介紹“北京市高級中学試用課本——生物学”(下册)(續)

第八章生物的遗传和变异一、主要内容: (一) 孟德尔-摩尔根学派对遗传和变异的研究 1.遗传的基本规律 (1)分离规律;(2)自由组合规律;(3)连锁和交换规律。 2.遗传物质基础的变化 (1)染色体变异;(2)基因突变。 (二) 米丘林学派对遗传和变异的研究 1.遗传性 (1) 生物体和生活条件的统一;(2)遗传性的概念及其形成;(3) 遗传性的保守性和变异性。 2.植物的阶段发育 (三) 定向控制遗传性的方法和原理二、教材分析生物同时存在着遗传和变异两种现象,这是生物     

染色体决定遗传性的事实是如何建立起来的

染色体遗传是唯心的遗传理论吗?不是的,因为染色体在决定遗传性上有重要的作用是客观存在的事实。在我国遗传学的争论中常常可以遇到否定染色体遗传的议论。其理由可以归纳为下面的几点:(1)染色体不具遗传的连续性,它们是分裂细胞的产物,所以它们不可能是决定遗传性的物质;(2)生物染色体的行为与它的遗传性之间没有因果关系,只是平行现象;(3)有些遗传性(由多因子决定的)的遗传不服从孟德尔遗传定律;(4)将染色体与细胞质对立起来,承认染色体遗传就是否定细胞质在决定遗传性中的作用。这些用来否定染色体遗传的理由是很难使人信服的,因为它们正是差不多50年前孟德尔遗传学家们彼此争论而且早已得到解决的问题。我们现在的争论中有些人有意无意的把染色体遗传当作了所谓摩尔根遗     

远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究

本文采用性腺染色体制片及组织学切片方法,系统地研究了不同发育时期的鲫鲤杂交第二代(F2) (2n=100)、异源四倍体鲫鲤(4n=200)、三倍体鲫鱼(3n=150))、雌核发育二倍体鲫鲤第二代(G2)(2n=100)及鲤鱼(Cypninus carpio L)(2n=100)(对照组)生殖细胞的染色体特征.研究结果表明,对照组中鲤鱼精原细胞染色体数与体细胞染色体数一致,为二倍体精原细胞(2n=100),而远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼的生殖细胞中则观察到明显的染色体数加倍现象,其中,鲫鲤杂交第二代(F2)精巢生殖细胞染色体数加倍现象特别丰富,占检测的染色体分裂相的21.6%,为其产生不减半的二倍体配子提供了直接的细胞学证据,同时也说明远缘杂交是导致生殖细胞染色体数加倍的一个重要因素.该研究在探讨多倍体鱼的发生及鱼类遗传育种方面具有重要意义.     

粘多糖贮积症Ⅱ型患者IDS基因的2个新突变

为了研究粘多糖贮积症II型(MPS Ⅱ)患者发病的分子遗传学机制, 采用PCR扩增艾杜糖-2-硫酸酯酶(IDS)基因突变热点区(外显子2、3、5、7、8和9)、DNA测序分析和限制性内切酶图谱分析的方法, 对2个粘多糖贮积症Ⅱ型家系进行了遗传突变分析。结果表明, 2个家系患者的IDS 基因分别出现IVS 6-1g→a和c.1587~1588 ins T 2个新突变。前者属于单碱基替换, 位于内含子6的3′端剪接位点, 导致跨外显子剪接; 后者属于插入突变, 插入点位于外显子9的cDNA 1,587和1,588碱基之间, 是迄今为止报道的人类IDS基因插入突变中最接近肽链末端的突变, 导致移码突变和转录提前终止。经限制性酶切分析, 证实2个家系中的患者母亲是突变基因的携带者, 符合该病X染色体隐性遗传的规律。另外,在对随机抽取的50名正常人及另外6名不相关的粘多糖病人的测序分析中, 未检测到这2个突变, 说明不是多态性。对于筛查所得的2个新突变是否是患者的致病原因, 尚需进一步证实。     

解遗传系谱类题型的方法

许多学生在做生物遗传系谱类题型时感到无从下手 ,或者急于得出结论 ,而不去考虑其它情况的可能性。其实做这类题型是完全有规律可循的 ,介绍这方面解题技巧的文章经常可以见到 ,但往往缺乏系统性和灵活性。现介绍解遗传系谱类题型的最佳方法如下 :思路　演绎法排除法确定法遗传类型1男性患者的儿子都是患者 ,女性无患者。 女性有患者 1Y染色体遗传2隔代遗传(两名非患者后代出现患者 )男性患者比女性多男女患病率相等两名患者后代出现非患者女患者父亲或儿子不是患者 两名非患者的女儿是患者2 X染色体隐性遗传3常染色体隐性遗传3不隔代遗传…     

