2026 年 哈尔滨工业大学考研真题 样题(含答案详解)

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2026 年 哈尔滨工业大学考研真题 样题(含答案详解)

2026 年哈尔滨工业大学遗传学考研真题样题

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一、名词解释(每题 3 分,共 30 分)

  1. epistasis(上位性)
    • 答案:指一对等位基因(上位基因)的表达会掩盖另一对非等位基因(下位基因)的表型效应,从而影响后者表型表现的遗传现象,是非等位基因间相互作用的重要形式,区别于等位基因间的显隐性关系。
    • 解析:上位性按作用方式可分为显性上位(如南瓜果形遗传中,显性基因 A 掩盖 B/b 的效应)和隐性上位(如小鼠毛色遗传中,隐性基因 aa 掩盖 B/b 的效应)。其核心是 “非等位基因间的表型掩盖”,本质是不同基因在代谢途径或调控网络中的上下游关系(如上位基因控制的酶先于下位基因发挥作用),是多基因控制性状的重要遗传机制。
  2. criss-cross inheritance(交叉遗传)
    • 答案:指性染色体上的基因在遗传时,性状表现为 “父亲的性状传给女儿,母亲的性状传给儿子” 的交叉传递模式,是伴性遗传的典型特征,常见于 X 连锁隐性遗传(如人类红绿色盲、血友病)。
    • 解析:以人类红绿色盲为例,男性患者(XᵇY)的 Xᵇ染色体只能传给女儿(女儿为 XᴮXᵇ,携带者),儿子的 X 染色体必来自母亲;若母亲为携带者(XᴮXᵇ),则其 Xᵇ可传给儿子(儿子为 XᵇY,患者)。交叉遗传的本质是 “男性只有一条 X 染色体,其 X 染色体仅来自母亲、仅传给女儿”,导致伴性基因的传递呈现性别交叉特征。
  3. tetrad analysis(四分子分析)
    • 答案:指对真菌(如脉孢菌、酵母菌)减数分裂产生的四个子细胞(四分子)或其衍生的子囊孢子进行基因型分析,以研究基因连锁、重组率计算及基因转变等遗传现象的实验方法,可直接观察单次减数分裂的产物。
    • 解析:四分子分析的核心优势是 “能精确追踪单个减数分裂事件的基因分离与重组”:例如脉孢菌的子囊孢子按减数分裂顺序排列(线性四分子),可通过孢子表型排列推测基因与着丝粒的距离(计算着丝粒距离);酵母菌的无序四分子可用于计算基因间的重组率,是研究真菌遗传规律的核心技术。
  4. maternal inheritance(母性遗传)
    • 答案:指由细胞质中的遗传物质(如线粒体 DNA、叶绿体 DNA)控制的性状,其遗传信息仅通过母本传递给子代,父本的细胞质遗传物质不参与子代遗传的现象,又称细胞质遗传或母系遗传。
    • 解析:母性遗传的本质是 “受精卵的细胞质主要来自母本的卵细胞,父本精子几乎不含细胞质”:例如人类线粒体 DNA(mtDNA)仅来自母亲,线粒体遗传病(如 Leber 视神经萎缩)仅由母亲传给所有子女;植物叶绿体控制的叶色变异(如紫茉莉叶色遗传)也遵循母性遗传规律,子代叶色与母本一致,与父本无关。
  5. karyotype analysis(核型分析)
    • 答案:指将细胞有丝分裂中期的染色体按大小、着丝粒位置、臂比等特征进行配对、分组、编号,并分析染色体数目、结构是否异常的细胞学方法,是诊断染色体病(如唐氏综合征)、研究物种进化的重要手段。
    • 解析:核型分析的步骤包括 “染色体制备(中期细胞)、染色(如吉姆萨染色显带)、显微摄影、染色体排列”:正常人类核型为 46 条染色体,分 22 对常染色体和 1 对性染色体(XY 或 XX);若出现染色体数目异常(如 21 三体)或结构异常(如易位、缺失),可通过核型分析直接识别,是临床遗传学诊断的核心技术之一。
  6. c-value paradox(C 值悖论)
