第九章基因工程和基因组学
基因和基因组及基因工程的概念
利用基因工程改良作物品质、抗虫抗 病、抗旱耐盐等特性，提高农业生产 效率。
医学领域
利用基因工程治疗遗传性疾病、恶性 肿瘤、病毒感染等疾病，以及开发新 型药物和疫苗。
工业领域
利用基因工程生产高附加值的产品， 如蛋白质药物、酶制剂、生物材料等。
环保领域
利用基因工程降解污染物、修复生态 系统和生物监测等。
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生物农药
利用基因工程技术开发新型生物农药，减少化学农药的使用，降 低环境污染和对生态的破坏。
医学领域的应用
01
02
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疾病诊断
基因工程技术可用于检测 和诊断遗传性疾病、肿瘤 等疾病，为疾病的早期发 现和治疗提供有力支持。
药物研发
基因工程技术可用于筛选 和开发具有特定疗效的药 物，提高药物研发的效率 和成功率。
2
转化技术可以用于基因治疗、基因克隆、基因鉴 定等领域。
3
转化技术需要掌握基因表达、载体构建、受体细 胞筛选等技术，是基因工程中的关键技术之一。
基因敲除和基因编辑技术
基因敲除是指通过特定的方法将一个 或多个基因从生物体的基因组中删除 或破坏，导致其失去功能的技术。
基因编辑是指通过特定的酶对生物体 的基因组进行精确的修改，以达到治 疗或改变生物性状的目的。
细胞治疗
基因工程技术可用于改造 和优化细胞，用于治疗各 种疾病，如肿瘤、遗传性 疾病等。
工业领域的应用
生物能源
利用基因工程技术改良微生物， 提高微生物的产油、产气等能力，
为生物能源的开发和利用提供支 持。
生物材料
基因工程技术可用于开发和生产新 型生物材料，如生物塑料、生物纤 维等，替代传统石化材料。
基因组学杨金水电子版 基因工程 电子版
基因组学杨金水电子版基因工程电子版导读：就爱阅读网友为您分享以下“基因工程电子版”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 作者：吴乃虎出版社：高等教育出版社第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程一、基因操作与基因工程的关系二、基因工程的诞生与发展第二节基因工程是生物科学发展的必然产物一、基因是基因重组的物质基础二、DNA的结构和功能三、基因操作技术的发展促进基因工程的诞生和发展四、基因工程的内容第三节基因的结构——基因操作的理论基础一、基因的结构组成对基因操作的影响二、基因克隆的通用策略第一篇基因操作原理第二章分子克隆工具酶第一节限制性内切酶一、限制与修饰二、限制酶识别的序列三、限制酶产生的末端四、DNA末端长度对限制酶切割的影响五、位点偏爱六、酶切反应条件七、星星活性八、单链DNA的切割九、酶切位点的引入十、影响酶活性的因素十一、酶切位点在基因组中分布的不均一性第二节甲基化酶一、甲基化酶的种类二、依赖于甲基化的限制系统三、甲基化对限制酶切的影响第三节DNA聚合酶一、大肠杆菌DNA聚合酶二、KIenow DNA聚合酶三、T4噬菌体DNA聚合酶四、T7噬菌体DNA聚合酶五、耐热DNA聚合酶六、反转录酶七、末端转移酶第四节其他分子克隆工具酶一、依赖于DNA的RNA聚合酶二、连接酶三、T4多核苷酸激酶四、碱性磷酸酶五、核酸酶六、核酸酶抑制剂七、琼脂糖酶八、DNA结合蛋白九、其他酶第三章分子克隆载体第一节质粒载体一、质粒的基本特性二、标记基因三、质粒载体的种类第二节λ噬菌体载体一、λ噬菌体的分子生物学二、λ噬菌体载体的选择标记……第四章人工染色体载体第五章表达载体第六章基因操作中大分子的分离和分析第七章基因芯片技术第八章PCR技术及其应用第九章DNA序列分析第十章DNA诱变第十一章DNA文库的构建和目的基因的筛选第十二章基因组研究技术第二篇基因工程应用第十三章植物基因工程第十四章动物基因工程第十五章酵母基因工程第十六章细菌基因工程第十七章病毒基因工程第十八章医药基因工程第十九章基因工程产品的安全及其管理第一章基因工程概述第一节基因操作与基因工程一、基因操作与基因工程的关系基因操作（gene manipulation）：指对基因进行分离、分析、改造、检测、表达、重组和转移等操作的总称。