一个平衡易位t(2;7)家系的染色体分析

引起流产所能观察到的遗传因素,主要是染色体异常。近年来,细胞遗传学的研究发现,具有平衡易位的夫妇容易造成流产。 本文报告的就是因反复流产而前来求诊的一对夫妇,经检查,女方为t(2;7)平衡易位携带者,其家系3代中有4人均有同样的平衡易位染色体。     

染色体作图

1　基本原理人类对各种生物基因组的研究,无论是研究其结构,还是探讨其功能,都需要确定DNA序列在染色体上的位置,因此,遗传标记在染色体上的定位,即染色体作图是基因组学研究开展的基础。20世纪早期。Morgan以果蝇为研究材料发现了基因连锁规律,自此基因作图的工作才真正开始。基因连锁分析的原理为在某一群体中,位于同一条染色体上的两个位点在减数分裂过程中随同源染色体配对而发生重组。重组率(r)则与两个位点在染色体上的遗传距离(M)具有函数关系(见公式1、2)。1Haldre公式:M=-1n(1-2r)2　　r=1-e-2M22Kosambi公式:M=1n(1 2r1-2r)·…     

遗传的染色体学说的建立

孟德尔豌豆杂交试验论文被重新发现3年后的1903年,萨顿(Sutton)和鲍维里(Boveri)根据各自的研究。认为孟德尔“遗传因子”与配子形成和受精过程中的染色体行为具有平行性,同时提出了遗传的染色体学说,认为孟德尔的遗传因子位于染色体上,这个从细胞学研究得出的结论,圆满地解释了孟德尔遗传现象。     

基于GISH的甘蔗与斑茅F1染色体遗传与核型分析

斑茅在甘蔗育种的利用是现代甘蔗育种种质创新的热点,育种者期望把斑茅中优异的特性通过杂交渗透到甘蔗中。甘蔗与斑茅的F1是斑茅利用研究的难点也是基础。本研究利用基因组原位杂交技术(GISH)分析甘蔗与斑茅的F1染色体构成和核型,探讨甘蔗与斑茅F1染色体的遗传行为。GISH结果表明,甘蔗与斑茅杂交F1的染色体众数68~69条,其中40条来自甘蔗热带种Badila,28~29条来自海南斑茅,未发现有染色体的交换或易位现象。参试材料大部分染色体都属于中部着丝点(m)的染色体,少数为近中部着丝点(sm),YCE95-41核型属2B型,其余的核型都为1B型。甘蔗与斑茅的染色体按n+n的方式传递给F1,本研究结果为斑茅种质在甘蔗育种中的利用及其杂交后代染色体细胞遗传研究提供参考依据。     

小麦胚乳染色体压片法

小麦经过双受精后,产生两种体细胞：一种 是具有两套相同染色体的2n体细胞（图1),另 一种是具有三套相同染色体的3n胚乳细胞（图 2)。人们对2n体细胞的研究很多,而对3n胚乳细胞研究甚少,结合研究3n胚乳的遗传规 律,我们对小麦胚乳细胞染色体进行了观察和 研究,现整理如下。     

沼泽型水牛Y染微卫星标记的筛选与多态性检测

为了研究水牛Y染色体的遗传多样性,文章以滇东南水牛3个地方群体——红河(HH)、西双版纳(BN)和普洱(PR)共31头公牛为研究对象,选取14个家牛Y染色体特异性微卫星标记,以检测这些标记在水牛Y染色体遗传多样性研究中的可行性。结果表明,3个标记(INRA008、UMN0103和UMN0504)只有1个等位基因,表现为单态;3个标记(UMN1113、UMN0304和BC1.2)均为3个等位基因,但呈单态;3个标记(UMN0920、UMN0307和UMN3008)呈现无规律的梯状条带,所以这9个标记都不适用于水牛的Y染色体遗传多样性研究;只有5个标记(INRA124、INRA189、BM861、PBR1F1和UMN2001)具有多态性,表明适用于水牛的Y染色体遗传多样性研究。这5个多态性Y染色体特异微卫星标记在滇东南水牛群体中的平均等位基因数(NA)为2.8000,平均期望杂合度(He)为0.3998,基因多样性(GD)为0.4144,多态信息含量(PIC)为0.3245,Shannon信息熵(SI)为0.5849,表明滇东南水牛群体的Y染色体具有中等遗传多态性。     

