
（3）在原核生物中有DNA聚合酶I、II和III等三种聚合酶，并由聚合酶III同时控制二条链的合成。真核生物的DNA聚合酶多。有α、β、γ、δ和ε。其中聚合酶α和δ的作用是复制染色体。聚合酶α控制后随链的合成，聚合酶δ则控制前导链的合成。
（4）染色体端体的复制：原核生物的染色体大多数为环状，而真核生染色体为线状。
（5）真核生物DNA复制只是发生在细胞周期的特定时期。只在细胞周期的S 期进行，二原核生物在整个细胞生长过程中都可以进行。
（6）核小体的复制。亲本的组蛋白八聚体以全保留的方式分布在一条子链上，新组蛋白八聚体是重新合成的，分布在另一条子链上。
（7）真核生物染色体端粒的复制，在端粒酶的作用下完成。
5.简述原核生物RNA的转录过程，真核生物与原核生物相比，其转录有何不同。
(一)、RNA聚合酶组装与启动子的识别结合催化转录的RNA聚合酶是一种由多个蛋白亚基组成的复合酶。δ因子识别转录的起始位置，并使RNA聚合酶结合在启动子部位。
(2)、链的起始RNA链转录的起始首先是RNA聚合酶在δ因子的作用下结合于DNA的启动子部位，启动子位于RNA转录起始点的上游，δ因子对启动子的识别是转录的第一步。并在RNA聚合酶的作用下，使DNA双链解开，形成转录泡，为RNA合成提供单链模板，并按照碱基配对的原则，结合核苷酸，然后，在核苷酸之间形成磷酸二脂键，使其相连，形成RNA新链。
(3)、链的延伸RNA链的延伸是在δ因子释放以后，在RNA聚合酶四聚体核心酶的催化下进行。
(4)、链的终止当RNA链延伸遇到终止信号(termination signal)时，RNA
转录复合体就发生解体，而使新合成的RNA链释放出来。
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，主要有以下几点不同：首先，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，所以，RNA转录后首先必须从核内运输到细胞质内，才能进行蛋白质的合成。其次，原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因，而少数较低等真核生物外，在真核生物中，一个mRNA分子一般只编码一个基因。第三、在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成，而在真核生物
中则有RNA聚合酶、II、III等三种不同酶，分别催化不同种类型RNA的合成。第四、不象在原核生物中，RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。另外，RNA聚合酶对转录启动子的识别，也比原核生物更加复杂。
6.试述mRNA、tRNA、rRNA和核糖体各有什么作用？
（1）mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息准确无误地记录下来，通过其上的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表达中的遗传信息传递过程。
(2) tRNA的功能就是把游离的氨基酸运到核糖体上，tRNA能根据mRNA的遗传信息依次准确地将它携带的氨基酸连接成多肽链。
(3) rRNA是组成核糖体的主要成分，一般与核糖体蛋白质结合在一起形成核糖体，而核糖体是蛋白质合成的中心。
7.简述原核生物蛋白质合成的过程。
主要有三个阶段：肽链的起始、延伸、终止。
8. 如果DNA的一条链上(A+G)/(T+C)=0.6，那么互补链上的同一个比率是多少？
[答案]：其互补链上的(A+G)/(T+C)为1/0.6=1.7。
10. 有几种不同的mRNA可以编码氨基酸序列met-leu-his-gly？
[答案]：根据遗传密码字典，有1种密码子编码met、6种密码子编码leu、2种密码子编组氨酸、4种密码子编码gly；因此有1×6×2×4＝48不同的mRNA 可以编码该氨基酸序列。
met leu his gly
AUG
UUA
UUG
CUU
CUC
CUA
CUG
CAG
CAC
GGU
GGC
GGA
GGG
分别为:
第五章基因突变
1.举例说明自发突变和诱发突变、正突变和反突变、显性突变和隐形突变。
在自然条件自然发生的突变称为自发突变，人为利用物理、化学因素处理诱发基因突变称为诱发突变；野生型基因突变为突变型为正突变，突变型突变为野生型为反突变；由显性基因产生隐形基因称为隐形突变；反之由隐形基因产生显性基因称为显性突变。
4.为什么基因突变大多数是有害的？
大多数基因的突变，对生物的生长和发育往往是有害的。因为现存的生物都是经历长期自然选择进化而来的，它们的遗传物质及其控制下的代谢过程.都已经达到相对平衡和协调状态。如果某一基因发生突变，原有的协调关系不可避免地要遭到破坏或削弱.生物赖于正常生活的代谢关系就会被打乱，从而引起程度不同的有害后果。一般表现为生育反常，极端的会导致死亡。
5.基因突变的性状变异类型有哪些？
(1)形态突变、（2）生化突变、（3）致死突变、（4）条件致死突变、（5）抗性突变
6.有性繁殖和无性繁殖、自花授粉和异花授粉与突变性状表现有什么关系？
有性繁殖植物：细胞发生显性突变则在后代中立即表现；如果是隐性突变后代自交也可以得到纯合的突变体。体细胞发生显性突变则以嵌合体形式存在，体细胞发生隐性突变不能立即表现，如要使它表现则需要把隐性突变体进行有性繁殖。
无性繁殖植物体细胞显性突变后形成嵌合体，用嵌合体进行无性繁殖可以得到表现各种变异的嵌合体，也可能得到同质突变体，发生隐性突变则无法通过无性繁殖使之得到表现。
自花授粉植物：一般自花授粉植物突变频率低，遗传上较稳定，但是突变后容易表现，容易被检出。
异花授粉植物：异花授粉植物突变频率相对较高，但是突变后不容易被检出。因为显性突变成杂合状态存在，隐性突变大多被显性基因遮盖而不表现，只要在自交时基因型纯合，才能表现。
7.试用红色面包霉的生化突变试验，说明性状与基因表现的关系。
射线照射后的分生孢子可诱发突变，让诱变过的分生孢子与野生型交配，产生分离的子囊孢子，放入完全培养基里培养生长，基本培养基上只有野生型能够生长突变型均不能生长，鉴定是否突变。
⑴.取出完全培养基中各组分生孢子，分别于基本培养基上，如果能够生长，说明仍与野生型一样，没有突变。如不能够生长，说明发生了变异。
⑵.把确定为突变型的各组材料，分别培养于加入各种物质的基本培养基中，如某一培养基上能生长，就说明控制合成加入物质的这种基因发生了突变。
⑶.如在上步2 中确定为缺乏维生素合成能力的突变型，再进一步在培养基中分别加入各种维生素分别培养这种突变型，如果其中一个能生长，则说明是控制该个维生素合成的基因发生了突变。
上述生化突变的研究，清楚地说明基因控制性状，并非基因直接作用于性状，而是通过一系列生化过程来实
现的。
8.在高秆小麦田里突然出现一株矮化植株，怎样验证它是由于基因突变，还是由于环境影响产生的？