基因工程和基因组
针对特定基因突变或表达异常，开发相应的靶向药物或治疗方法，实现精准治疗。
基因组学在临床试验中的应用
利用基因组学技术，对患者进行分层和精准治疗，提高临床试验的成功率和患者的生存率 。
基因组学在农业领域
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应用
植物抗逆性改良及新品种选育
利用基因编辑技术改良作物抗逆性
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对作物抗逆性相关基因进行定点突变或敲除，提高作物对干 旱、高温、盐碱等逆境的抵抗能力。
转基因技术
基因枪法
将外源基因包裹在金属微粒中，通过高压气体加 速将微粒射入受体细胞或组织。
显微注射法
在显微镜下将外源基因直接注入受体细胞的细胞 核内。
农杆菌转化法
利用农杆菌感染植物细胞，将外源基因导入植物 基因组中。
基因编辑技术
01 02
CRISPR-Cas9技术
利用CRISPR-Cas9系统对目标基因进行定点切割，通过非同源末端连接 或同源重组方式修复DNA双链断裂，实现基因敲除、插入或替换等编 辑操作。
尽管基因工程和基因组学已经 取得了很大的进展，但仍存在 一些技术瓶颈，如基因编辑的 效率和安全性、基因测序的准 确性和灵敏度等，需要进一步 研究和突破。
基因工程和基因组学的发展需 要跨学科的合作和交流，包括 生物学、医学、化学、物理学 、计算机科学等，以推动技术 的创新和应用。
加强跨学科合作，推动创新发展
THANKS.
比较基因组学
比较不同物种或个体基因组的差异和相似 性，揭示物种进化、基因功能等生物学问 题。
基因工程核心技术
03
DNA重组技术
010203Fra bibliotek限制性内切酶
识别并切割DNA特定序列， 产生黏性末端或平末端。
基因工程的名词解释
基因工程的名词解释基因工程是一种通过人为手段对生物体进行基因操作和改良的技术方法。
它是现代生物工程学的重要组成部分，也是生物技术的核心内容之一。
基因工程的名词主要包括以下几个方面的解释。
1. 基因：基因是生物体内负责遗传信息传递的DNA片段。
它是构成生物体的遗传物质，决定了生物体的特征和功能。
在基因工程中，科学家可以通过分离、合成、克隆等手段研究和改变基因的结构和作用。
2. 重组DNA技术：重组DNA技术是基因工程的核心技术之一。
它通过将不同来源的基因片段进行切割并重新组合，从而生成具有新功能的DNA分子。
重组DNA技术可以用于基因的克隆、修饰、表达和转移。
3. 基因克隆：基因克隆是指将特定的基因片段从生物体中分离并扩增，然后将其插入到其他生物体中，使之表达并产生特定的蛋白质或产物。
基因克隆技术是基因工程研究中最基本的方法之一。
4. 转基因：转基因是指将外源基因导入到接受体生物体中，从而使接受体生物体获得外源基因的遗传特征。
转基因技术可以用于改良农作物、生物制药、生物能源等领域。
5. 基因组学：基因组学是研究生物体基因组和其功能的一门学科。
通过对生物体基因组的测序和分析，基因组学可揭示基因组的组成、结构、功能和调控机制等信息，并为基因工程提供了重要的基础。
6. 基因编辑：基因编辑是利用特定的核酸酶或CRISPR/Cas9系统，通过剪切、修复或替换基因片段，实现对生物体基因组的精确编辑和修饰。
基因编辑技术具有高效、快速和精准的特点，在基因疾病治疗和农业改良等方面具有重要应用前景。
7. 人工合成基因：人工合成基因是指通过化学合成的方法合成具有特定序列和结构的DNA分子。
人工合成基因可以用于构建人工基因网络、生物合成、药物研发等领域。
8. 反义RNA技术：反义RNA技术是一种通过合成含有目标基因序列相反互补序列的RNA分子，从而抑制目标基因的表达。
反义RNA技术可用于基因的失活和功能研究，对于研究基因功能和基因治疗具有重要意义。
