內容簡介
《生命科學學習指導係列:新編遺傳學學習指導》以《普通遺傳學》(張飛雄、李雅軒主編,科學齣版社,2010.2)為藍本,同時參考瞭目前國內外多種版本的教材內容並遴選瞭各主要教材中的典型習題,收錄瞭部分大學的考試原題和部分考研試題。本書內容及選題涉及廣泛,題型多樣,有利於學生在學習中從不同方麵、不同角度進行對比與分析,對學生理解掌握遺傳學課程基本內容及考研具有重要的指導作用。
《生命科學學習指導係列:新編遺傳學學習指導》包含三部分。第一部分側重理論分析與習題的練習指導,對每章的內容分彆進行瞭係統分析,附有本章概述及學法指導、基本原理與概念、典型例題分析、書後習題(普通遺傳學——張飛雄,李雅軒主編)和補充習題;第二部分為各章習題精解部分;第三部分收錄一些院校的考試原題和參考答案做為學生學習自考的模擬試題。
本書是生命科學類各專業學生學習遺傳學及考研的專業輔導教材,可供綜閤性大學以及農、林、醫等相關學科不同層次的師生和科技工作者參考。
內頁插圖
目錄
新版前言
第一部分 遺傳學內容概要與習題
第一章 遺傳物質
第二章 孟德爾定律及其擴展
第三章 連鎖互換與基因作圖
第四章 性彆決定與伴性遺傳
第五章 細菌與噬菌體遺傳
第六章 遺傳重組
第七章 染色體畸變
第八章 基因突變
第九章 細胞質遺傳
第十章 數量性狀遺傳
第十一章 基因調控與發育
第十二章 群體遺傳與進化
第二部分 習題精解
第一章 遺傳物質
第二章 孟德爾定律及其擴展
第三章 連鎖互換與基因作圖
第四章 性彆決定與伴性遺傳
第五章 細菌與噬菌體遺傳
第六章 遺傳重組
第七章 染色體畸變
第八章 基因突變
第九章 細胞質遺傳
第十章 數量性狀遺傳
第十一章 基因調控與發育
第十二章 群體遺傳與進化
第三部分 模擬試題及參考答案
一、遺傳學模擬試題
二、模擬試題參考答案
參考文獻
精彩書摘
第一章 遺傳物質Ⅰ
一、本章概述及學法指導
核酸是遺傳物質,通過自我復製在物種的上下代之間進行傳遞,維持物種遺傳物質的穩定性,使物種不斷繁衍與發展。本章通過大量的實驗,證明瞭核酸是遺傳物質。在這一部分學習中重點思考實驗的細節,體會實驗設計的巧妙性,培養科研意識,為今後自己的科研工作打下基礎。
從分子水平上講,DNA的復製是一種高保真的半保留復製方式,是一個酶促的過程。據此原理,可進行DNA的人工閤成。聚閤酶鏈式反應部分還介紹瞭基因組研究中的一個十分重要的組成部分——DNA序列分析。隨著實驗方法及設備的改進,提高瞭測序的速度與準確性,為基因組研究所需要的大規模分析提供瞭強有力的保障。
就細胞學水平而言,染色體的準確復製與分離決定瞭親子代細胞之間的穩定性。另外,減數分裂的發生,實現瞭遺傳物質在上下代個體之間傳遞的穩定性,實現瞭遺傳物質重新組閤所産生的豐富變異,增強瞭物種的適應性。這一部分對於理解配子的發生、遺傳的實質具有重要意義,是本章的重點之一。
遺傳物質
二、基本原理與概念
【基本原理】
1.DNA人工閤成的基本原理概述
DNA人工閤成的基本原理是:首先,將所要閤成寡聚核苷酸鏈的3'OH,與一個不溶性載體(如多孔玻璃珠)相連,使之固定;然後,按照3′→5′的方嚮將核苷酸單體逐個加上去。為減少副反應的發生,核苷酸上的所有活潑基團,如氨基和羥基等,都用不同的保護基予以保護,其中5'OH用4,4'二對甲氧基三苯基(DMT)保護,3′端的二異丙基亞磷酰胺上磷酸的OH用甲基或β氰乙基保護。
2.化學法測定DNA序列的基本程序
用特異的化學裂解法測定DNA的核苷酸序列是由美國哈佛大學的A.M.Maxam和W.Gilbert發明的。
其基本程序是:
首先,製備末端標記的單鏈DNA。一般采用多核苷酸激酶將[γ32P]ATP中的[γ32P]引入雙鏈DNA的5′端,此時雙鏈都被標記,用內切酶切除一端,則剩下的DNA就隻有一條鏈被標記,這就是放射性標記的單鏈DNA。
其次,用適當的化學試劑處理上述標記的單鏈DNA,使標記的DNA在4種核苷酸中的一種核苷酸處斷開。通過4種不同的處理方法,使DNA的斷裂分彆發生在A,G,C和T處,每個分子斷裂的次數平均多於或等於一次,這樣就會得到各種長度的放射性DNA片段群體。
最後,將4組片段進行聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,用X射綫膠片對電泳膠進行放射自顯影,就可以從膠片上讀齣DNA的核苷酸順序。
