1997年试题与参考答案

一、孟德尔用植物做杂交试验发现了分离定律和自由组合定律，后来这些定律在很多

生物中得到了证明。试问在孟德尔的时代里用哺乳动物作研究材料能发现孟德尔定律

吗?为什么?

答：在孟德尔的时代里用哺乳动物作研究材料是不可能发现孟德尔定律的，这是因为

用哺乳动物作研究材料具有以下不利之处：

1．哺乳动物为有性生殖的生物，其生活周期较长，不易饲养；

2．哺乳动物的性成熟较晚，其杂交和交配不易控制，并且还存在发情期和排卵期的问

题；

3．哺乳动物的繁殖力较低，雌性动物的每胎产仔数较少，后代的数量较少，统计时容

易发生偏差；

4．哺乳动物的基因型大多为杂合型的，要得到纯合的基因型进行测交或自交比较困

难。

二、在Aa×aa的交配中，如A对a为完全显性，子代Aa与aa的预期分离比应为

1：1。在具体的场合会出现两者的比例偏离1：1的情况。请分析各种可能的原因，并设计

试验予以证明。

答：在Aa×aa的交配中，如A对a为完全显性，也就是Fl和亲本之一(Aa)完全一

样，而不是双亲性状的中间型，或同时表现双亲的性状，F1Aa与aa的预期分离比应为

1：1。但在以下场合下会出现两者的比例偏离1：1的情况：

1．A对a为不完全显性时，也就是F1表现的性状是双亲的中间型，例如茉莉

(Mirabilis jalapa)花色的遗传，红花亲本(AA)和白花亲本(aa)杂交，F1(Aa)的花色不

是红色，而是粉红色，F2群体的基因型分离为1AA：2Aa：1aa，即其中1／4的植株开红花，

2／4的植株开粉红花，1／4的植株开白花。由此可知，当相对性状为不完全显性时，表现型

和其基因型是一致的。

2．如果双亲的性状同时在F1个体上出现，而不表现单一的中间型，这称为共显性。

例如，正常人红细胞呈碟形，某种贫血症患者的红细胞呈镰刀形，故称镰状红细胞贫血。

镰状红细胞贫血患者和正常人结婚所生的子女，他们的红细胞，既有碟形，又有镰刀形。

这种人平时并不表现严重的病症，在缺氧条件下才发病。这是表现共显性的一个实例。

3．此外显性性状的表现也受到生物体内、外环境条件的影响。例如，以金鱼草(An-

tirrhinurn majus)的红花品种与象牙色花品种杂交，其Fl如果培育在低温、强光照的条件

下，花为红色；如果在高温、遮光的条件下，花为象牙色。又如兔子脂肪的颜色表现为白色

或黄色，与食物条件具有密切的关系。倘若aa基因型的兔子出生后不吃含叶绿素的食

物，细胞内从来没有黄色素，即使它不能合成黄色素分解酶，脂肪表现型照样是白色，与基

因型为AA和Aa的兔子吃了含叶绿素食物的表现型完全一样。这里基因型为aa的兔子，其食物条件对它所表现的脂肪的颜色具有重要作用。有些性状的发育也受个体内部

生理条件的制约。例如，有角羊与无角羊杂交，F1雄性有角，雌性就没有角。显性基因的

作用在不同的遗传背景下也会有所不同。因此，显性作用是相对的，因内外条件的不同而

可能有所改变。

三、请比较多基因决定的性状与数量性状的异同，并举例说明。如何分析这两种性状

的基因?