遗传学精品科习题
第二章遗传的细胞学基础1．植物的10个花粉母细胞可以形成：多少花粉粒？多少精核？多少管核？又10个卵母细胞可以形成：多少胚囊？多少卵细胞？多少极核？多少助细胞？多少反足细胞？2．玉米体细胞里有10对染色体，写出下列各组织的细胞中染色体数目。
（1）叶（2）根（3）胚乳（4）胚囊母细胞（5）胚（6）卵细胞（7）反足细胞（8）花药壁（9）花粉管核3．有丝分裂和减数分裂有什么不同？用图表示并加以说明。
第三章遗传物质的分子基础1．如何证明DNA是生物的主要遗传物质？2．简述DNA的双螺旋结构及其特点。
3．真核生物与原核生物DNA合成过程有何不同？4．某DNA的核苷酸中，A的含量为30%，则G的含量是多少？第四章孟德尔遗传1．纯种甜粒玉米和纯种非甜粒玉米间行种植，收获时发现甜粒玉米果穗上结有非甜粒的子实，而非甜粒玉米果穗上找不到甜粒的子实。
如何解释这种现象？怎样验证解释？2．光颖、抗锈、无芒（ppRRAA）小麦和毛颖、感锈、有芒（PPrraa）小麦杂交，希望从F3选出毛颖、抗锈、无芒（PPRRAA）的小麦10个株系，试问在F2群体中至少应选择表现型为毛颖、抗锈、无芒（P_R_A_）的小麦多少株？3．设玉米子粒有色是独立遗传的三显性基因互作的结果，基因型为A_C_R_的子粒有色，其余基因型的子粒均无色。
某有色子粒植株与以下3个纯合品系分别杂交，获得下列结果：（1）与aaccRR品系杂交，获得50%有色子粒；（2）与aaCCrr品系杂交，获得25%有色子粒；（3）与AAccrr品系杂交，获得50%有色子粒。
试问这个有色子粒植株是怎样的基因型？4．萝卜块根的形状有长形的，圆形的，椭圆形的，以下是不同类型杂交的结果：长形×圆形→595椭圆形；长形×椭圆形→205长形，201椭圆形；椭圆形×圆形→198椭圆形，202圆形；椭圆形×椭圆形→58长形，112椭圆形，61圆形说明萝卜块根形状属于什么遗传类型，并自定基因符号，标明上述各杂交组合亲本及其后裔的基因型。
遗传学名词解释
绪论(一) 名词解释：遗传学：研究生物遗传和变异的科学。
遗传：亲代与子代相似的现象。
变异：亲代与子代之间、子代个体之间存在的差异.第二章遗传的细胞学基础(一) 名词解释：1. 原核细胞: 没有核膜包围的核细胞，其遗传物质分散于整个细胞或集中于某一区域形成拟核。
如：细菌、蓝藻等。
2. 真核细胞：有核膜包围的完整细胞核结构的细胞。
多细胞生物的细胞及真菌类。
单细胞动物多属于这类细胞。
3. 染色体：在细胞分裂时，能被碱性染料染色的线形结构。
在原核细胞内，是指裸露的环状DNA分子。
4. 姊妹染色单体：二价体中一条染色体的两条染色单体，互称为姊妹染色单体。
5. 同源染色体：指形态、结构和功能相似的一对染色体，他们一条来自父本，一条来自母本。
6. 超数染色体：有些生物的细胞中出现的额外染色体。
也称为B染色体。
7. 无融合生殖：雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式。
认为是有性生殖的一种特殊方式或变态。
8. 核小体（nucleosome）：是染色质丝的基本单位，主要由DNA分子与组蛋白八聚体以及H1组蛋白共同形成。
9. 染色体组型(karyotype) ：指一个物种的一组染色体所具有的特定的染色体大小、形态特征和数目。
10. 联会：在减数分裂过程中，同源染色体建立联系的配对过程。
11. 联会复合体：是同源染色体联会过程中形成的非永久性的复合结构，主要成分是碱性蛋白及酸性蛋白，由中央成分(central element)向两侧伸出横丝，使同源染色体固定在一起。
12. 双受精：1个精核(n)与卵细胞(n)受精结合为合子(2n)，将来发育成胚。
另1精核(n)与两个极核(n+n)受精结合为胚乳核(3n)，将来发育成胚乳的过程。
13. 胚乳直感：在3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状，这种现象称为胚乳直感或花粉直感。