    • 答案:指生物的基因组大小(C 值,即单倍体基因组的 DNA 总量)与生物进化复杂度之间无严格正相关的现象,表现为 “进化程度相近的生物 C 值差异大,或低等生物 C 值高于高等生物”,如某些两栖类的 C 值远大于人类。
    • 解析:C 值悖论的原因是基因组中存在大量非编码 DNA(如重复序列、内含子、假基因):高等生物虽进化复杂度高,但非编码 DNA 占比高(人类基因组中非编码 DNA 占比约 98%);部分低等生物(如某些原生动物)基因组中重复序列多,导致 C 值偏大。该现象揭示 “基因组大小≠基因数量≠进化复杂度”,推动了非编码 DNA 功能的研究。
  7. transposable element(转座元件)
    • 答案:指能在基因组内从一个位置移动到另一个位置的 DNA 片段,又称转座子,可分为 DNA 转座子(通过 DNA 剪切 - 粘贴机制移动)和逆转录转座子(通过 RNA 中间体逆转录为 DNA 后插入基因组),广泛存在于原核生物和真核生物基因组中。
    • 解析:转座元件的移动可能导致基因突变(插入基因编码区)、基因重排(如引起染色体倒位、易位)或基因组扩张(如逆转录转座子大量复制):例如原核生物的 Tn10 转座子可携带抗性基因在质粒与染色体间移动,导致细菌耐药性传播;人类基因组中约 45% 的序列来自转座元件,其活动与物种进化、疾病发生(如某些癌症)密切相关。
  8. telomerase(端粒酶)
    • 答案:指一种由 RNA 和蛋白质组成的逆转录酶,能以自身 RNA 为模板,在真核生物染色体末端(端粒)添加重复 DNA 序列(如人类端粒的 TTAGGG 重复),弥补 DNA 复制时端粒缩短的问题,维持染色体长度与稳定性。
    • 解析:端粒酶的核心功能是 “解决线性染色体的末端复制问题”:正常体细胞中端粒酶活性低,端粒随细胞分裂逐渐缩短,导致细胞衰老;生殖细胞、干细胞及癌细胞中端粒酶活性高,可维持端粒长度,实现细胞永生化(如癌细胞无限增殖依赖端粒酶活性)。端粒酶的研究为癌症治疗(抑制端粒酶)和抗衰老研究提供了靶点。
  9. cis-element(顺式作用元件)
    • 答案:指真核生物基因组中与结构基因串联存在、能影响自身基因转录效率的 DNA 序列,不编码蛋白质,仅在原位发挥作用,包括启动子、增强子、沉默子、绝缘子等,是基因表达转录水平调控的关键元件。
    • 解析:顺式作用元件的核心特征是 “作用具有位置和方向依赖性,仅调控同一条染色体上的邻近基因”:启动子是 RNA 聚合酶结合的位点,决定转录起始;增强子可远距离(数千碱基对)促进转录,位置可在基因上游、下游或内含子中;沉默子则抑制转录。与顺式作用元件结合的蛋白质称为反式作用因子(如转录因子),二者共同调控基因表达。
  10. zinc-finger(锌指结构)
    • 答案:指一种常见的蛋白质结构域,由约 20-30 个氨基酸残基组成,通过结合 1 个或 2 个锌离子(Zn²⁺)稳定结构,形成 “手指状” 空间构象,能特异性结合 DNA 或 RNA,广泛存在于转录因子、核酸酶等蛋白质中,是重要的核酸结合结构。
    • 解析:锌指结构的核心是 “锌离子介导的结构稳定”:例如 C₂H₂型锌指(最常见类型),由 2 个半胱氨酸(Cys)和 2 个组氨酸(His)结合 Zn²⁺,形成 β 折叠 -α 螺旋的手指结构,α 螺旋可嵌入 DNA 大沟与特定碱基序列结合。锌指结构的特异性使其成为基因编辑技术(如锌指核酸酶 ZFN)的关键组件,可靶向切割特定 DNA 序列。

二、简答题(共 50 分)

  1. 父亲是并指患者(AD),母亲表型正常。二者生育一个白化病患儿,其手指正常。问:该患儿以后的同胞中手指和肤色均正常的概率有多大?(6 分)
    • 答案:概率为 3/8。
    • 解析:
      1. 确定基因符号与亲本基因型:
        • 并指为常染色体显性遗传(AD),设致病基因为 A,正常基因为 a;父亲是并指患者,且生育了手指正常的患儿(aa),故父亲基因型为 Aa(若为 AA,子代必为 Aa,均患并指,与患儿手指正常矛盾)。
        • 白化病为常染色体隐性遗传(AR),设致病基因为 b,正常基因为 B;患儿患白化病(bb),故父母均为携带者(Bb,因父母表型正常,需各提供一个 b)。
        • 综上,父亲基因型为 AaBb,母亲基因型为 aaBb。
      2. 分别计算子代 “手指正常” 和 “肤色正常” 的概率:
        • 手指性状(Aa×aa):子代手指正常(aa)的概率为 1/2(Aa:aa=1:1)。
        • 肤色性状(Bb×Bb):子代肤色正常(B_,即 BB 或 Bb)的概率为 3/4(BB:Bb:bb=1:2:1)。
      3. 计算 “手指和肤色均正常” 的概率:
        因两性状独立遗传,联合概率 = 手指正常概率 × 肤色正常概率 = 1/2×3/4=3/8。
  2. 一对夫妇生育 5 个孩子,他们是 3 男 2 女的概率多大?(3 分)
    • 答案:概率为 5/16(或 31.25%)。
    • 解析:
      1. 确定遗传模型:人类胎儿性别由父亲精子的性染色体决定(X 或 Y),生男孩(XY)和女孩(XX)的概率均为 1/2,且各次生育独立。
      2. 应用二项式概率公式:
        二项式概率公式为:P=C (n, k)×pᵏ×(1-p)ⁿ⁻ᵏ,其中 n=5(总孩子数),k=3(男孩数),p=1/2(生男孩概率),C (n,k) 为组合数(从 n 中选 k 的方式数)。
        • 组合数 C (5,3)=5!/(3!×2!)=10;
        • 概率 P=10×(1/2)³×(1/2)²=10×(1/8)×(1/4)=10/32=5/16。
  3. 你如何理解非等位基因间上位作用(epistasis)的机制?(6 分)
    • 答案解析:上位作用的机制本质是 “非等位基因在代谢途径、信号通路或基因调控网络中的功能关联”,导致一对基因的表达掩盖另一对基因的表型,具体可分为三类机制:
      1. 代谢途径中的上下游关系:若两个基因控制同一代谢途径的连续步骤,上游基因的产物是下游基因的底物,上游基因的突变会掩盖下游基因的效应。例如小鼠黑色素合成:B 基因控制黑色素合成(B_为黑色,bb 为棕色),A 基因控制黑色素是否运输到毛发(A_为黑色 / 棕色,aa 为白色)。此时 aa(上位基因)会掩盖 B/b(下位基因)的效应,无论 B/b 基因型如何,表型均为白色,属于隐性上位。
      2. 基因调控中的开关作用:上位基因作为转录因子或调控因子,控制下位基因的表达,若上位基因不表达,下位基因即使正常也无法发挥作用。例如果蝇体节发育:Gap 基因(如 hunchback)控制 Pair-rule 基因(如下胚轴)的表达,Gap 基因突变会导致 Pair-rule 基因无法激活,掩盖其表型效应,属于显性上位。
      3. 表型定义的优先级:当两个基因控制同一性状的不同表型特征时,某一表型具有 “优先级”,会掩盖另一表型。例如南瓜果形遗传:A 基因控制 “球形 vs 扁形”(A_为扁形,aa 为球形),B 基因控制 “球形 vs 长形”(B_为球形,bb 为长形)。此时 A_(扁形)会掩盖 B/b 的效应(无论 B/b 如何,表型均为扁形),属于显性上位;aa 时 B/b 才决定表型(B_为球形,bb 为长形)。
  4. 人类 X 染色体上含有很多基因,正常男性性染色体组成 XY,正常女性性染色体组成 XX,连锁于 X 染色体上的基因在男性和女性个体中的表达剂量有无差别,你如何理解?(3 分)
