第四章、基因的分离与鉴定
生物必修一第四章知识点总结
生物必修一第四章知识点总结第四章生物的遗传与变异1. 遗传物质：DNA是生物遗传的基础，它携带了生物个体遗传信息。
2. DNA的结构：DNA是由核苷酸组成，核苷酸由糖、磷酸和碱基组成。
碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
3. DNA的复制：DNA分子可以通过复制遗传信息传递给下一代。
复制过程是DNA解旋、互补复制和连接复制三个步骤的循环进行。
4. DNA的RNA转录：RNA是DNA的一条复制品，经过转录后产生的RNA称为信使RNA(mRNA)，它可以携带DNA信息到细胞质中，指导蛋白质的合成。
5. 蛋白质的合成：蛋白质由氨基酸组成，通过mRNA的指导，由核糖体在细胞质中合成。
蛋白质合成分为翻译和修饰两个过程。
6. 基因的表达调控：生物体内的基因可以在特定条件下被“开启”或“关闭”，从而控制基因的表达和蛋白质的合成。
7. 生物的遗传变异：遗传变异是生物进化和适应环境的基础。
遗传变异包括基因突变、染色体畸变和基因重组等。
8. 突变和突变率：突变是指遗传物质发生的突发性、不可逆转的基因变化。
突变率是指突变发生的频率。
9. 基因重组：基因重组是交换染色体上物种导致的遗传性状变化。
基因重组包括随机重组和非随机重组。
10. 染色体畸变：染色体畸变是指染色体结构发生异常的变化，包括染色体数目异常和染色体结构异常两种。
11. 遗传性状的分离和组合：生物的表型能够通过性状的分离和组合来体现不同基因的遗传。
12. 自交和杂交：自交是指同一个物种内不同个体之间进行交配，杂交是指不同物种之间进行交配。
13. 孟德尔的遗传规律：孟德尔通过对豌豆杂交的实验，揭示了基因的分离和组合规律，形成了遗传学的基础。
14. 基因型和表型：基因型是指个体所携带的基因的组合，表型是指基因型在外部表现出来的性状。
这些知识点是第四章的核心内容，通过对这些内容的学习，可以了解生物的遗传规律和遗传变异的原因，以及基因表达和遗传性状的相关机制。
苏教版高一生物必修二《基因的分离定律》评课稿
苏教版高一生物必修二《基因的分离定律》评课稿一、引言《基因的分离定律》是高中生物必修二课程中的重要内容，是遗传学中的基础概念之一。
本文将对苏教版高一生物必修二教材中关于《基因的分离定律》这一章节进行评课，从以下几个方面进行详细的分析和评价。
二、教材内容概述《基因的分离定律》是苏教版高一生物必修二教材中的第四章，主要内容涉及孟德尔定律、基因型与表现型、基因自由组合规律等。
通过学习这一章节，学生将了解到基因在遗传过程中的作用以及基因的分离和组合规律。
三、教学目标分析本章节的教学目标主要包括以下几个方面：1.掌握孟德尔定律的基本原理及其应用；2.理解基因型与表现型之间的关系；3.了解基因的自由组合规律以及交叉互换的作用。
通过达成这些教学目标，学生将能够建立起对遗传学基本概念的认知，并能够运用相关知识分析和解决遗传问题。
四、教学内容分析1. 孟德尔定律本章节首先介绍了孟德尔的实验和发现，通过对豌豆杂交实验的观察，学生将了解到孟德尔定律的基本原理，即一对互相对立的基因决定一个性状，分离遗传和独立遗传。
教材通过生动的实例和图表来解释这一定律，增强了学生的理解。
2. 基因型与表现型本章节进一步讲解了基因型与表现型之间的关系，探讨了显性基因和隐性基因、纯合子和杂合子的概念。
通过对哥德尔的实验的分析，学生将了解基因型和表现型之间的关系，并能够运用相关的遗传图谱进行分析和计算。
3. 基因自由组合规律本章节还介绍了基因的自由组合规律和交叉互换的作用。
通过对多个基因对的杂交实验的观察和分析，学生将了解到基因的自由组合和重新组合是遗传多样性的基础，从而进一步深化对基因的分离定律的理解。
五、教学方法探究针对本章节的教学内容，可以运用多种教学方法来增强学生的学习效果，具体包括：1.示范实验法：通过进行豌豆杂交实验的示范，让学生亲自参与实验过程，观察实验结果，深化对孟德尔定律的理解。
2.图解法：在教学过程中，使用图示来解释基因的分离定律，帮助学生更加直观地理解相关概念和原理。
4第四章遗传物质-基因和染色体
第四章遗传物质——基因和染色体第一节核被膜与核孔复合体细胞核的结构：在固定和染色的细胞中，可观察到细胞有下列结构：核被膜、染色质、核仁、核液（质）四部分。
一、核被膜（nuclear envelope）亦称核膜（nuclear membrane），由此使遗传物质DNA与细胞质分开。
电镜下证实为双层单位膜呈同心性排列。
除两膜之间有间隙外，膜上还有些特化结构。
所以，认为核被膜含义深刻，包括内容多，并执行重要的生理功能。
（一）核被膜结构1 外层核被膜（ONE）（外核膜）膜厚 6.5—7.5nm，相邻细胞质的一面常有核糖体附着，并有时与内质网（RER）相连，因此显得粗糙不平。
2 内层核被膜（INE）（内核膜）：膜厚度基本同ONE，膜上无核糖体附着，显得比ONE 平滑。
但在其内表面常附有酸性蛋白质分子的聚合物组成的纤维网状结构（密电子物质），称纤维层（fibrous Lamina）或核纤层（nuclear lamina），又有内致密层之称。
其厚度约在10—20nm（30—160nm），是位于细胞内核膜下的纤维蛋白或纤维蛋白网络。
3 核周隙（perinuclear space）又有核围腔或核围池之称。