14. 果实直感：种皮或果皮组织在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些性状，则另称为果实直感。
基因工程和基因组学
靶向药物设计及治疗方法探讨
根据患者的基因型和疾病特征， 制定个性化的治疗方案。
通过激活患者自身的免疫系统， 攻击异常基因或其产物，达到治 疗目的。
靶向药物设计 个体化治疗 组合治疗 免疫治疗
针对特定异常基因或其产物，设 计能够特异性结合并抑制其功能 的药物。
将多种靶向药物联合使用，以同 时抑制多个异常基因或通路，提 高治疗效果。
02
基因组学基础
Chapter
基因组学概念及研究内容
01
02
03
基因组学定义
研究生物体基因组的组成 、结构、功能及进化的科 学。
研究内容
包括基因组的测序、组装 、注释、比较基因组学、 功能基因组学等。
研究意义
揭示生物体的遗传信息， 为生物医学研究、生物技 术应用等提供基础数据。
基因组测序技术与方法
microRNA
一类小型非编码RNA，通过与 mRNA结合抑制其翻译或降解，从 而调控基因表达。
疾病相关基因表达异常分析
疾病相关基因
某些基因的表达异常与特定疾病 的发生和发展密切相关。
基因表达谱分析
利用高通量测序技术，对疾病样 本和正常样本的基因表达水平进
行比较，找出差异表达基因。
疾病分子分型
基于基因表达谱等分子特征，对 疾病进行更精细的分类和诊断。
发展历程
自20世纪70年代重组DNA技术诞生以来，基因工 程经历了不断的发展和完善，包括基因克隆、基因 编辑、基因合成等技术的出现和应用。
基因工程应用领域
医药领域
工业领域
基因工程在医药领域的应用包括基因 诊断、基因治疗和药物研发等，例如 利用基因工程技术生产重组蛋白药物 、抗体药物等。
工业领域中的基因工程应用包括生物 制造、生物能源和生物环保等，例如 利用基因工程技术生产生物塑料、生 物燃料等。
基因组学与基因工程
疾病治疗：通过基因编辑技术，治疗遗 传性疾病和罕见病
农业生产：利用基因工程技术，提高作 物产量和抗病能力
环境保护：通过基因工程技术，治理环 境污染和生态破坏
生物制药：利用基因工程技术，生产新 型药物和疫苗
生物能源：利用基因工程技术，开发清 洁能源和可再生能源
人类健康：通过基因工程技术，提高人 类健康水平和生活质量
基因组学与基因工程面临的挑战与机遇
技术挑战：如何提高基因编辑的精确度和效率 伦理挑战：如何平衡基因编辑技术的发展和伦理问题 机遇：基因编辑技术在疾病治疗、农业生产、环境保护等领域的应用前景 政策支持：政府对基因组学与基因工程研究的支持和鼓励政策
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04
基因组学与基因工程的 关系
基因组学对基因工程的影响
基因组学为基因工程提供了理 论基础和指导
基因组学帮助科学家了解基因 的功能和作用
基因组学促进了基因工程的发 展和应用
基因组学为基因工程提供了新 的技术和方法
基因工程对基因组学的影响
基因工程为基因组学提供了技术支持，使得基因组学研究得以深入进行。 基因工程通过对基因的改造和编辑，为基因组学提供了新的研究方法和思路。 基因工程在基因组学中的应用，使得基因组学研究更加精准和高效。 基因工程和基因组学的结合，为医学、农业、环保等领域带来了革命性的变革。
基因突变和遗传病 的关系
基因组学在疾病诊 断和治疗中的应用
基因组学的重要性
基因组学是研究生 物基因组的科学， 对于理解生物的遗 传特性和生命活动 具有重要意义。
基因组学可以帮助 我们更好地理解疾 病的发生和发展， 为疾病的诊断和治 疗提供新的思路和有 广泛的应用，可以 改良品种，提高产 量和质量。
遗传课后题
第六章染色体变异1．植株是显性AA纯合体，用隐性aa纯合体的花粉给它授粉杂交，在500株F1中，有2株表现为aa。
如何证明和解释这个杂交结果？答：这有可能是显性AA株在进行减数分裂时，有A 基因的染色体发生断裂，丢失了具有A基因的染色体片断，与带有a基因的花粉授粉后，F1缺失杂合体植株会表现出a基因性状的假显性现象。
