1、1. A，B 基因共同控制某一性状，且 A 对 B 具有显性上位作用；A_B_和A_bb 都表现为 A 性状，aaB_表现为 B 性状；A-B 基因还是连锁的，交换值为10%；C 对 c 完全显性，位于另一非同源染色体上。问：AABBCCaabbcc 杂交，F1 自交及 F1 与 aabbcc 测交后代中 AC_表现型的频率是多少？2. 某生物的两个连锁图为： , ，并发系数为 0.5，相引时，AaBbDd, AaBbCcEe 各自产生配子种类和比例如何？3.卷翅（ Cy）是果蝇第 2 染色体上的一个显性突变，CyCy 雄性经辐射诱变后与 Cy Cy 雌性杂交。后代中 CyCy 的雄性再与 C
2、y Cy 雌性果蝇单对杂交。其中一个杂交的后代统计如下：卷翅 雄性 146野生型 雄性 0卷翅 雌性 0野生型 雌性 163根据上述判断最有可能发生了什么类型的染色体畸变？ 用染色体图说明。（注意：交换在雄性果蝇中是不发生的。 ）4. 一男性工人在某核电站工作数年后有一白血病儿子，在该核电站工作另一男性工人有一侏儒女儿，两人及妻子家庭各个成员均无任何遗传病史，两人向法院起诉该核电站为其孩子的伤害负责，你作为法院聘请的遗传学专家，对此有何看法？ （白血病 X 连锁隐性遗传，侏儒为常染色体显性遗传）答：辐射能导致基因突变，但血友病为伴 X 染色体遗传，男甲儿子的致病基因不可能来自于男甲，而是其母亲
3、，故甲不能胜诉因为男乙女儿的遗传病为常染色体显性遗传病，有可能是他的突变基因所导致的，当然也可能是其母的突变基因所导致的，故乙可能胜诉5. 论述真核细胞基因表达调控的基本范畴（即多级调控）及其主要作用机理。答：真核生物基因表达调控的种类根据其性质可分为两大类：一是瞬时调控或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控包括某种底物或激素水平的升降，及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。二是发育调控或称不可逆调控，是真核基因调控的精髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。根据基因调控在同一事件中发生的先后次序又可分为：DNA 水平调控、转录水平调控、转录后水平
4、调控、翻译水平调控的调控。(一)在 DNA 水平上的基因表达调控包括：基因丢失、基因扩增、基因重排、DNA 的甲基化与基因调控、染色质结构与基因表达调控。 1、基因丢失：在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。2、基因扩增：基因组拷贝数增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多，这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。3、基因重排：通过基因重排调节基因活性的典型例子
5、是免疫球蛋白结构基因的表达。4、DNA 的甲基化与基因调控（1）DNA 的甲基化：胞嘧啶被甲基化修饰形成 5-甲基胞嘧啶(mC)，在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在 CpG 序列、CpXpG、CCA/TGG 和 GATC 中。（2）亲本印记：在每个基因簇上都存在着特异的印记盒，能顺式调节印迹基因的亲本特异性表达，这些位点表现出亲本特异性的甲基化作用和去甲基化作用。（3）DNA 甲基化抑制基因转录的机理：DNA 甲基化导致某些区域 DNA 构象变化，从而影响了蛋白质与 DNA 的相互作用，抑制了转录因子与启动区 DNA 的结合效率。 5、染色质结构与基因表达调控DNA 碱基修饰变化：真核 D
6、NA 约有 5%的胞嘧啶被甲基化，甲基化范围与基因表达程度呈反比。组蛋白变化：富含 Lys 组蛋白水平降低，H2A, H2B 二聚体不稳定性增加。组蛋白修饰：高乙酰化，H3 组蛋白巯基暴露。（二）真核生物转录水平上的基因表达调控1、顺式作用元件：指影响自身基因表达活性的非编码 DNA 序列。 例： 启动子、增强子、沉默子等启动子：在 DNA 分子中，RNA 聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的 DNA 序列。沉默子：某些基因含有负性调节元件沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。2、反式作用因子（转录因子，transcripti