指两膜之间的空隙，宽约20—40nm（10—50nm），内充满液态无定形物质（蛋白质、酶类、脂蛋白、分泌蛋白、组蛋白等），它是核质之间活跃的物质交换渠道（有些部位直接与ER或Golgi池相通）。
4 核孔（nuclear pore）核膜并不完全连续，在许多部位，核膜内外两层常彼此融合，形成环状孔道，称为核孔，它们是核质之间的重要通道。
（二）核被膜的主要功能核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。
双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。
1、构成核、质之间的天然选择性屏障避免生命活动的彼此干扰，保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤2、核质之间的物质交换与信息交流1）通过核孔复合体的被动扩散——小分子物质的转运：核孔复合体作为被动扩散的亲水通道，其有效直径为9～10nm，有的可达12.5nm，即离子、小分子（相对分子质量在60KD以下）以及直径在10nm以下的物质原则上可以自由通过。
第四章 目的基因的制取
第四章目的基因的制取内容提要•目的基因的制取策略•鸟枪法制取目的基因•物理化学法分离目的基因•化学合成基因•反转录合成DNA第一节目的基因制取的策略一、外源基因与目的基因基因工程主要是通过人工方法分离、改造、扩增并表达生物的特定基因，从而进行遗传研究或是获得表达产物。
通常我们把插入载体的DNA片段称为“外源基因”；将那些已被或准备要被分离、改造、扩增或表达的DNA片段称为“目的基因”。
原核细胞含有上千个基因，真核细胞基因组内的基因数目更是庞大。
目的基因一般都很小，都仅由几千或几百甚至更少的碱基对组成（人生长激素释放抑制因子的基因仅有42bp）。
要想获得某个特定的目的基因，必须对其性质、结构有所了解，根据其特点来制定分离方案。
二、目的基因制取的策略目的基因制取的策略可分为直接制取和间接制取。
一般来说，大部分低等生物基因组的碱基序列已测定，可以直接制取目的基因（确切定位）。
对于高等哺乳动物来说，目的基因在DNA上无法定位，只能间接制取。
获取目的基因的方法：1、直接制取法：以机械的方法或是限制性内切酶对总DNA进行切割，再直接分离特点位点的DNA分子。
2、逆转录法（互补cDNA法）：以RNA为模板，逆转录合成cDNA。
缺点是cDNA中不含天然基因的内含子。
3、PCR扩增法：对于含极微量mRNA的细胞大多采用PCR扩增，再进行目的基因的制取。
4、鸟枪法（散弹法）：可快速和高纯度地从单拷贝或多拷贝基因中筛选获得天然的目的基因。
5、人工化学合成法。
6、其它方法：mRNA差异显示法、限制性片段长度多态性探针技术等。
目前，真核基因，利用DNA合成仪合成目的基因的成本较高；利用cDNA文库获得目的基因需大量前期工作；直接以生物细胞染色体DNA为模板可获得目的基因，但模板的扩增会产生非特异性产物；一般通过构建完整的基因文库，再从文库中“钓取”出目的基因。
第二节鸟枪法制取目的基因一、“鸟枪法”的概念“鸟枪法”是指将基因组按染色体分开后，将它全部打乱，切成碎片，进行随机测序，测序后再将它们拼接起来的方法。
4.1生物成分的分离与测定技术(DNA的粗提取)
第1页第2页第四章 生物化学与分子生物学技术实践4.1生物成分的分离与测定技术（DNA 的粗提取）探究目的：1．说出DNA 的物理、化学性质。
2．概述DNA 粗提取和鉴定的原理。
3．尝试对动物或植物组织的DNA 进行粗提取。
探究预习：DNA 的提取是现代生物技术进行中药鉴别的最关键步骤。
总DNA 的有,效提取要求材料中的DNA 尽可能少的,降解。
不同的研究目的对DNA 的纯度,和量的要求不尽相同。
一、提取生物大分子的基本思路 1．基本思路：选用一定的_______方法分离具有不同物理或化学性质的生物大分子。
（物理或化学） 2．提取DNA 的方法(1)概念：利用DNA 与RNA 、______和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA ，去除其他成分。
（蛋白质）(2)原理：①分离：DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的___溶液中溶解度不同，利用这一特点选择适当的____就能使DNA 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。
（NaCl 盐浓度 ） ②提纯：a ．DNA 不溶于__________，但是某些蛋白质则可溶于其中。
(酒精溶液) b ．蛋白酶能水解蛋白质，但是对_______没有影响。
(DNA) c ．大多数蛋白质不能忍受60～80 ℃的高温而发生变性，而DNA 在_____ 以上才会变性。
(80 ℃) d ．洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA 没有影响。
利用以上原理可以将DNA 与蛋白质进一步分离。
③鉴定：在沸水浴的条件下，DNA 被________染成蓝色。
(二苯胺)思考：为什么选用鸡血作实验材料？用哺乳动物的血作实验材料可以吗？【提示】 鸡血经济且易制得，鸡血红细胞、白细胞都具有细胞核，含大量DNA 。