答：多基因决定的性状有质量性状和数量性状：表现不连续变异的性状，称为质量性

状；表现连续变异的性状，称为数量性状。质量性状在杂种后代的分离群体中，对于各个

体所具相对性状的差异，可以明确的分组并求出不同组间的比例，来研究它们的遗传动

态。但是在生物界更广泛存在的是数量性状。在一个自然群体或杂交后代群体内，不同

个体的性状都表现为连续的变异，很难进行明确的分组，更难求出不同组之间的比例，所

以不能用分析质量性状的方法分析数量性状，而要用统计学方法对这些性状进行测量，才

能研究它的遗传动态。

数量性状和多基因决定的质量性状主要有以下不同之处：

1)数量性状的变异表现为连续的，杂交后的分离世代不能明确分组，而质量性状的变

异表现为不连续，杂交后的分离世代可以明确分组。

2)数量性状一般容易受环境条件的影响而发生变异。这种变异一般是不遗传的，它

往往和那些能够遗传的数量性状相混，使问题更加复杂化。而质量性状是相对稳定的，受

环境条件的影响较小。

3)数量性状受许多彼此独立的基因共同作用，每个基因对性状表现作用微小，各基因

的效应相等，等位基因间通常无显隐性关系，各基因的作用是累加的，呈现剂量效应。而

质量性状虽也是受许多基因控制，但各基因的效应一般不相等，等位基因间通常有显隐性

关系，各基因的作用方式表现多样。

尽管数量性状和多基因决定的质量性状有以上一些不同之处，但两者之间的区别并

不是绝对的，两种性状的表现都是由基因控制的，控制数量性状的微效基因与控制质量性

状的基因都存在于染色体上，它们的遗传方式都符合孟德尔遗传规律。二者间差别主要

在于各基因效应的大小及有关座位数的多少，从而造成数量性状与质量性状既有区别又

有关联的关系。其表现形式如下：

1)某些性状既有数量性状特点，又有质量性状特点，因区分的着眼点不同而异。小麦

粒色就其中一例，红粒对白粒为3：1或15：1，对红粒仔细研究则可发现颜色深浅之间是

量的差别，而且色调与基因数量间呈现剂量效应。

2)同一性状因杂交亲本类型不同，可能表现为数量或质量性状。例如，一般情况下豌

豆株高为数量性状，呈现连续变异。但在矮生型与高杆型杂交的情况下，F2却出现差别

明显的高：矮为3：1的比例，表现出质量性状的特点。

3)某些基因可能同时影响质量性状与数量性状，或者对某一性状起主基因作用而对

另一性状起微效基因作用。例如白三叶草中，两对独立的显性基因互作产生叶斑，这与正

常绿叶有质的区别，但是两种显性基因的不同剂量又影响叶片数的不同，叶片数显然是数

量性状。

场合是互相渗透、互有联系的。

四、什么是遗传学图上的图距，如何计算?有两个实验室分别用豌豆的两个不同的杂

交组合测得的同一染色体上的两个基因之间的图距很不一致。你觉得会出现这种情况

吗?造成这种矛盾的原因何在?有可能克服这种矛盾吗?