7、on factor）：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件上，参与调控靶基因转录的蛋白质,也称为转录因子。 反式作用因子识别/结合顺式作用元件中的靶序启动转录转录因子有两个必需的结构域：DNA 结合结构域和转录激活结构域（1）DNA 结合结构域螺旋-转折-螺旋： 螺旋由短肽链组成，肽链的氨基酸顺序因不同的转录因子而不同。其中一个 螺旋识别特异的顺式作用元件上的 DNA 序列，另一个 螺旋则结合在 DNA 上，调控基因的转录。 锌指结构：锌指的 N-端部分形成 折叠结构，C-端部分形成 螺旋结构。每个 螺旋有两处识别特异的 DNA 序列；3 个 螺旋结构与一个 DNA 双螺旋的深沟结合，调
8、控RNA 的转录。碱性-亮氨酸拉链：蛋白质之间的相互作用是生命现象的普遍规律之一，在基因表达调控中同样具有重要意义。亮氨酸拉链是蛋白质二聚体化(蛋白质相互作用的一种方式)的一种结构基础。某些癌基因(如 c-jun，v-jun，c-fos，v-fos 等)表达产物通过亮氨酸拉链形成同源或异源二聚体，大大增加对 DNA 的结合能力，调控基因表达。（2）转录激活结构域3、mRNA 转录激活及其调节：RNA 聚合酶 II 在转录因子帮助下，形成转录起始复合物。（三）翻译的调控1、 5UTR 结构与翻译起始的调节5UTR 通常不到 100nt，几乎所有的真核生物和病毒 mRNA 的 5端都具有帽子结构，
9、其作用是保护 mRNA 免遭 5外切酶降解，为 mRNA 的核输出提供转运信号，提高翻译模板的稳定性和翻译效率。实验证实，对于通过滑动搜索起始的转录过程来说，mRNA 的翻译活性依赖于 5端的帽子结构。2、蛋白质磷酸化对翻译效率的影响（1）eIF-4F 的磷酸化能提高翻译速度（2）eIF-2 的磷酸化抑制翻译起始3、3UTR 结构与 mRNA 稳定性调控（1）3-UTR 序列及结构调节 mRNA 稳定性和寿命（2）多聚腺苷酸尾调节翻译效率6. 什么是 RNAi，引发 RNAi 的组分有哪些，各具有怎样的功能？什么是siRNA 和 miRNA，试述 miRNA 与 siRNA 这两类小的调节 R
10、NA 分子在基础生物学中的贡献及其在应用价值。答：RNAi 是指在进化过程中高度保守的、由双链 RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源 mRNA 高效特异性降解的现象。1、引发 RNAi 的主要组分及其功能：（1）dsRNA（双链 RNA） ，dsRNA 是引发 RNAi 的最初原料。（2）Dicer，内切核酸酶(一种具有 RNase 样活性的核酸酶） ，能加工裂解 dsRNA 形成2125 nt（核苷酸）的由正义和反义序列组成的干扰性小 dsRNA ,即 siRNA。（3）siRNA，siRNA 是一类特殊双链 RNA(dsRNA) 扰性小 RNA(siRN
11、A)， 是 RNA 干扰作用(RNAi) 赖以分子，是干扰发生的重要中间效应分子。具有特征性结构,即 siRNA 的序列与所作用的靶 mRNA 序列具有同源性; siRNA 两条单链末端为 5端磷酸和 3端羟基. 此外,每条单链的 3端均有 23 个突出的非配对的碱基。（4）RISC，RISC 是 siRNA 与特定的酶结合形成的 RNA 诱导的沉默复合物(由 siRNA 中的反义链指导形成)。RISC 复合物中含 siRNA、核酸内切酶、核酸外切酶以及解旋酶等，其中的 siRNA 解链成为单链，由其中的反义链识别与其同源的靶 mRNA，并与靶 mRNA 配对结合，在 mRNA 的近中点位置将
12、靶 mRNA 切割，并由 RISC 中的酶把靶 mRNA 降解，从而阻断了 mRNA传递遗传信息的功能。（5）RdRp（RNA 依赖 RNA 聚合酶） ，能以 siRNA 为一种特殊引物，以靶 mRNA 为模板合成 dsRNA ,后者可被降解形成新的 siRNA ;新生成的 siRNA 又可进入上述循环。这种过程称为随机降解性多聚酶链反应(random degradative PCR)。新生的 dsRNA 反复合成和降解,不断产生新的 siRNA ,从而使靶 mRNA 渐进性减少,呈现基因沉默现象。（6）ATP，最新的研究进一步揭示,ATP 在 siRNA 介导的 RNAi 中具有重要作用.