可用以下方法加以证明：（1）细胞学方法鉴定：①缺失圈；②非姐妹染色单体不等长。
（2）育性：花粉对缺失敏感，故该植株的花粉常常高度不育。
（3）杂交法：用该隐性性状植株与显性纯合株回交，回交植株的自交后代6显性∶1隐性。
2．玉米植株是第9染色体的缺失杂合体，同时也是Cc杂合体，糊粉层有色基因C在缺失染色体上，与C 等位的无色基因c在正常染色体上。
玉米的缺失染色体一般是不能通过花粉而遗传的。
在一次以该缺失杂合体植株为父本与正常的cc纯合体为母本的杂交中，10%的杂交子粒是有色的。
试解释发生这种现象的原因。
答：这可能是Cc缺失杂合体在产生配子时，带有C基因的缺失染色体与正常的带有c基因的染色体发生了交换，其交换值为10%，从而产生带有10%C基因正常染色体的花粉，它与带有c基因的雌配子授粉后，其杂交子粒是有色的。
10．使普通小麦与圆锥小麦杂交，它们的F1植株的体细胞内应有哪几个染色体组和染色体？该F1植株的孢母细胞在减数分裂时，理论上应有多少个二价体和单价体？F2群体内，各个植株的染色体组和染色体数是否还能同F1一样？为什么？是否还会出现与普通小麦的染色体组和染色体数相同的植株？答：F1植株体细胞内应有AABBD 5个染色体组，共35条染色体，减数分裂时理论上应有14II+7I。
F2群体内各植株染色体组和染色体数绝大多数不会同F1一样，因为7个单价体分离时是随机的，但也有可能会出现个别与普通小麦的染色体组和染色体数相同的植株。
因为产生雌雄配子时，有可能全部7 I 都分配到一个配子中。
12．三体的n+1胚囊的生活力一般远比n+1花粉强。
遗传学部分整理复习提纲
遗传学部分整理复习提纲遗传学部分整理复习提纲第⼀章：绪论1. 最重要⼈物的贡献、年份、论著1900年，孟德尔规律的重新发现标志遗传学的诞⽣，贝特⽣发现了连锁现象，但做出了错误的解释，发现连锁与交换规律的科学家是摩尔根。
约翰⽣最先提出“基因”⼀词。
斯特蒂⽂特绘制出第⼀张遗传连锁图。
1953年，⽡特森和克⾥克提出DNA分⼦结构模式理论。
第⼆章：遗传的细胞学基础1. 重要概念：染⾊体：间期细胞核内由DNA、组蛋⽩、⾮组蛋⽩及少量RNA 组成的线性复合结构。
异染⾊质：染⾊质上染⾊深，通常不含有功能基因，在细胞周期中变化较⼩的区域，具有这种固缩特性的染⾊体。
A染⾊体：真核细胞染⾊体组的任何正常染⾊体，包括常染⾊体和性染⾊体（A染⾊体在遗传上是重要的，对个体的正常⽣活和繁殖是必需的。
其数⽬的增减和结构的变化对机体会造成严重的后果）；B染⾊体：在⼀组基本染⾊体外，所含的多余染⾊体或染⾊体断⽚称为B染⾊体，它们的数⽬和⼤⼩变化很多。
⼀般在顶端都具有着丝粒，⼤多含有较多的异染⾊质。
随体：位于染⾊体次缢痕末端的、圆形或圆柱形的染⾊体⽚段。
胚乳直感（花粉直感）：在3n胚乳的性状上由于精核的影响⽽直接表现⽗本的某些性状。
果实直感：种⽪或果⽪组织在发育过程中由于花粉影响⽽表现⽗本的某些性状。
⽆融合⽣殖：雌雄配⼦不发⽣核融合的⼀种⽆性⽣殖⽅式。
巨型染⾊体：⽐普通染⾊体显著巨⼤的染⾊体的总称。
有丝分裂⼀般没有同源染⾊体联会，果蝇唾腺中的多线染⾊体，染⾊质线不断复制，但是染⾊体着丝粒不分裂。
联会：在减数分裂前期过程中，同源染⾊体彼此配对的过程。
⼆价体：减数分裂前期Ι的偶线期，同源染⾊体联会形成联会复合体的⼀对染⾊体。
单价体：在特殊情况，减数分裂前期Ι的偶线期联会时，存在不能配对的染⾊体。
同源染⾊体：形态、结构和功能相似的⼀对染⾊体，⼀条来⾃⽗本，⼀条来⾃母本。
组型分析：利⽤染⾊体分带技术等，在染⾊体长度、着丝粒位置、长短臂⽐、随体有⽆特点基础上，进⼀步根据染⾊的显带表现区分出各对同源染⾊体。
《遗传学》朱军版习题及答案
《遗传学（第三版）》朱军主编课后习题与答案目录第一章绪论 (1)第二章遗传的细胞学基础 (2)第三章遗传物质的分子基础 (6)第四章孟德尔遗传 (9)第五章连锁遗传和性连锁 (12)第六章染色体变异 (15)第七章细菌和病毒的遗传 (21)第八章基因表达与调控 (27)第九章基因工程和基因组学 (31)第十章基因突变 (34)第十一章细胞质遗传 (35)第十二章遗传与发育 (38)第十三章数量性状的遗传 (39)第十四章群体遗传与进化 (44)第一章绪论1.解释下列名词：遗传学、遗传、变异。