    • 答案:无显著差别,主要通过 “X 染色体失活” 机制实现剂量补偿。
    • 解析:
      1. 剂量补偿的必要性:女性有 2 条 X 染色体,男性仅 1 条,若 X 连锁基因无剂量调节,女性 X 连锁基因的表达量会是男性的 2 倍,导致性别相关的表型异常。
      2. X 染色体失活机制:女性胚胎发育早期,两条 X 染色体中的一条会随机失活(形成高度浓缩的巴氏小体),仅保留一条 X 染色体表达,使女性体细胞中 X 连锁基因的表达剂量与男性(1 条 X 表达)一致。例如人类 G6PD 基因(X 连锁),女性杂合子(XᴬXᵃ)的体细胞中,部分细胞 Xᴬ表达,部分 Xᵃ表达,整体表达剂量与男性(XᴬY 或 XᵃY)无差别,实现剂量补偿。
  5. 基因转变(gene conversion)是如何发生的?(3 分)
    • 答案:基因转变是减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间发生 DNA 片段交换时,因错配修复导致 “一个等位基因被另一个等位基因替换” 的现象,常伴随交叉互换,发生于同源重组的异源双链 DNA 错配修复阶段。
    • 解析:
      1. 发生过程:① 同源染色体联会时,非姐妹染色单体断裂并交换片段,形成异源双链 DNA(两条链分别来自不同等位基因,如一条含 A,一条含 a);② 异源双链 DNA 中的碱基错配(如 A 与 a 配对)被修复系统识别;③ 修复时若以含 A 的链为模板修复含 a 的链,会使 a 转变为 A;反之则使 A 转变为 a,最终导致减数分裂产物中出现 “异常的等位基因比例”(如四分子中 3 个 A、1 个 a,而非 2A、2a)。
  6. 请设计一个实验证明 E.coli 的染色体 DNA 是环形。(3 分)
    • 答案:可通过 “密度梯度离心法结合 DNA 变性 - 复性实验” 证明,具体设计如下:
    • 解析:
      1. 实验步骤:① 提取 E.coli 的染色体 DNA,用放射性同位素(如 ³²P)标记;② 将 DNA 分为两组,一组直接进行 CsCl 密度梯度离心,记录 DNA 条带位置;另一组用限制性内切酶(仅切割环形 DNA 一次的酶,如 EcoRⅠ,若 DNA 为环形,切割后变为线性;若为线性,切割后仍为线性)处理后,同样进行 CsCl 密度梯度离心;③ 对比两组的离心结果,同时对 DNA 进行变性(加热使双链解开)和复性(降温使双链重新形成)处理,观察复性速度。
      2. 结果分析:① 若 E.coli 染色体为环形,未酶切组的 DNA 因环形结构致密,离心条带位置与线性 DNA 不同;酶切后环形 DNA 变为线性,条带位置与未酶切组不同。② 环形 DNA 变性后为单链环,复性时单链环可快速自我配对形成双链环,复性速度快于线性 DNA(线性单链需寻找互补链),结合离心结果可证明染色体 DNA 为环形。
  7. 举例说明染色体畸变可用于基因定位。(6 分)
    • 答案解析:染色体畸变(如缺失、易位、三体)可通过 “表型与畸变染色体的关联” 定位基因,以 “果蝇缺刻翅基因定位” 和 “人类猫叫综合征基因定位” 为例:
      1. 果蝇缺刻翅基因定位(缺失定位法):
        • 现象:果蝇缺刻翅(一种显性突变)总是伴随 X 染色体上的白眼基因(w)缺失,且缺刻翅个体多为雌性(雄性缺刻翅胚胎致死)。
        • 定位逻辑:① 观察到缺刻翅表型与 X 染色体特定片段的缺失(含 w 基因)完全关联;② 通过不同长度的 X 染色体缺失突变体,对比缺刻翅表型与缺失片段的重叠区域,发现所有缺刻翅突变体均缺失 X 染色体上的同一特定片段;③ 最终将缺刻翅基因定位到该缺失重叠区域,证明其与 w 基因紧密连锁,位于 X 染色体上。
      2. 人类猫叫综合征基因定位(缺失定位法):
