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，分析答复以下问题：
〔1〕噬菌体фX174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与与亲链互补的DNA链的碱基构成将会怎样？
〔2〕假设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0.31C。而RF的碱某构成应是A＝T＝E＝〔0.27＋0.22〕/ 2＝0.245；C＝G＝〔0.31＋0.20〕/ 2＝0.255。
〔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600×3＝1800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
－10
模型，邻近碱基对之间的距离为3.4?，1?＝10m，那么该基因的长度至少为：
－10－7
1800×3.4×10＝6.12×10〔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DNA链的碱基
－7
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. 12×10米。
MNANNNNBMM
例2 一对夫妇生了4个孩子基因型分别为iiRRLL，IiRrLL，iiRRLL，IirrLL。试推断出该夫妇的基因型。
分析 此题涉与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：
AMNBMN
由此可见，孩子双亲的基因型为IiRrLL与IiRrLL。 【参考答案】
AMNBMN
该夫妇的基因型为IiRrLL和IiRrLL。
例3 Nilsson－Ehle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的表型与数量为黑颖418，灰颖106，白颖36。试答复：
〔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〕
2
〔3〕进展x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的表型与比例为：黑颖︰灰颖︰白颖＝418︰106︰36≈12︰3︰1，这个比数即〔9＋3〕︰3︰1，为9︰3︰3︰1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，B为灰颖基因，那么上述杂交结果是：
DOC
F2：
2?实得数?预期数?〔3〕根据公式x＝?，先求出预期数后，再对上述假设进展x检
2
2
预期数验。F2各表型的预期数分别为：黑颖＝(418＋106＋36)×12/36＝420，灰颖＝560×3/16，白颖
2?实得数?预期数?＝560×1/16＝35。那么：x＝?＝0.048
2
预期数又由于自由度一般多于子代分类数减一，故此题的自由度n＝3－1＝2，即x[2]＝0.048，
查表得：0.95＜p＜0.99，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ACR
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%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ABC。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，那么子代基因型中必含R基因。于是，这对基因不再是影响种子别离的因素。因此，实际成为AC×aacc测交组合。从种子着色的别离比看，有色︰无色＝1︰1，可知在A和C这二对基因中必有一对杂合。同理，从第三个杂交推知，CR二对基因中必有一对为杂合。再从第二杂交组合来看，在AR×aarr的测交中，从有色种子为1 / 4推知，AR双杂合，那么有色植株的基因型为AaCRr。最后从第一和第三两个测交后代种子着色的别离比可知，假设已肯定有色植株Aa、Rr两对基因是杂合状态，那么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用三隐性个体进展测交，得到以下结果：
测交子代类型 数目 ＋＋＋ ＋＋S ＋P＋ ＋PS O＋＋ O＋S DOC
73 348 2 96 110 2 2
OP＋ OPS 306 63 〔1〕这三个基因在第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＋、O＋S那么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，所以前两组比拟推知，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＋＋S／＋＋S，两个连锁间区的重组值或交换值分别是
RF〔P—O〕＝〔96＋110＋2＋2〕/ 1000＝21%， RF〔O—S〕＝〔73＋63＋2＋2〕/1000＝14%
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……
161162163164165……。有一株大肠杆菌，其多肽P的结构基
色组甲硫谷酪因发生了突变，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一样，其他序列如下：……
161162163164165。在以下问题中假定突变种的mRNA
色组甲硫谷酪与野生型的mRNA仅有一个核苷酸之差。试答复：
〔1〕写出野生型和突变型的mRN中161至165的氨基酸密码子来〔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，该突变属于以下哪种类型？ 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：①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。③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。此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〕，假设发生缺失突变，无论缺少哪一个碱基都不能解释此题所述的结果，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〕，那么野生型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〔尿苷酸〕，DOC
相关推荐：
loading