哺乳动物的红细胞没有细胞核，DNA 含量较低，因而不宜作实验材料。
二、操作提示1．以血液为实验材料时，每100 mL 血液中需要加入3 g____________，防止血液凝固。
2022年第四章 目的基因的分离
三、DNA改组技术
DNA Shuffling
DNA改组 DNA洗牌 DNA搅乱重排
1994年，Stemmer等，用DNA Shuffling技术体外快速 进化蛋白——有性PCR法
1997年 ，France Aronld研究组将DNA Shuffling技术 做了改进——交错延伸法
DNA改组原理
因此,灵敏可靠的筛选方法是DNA改组技术成功与否的关键。 重叠延伸PCR技术流程 若突变频率太低，野生型将占据突变群体的优势，也很难筛选到理想的突变体。 重叠延伸PCR技术(gene splicing by overlap extension PCR,简称SOE PCR)由于采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成了重叠链, 从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来。 这主要通过有性PCR、交错延伸PCR完成。 在创造新基因的过程中,要设法产生各种变异。 体外诱变(in vitro mutagenesis)是指对克隆化基因进行诱变处理，改变其核苷酸序列，获得突变基因以用于研究基因结构与功能的技术。 (DNA shuffling) 第四节 基因突变与修饰 基因上的黑色区域为靶位点，NNN表示兼并引物或突变核苷酸 若突变频率太低，野生型将占据突变群体的优势，也很难筛选到理想的突变体。 定点诱变包括PCR介导的定点诱变和寡核苷酸传导的定点诱变，突变效率高，突变位点可以精确控制。 定点诱变包括PCR介导的定点诱变和寡核苷酸传导的定点诱变，突变效率高，突变位点可以精确控制。 ④DNA改组比随机突变显著提高了良性突变的概率。 延伸 反复重复2-4步后，可获得全长DNA片段
第四节 基因突变与修饰
体外诱变(in vitro mutagenesis)是指对克隆化基 因进行诱变处理，改变其核苷酸序列，获得突变 基因以用于研究基因结构与功能的技术。
基因工程复习资料
基因工程复习资料第一章核酸的制备1.主要步骤：分、切、接、转、筛、表2.基因工程的概念：基因工程又称基因堆叠技术和dna重组技术，就是以分子遗传学为理论基为础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种dna分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
第二章基因工程工具酶1.生物催化剂：核酶、抗体酶、模拟酶。
2.限制性内切核酸酶：定义：限制性内乌核酸酶就是一类能够辨识双链dna中特定核苷酸序列（辨识序列），并在识别序列上使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。
命名：限制性内乌核酸酶通常就是以第一次抽取至这类酶的生物的种名的第一个字母和种名的第一、第二个字母命名的，有的在后面还加菌株（型）代号中的一个字母。
如果从同一种生物中先后提取到多种限制性内切核酸酶，则依次用罗马数字ⅰ、ⅱ、ⅲ表示。
并且名称的前三个字母须用斜体，第一个字母用大写。
3.dna连接酶：定义：dna连接酶也称dna黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接dna链3‘-oh末端和，另一dna链的5’-p末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的dna链连成完整的链的一种酶。
种类：大肠杆菌dna连接酶、t4dna连接酶、tscdna连接酶、真核生物细胞辨认出的连接酶，例如酶ⅰ、酶ⅱ、酶ⅲ等多种类型。
4.dna片段的相连接方法：①具互补黏性末端dna片段之间的连接：可用e?colidna连接酶，也可用t4dna连接酶。
②尼奥罗末端dna片段之间的相连接：就可以用t4dna连接酶，并且必须减少酶的用量。
③dna片段末端修饰后进行连接：dna片段末端同聚物加尾后进行连接，可按互补粘性末端片段之间的连接方法进行连接；粘性末端修饰成平末端后进行连接；dna片段5′端脱磷酸化后进行连接；dna片段加连杆或衔接头后连接。
5.dna聚合酶：①定义：dna聚合酶就是指用dna单链为模板，以4种脱氧核苷酸为底物，催化剂制备一条与模板链序列优势互补的dna新链的酶。
必修二第四章第一节 基因的分离定律
七 应用
1.指导杂交育种 指导杂交育种 ①隐性基因控制的优良性状 隐性基因控制的优良性状 例 小麦、水稻矮杆性状的选育(aa) 小麦、水稻矮杆性状的选育(aa) 矮杆性状的选育
F1 Aa
②显性基因控制的优良性状 显性基因控制的优良性状 例
×
AA
Aa
aa
小麦抗杆锈病性状的选育(AA) 小麦抗杆锈病性状的选育(AA) 抗杆锈病性状的选育
3.亲代基因型未肯定的情况下，求后代某一性状的发生概率 亲代基因型未肯定的情况下， 亲代基因型未肯定的情况下
确定亲代基因型及概率 设亲代为某种基因型才能出现所求性状
运用加法乘法原理求该性状发生的概率
例：