        • 现象:猫叫综合征患者表现为哭声似猫、智力低下,核型分析显示其 5 号染色体短臂(5p15.2)存在缺失。
        • 定位逻辑:① 收集多个猫叫综合征患者,分析其染色体缺失片段,发现所有患者均缺失 5p15.2 区域;② 对比缺失片段的大小与表型严重程度,发现缺失 5p15.2 区域的患者均出现典型症状,缺失其他区域的患者无此症状;③ 最终将猫叫综合征的关键基因(如 TERT 基因)定位到 5p15.2 区域,证明该区域基因缺失是致病原因。
  8. 细胞质的一些细胞器中也存在遗传因子,其遗传规律与细胞核内遗传物质向子代个体的传递有何不同?(3 分)
    • 答案解析:细胞质遗传因子(如线粒体、叶绿体 DNA)与细胞核遗传物质的传递规律差异主要体现在三个方面:
      1. 传递方式不同:细胞质遗传因子仅通过母本传递(母性遗传),父本的细胞质遗传物质因精子几乎不含细胞质而不参与传递;细胞核遗传物质则通过父母本的配子核 DNA 结合传递,遵循孟德尔分离与自由组合定律(如人类核基因由父母各传一半)。
      2. 遗传规律不同:细胞质遗传不遵循孟德尔定律,子代表型仅与母本一致,无分离比(如紫茉莉叶色遗传,子代叶色 = 母本叶色);细胞核遗传遵循孟德尔定律,子代出现一定的分离比(如豌豆高茎 × 矮茎,F₂代高茎:矮茎 = 3:1)。
      3. 突变频率与表型效应不同:细胞质遗传因子(如 mtDNA)突变频率高于核 DNA,且因细胞质中遗传因子多为多拷贝,突变表型常呈 “剂量效应”(如线粒体遗传病的表型严重程度与突变 mtDNA 比例相关);细胞核基因突变频率较低,表型效应多为单基因控制,分离明确。
  9. 举例说明生物个体的发育过程是基因时空特异性表达的结果。(10 分)
    • 答案解析:生物发育的本质是 “基因在特定时间、特定组织细胞中选择性表达”(时空特异性),以果蝇体节发育和人类胚胎造血发育为例:
      1. 果蝇体节发育:基因的时间特异性表达
        果蝇体节形成需三类基因按时间顺序依次表达,形成 “级联调控”:
        • ** maternal effect genes(母性效应基因,如 bicoid)**:受精前由母本在卵母细胞中表达,形成浓度梯度(卵前端 bicoid 浓度高,后端低),确定胚胎的前后轴,是发育的 “初始信号”。
        • ** gap genes(间隙基因,如 hunchback)**:受精后受母性效应基因调控,在胚胎特定区域表达,形成间隙状的表达区域,划分胚胎的大致体节区域。
        • ** pair-rule genes(成对规则基因,如下胚轴)**:受间隙基因调控,在胚胎中按成对体节表达,将间隙区域进一步划分为成对的体节原基。
        • ** segment polarity genes(体节极性基因,如 engrailed)**:受成对规则基因调控,在每个体节的特定部位表达,确定体节的前后极性,最终形成完整的体节结构。
          这一过程中,基因按 “母性效应基因→间隙基因→成对规则基因→体节极性基因” 的时间顺序表达,体现基因的时间特异性。
      2. 人类胚胎造血发育:基因的空间特异性表达
        人类造血干细胞(HSC)的发育涉及不同组织中的基因空间特异性表达:
        • 卵黄囊期(胚胎 2-6 周):卵黄囊的血岛细胞表达造血相关基因(如 GATA1、SCL),产生原始红细胞,为胚胎早期供氧,此时造血基因仅在卵黄囊表达。
        • 肝脏期(胚胎 6-12 周):造血中心转移至肝脏,肝细胞表达造血调控基因(如 RUNX1、c-Myb),支持 HSC 增殖分化为红细胞、白细胞,此时造血基因主要在肝脏表达。
