| 章节序号 | 章节名称 |
|---|---|
| 第一章 | 绪论 |
| 第二章 | 遗传的细胞学基础 |
| 第三章 | 遗传物质的分子基础 |
| 第四章 | 孟德尔遗传 |
| 第五章 | 连锁遗传和性连锁 |
| 第六章 | 染色体变异 |
| 第七章 | 细菌和病毒的遗传 |
| 第八章 | 基因的表达与调控 |
| 第九章 | 基因工程和基因组学 |
| 第十章 | 基因突变 |
| 第十一章 | 细胞质遗传 |
| 第十二章 | 遗传与发育 |
| 第十三章 | 数量性状遗传 |
| 第十四章 | 群体遗传与进化 |
遗传学和分子生物学问题的系统回答：
一、果实直感与胚乳直感
- 果实直感（Xenia） ：指花粉对种子以外的果皮或果肉性状产生直接影响的现象。例如，玉米籽粒颜色受父本花粉影响。
- 胚乳直感（Metaxenia） ：特指花粉对胚乳性状（如颜色、淀粉类型等）的影响。这是胚乳为三倍体（2母:1父），其基因型受父本影响所致。
注：两者常被混用，但严格来说，胚乳直感是果实直感的一种特殊形式。
二、10个花粉母细胞可形成多少配子结构？
花粉母细胞（小孢子母细胞）经减数分裂形成小孢子，再经有丝分裂形成成熟花粉粒。
- 每个花粉母细胞 → 减数分裂 → 4个小孢子 → 各发育为1个花粉粒
⇒ 10个花粉母细胞 → 40个花粉粒
每个成熟花粉粒（被子植物典型）含：
- 2个精核（精子细胞）
- 1个管核（营养核）
因此：
- 精核总数 = 40 × 2 = 80个
- 管核总数 = 40 × 1 = 40个
三、10个卵母细胞可形成多少雌配子体结构？
卵母细胞即大孢子母细胞，经减数分裂后通常只有1个功能大孢子存活，其余3个退化。
- 每个卵母细胞 → 减数分裂 → 1个功能大孢子 → 经3次有丝分裂 → 1个成熟胚囊（雌配子体）
典型被子植物（如拟南芥、百合）的胚囊为蓼型（Polygonum type），含7细胞8核：
- 1个卵细胞
- 2个助细胞
- 1个中央细胞（含2个极核，有时融合为次生核）
- 3个反足细胞
因此，10个卵母细胞 → 10个胚囊，进而形成：
- 卵细胞：10个
- 极核：20个（每个胚囊2个）
- 助细胞：20个
- 反足细胞：30个
四、植物的双受精过程（文字描述 + 示意图说明）
过程简述：
- 花粉落在柱头上萌发，形成花粉管。
- 花粉管携带两个精核 和一个管核，沿花柱生长至胚囊。
- 花粉管通过助细胞进入胚囊，释放两个精核。
- 一个精核 + 卵细胞 → 合子（2n）→ 发育为胚
- 另一个精核 + 两个极核（或次生核）→ 初生胚乳核（3n）→ 发育为胚乳
示意图（文字版）：
text
编辑
花粉粒
↓ 萌发
花粉管（含2精核+1管核）
↓ 生长至胚囊
进入胚囊（经助细胞）
↓
精核1 + 卵细胞 → 合子（2n） → 胚
精核2 + 2极核 → 初生胚乳核（3n） → 胚乳此为被子植物特有现象，称为双受精（Double fertilization）。
五、无融合生殖（Apomixis）
定义：不经过正常受精过程而形成种子的生殖方式，后代为母本克隆。
主要类型：
- 孢子体无融合生殖（Apospory） ：
- 体细胞（如珠心细胞）直接发育为胚囊，不经减数分裂。
- 配子体无融合生殖（Diplospory） ：
- 大孢子母细胞进行有丝分裂（或异常减数分裂）形成二倍体胚囊。
- 无配子生殖（Parthenogenesis） ：
- 卵细胞不经受精直接发育为胚（但胚囊仍由正常减数分裂形成）。
- 无孢子生殖（Adventitious embryony） ：
- 珠心或珠被细胞直接发育为胚（多胚现象），与受精胚共存。
常见于柑橘、蒲公英、高粱等。
六、红色面包霉（Neurospora crassa）的生活周期（低等真菌）
特点：
- 属于子囊菌门，单倍体为主。
- 营养体为单倍体菌丝（n）。
- 两种交配型：A 和 a（非雌雄，仅相容性）。
生活周期简述：
- A 和 a 菌丝接触 → 形成双核细胞（n + n）。
- 核配（karyogamy）→ 形成二倍体合子（2n）（短暂存在）。
- 合子立即进行减数分裂 → 产生4个单倍体核。
- 再经一次有丝分裂 → 8个子囊孢子（n），包裹在子囊中。
- 孢子释放 → 萌发为新菌丝。
与高等植物异同：