白化病是由常染色体上的隐性基因（ ）控制的遗传病， 白化病是由常染色体上的隐性基因（a）控制的遗传病，某家族的遗传系谱 图如下： 图如下： 1 2 3 4 正常男女 Aa aa A_ A_ A_ Aa 患病男女 5 aa 6 A_ 2/3 Aa AA 1/3 7 A_ Aa
概念
显性性状： 表现出来的亲本性状 显性性状：F1表现出来的亲本性状 隐形性状： 没有表现出来的那个亲本性状 隐形性状：F1没有表现出来的那个亲本性状 性状分离： 性状分离：杂种自交后代显性性状和隐性性状都表现出来的现象 显性基因：控制显性性状的基因， 显性基因：控制显性性状的基因，用大写字母表示 隐形基因：控制隐性性状的基因， 隐形基因：控制隐性性状的基因，用小写字母表示
基本概念
性状
相对性状
形态特征和生理特征 同种生物同种性状的不同表现类型 生物个体表现出来的性状 与生物个体表现型有关的基因组成 含相同基因的配子结合发育成的个体 含不同基因的配子结合发育成的个体
表现型
基因型 纯合体
第四章2独立分配规律
例2 安德鲁西鸡羽毛颜色遗传
3.共显性(codominance)
◎两个纯合亲本杂交：
◇F1代同时出现两个亲本性状； ◇其F2代也表现为三种表现型，其比例为1:2:1。
◎表现型和基因型的种类和比例也是对应的。
例：人镰刀形贫血病遗传
正常人红细胞
呈碟形
◎与共显性并没有实质差异。
例1：黄豆与黑豆杂交： ◇F1的种皮颜色为黑黄镶嵌(俗称花脸豆)； ◇F2表现型为1/4黄色种皮、2/4黑黄镶嵌、1/4黑色种 皮。
例2：黑缘型鞘翅瓢虫(SAU SAU，翅前缘黑色)与均色型瓢 虫(SESE，翅后缘黑色)杂交，F1( SAU SE)前后缘均为黑色。
（二）、显隐性的相对性 外表：可以认为均是完全显性：
四、多对相对性状杂种的遗传
当具有3对不同性状的植株杂交时，只要决定 3对性状遗传的基因分别载在3对非同源染色 体上，它们的遗传仍符合独立分配规律。
C
Y
R
c
y
r
例 如：
黄、园、红 × 绿、皱、白
YYRRCC ↓ yyrrcc
F1
黄、园、红
YyRrCc ← 完全显性
F1配子类型 23 = 8
(YRC、YrC、YRc、yRC、yrC、Yrc、yRc、yrc)
条件，有利于生物进化。
㈡、实践上：
1．分离规律的应用完全适应于独立分配规律， 且独立分配规律更具有指导意义；
2．在杂交育种工作中，有利于有目的地组合 双亲优良性状，并可预测杂交后代中出现的 优良组合及大致比例，以便确定育种工作的 规模。
例如：某水稻品种无芒而染病，另一种水稻品种 有芒而抗病。已知有芒（A）对无芒（a)为显性，抗 病（R）对染病（r）为显性。 在有芒、抗病（AARR）×无芒、染病（aarr)的组 合中，F2分离出无芒抗病（aaR-）植株的机会占3/16， 其中纯合的（aaRR）植株占1/3，杂合的（aaRr）占 2/3。 在F3纯合的不再分离，而杂合的将继续分离。
厦门大学基因工程课后思考题
第一章核酸的制备1.名词解释：脱氧核糖核酸：核糖核酸：ccc-DNA：当两条多核苷酸链均保持着完整的环形结构时，称为共价闭合环形DNA（cccDNA）oc-DNA：如果两条核苷酸链中只有一条保持着完整的环形结构，另一条链出现一至数个缺口时，称为开环DNA（ocDNA）l-DNA,：发生双链断裂而形成线性分子（L—DNA），L构型DNA变性：双联变成单链DNA复性：单链又变成双链PCR, 模板，引物2.分别阐述用CTAB裂解法，SDS裂解法，碘化钠裂解法以及蛋白酶K裂解法和溶菌酶裂解法裂解细胞的依据。
溶菌酶：破坏细胞的细胞壁肽聚糖骨架，在内部渗透压的作用下使得细胞胀破。
CTAB裂解法：CTAB作为离子型表面活性剂，能溶解细胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚SDS裂解法：利用中性去污剂NP-40破坏全血的红细胞膜，离心弃去溶血液，收集白细胞沉淀，加入去污剂SDS以破坏白细胞核膜，并使核蛋白解离，再加入高浓度的NaCl使DNA溶解，同时使蛋白盐析。
通过离心收集水相，加2——2.5倍体积的无水乙醇，沉淀DNA碘化钠裂解法：低渗破坏细胞，碘化钠破坏核膜蛋白酶K裂解法：蛋白酶k是一种枯草蛋白酶类的高活性蛋白酶，用于生物样品中蛋白质的一般降解3.用于检测样品纯度和浓度的方法有哪些？简述个各方法的基本原理。
电泳、OD值、荧光定量法第二章基因工程工具酶1.名词解释：限制性内切核酸酶：在DNA上核苷酸的特定连接处以特定的方式把DNA双链切开DNA连接酶：催化DNA上裂口两侧(相邻)核苷酸裸露的3＇羟基和5＇磷酸之间形成共价结合的磷酸二酯键，使断开的DNA•裂口连接起来逆转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶DNA聚合酶：是一类催化DNA合成的酶类，酶的作用需要DNA或RNA作为模板，合成DNA链的序列与模板的序列互补Klenow片段（Klenow酶）：大肠杆菌DNA聚合酶I经枯草杆菌蛋白酶处理,获得N端三分之二的大肽段,即Klenow 酶限制性图谱（物理图谱）：描述染色体上限制性内切酶切割位点之间距离和顺序的图谱，通常以DNA的长度来代表距离，因此为遗传物质提供了物理图谱。
第四章 目的基因的获得-PCR
5’ ATCTTGAAC
模板
Taq
TGCATGCAT 3’ ACGTACGTA 5’
5’ ATCTTGAAC 3’ TAGAACTTG
Taq
模板
ACGTACGTA 5’
4. 1个循环的结果