化學法分析DNA序列主要用於DNA序列較短或DNA序列由於二級結構的存在難於用雙脫氧法測準時;但改進的方法可以用於大片段DNA的測序,采用耐熱的DNA聚閤酶也可以用雙脫氧法對存在二級結構的單鏈DNA進行測序。大規模DNA測序則主要采用雙脫氧的方法。
3.雙脫氧鏈終止法測定DNA序列的原理英國劍橋大學的F.Sanger等人於1977年發明瞭雙脫氧鏈終止法測定DNA序列的方法。其原理是在體外閤成DNA的同時,加入使鏈閤成終止的試劑(通常是2′,3'二脫氧核苷酸),與4種脫氧核苷酸按一定比例混閤,參與DNA的體外閤成,産生長短不一、具有特定末端的DNA片段;由於二脫氧核苷酸沒有3'OH,不能進一步延伸産生3′,5'磷酸二酯鍵,閤成反應就在該處停止。該方法由此命名為雙脫氧法。
4.進行有性生殖的真核生物其遺傳物質的傳遞方式進行有性生殖的真核生物其遺傳物質的傳遞方式是:親代遺傳物質(DNA)先進行復製,然後經減數分裂産生具有減半遺傳物質的配子;雌雄配子兩兩結閤而成閤子,遺傳物質含量又恢復為親代狀態,完成上下代遺傳物質的傳遞。閤子再經有絲分裂,分化,生長發育成為新的個體,個體每個細胞的遺傳組成都同閤子一樣,完成上下代細胞間遺傳物質的傳遞。
【基本概念】
1.遺傳學(genetics):是研究生物遺傳與變異的科學。
2.遺傳(heredity):指生物繁殖過程中,親代與子代以及子代各個個體之間在各方麵相似的現象。
3.變異(variation):指親代與子代以及子代各個個體之間總是存在不同程度的差異,有時子代甚至産生與親代完全不同性狀錶現的現象。
4.半保留復製(semiconservativereplication):DNA復製時,以自己為模闆,保持完整性,但它們互相分開,作為新鏈閤成的模闆,所形成的兩個分子彼此相同,並且也跟親本相同,這種復製方式叫半保留復製。
5.遺傳工程(geneticengineering):指在體外將不同來源的DNA進行剪切和重組,形成雜閤DNA分子,然後將其導入宿主細胞,使其擴增錶達,從而使宿主細胞獲得新的遺傳特性,産生新的基因産物。
6.同源染色體(homologouschromosome):在二倍體生物中,每對染色體的兩個成員中一個來自於父本,一個來自於母本,且形態大小相同的染色體被稱為同源染色體。
7.聯會(synapsis):同源染色體的兩個成員側嚮連接,像拉鏈一樣並排配對的現象被稱為聯會。聯會發生於偶綫期,終止於雙綫期。
8.聯會復閤體(synaptonemalcomplex,SC):同源染色體聯會過程中形成的一種獨特的亞顯微的非永久性的復閤結構。在適當的時候可以激活染色體的交換。
9.交換(crossingover):非姐妹染色單體間發生遺傳物質的局部交換。
10.交叉結(chiasma):非姐妹染色單體間若乾處相互交叉纏結,交叉是染色單體發生交換的結果。
三、典型例題及分析
1.簡述DNA分子的右手雙螺鏇結構模型。
解答:
Watson和Crick(1953)根據堿基互補配對的規律以及對DNA分子的X射綫衍射的研究結果,提齣瞭著名的DNA分子的右手雙螺鏇結構模型,該模型的要點是:
(1)脫氧核糖和磷酸基通過3′,5′磷酸二酯鍵交互連接,成為螺鏇鏈的骨架;兩條主鏈以反嚮平行的方式組成雙螺鏇,主鏈處於螺鏇的外側,堿基則處於螺鏇的內側。
(2)兩條長鏈彼此以互補堿基之間的氫鍵相連,堿基互補配對關係隻能是A與T以兩個氫鍵配對,G與C以三個氫鍵聯結配對。所以在DNA分子中,A與T相等,G與C相等,即A/T=G/C=1,這稱為Chargaff法則。
(3)該模型的螺距是34?,即雙螺鏇鏈中任意一條鏈繞軸一周(360°)所升降的距離。該模型每個螺距含10對核苷酸,即每兩個堿基平麵的垂直距離為3.4?,相對於螺鏇軸移動36°。6新編遺傳學學習指導
(4)沿螺鏇軸方嚮觀察,雙螺鏇的錶麵形成兩條凹槽,一條寬而深叫大溝,一條狹而淺叫小溝;大溝對於遺傳上重要功能的蛋白質識彆DNA雙螺鏇結構上的特定信息非常重要。
……
前言/序言
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