答：遗传学：是研究生物遗传和变异的科学，是生物学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
遗传：是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株：一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。
2.简述遗传学研究的对象和研究的任务。
答：遗传学研究的对象主要是微生物、植物、动物和人类等，是研究它们的遗传和变异。
遗传学研究的任务是阐明生物遗传变异的现象及表现的规律；深入探索遗传和变异的原因及物质基础，揭示其内在规律；从而进一步指导动物、植物和微生物的育种实践，提高医学水平，保障人民身体健康。
3.为什么说遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素？答：生物的遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的。
没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异就不会产生新的性状，也不可能有物种的进化和新品种的选育。
遗传和变异这对矛盾不断地运动，经过自然选择，才形成形形色色的物种。
同时经过人工选择，才育成适合人类需要的不同品种。
因此，遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。
4. 为什么研究生物的遗传和变异必须联系环境？答：因为任何生物都必须从环境中摄取营养，通过新陈代谢进行生长、发育和繁殖，从而表现出性状的遗传和变异。
遗传学基本知识点
第一章绪论遗传学遗传变异遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大基础第二章遗传的细胞学基础原核生物和真核生物的区别以及组成真核生物和原核生物细胞的基本结构和细胞器染色体及其组成部分与分类主缢痕次缢痕随体同源染色体非同源染色体核型分析有丝分裂无丝分裂细胞周期及其不同时期的划分有丝分裂基本过程、有丝分裂不同时期的划分以其特征性变化（简答）无丝分裂基本过程、有丝分裂不同时期的划分以其特征性变化（简答）动物雌雄配子形成的基本过程及其染色体的变化第三章遗传物质的分子基础DNA作为主要遗传物质的证据（直接证据和间接证据）DNA和RNA的基本组成和差别（简答）DNA双螺旋结构假说（简答）DNA构型（A-DNA, B-DNA, Z-DNA）染色质及其组成成分染色质的基本单位及核小体的成分异染色质、常染色质异固缩染色体的结构模型（简答）着丝粒端体简并遗传密码及其基本特性第四章孟德尔遗传基因型表现型纯合体杂合体测交自交一至两对基因分离和重组的概率计算和个体基因型的推算（计算）完全显性不完全显性共显性镶嵌显性显性与环境的关系复等位基因致死基因显性致死基因隐形致死基因互补作用、积加作用、重叠作用、显性上位作用、隐形上位作用、抑制作用多因一效、一因多效第五章连锁遗传和性连锁连锁遗传完全连锁不完全连锁交换交换值及交换值的计算（计算）连锁遗传图两点测验三点测验连锁群性染色体常染色体性别决定的方式（雄杂合型、雌杂合型）性别决定的畸变性连锁（伴性遗传）限性遗传从性遗传第六章染色体变异染色体结构变异的四种类型缺失、重复、倒位以及易位的定义、类型及遗传效应染色体结构变异的应用（基因定位、果蝇的CIB测定法、利用易位创造玉米核不育系的双杂合保持系、易位在家蚕生产上的应用）染色体组染色体数的基数同源多倍体异源多倍体单倍体非整倍性三体单体双三体双单体四体缺体非整倍体的应用第七章细菌和病毒的遗传质粒影印培养法病毒和细菌在遗传研究中的优越性温和噬菌体、烈性噬菌体以及两者侵染细菌过程的差异转化及其基本过程和应用接合F因子Hfr细胞F因子介导的接合基本过程及应用性导转导普遍性性导特殊性转导第八章基因的表达与调控分子遗传学关于基因的概念：突变子重组子顺反子基因的概念p179 