5. 新一轮循环开始 变性—复性—延伸。
DNA elongation
理论上25-30次循环就可以合成225-230条DNA。
（2）合成过程
下一个5’端保护的单核苷酸又可以同3’端保护的 二核苷酸聚合。
2. 亚磷酸三酯法 原理
将所要合成的寡聚核苷酸链的3′-末端先以3′-OH
与一个不溶性载体，如多孔玻璃珠（CPG）连接， 然后依次从3′-5′的方向将核苷酸单体加上去，所使 用的核苷酸单体的活性官能团都是经过保护的，具 体的合成和延伸过程如图。
人工合成的单链DNA小片断，碱基顺序分别与所 要扩增的模板DNA双链的5‘端相同。
模板
5’ ATCTTGAAC 引物
5’ ATCTTGAAC 3’ 3’ TAGAACTTG
TGCATGCAT 3’ 3’ ACGTACGTA 5’
引物
模板
ACGTACGTA 5’
3. DNA链的延伸
72 oC
DNA聚合酶按碱基配对原则在模板上延伸DNA链
(d)
3’
3’ 5’ 引物1 3’ 引物1互补链 5’
新引物
3’ 5’
5’ 3’
(e)
不同长度的链
单位长度的链
(f)
引物2互补链
5’ 3’
3’ 5’
引物1互补链
(g)
目的片段（不同长度的链未示出）
聚合酶链式反应示意图
（四）PCR的特点
高中生物必修二知识点总结(精华版)
高中生物必修二知识点总结(精华版)与卵细胞的细胞核融合，形成受精卵。
意义：受精作用是有性生殖的开始，也是新个体的起源。
受精卵中包含了来自父母的遗传物质，经过一系列发育过程，最终形成一个新的个体。
受精作用还可以增加遗传的多样性，提高适应环境的能力。
第二节基因的分离规律一、XXX的遗传实验XXX通过对豌豆杂交实验的观察和分析，提出了遗传学的基本原理。
他发现，豌豆的性状是由两个基因决定的，其中一个来自父亲，另一个来自母亲。
这两个基因分别控制着性状的表现，且在杂交后可以分离并重新组合。
二、基因的分离规律基因的分离规律（XXX）是指在有性生殖中，每个个体在生殖时，其两个基因分离，每个生殖细胞只能传递其中的一个基因给后代。
这意味着，每个个体都有两个基因，但只有一个基因能够传递给下一代。
三、基因型和表现型基因型（genotype）是指个体所拥有的基因的种类和组合。
表现型（phenotype）是指基因型在外部环境影响下所表现出来的性状。
同一基因型的个体，其表现型可以因环境的不同而有所差异。
四、显性和隐性基因显性基因（dominant gene）是指在杂合状态下，表现出来的性状。
隐性基因（recessive gene）是指在杂合状态下，不表现出来的性状。
显性基因可以掩盖隐性基因的表现，但隐性基因仍然存在于个体的基因型中，并可以在后代中表现出来。
五、基因的自由组合基因的自由组合（independent assortment）是指在有性生殖中，不同的基因对于性状表现的组合是随机的。
这意味着，不同基因之间的遗传是相互独立的，不会相互影响。
六、注意：1）基因的分离规律只适用于单个基因控制的性状，不适用于多基因控制的性状。
2）基因的分离规律和基因的自由组合是独立的，但两者都是遗传的基本规律。
3）基因的表现受到基因型和环境的影响，不能简单地归结为基因的作用。
与卵细胞的细胞核融合后，受精卵中染色体的数目恢复到体细胞的数目，其中一半来自，另一半来自卵细胞。
遗传学第四版复习题答案
遗传学第四版复习题答案遗传学第四版复习题答案遗传学作为生物学的一个重要分支，研究的是遗传信息的传递和变异。
它是理解生物多样性、疾病发生和进化的基础。
在学习遗传学的过程中，复习题是一个重要的学习工具，可以帮助我们巩固知识、理解概念和提高解决问题的能力。
下面是对《遗传学第四版》复习题的解答，希望对大家的学习有所帮助。
第一章：遗传学的基本概念1. 遗传学的研究对象是什么？遗传学研究的是遗传信息的传递和变异，包括基因、染色体和基因组等。
2. 什么是基因？基因是遗传信息的基本单位，是DNA分子编码特定蛋白质的一段序列。
3. 什么是基因型和表现型？基因型是个体的基因组成，表现型是基因型在外部环境作用下的表现形式。
第二章：遗传信息的传递1. 什么是孟德尔的遗传定律？孟德尔的遗传定律是指遗传信息在传代过程中的分离和独立性，包括分离定律和自由组合定律。
2. 什么是显性和隐性遗传？显性遗传是指表现型受到显性基因的影响，隐性遗传是指表现型受到隐性基因的影响。
3. 什么是杂合和纯合？杂合是指个体的两个基因拷贝不同，纯合是指个体的两个基因拷贝相同。
第三章：基因组和染色体1. 什么是染色体？染色体是细胞内遗传信息的携带者，由DNA和蛋白质组成。
2. 什么是性染色体和常染色体？性染色体决定个体的性别，常染色体则决定其他性状。
3. 什么是染色体突变？染色体突变是指染色体结构或数目发生改变，包括缺失、重复、倒位和易位等。
第四章：基因的结构和功能1. 什么是DNA？DNA是遗传信息的分子基础，由核苷酸组成，包括脱氧核糖、磷酸基团和碱基。
2. 什么是RNA？RNA是DNA的转录产物，参与蛋白质的合成和调控。
3. 什么是基因表达？基因表达是指基因信息通过转录和翻译过程转化为蛋白质的过程。
第五章：遗传变异1. 什么是突变？突变是指遗传信息发生的突发性变化，包括点突变、插入突变和缺失突变等。
2. 什么是突变的遗传效应？突变的遗传效应是指突变对个体表现型的影响，包括有害、中性和有利效应。
《林木遗传育种学》课程大纲