沼泽型水牛Y染色体微卫星标记的筛选与多态性检测

为了研究水牛Y染色体的遗传多样性, 文章以滇东南水牛3个地方群体- 红河(HH)、西双版纳(BN)和普洱(PR)共31头公牛为研究对象, 选取14个家牛Y染色体特异性微卫星标记, 以检测这些标记在水牛Y染色体遗传多样性研究中的可行性。结果表明, 3个标记(INRA008、UMN0103和UMN0504)只有1个等位基因, 表现为单态; 3个标记(UMN1113、UMN0304和BC1.2)均为3个等位基因, 但呈单态; 3个标记(UMN0920、UMN0307和UMN3008)呈现无规律的梯状条带, 所以这9个标记都不适用于水牛的Y染色体遗传多样性研究; 只有5个标记(INRA124、INRA189、BM861、PBR1F1和UMN2001)具有多态性, 表明适用于水牛的Y染色体遗传多样性研究。这5个多态性Y染色体特异微卫星标记在滇东南水牛群体中的平均等位基因数(NA)为2.8000, 平均期望杂合度(He)为0.3998, 基因多样性(GD)为0.4144, 多态信息含量(PIC)为0.3245, Shannon信息熵(SI)为0.5849, 表明滇东南水牛群体的Y染色体具有中等遗传多态性。     

通过染色体位点揭示鲫鱼的同源三倍体起源

在洞庭湖水系统中,鲫鱼复合体表现出二倍体群体(2n=100,简称2n CC)和多倍体群体共存的特征.虽然染色体数目与核型分析已经揭示了这些多倍体鲫鱼分别为三倍体(3n=150)和四倍体(4n=200),但是一直缺乏直接的遗传证据.本研究通过对5S rDNA的染色体位点进行分析,证明了拥有150条染色体的鲫鱼个体(简称3n CC)是三倍体起源(3n=150).进一步对具有物种特异性的染色体着丝粒位点进行分析,揭示了3n CC拥有的3套染色体均来源于鲫鱼.相关研究结果提供了直接的细胞遗传学证据,证明了鲫鱼复合体群体中拥有150条染色体的鲫鱼个体是同源三倍体起源.相关研究结果有利于脊椎动物多倍体化和进化研究.     

基于淫羊藿属(Epimedium L.)核型似近系数的聚类分析及其系统演化意义

为揭示淫羊藿属(Epimedium L.)植物染色体组遗传与进化,阐明该属植物系统亲缘关系和现代地理分布格局形成。该文对淫羊藿属植物51个分类群(43种、1亚种、6变种和1个栽培品种)和2种温哥华属(Vancouveria Morren et Decne.)植物的根尖进行了有丝分裂中期染色体核型分析,并运用核型似近系数聚类分析方法对这53个分类群植物的核型进行了聚类研究。结果表明:所有种类的染色体数均为12,二倍体(2n=2x=12),第1对同源染色体均为随体染色体,核型均为Stebbins的2A或1A型。可见,淫羊藿属植物染色体组在遗传进化中确实较为保守,种间核型非常相似。核型似近系数聚类分析为淫羊藿属植物系统进化研究提供了一些明显的线索。分析结果完全支持该属属下两个亚属(Subgen.Rhizophyllum和Subgen.Epimedium)的划分。亚属Epimedium的核型似近系数聚类结果显示,该类群物种间的系统亲缘关系与地理分布密切相关。核型似近系数分析结果还发现,来自东亚地区的淫羊藿属植物染色体组具有明显的变异,显示了更高的遗传多样性。基于上述研究结果,推断了淫羊藿属植物现代地理分布格局的形成过程。该研究结果可为淫羊藿属植物的资源利用、系统分类和遗传演化等领域的研究提供参考。     

不同样本方案下遗传元胞自动机的土地利用模拟及景观评价

利用元胞自动机(cellular automata,CA)模拟土地利用情景,有助于理解其变化机理,并为土地资源持续利用提供空间决策支持.本文基于生物进化过程的遗传算法(genetic algo-rithm,GA)将CA参数编码成为染色体,在模拟结果与真实结果差异值的引导下,通过选择、杂交和变异算子使最优的染色体得以遗传和保留,从而建立智能优化的元胞自动机模型.以浙江省嘉兴市1992-2008年土地利用变化为例,分别利用6%(66个·km-2)和3%(33个·km-2)两种样本方案构建遗传CA模型进行土地利用变化模拟,并通过混淆矩阵、Kappa系数和景观指数对模拟结果进行评估.结果表明:遗传CA模拟结果能在数量、位置和景观格局上以超过80%的水平接近真实分类,且大样本量构建的遗传CA的模拟精度更高;2008年的模拟精度和景观综合指数低于2001年,表明遗传CA的模拟精度和景观综合指数随模拟时间而衰减.     