| 项目 | 红色面包霉（真菌） | 高等植物 |
|---|---|---|
| 主要世代 | 单倍体（n） | 二倍体（2n） |
| 减数分裂产物 | 直接形成孢子 | 形成配子体（小/大孢子） |
| 配子 | 无典型配子，靠交配型菌丝融合 | 有精子、卵细胞 |
| 受精 | 核配（karyogamy） | 配子融合（plasmogamy + karyogamy） |
| 多细胞性 | 菌丝为多核或多细胞 | 明确组织分化 |
相同点：均有减数分裂和有性生殖循环；不同点：优势世代相反。
七、高等植物 vs 高等动物生活周期的主要差异
核心差异：世代交替的存在与否
| 特征 | 高等植物 | 高等动物 |
|---|---|---|
| 是否有世代交替 | 有（孢子体2n ↔ 配子体n） | 无 |
| 优势世代 | 孢子体（2n） | 个体始终为2n |
| 配子形成方式 | 配子体（n）经有丝分裂产配子 | 个体（2n）经减数分裂直接产配子 |
| 配子体是否独立 | 被子植物中极度退化（花粉、胚囊） | 无配子体阶段 |
| 受精场所 | 胚珠内（体内） | 多为体内（哺乳类）或体外（鱼类） |
图示（文字版）：
高等植物（被子植物）：
2n 孢子体 → 减数分裂 → n 小孢子/大孢子 → 有丝分裂 → n 雄/雌配子体 → 配子 → 受精 → 2n 合子 → 新孢子体
高等动物：
2n 个体 → 减数分裂 → n 配子（精子/卵） → 受精 → 2n 合子 → 发育为2n个体
植物有多细胞单倍体阶段，动物没有。
八、DNA结构相关概念
1. 半保留复制（Semi-conservative replication）
- DNA复制时，每条亲代链作为模板合成一条新链。
- 子代DNA分子含一条旧链 + 一条新链。
- 由Meselson-Stahl实验证实。
2. 冈崎片段（Okazaki fragments）
- 在滞后链（lagging strand） 上，DNA合成是不连续的。
- 形成短的DNA片段（原核约1000--2000 nt，真核约100--200 nt）。
- 由DNA连接酶连接成完整链。
3. A-DNA、B-DNA、Z-DNA比较
| 特征 | B-DNA | A-DNA | Z-DNA |
|---|---|---|---|
| 构象 | 右手螺旋 | 右手螺旋 | 左手螺旋 |
| 生理状态 | 细胞中最常见（水合充分） | 脱水状态（如晶体） | 高盐或GC重复序列 |
| 螺旋直径 | ~20 Å | ~23 Å | ~18 Å |
| 每圈碱基数 | 10.5 | 11 | 12（二聚体重复） |
| 碱基倾角 | 小 | 大 | 无（垂直） |
| 生物学意义 | 标准遗传信息载体 | 可能参与转录调控 | 与基因调控、染色质结构有关 |
九、染色质结构与染色体包装
染色质基本结构单位：核小体（Nucleosome）
- 由146 bp DNA 缠绕在组蛋白八聚体（H2A, H2B, H3, H4 各2个）上1.65圈。
- 相邻核小体由连接DNA（20--80 bp） 和 H1组蛋白连接。
染色质 → 染色体的螺旋化模型（多级螺旋模型）：
- 一级结构：核小体串珠（11 nm 纤维）
- 二级结构：螺线管（solenoid），6个核小体/圈，直径30 nm（需H1）
- 三级结构：超螺线管（300 nm），由螺线管进一步盘绕
- 四级结构：染色单体（700 nm），中期染色体
现代观点更倾向"染色质环-支架模型"：30 nm纤维形成环，锚定在核骨架上，再压缩为染色体。
十、原核生物DNA聚合酶（以大肠杆菌为例）
| 酶 | 主要功能 | 特点 |
|---|---|---|
| DNA pol I | 修复、切除RNA引物、填补缺口 | 5'→3' 聚合酶活性；5'→3' 外切（切除引物）；3'→5' 外切（校对） |
| DNA pol II | DNA修复（SOS反应） | 3'→5' 外切，低保真 |
| DNA pol III | 主要复制酶 | 高持续合成能力，高保真，具ε亚基（3'→5' 校对） |
| DNA pol IV、V | 跨损伤合成（TLS） | 低保真，应急修复 |
Pol III负责前导链和滞后链的延伸；Pol I负责冈崎片段间RNA引物替换。