《林木遗传育种学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：林木遗传育种学（英文）：FOREST GENETICS AND FOREST TREE BREEDING 课程编号：14241016课程学分：4.0课程总学时：64课程性质：专业基础课二、课程内容简介（300字以内）林木遗传育种学是研究林木遗传与变异的规律，并以遗传学的基本理论为指导研究选育和繁育林木良种的原理及技术的学科。
遗传学部分主要介绍遗传的三大基本规律及其细胞学基础，遗传变异，分子遗传学，群体遗传学以及数量遗传学的基本理论和研究方法；育种学部分主要介绍林木选育技术基础，遗传育种资源和林木引种，种源与优树选择，杂交与倍性育种，无性系选育与繁殖造林，种子园以及遗传测定。
三、教学目标与要求通过本课程的教学，使学生掌握遗传学的基本理论和林木良种选育与繁殖的理论及技术，培养学生综合运用遗传学与育种学基本理论知识来分析和解决林木遗传改良上的科学研究问题与生产实际问题的能力。
要求学生系统和有重点地掌握遗传学基本原理、林木选育和良种繁育原理及技术。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1. 教学目的与要求：目的：使学生明了遗传学是生物科学的最前沿，林木育种的特点和重要性，从而引导学生对本课程产生浓厚的学习研究兴趣。
要求：了解遗传育种学研究的对象和任务，遗传和育种工作的历史、现状和发展趋势，以及遗传学和育种学在科学和生产发展中的重要作用。
2. 教学重点与难点：重点：遗传育种学的定义(概念)、研究的对象和研究的任务。
难点：遗传育种学在科学和生产发展中的作用。
林木遗传学部分（31学时）第一章遗传的细胞学基础（2学时）1. 教学目的与要求：使学生牢固地树立新陈代谢、世代演替、遗传变化等都离不开生物细胞的认识。
理解遗传物质在细胞的染色体上，染色体的行为是遗传三大定律的基础；掌握细胞的有丝分裂规律。
2. 教学的重点与难点：重点：细胞核结构、染色体的超微结构；有丝分裂及有丝分裂的遗传学意义。
基因工程第四章目的基因的分离和合成
基因的分离方法
电泳分离
利用电场的作用，通过基因的大小和电荷差 异来分离目的基因。
过滤膜分离
利用过滤膜的孔隙大小，将目的基因与其他 分子分离。
基因的合成方法
1
Байду номын сангаас
基因合成的步骤
2
包括设计基因序列、合成基因、验证
基因等步骤。
3
基因合成的原理
利用化学合成的方法合成目的基因的 DNA序列。
基因合成的应用
用于基因工程研究、生物医药和农业 领域，推动科学发展。
实验步骤
1. 收集目的基因样本 2. 提取目的基因DNA 3. 分离目的基因 4. 合成目的基因 5. 验证合成的目的基因 6. 分析实验结果
结果与讨论
实验结果表明电泳分离和过滤膜分离是有效的基因分离方法，基因合成技术 可用于合成目的基因。讨论了实验过程中的优缺点和改进方法。
结论和展望
基因工程中的目的基因的分离和合成方法有重要的应用价值，未来可以进一 步优化分离和合成技术，提高实验效率和基因合成的准确性。
基因工程第四章目的基因 的分离和合成
本章介绍了基因工程中的目的基因的分离和合成方法，包括电泳分离和过滤 膜分离，以及基因合成的原理、步骤和应用。
实验目的
1 了解基因工程的目的基因
明确在基因工程中需要分离和合成的目的基因。
2 掌握基因的分离和合成方法
学习电泳分离、过滤膜分离和基因合成的原理和步骤。
3 了解基因合成的应用
第四章 基因的鉴定与表达分析
灵敏度，可以检测到一些稀有转录子。
CpG岛法
CpG岛(CpG island)是基因组DNA序列中富含C、G的 DNA区域。在大规模的DNA测序中，每发现一个CG岛，意 味着在此区域有一个基因。利用CpG岛稀有酶如SacⅡ、
BssHⅢ、EagⅠ、HpaⅡ、NotⅠ识别其位点，切割基因组
DNA。CpG岛又称HIF岛，即用HpaⅡ酶将CpG岛周围的DNA 切成许多小片段，这些序列称为HIF序列。 原理： 2) 载体上要有功能强大的真核基因启动子，以获得高 效表达； 3）还要有原核生物的复制子与生长选择标记（如Amp)，
能在大肠杆菌中扩增，又要有真核生物的复制子、启动
子、加尾信号等以便在真核细胞中扩增及转录。
cDNA选择方法
基因组图谱绘制和基因定位克隆的常见问题 是大片段基因组编码DNA的鉴定。为解决此问题，
IEF)和十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE)，把复杂的蛋白质混合物中的蛋白在二维平面上分 离展开。
基因差异表达法
---二维电泳（two-dimensional electrophoresis）技术
步骤： 样品制备→等电聚焦→平衡转移→ SDS— PAGE→斑点染色→图像捕捉和图谱结构确定
随着人类基因组计划的完成，基因的鉴定与表 达分析已经成为功能基因组研究的一个重要内容。
基因的特异性特征：
整体上的高度进化保守；
表达RNA转录物----具有可读框(ORF)；
脊椎动物-----CpG岛
一、基因的鉴定方法
常规方法
特异方法
（thern印迹杂交； 同源序列比对； 动物基因组印迹杂交；
• 主要步骤：
制备载体→将基因组片段亚克隆至表达载体中→
高中生物基因分离教案
高中生物基因分离教案
教材版本：高中生物教材
教学内容：基因分离