        • 骨髓期(胚胎 12 周后至出生后):造血中心转移至骨髓,骨髓基质细胞表达造血微环境基因(如 CXCL12、VCAM1),维持 HSC 的自我更新与分化,此时造血基因主要在骨髓表达。
          不同发育阶段造血基因在不同组织(卵黄囊→肝脏→骨髓)的表达,体现基因的空间特异性。
      综上,生物发育是基因 “时间上有序启动、空间上特定定位” 的结果,时空特异性表达共同调控细胞分化、组织形成与器官建成。
  10. 试谈人类对基因的认识过程。(10 分)
    • 答案解析:人类对基因的认识经历了 “现象推测→物质定位→结构解析→功能研究” 四个阶段,核心里程碑如下:
      1. 第一阶段:基因的现象学认识(19 世纪中叶 - 20 世纪初)
        • 孟德尔(1865)通过豌豆杂交实验,提出 “遗传因子” 概念,认为遗传因子控制性状,遵循分离与自由组合定律,首次将遗传现象与抽象的 “因子” 关联。
        • 摩尔根(1910)通过果蝇伴性遗传实验,证明 “遗传因子位于染色体上”,提出基因的连锁互换定律,将基因定位到染色体,建立 “染色体遗传学说”。
      2. 第二阶段:基因的物质本质探索(20 世纪初 - 1950s)
        • 格里菲斯(1928)的肺炎双球菌转化实验、艾弗里(1944)的体外转化实验证明 “DNA 是遗传物质”,否定 “蛋白质是遗传物质” 的传统观点。
        • 沃森与克里克(1953)提出 DNA 双螺旋结构模型,揭示 DNA 的分子结构,为理解基因的复制、突变与表达奠定基础。
        • 本泽尔(1955)通过噬菌体突变实验,提出 “顺反子” 概念,证明基因是 DNA 上的一个功能单位(顺反子),可进一步分为突变子和重组子,打破 “基因是不可分割的最小单位” 的认知。
      3. 第三阶段:基因的结构与表达机制解析(20 世纪 60s-80s)
        • 雅各布与莫诺(1961)提出 “操纵子模型”,揭示原核生物基因的表达调控机制(如乳糖操纵子的诱导与阻遏),证明基因表达可被调控。
        • 真核生物断裂基因的发现(1977):罗伯茨与夏普发现真核生物基因的 DNA 序列包含编码区(外显子)和非编码区(内含子),转录后需切除内含子形成成熟 mRNA,修正 “基因是连续 DNA 序列” 的认知。
        • 逆转录酶的发现(1970):特明与巴尔的摩发现逆转录病毒的逆转录酶,证明 RNA 可逆转录为 DNA,扩展了基因的遗传信息流(中心法则从 DNA→RNA→蛋白质扩展为 RNA→DNA→RNA→蛋白质)。
      4. 第四阶段:基因的功能与基因组研究(20 世纪 90s 至今)
        • 人类基因组计划(1990-2003)完成,测定人类基因组全部 30 亿个碱基对序列,发现人类基因约 2-2.5 万个,远少于预期,推动非编码 DNA 功能研究。
        • 基因编辑技术的发展(如 CRISPR-Cas9):可精准修饰基因,实现基因功能的定向研究与疾病治疗(如镰状细胞贫血的基因治疗)。
        • 表观遗传学研究:发现 DNA 甲基化、组蛋白修饰等可调控基因表达,且可遗传,证明 “基因表达不仅取决于 DNA 序列,还受表观遗传调控”,丰富了对基因的认识。
      综上,人类对基因的认识从抽象的 “遗传因子” 逐步深入到分子水平的 “DNA 片段”,再到 “功能与调控网络”,体现了从现象到本质、从简单到复杂的科学认知过程。

三、计算题(共 20 分)

  1. 一株三基因 A、B、C 全杂合的植株与一株三基因隐性纯合植株杂交,得下列结果:AbC 325、ABC 128、aBC 36、ABc 17(注:原题数据可能存在遗漏,假设完整表型及数量为:AbC 325、ABC 128、aBC 36、ABc 17、aBc 305、abC 14、abc 130、Abc 20)。问:a. 三基因是否连锁?b. 基因间图距是多少?c. 杂种亲本基因型如何?d. 是否有干涉,并发系数是多少?(10 分)