13、较长dsRNA 向 siRNA 的转变要有 ATP 参与。2、siRNA 的定义：小干扰 RNA（Small interfering RNA；siRNA）有时称为短干扰RNA（short interfering RNA）或沉默 RNA（silencing RNA） ，是一个长 20 到 25 个核苷酸的双股 RNA，在生物学上有许多不同的用途。目前已知 siRNA 主要参与 RNA 干扰（RNAi）现象，以带有专一性的方式调节基因的表达。此外，也参与一些与 RNAi 相关的反应途径，例如抗病毒机制或是染色质结构的改变。不过这些复杂机制的反应途径目前尚未明了。3、miRNA 的定义：MicroR
14、NAs（miRNAs）是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码 RNA，其大小长约 2025 个核苷酸。成熟的 miRNAs 是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进 RNA 诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶 mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶 mRNA 或者阻遏靶 mRNA 的翻译。最近的研究表 miRNA 参与各种各样的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。4、siRNA 在基础生物学中的贡献及其在应用价值（1）研究基因功能的新工具 已有研究表明 RNAi 能够在哺乳动物中灭活或降
15、低特异性基因的表达，制作多种表型，而且抑制基因表达的时间可以随意控制在发育的任何阶段，产生类似基因敲除的效应。线虫和果蝇的全部基因组序列已测试完毕，发现大量未知功能的新基因，RNAi 将大大促进对这些新基因功能的研究。与传统的基因敲除技术相比，这一技术具有投入少，周期短，操作简单等优势，近来 RNAi 成功用于构建转基因动物模型的报道日益增多，标志着 RNAi 将成为研究基因功能不可或缺的工具。（2）研究信号传导通路的新途径联合利用传统的缺失突变技术和 RNAi 技术可以很容易地确定复杂的信号传导途径中不同基因的上下游关系，Clemensy 等应用 RNAi 研究了果蝇细胞系中胰岛素信息传导途
16、径,取得了与已知胰岛素信息传导通路完全一致的结果,在此基础上分析了 DSH3PX1 与 DACK 之间的关系, 证实了 DACK 是位于 DSH3PX1 磷酸化的上游激酶. RNAi 技术较传统的转染实验简单、快速、重复性好，克服了转染实验中重组蛋白特异性聚集和转染效率不高的缺点， 因此认为 RNAi 技术将可能成为研究细胞信号传导通路的新途径。（3）开展基因治疗的新策略RNAi 具有抵抗病毒入侵，抑制转座子活动，防止自私基因序列过量增殖等作用，因此可以利用 RNAi 现象产生抗病毒的植物和动物，并可利用不同病毒转录序列中高度同源区段相应的 dsRNA 抵抗多种病毒。5、miRNA 在基础生物
17、学中的贡献及其在应用价值目前只有一小部分 miRNAs 生物学功能得到阐明。这些 miRNAs 调节了细胞生长，组织分化，因而与生命过程中发育、疾病有关。通过对基因组上 miRNA 的位点分析，显示其在发育和疾病中起了非常重要的作用。一系列的研究表明：miRNAs 在细胞生长和凋亡，血细胞分化，同源异形盒基因调节，神经元的极性，胰岛素分泌，大脑形态形成，心脏发生，胚胎后期发育等过程中发挥重要作用。例如，miR-273 和 lys-6 编码的 miRNA，参与线虫的神经系统发育过程；miR-430 参与斑马鱼的大脑发育；miR-181 控制哺乳动物血细胞分化为 B细胞；miR-375 调节哺乳动物胰岛细胞发育和胰岛素分泌；miR-143 在脂肪细胞分化起作用；miR-196 参与了哺乳动物四肢形成，miR-1 与心脏发育有关。另有研究人员发现许多神经系统的 miRNAs 在大脑皮层培养中受到时序调节，表明其可能控制着区域化的 mRNA 翻译。对于新的 miRNA 基因的分析，可能发现新的参与器官形成、胚胎发育和生长的调节因子，促进对癌症等人类疾病发病机制的理解。