教学目标：了解基因分离的概念和原理，掌握遗传交配的基本规律
教学重点：基因分离的原理和实验过程
教学难点：理解基因分离原理的遗传交配
教具准备：黑体白线果蝇、实验器材、实验仪器
教学流程：
一、导入（5分钟）
通过问答等方式回顾前几节课学过的遗传基础知识，引出本节课的主题——基因分离。
二、讲解基因分离的概念和原理（15分钟）
1. 基因分离的概念：指在杂交后代中，两对等位基因相互分离，使各种性状在后代中重新组合和排列的现象。
2. 基因分离的原理：孟德尔定律（随机分离定律、自由组合定律、独立分配定律）。
三、实验演示基因分离过程（20分钟）
1. 实验操作：通过黑体白线果蝇交配实验，观察后代果蝇的性状分布情况。
2. 分析讨论：让学生根据实验结果分析基因分离的规律和原理。
四、总结讨论（10分钟）
1. 总结基因分离的规律和原理。
2. 引导学生思考和讨论基因分离与遗传进化之间的关系。
五、作业布置（5分钟）
布置相关练习题，巩固学生对基因分离的理解和掌握。
六、课堂结束（5分钟）
回顾本节课的要点，提醒学生复习掌握的内容。
【教学注意事项】
1. 引导学生积极思考，主动参与讨论和实验操作。
2. 激发学生对生物遗传学的兴趣，培养科学研究的能力和意识。
3. 注重学生团队合作和实践能力的培养，提高实验操作的技能和独立思考能力。
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(ⅱi). 将mRNA-DNA杂交分子转变为双链cDNA分子 用碱处理使mRNA模板水解掉，从而导致第一条cDNA链解
离；末端发夹结构作为第二条链合成的引物，用S1核酸酶切割 除去发夹结构
(ⅳ). 将合成的双链cDNA重组到质粒载体或噬菌体载体上，导 入大肠杆菌寄主细胞增殖
重组的方式：先用末端转移酶给双链cDNA分子加尾，或 将人工合成的衔接物加到双链cDNA分子的两端，而后再同经 适当处理而且有相应粘性末端的载体分子连接
(ⅱ) 合成第一条cDNA链
A. oligo(dT)引导的cDNA合成法 缺点：它必须从3ˊ-末端开始，反转录酶无法到达mRNA分 子5ˊ-末端
B. 随机引物引导的cDNA合成法 原理：根据许多可能的序列，合成出6-10bp的寡核苷酸短片 段混合物，作为合成第一条链cDNA的引物。在应用这种混 合引物的情况下，cDNA的合成可以从mRNA模板的许多位 点同时发生，而不仅仅从3ˊ-末端的oligo(dT)引物一处开始
注：理论克隆数：供体生物的基因组DNA总量/克隆片段的平均大小 实际克隆数：按照Clarke-Carbon公式计算的
4.3.1 互补作用基因克隆
如果被克隆的DNA片段，同重组体DNA分子的寄主细胞的 染色体DNA是同源的，那么使用互补作用进行基因克隆，将是 一种十分有效的方法。
最简单的方式：将大肠杆菌DNA的克隆片段“库”，即一 组含有大肠杆菌基因组全部DNA序列结构的重组体DNA分子的 异源群体，导入一种大肠杆菌营养缺陷型菌株的受体细胞。然 后将此受体细胞涂布在一种缺少该菌株所需的底物的基本培养 基上。因此，只有那些获得了营养缺陷型互补基因的受体细胞 才能会长成转化子菌落。
♣ cDNA克隆的基本过程： 通过一系列的酶催化作用，使总poly(A) mRNA转变成双链
cDNA群体，并插入到适当的载体分子上，然后再转化到大肠 杆菌寄主菌株的细胞内
GGG
限制酶
末端转移酶 dGTP
GG
5ˊ
AAAAAA 3ˊ
Oligo(dT)引物
5ˊ
AAAAAA 3ˊ
反转录酶 TTTTT
NaOH降解mRNA链， DNA聚合酶I
4.3.3 应用mRNA差别显示技术分离克隆的目的基因
根据表达特性的差异可将高等真核生物的基因分为： 看家基因：以组成型表达模式维持细胞的基本代谢活动 发育调控基因：以时空特异性表达模式完成个体的正常的 生长、发育和分化。
真核生物基因总数为100 000个，在一定发育阶段只有15% 基因得以表达，产生出15 000种mRNA分子，其中相当一 部分属于发育调控基因，起左右全局的作用。
Pst I
pGGCC ACGTCCGG
GGCCTGCAGG CCGGACGTCCp
GGCCTGCA CCGGp
附加衔接物
HO
OH
5ˊ HO-GATCCCCGGG-OH HO p
p HO
OH p
3ˊ
HO-GGGCCC-P HO
OH
HO p
T4 DNA连接酶 ATP
HO HO
OH OH
多核苷酸激酶 ATP
■ 非互补或平末端DNA分子的连接： ♣ 附加衔接物（接头） ♣ 同聚物加尾
Pst I 衔接物
CCTGCAGG GGACGTCC
GGCC CCGG
T4多核苷酸激酶 ATP
pCCTGCAGG GGACGTCCp
Hae III
pCC GG
T4 DNA连接酶
GGCC CCGG
GG CCp
pCCTGCAGGCC GGACGTCCGG
SI核酸酶降解发夹结构
CCC
末端转移酶，dCTP CC以质粒为载体构建cDNA♣ cDNA构建的步骤
(i) 分离细胞总RNA，然后从中纯化出主要含mRNA的部分 纯化的原理及步骤： 一段仅由脱氧胸腺嘧啶核苷组成的寡聚核苷酸 [oligo(dT)],能够同惰性物质如纤维素(或琼脂糖)结合。当 细胞总RNA通过已经用[oligo(dT)]处理过的纤维素柱时， mRNA分子的poly(A)尾巴便会同[oligo(dT)]序列杂交而粘 附到柱子的填充物纤维素上，而其余的rRNA及tRNA分子 则流出柱子。先用100mM NaCl缓冲液广泛洗涤纤维素柱， 以清除全部污染的rRNA和tRNA分子，而后再用低离子强 度的10mM Tris- 1mM EDTA缓冲液洗涤。 mRNA分子占细胞总RNA的1%-2%