尿样在SELDI技术中的优化研究

目的:建立表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱(SELDI-TOF/MS)技术检测尿液样本的方法。方法:采用SELDI技术及弱阳离子交换表面蛋白芯片(CM10)对糖尿病病例组和正常对照组的尿液样本进行分析,从尿液标本的采集、样品保存、上样浓度的控制、实验仪器的内外校准、实验结果重复性验证与分析等方面进行实验条件的优化。结果:反复冻融3次以上的样品经SELDI检测的出峰数量和峰强度情况较差;以1:1或1:2的浓度作倍比稀释后的样本经芯片检测得到的蛋白峰强度和蛋白数量最优;对两组样本重复检测3次,蛋白丰度的平均变异系数(CV值)分别为0.121和0.095;两组样本共检测到202个蛋白峰,其中差异表达蛋白29个,在肝纤维化组中表达上调13个,表达下调16个。结论:初步建立了SELDI技术检测尿液样本的方法,提高了SELDI技术检测尿液样本的质量。     

云南大叶茶细胞学研究

本文采用去壁低渗法研究了云南大叶茶的染色体核型,间期核形态和多核现象。结果表明大多数染色体是中部着丝粒染色体,5对是近中部着丝粒染色体,第7和12对染色体中各有1条具随体染色体。根据Levan等的分类原则,其核型为2n=20m+8sm+2sm(SAT),属于Stebbins核型分类的“2A”型,同时亦发现有“2B”型的核型。云南大叶茶间期核型为浓密分散型和复杂染色中央微粒型两种;并首次发现茶树中的多核现象,在所观察的1250个细胞中有6个是具双核细胞(占0.48％),有2个是具三核细胞占(0.16％)。另外,本文还对部份山茶属植物的核型进行了讨论。从核型上可以看出:(1)山茶属植物在进化上属于较原始的种系;(2)山茶属植物核型的进化基本符合Stebbins提出的植物界核型进化的规律,即对称—→不对称;(3)山茶属植物的核型在一定范围内变异甚大,这种变异没有一定的规律性。这些观点与张宏达提出的山茶属植物的分类系统基本吻合。带随体的染色体数目在山茶属植物核型的进化上没有什么明显的变化规律。     

徐州和宜兴两地株中华按蚊的唾腺染色体及三种同工酶的比较研究

本文对徐州和宜兴两地株中华按蚊唾腺染色体及三种同工酶进行了比较研究。染色体以性染色体和常染色体4个游离端(即2R、2L、3R、3L的头两段)进行比较,结果完全一样;三种同工酶的比较,结果也完全相同,证实了徐州、宜兴两地株中华按蚊完全是一个种。     

光敏核不育水稻农垦58S 41 kD蛋白质的N—端序列分析

光敏核不育性受1对或2对或3对隐性主基因控制,这反应了光敏核不育特性遗传机制的复杂性。张端品等用形态标记法将农垦58S光敏核不育基因定位于第5染色体。胡学应和万邦惠用同工酶法以农垦58S/02428 F_2群体为材料,将光敏核不育基因定位于第6和11染色体;Zhang等用RFLP法以32001S/明恢63 F_2群体为材料将不育基因定位于第3和7染色体。这三种方法所得到的定位结果完全不同,综合起来,第3、5、6、7和11染色体均有光敏核不育基因的位点,由此结果可得出两种解释:1.光敏核不育性由多对基因、至少5对基因控制;2.上述定位方法均是以不育(可育)性状在F_2群体中的分离模式为依据,育性划分界线的不同将会造成分离群体中单株表现值的差异,从而影响定位结果的精确性;再者不同实验室使用的材料不一致,已知不同遗传背景和光温条件影响光敏核不育基因的表达。因此,染色体定位结果有待确证。光敏核不育基因在染色体上定位的复杂性和不一致在某种程度上影响了基因克隆和光敏核不育分子机制的研究。无论光敏核不育性的遗传机制如何复杂,上述结果     

两例水稻极端异常分离现象的遗传分析

遗传异常分离既是自然界非常普遍的现象, 也是生物进化的动力之一。产生异常分离的原因可能与配子体或孢子体的选择有关。利用6个以类病变(lmi)和矮杆突变体(d6)为亲本的杂交组合(F2或F3), 对该类病变和矮杆基因的遗传规律及异常分离现象作初步的分析。结果显示, lmi×02428和d6×93-11的F2群体以及F3株系中存在极端异常分离的现象; LMI基因附近的分子标记ST8-1和D6基因附近的ST7-1、ST7-2、RM5490的带型分离同样也极显著偏离期望比; 偏分离因子与类病斑LMI和矮杆基因D6紧密连锁, 分别位于第8染色体分子标记ST8和ST8-2之间以及第7染色体分子标记ST7-1和ST7-3之间。异常分离现象还与杂交的组合有直接的关系。