答：由于交换值具有相对的稳定性，所以通常以交换值表示两个基因在同一染色体上

的相对距离，或称为遗传学图上的图距。在一定条件下，交换值可以用重组值表示，所以

求交换值的公式为：

交换值=重组型的配子数／总配子数×100％

应用这个公式计算交换值，首先要知道重组型的配子数，测定重组型配子数的简易方

法有测交法和自交法两种。

有两个实验室分别用豌豆两个不同的杂交组合测得同一染色体上的两个基因之间的

图距很不一致，完全有这种可能，这主要是因为交换值会因某种外界和内在条件的影响而

发生变化。例如，测定的方法、所使用的材料、性别、年龄、温度等条件对某些生物的连锁

基因间的交换值都会有所影响。染色体的部位不同、染色体发生畸变等也会影响交换值。

因此在测定交换值时总是以正常条件下生长的生物为研究对象，并从大量资料中求得比

较准确的结果。

五、在育种中如何利用染色体结构的改变和染色体数目的改变?请举例说明。

答：1．染色体结构改变在育种上的应用。染色体结构改变已被用到生产上，例如养蚕

业中，希望利用雄蚕进行生产，因为雄蚕的桑叶利用率高，单用雄蚕的茧缫丝，可以提高生

丝质量。所以如果有一个办法可以选出雄蚕来饲养，这是蚕丝界所欢迎的。

在家蚕中，第2白卵基因(W2)位于第10染色体的3．5基因座上。纯合体的卵在越

冬时呈杏黄色，蚕蛾眼色纯白。第3白卵基因(W3)位于同一染色体的6．9基因座上，纯合

体的卵在越冬时呈淡黄褐色，卵色深浅变化较大，蚕蛾眼色黑色。各型杂合体

W2+w3／+w2W3+w2W3／+w2+w3和W2+w3／+w2+w3的卵都呈正常的紫黑色，蚕蛾

眼色全为黑色。

家蚕育种工作者用辐射诱变方法，反复处理杂合体(其基因型经推定为W2+w3／+w2W3)，

通过严格选择，先使第10染色体产生缺失，缺失的片段或者包括W2基因座，或者包括

W，基因座，并使这有缺失的第10染色体易位到W染色体上，再经过系统选育，使生活

力逐渐提高，以适应饲养的要求，培育成了A、B两个系统：

如将A系统雌蛾与B系统雄蛾交配，所产的蚕卵中，黑色的全为雄性，淡黄褐色的全

为雌性。然后通过电子光学自动选别机选取出黑卵，进行孵育和饲养。

2．染色体数目的改变在育种上的应用。染色体数目改变也被广泛地应用到育种上，最典型的为植物多倍体的应用，例如四倍体番茄所含的维生素C比二倍数体大约多了一

倍。四倍体萝卜的主根粗大，产量比最好的二倍体品种还要高。三倍体甜菜比较耐寒，含

糖量和产量都较高，成熟也较早。三倍体的杜鹃花，因为不育，所以开花时间特别长。还

有三倍体西瓜，因为很少能产生有功能的性细胞，所以没有种子。

1)无籽西瓜

一般将食用二倍体西瓜(Citrullus vulgaris，2n=22)在幼苗期用秋水仙素处理，可

以得到四倍体，四倍体植株的气孔大，花粉粒和种子也较大。把四倍体作为母本，二倍体

作为父本，在四倍体的植株上就结出三倍体的种子(3n=33)。三倍体种子种下去后长出

三倍体植株来。三倍体植株上的花一定要用二倍体植株的花粉来刺激，这样才能引起无

子果实的发育。因此必须把三倍体与二倍体相间种植，以保证有足够的二倍数体植株的

花粉传到三倍体植株的雌花上去。    。

2)小黑麦

异源多倍体的合成是作物育种中常用的方法，目的是要把两个亲本种的优良特性汇

集在一起。现已用于生产的是普通小麦与黑麦(Secale cereale)杂交，并经染色体加倍后

育成的小黑麦(Triticale)。

小麦能否与黑麦杂交，是由小麦的可杂交基因决定的，与黑麦品种无关。这些含有司

杂交基因的小麦品种就称为“桥梁品种”。桥梁品种间的杂交一代和它们的后代都很容易

与黑麦杂交。非桥梁品种也可先与桥梁品种杂交，使可杂交基因传递给杂种后代，这样就

可广泛利用小麦资源来与黑麦杂交，有效地解决了属间杂交不易成功的困难。

利用小麦品种杂种第一代或第二代做母本，与黑麦进行杂交。普通小麦有21对染色

体，它的雌配子有21个染色体，包括三个染色体组(A、B、C)；黑麦有7对染色体，它的雄

配子有7个染色体，是一个染色体组(R)。小麦的雌配子与黑麦的雄配子结合，所产生的

子一代有28个染色体，包括四个染色体组(ABDR)。因为这四个染色体组来自不同属的

种，染色体的结构和功能已有很大的分化，它们之间的同源性已经很少，所以在减数分裂

时不能形成二价体，子一代不育。当染色体加倍后，杂种的28个染色体成为28对，育性

大大提高，能够结实繁殖后代了。因为小麦和黑麦的染色体基数都是7，加倍后小黑麦的

28对染色体是7的8倍，它们又来自不同的种，所以叫它为异源八倍体小黑麦。

染色体加倍后的八倍体小黑麦是纯种，它们的后代不出现分离现象，但是都表现不同

程度的结实率低和种子饱满度不高等共同缺点。但经过几年的连续选择，已成功地培育

成小黑麦新品种。

小黑麦产量高，抗逆性和抗病性强，耐瘠耐寒，面粉白，蛋白质含量高，发酵性能好，茎秆可作青饲料，适于高寒山区种植，比当地小麦增产30％～40％，比黑麦增产20％左右。

六、有科学家声称地球上的人类均起源于一个共同的“祖先母亲”，你能设想出他是如

何研究这一问题的吗?有没有可能研究人类共同的“祖先父亲”呢?如何研究?

答：主要从性染色体的分化来研究的。研究思路：分析X染色体和Y染色体在基因

结构、基因表达的相似性和差异性。用分子标记技术，如RFLP和RAPD等。

(王永飞  杨立红答)