♣ cDNA克隆的优点
第一：cDNA克隆以mRNA为材料，这对于有些RNA病毒， 如流感病毒和呼肠孤病毒来说特别的适用。这些病毒的增 殖不经过DNA中间体，故cDNA克隆是DNA克隆都含有一种mRNA序列，故在选择 中出现假阳性的几率比较低
基因分离的方法： 应用核酸探针、差别杂交或扣除杂交、 mRNA差别显示技术、酵母双杂交体系
4.3.2 应用差别杂交和扣除杂交法分离目的基因
差别杂交(differential hybridization)
适用范围：分离在特定组织中表达的基因、在细胞周期特定 阶段表达的基因、受生长银子调节的基因、在特定发育阶段 表达的或是参与发育调节的基因，同时也用来分离经特殊处 理而被诱发表达的基因
1 23 456 7 8 9 12 3 4 5 6 7 8 9
4.2 重组体DNA分子的构建及导入受体细胞
4.2.1 外源DNA片段同载体分子的重组
■ 考虑因素： ♣ 实验步骤要尽可能简单易行； ♣ “接点”能被一定的内切酶重新切割； ♣ 对转录和转译过程中密码子的阅读不发生干扰
■ 外源DNA片段定向插入载体分子：
4.3.2 cDNA基因克隆
♣ 为什么要进行cDNA基因克隆： 真核生物基因组DNA十分庞大，其复杂度是蛋白质和
mRNA的100倍左右，而且含有大量的重复序列 高等生物的基因数量一般在105左右，但在一定时间阶段
的单个细胞或个体中，都仅有15%左右的基因得以表达，产生 出约15 000种不同的mRNA分子
技术基础：不需要任何有关目的基因的核苷酸序列信息，只 要拥有两种不同的细胞群体：在一个细胞群体中目的基因正 常表达，而在另一个细胞群体中目的基因不表达
操作步骤：
制备两种不同的mRNA提取物：其一，含有一定比例的目的 基因mRNA种的总mRNA的总mRNA群体；其二，不含有目 的基因mRNA种的总mRNA群体。通过这两种总mRNA(或 是它们的cDNA拷贝)为探针进行平行杂交，对由表达目的基 因的细胞总mRNA构建的克隆库进行筛选
制备poly(A) mRNA
加oligo(dT)32p-dNTPs 反转录酶，制备cDNA
cDNA
与λ载体重组 感染大肠杆菌 构建cDNA制备poly(A) mRNA
加oligo(dT)32p-dNTPs 反转录酶，制备cDNA
含目的基因的阳性克隆
差别杂交的局限性：
♣ 灵敏度低，特别是低丰度的mRNA ♣ 耗时耗力，费用高 ♣ 重复性差
扣除杂交：
除去那些普遍共同存在的、或是非诱发产生的cDNA 序列，从而使欲分离的目的基因的序列得到有效的 富集，提高了分离的敏感性
制备poly(A) mRNA
加oligo(dT) dNTPs 反转录酶，制备cDNA
杂交
制备poly(A) mRNA
羟基磷灰石柱
单链 cDNA 双链 cDNA
与λ载体重组，感染大肠杆菌构建cDNA2 ×106 (细菌) 理论 实际
400 1831
200
919
100 458
50 278
基因组的大小（bp）
2 ×107(真菌)
理论
实际
3 ×109(动物) 理论 实际
4000 2000 1000 500
18418 9208 4603 2300
600 000 2 763 110 300 000 1 381 550 150 000 690 774 75 000 345 386
■ 产生片段群体要求： ♣ 必须包容整个基因组的全部序列； ♣ 高纯度； ♣ 大小适合基因操作。
■ 产生片段群体方法： ♣ 机械切割（超声波；搅拌器高速搅拌） ♣ 限制性内切酶（单酶、双酶）
。
4.1.2 DNA片段的大小分布■ 构建完全基因： ♣ 不做特殊处理；或者脉冲电泳
■ 编码目的基因的克隆片段的富集： ♣ 琼脂糖凝胶电泳 ♣ 蔗糖梯度离心
p
OH
HO
p
同聚物加尾
4.2 重组体DNA分子的构建及导入受体细胞
4.2.1 外源DNA片段同载体分子的重组
■ 最佳连接反应： ♣ 载体DNA和外源DNA之间的比例； ♣ DNA的总浓度；
低浓度的DNA(20μg/ml)，自连 高浓度的DNA(300~400μg/ml)，多连体分子
♣ 连接温度
4.2 重组体DNA分子的构建及导入受体细胞
例子：从人类基因组DNA(3 ×106)，克隆β-珠蛋白基因(1.5 kb)
ln (1-0.99) N = ln [1- (1.5/3 ×106)] = 9隆片段 的平均大 小(bp)
5×103 10×103 20×103 40×103
第四：自身的特殊用途 克隆在细菌中表达的基因 和用作基因序列结构的测定
4.3.3基因组DNA克隆
4.4 克隆基因的分离
基因组测序
A. 耗资巨大，一般发展中国家(实验室)的财力难以承受 B. 基因组中的大部分序列并无重要的生物学功能 C. 一些具有理论研究和生产应用价值的基因，例如人类的疾
病控制基因，仅占基因组全序列的极少部分，按部就班的 测序不可能优先筛选出这类基因 D. 农业生产和医疗临床实践都迫切要求尽快分离到有关的重 要基因
第四章 基因的分离与鉴定
♣ 1. DNA克隆片段的产生与分离 ♣ 2. 重组体DNA分子的构建及导入受体细胞 ♣ 3. 基因克隆的实验方案