    • 答案解析:
      1. a. 判断三基因是否连锁
        测交实验中,若三基因独立遗传,子代 8 种表型比例应接近 1:1:1:1:1:1:1:1;但本题中子代表型数量差异显著(如 AbC 325、aBc 305 为优势表型,abC 14、ABC 128 为中间类型),符合连锁遗传的 “亲本型多、重组型少” 特征,故三基因连锁。
      2. b. 计算基因间图距(以厘摩 cM 为单位,1% 重组率 = 1cM)
        • 确定亲本型与双交换型:优势表型 AbC(325)和 aBc(305)为亲本型(数量最多);数量最少的 abC(14)和 Abc(20)为双交换型(双交换概率最低)。
        • 确定基因顺序:双交换会使中间基因与两端基因重组,对比亲本型(AbC、aBc)与双交换型(abC、Abc):A/a 与 C/c 的组合不变(AbC→abC 中 A→a,C 仍为 C;aBc→Abc 中 a→A,c 仍为 c),B/b 的组合改变(AbC→abC 中 b→B;aBc→Abc 中 B→b),故 B 基因位于 A、C 之间,基因顺序为 A-B-C。
        • 计算重组率与图距:
          • A-B 间重组率(RF₁)=(单交换型 1 + 双交换型)/ 总数 ×100%:单交换型为 ABC(128)、abc(130),总数 = 325+128+36+17+305+14+130+20=1075;RF₁=(128+130+14+20)/1075×100%≈26.8%,图距≈26.8cM。
          • B-C 间重组率(RF₂)=(单交换型 2 + 双交换型)/ 总数 ×100%:单交换型为 aBC(36)、ABc(17);RF₂=(36+17+14+20)/1075×100%≈7.9%,图距≈7.9cM。
          • A-C 间图距 = RF₁+RF₂=26.8+7.9≈34.7cM(因双交换重组被两次计算,需直接相加)。
      3. c. 杂种亲本基因型
        亲本型为 AbC 和 aBc,基因顺序为 A-B-C,故杂种亲本基因型为A b C / a B c(斜线表示同源染色体,即一条染色体为 A b C,另一条为 a B c)。
      4. d. 干涉与并发系数计算
        • 并发系数(c)= 实际双交换率 / 理论双交换率;
        • 实际双交换率 = 双交换型数量 / 总数 =(14+20)/1075≈3.16%;
        • 理论双交换率 = RF₁×RF₂=26.8%×7.9%≈2.12%;
        • 并发系数 c=3.16%/2.12%≈1.49(>1,存在负干涉,即一次交换促进邻近区域交换,常见于某些生物的短染色体区域);
        • 干涉(I)=1-c=1-1.49=-0.49(负干涉表示干涉为负,交换间相互促进)。
  2. 某一实验结果得知,群体 F₂代总方差(Vₚ)为 0.57,亲本自交系方差(Vᵢ)为 0.34,狭义遗传率(hₙ²)为 38%。问:a. 基因的加性方差(1/2Vₐ);b. 基因的显性方差(1/4Vᵈ);c. 环境方差(Vₑ)。(5 分)
    • 答案解析:
      1. 明确方差组成公式:
        • 亲本自交系为纯合子,方差仅由环境引起,故 Vᵢ=Vₑ=0.34(环境方差)。
        • F₂代总方差 Vₚ=V₉+Vₑ,其中 V₉为遗传方差,V₉=1/2Vₐ+1/4Vᵈ(Vₐ为加性方差,Vᵈ为显性方差)。
        • 狭义遗传率 hₙ²=(1/2Vₐ)/Vₚ×100%。
      2. 计算各参数:
        • c. 环境方差 Vₑ:因亲本自交系无遗传方差,Vₑ=Vᵢ=0.34。
        • a. 加性方差 1/2Vₐ:由 hₙ²=(1/2Vₐ)/Vₚ→1/2Vₐ=hₙ²×Vₚ=38%×0.57≈0.2166。
        • b. 显性方差 1/4Vᵈ:由 V₉=Vₚ-Vₑ=0.57-0.34=0.23;又 V₉=1/2Vₐ+1/4Vᵈ→1/4Vᵈ=V₉-1/2Vₐ=0.23-0.2166≈0.0134。
  3. 视网膜母细胞瘤(AD)的发生率为 1/25000,适合度(f)为 0.1,试问致病基因突变率(μ)如何?如果经手术治愈后,能正常结婚生育,即完全放松选择后,要经过多长时间发病率将增加一倍?(5 分)
    • 答案解析:
      1. 计算致病基因突变率 μ(常染色体显性遗传,AD)
        • AD 病的突变率公式:μ=(发病率 ×(1-f))/2(因 AD 病患者多为杂合子 Aa,显性纯合子 AA 致死,适合度 f 为患者生育能力与正常人的比值)。
        • 发病率 = 1/25000,f=0.1,1-f=0.9;
        • μ=(1/25000×0.9)/2=(0.000036)/2=1.8×10⁻⁵/ 代(人类一代约 25 年)。
      2. 计算放松选择后发病率增加一倍的时间
        • 放松选择后(f=1,无选择压力),AD 病的基因频率(p)随世代变化的公式:pₙ=p₀×(1+μ)ⁿ(n 为世代数);
        • 发病率≈2p(AD 病发病率≈杂合子频率 2p,因 p 很小,AA 频率 p² 可忽略),设初始发病率为 I₀=2p₀=1/25000,目标发病率 Iₙ=2I₀=2/25000=2pₙ→pₙ=2p₀;
        • 代入公式:2p₀=p₀×(1+μ)ⁿ→(1+μ)ⁿ=2;
        • 因 μ 很小,ln (1+μ)≈μ,故 n≈ln2/μ≈0.693/(1.8×10⁻⁵)≈38500 代;
        • 人类一代约 25 年,时间 = 38500×25≈962500 年(因 μ 极小,放松选择后发病率增加缓慢)。

四、备考建议

  1. 立足真题,聚焦核心考点:通过考博信息网(http://www.kaoboinfo.com/)获取历年遗传学真题及高分答案详解,重点关注 “连锁遗传与图距计算”“细胞质遗传”“染色体畸变与基因定位”“遗传率计算” 等高频考点,明确计算题的步骤逻辑(如二项式概率、重组率计算)和简答题的理论深度(如基因时空表达、基因认识过程)。
  2. 强化遗传规律与计算能力:遗传学计算题占比高(20 分),需熟练掌握 “孟德尔定律应用”“连锁互换与图距计算”“遗传率与突变率计算” 的公式与步骤,结合真题多练(如三基因连锁的基因顺序判断、双交换率计算),避免因步骤遗漏导致失分;同时,理解公式推导过程(如为什么 AD 病突变率公式为 μ=(发病率 ×(1-f))/2),而非死记硬背。
  3. 注重实验设计与逻辑分析:真题中实验设计题(如证明 E.coli 染色体为环形)需结合遗传学技术(如密度梯度离心、限制性内切酶),备考时需总结 “基因定位”“遗传物质鉴定”“染色体结构分析” 的经典实验方法,明确实验设计的 “目的 - 步骤 - 结果分析” 逻辑,提升实验思维能力。
  4. 构建 “分子 - 细胞 - 个体” 知识框架:遗传学涵盖分子遗传(如顺式元件、锌指结构)、细胞遗传(如核型分析、减数分裂)、个体遗传(如伴性遗传、上位作用),需建立各层级知识的关联(如基因转变发生于减数分裂的同源重组过程,端粒酶功能与染色体稳定性相关),避免知识碎片化,提升综合分析能力(如简答题 “基因时空表达” 需结合分子调控与个体发育)。
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