第三段结构基因重叠基因隔裂基因调控基因跳跃基因顺式排列反式排列互补测验顺式调控反式调控基因作用与性状的表达基因调控乳糖操纵元模型及其正、负调控（论述）色氨酸操纵元模型及其调控（论述）启动子强化子第九章基因工程和基因组学基因工程技术的主要内容（简答）Ⅰ、Ⅱ型限制性内切酶的区别载体DNA分子具备的基本条件限制性酶图谱（计算）p227PCR的基本原理及过程（简答）DNA测序的基本原理（简答）RFLP方法及其在临床诊断中的应用基因组图谱的构建（常用Marker、遗传图谱的构建）习题2、3、4、6、7第十章基因突变基因突变突变体基因突变的一般特性突变的重演性正突变反突变突变的多方向性复等位基因突变的有害性和有利性突变的平行性突变的鉴定方法（p254-258，理解，能用突变鉴定方法解释生物学现象）DNA的防护机制（密码简并性、回复突变、抑制、致死和选择、二倍体和多倍体）基因突变的诱发：物理因素诱变（电力辐射诱变、非电离辐射诱变）、化学因素诱变（哪四类？）转座遗传因子原核生物转座因子的分类（插入因子、转座子、Mu噬菌体）真核生物的转座子习题8第十一章细胞质遗传细胞质遗传及其特点母性影响叶绿体遗传线粒体遗传第十二章遗传与发育个体发育细胞质和细胞核在个体发育中的作用及两者的依存关系个体发育阶段性转变的过程，实质就是不同基因被激活或被阻遏的过程细胞的全能性第十三章数量遗传质量性状数量性状杂交近交及其分类近交与杂交的遗传效应（三点）回交回交与自交的差别杂种优势及其三个类型杂种优势的显性假说和超显性假说第十四章群体遗传与进化基因型频率基因频率哈迪-魏伯格定律（p344-346）改变基因平衡的因素（突变、选择、迁移、遗传漂变）界定五种的主要标准生殖隔离物种形成的两种方式渐进式继承式分化式爆发式。
第9章 基因功能与基因组学 习题
第9章基因工程与基因组学习题一、名词解释1.标记基因：指与目标性状紧密连锁、同该性状共同分离且易于识别的可遗传的等位基因变异。
2.cDNA库：是以mRNA为模板，经反转录酶合成互补DNA构建的基因库。
3.克隆（无性繁殖系）选择学说：一个无性繁殖系是指从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代，是具有相同遗传性状的群体。
经过选择培养，可以获得无性系变异体，但其遗传性状不一定有差异，在适当的培养条件下可产生逆转。
4.基因组：一个物种的单倍体细胞中所含有的遗传物质的总和称为该物种的基因组。
5.遗传多态现象：同一群体中存在着两种以上变异的现象。
通常不同变异型间易于区别，不存在中间类型，而且遗传方式清楚。
例如人的ABO血型就是遗传多态，这个血型系统由同一基因座上的3个等位基因决定，各型间区分明确，在同一地区有一定的频率分布。
6.基因芯片：所谓基因芯片，是指利用大规模集成电路的手段，控制固相合成成千上万个寡核苷酸探针，并把它们有规律地排列在指甲大小的硅片上，然后将要研究的材料，如DNA或cDNA用荧光标记后在芯片上与探针杂交，再通过激光共聚焦显微镜对芯片进行扫描，并配合计算机系统对每一个探针上的荧光信号作出比较和检测，从而迅速得出所需的信息。
7.BAC文库（bacterial artificial chromosome，细菌人工染色体文库）：BAC是人工染色体的一种，是以细菌F因子（细菌的性质粒）为基础组建的细菌克隆体系。
8.Ti质粒：在根瘤土壤杆菌细胞中存在的一种染色体外自主复制的环形双链DNA分子，称为Ti质粒，它控制根瘤的形成，Ti是英文tumor-inducing（肿瘤的诱发）的略语。
可作为基因工程的载体。
9.穿梭载体（shuttle vector）：指既能在真核细胞中繁殖，又能在原核细胞中繁殖的载体。
它既含有原核细胞的复制原点，又含有真核生物的复制原点，而且又具备可利用的酶切位点和合适的筛选指标。
二、是非题1.限制性内切酶EcoRI对一定核甘酸顺序的切割位点是G↓AATTC CTTAA↑G。
遗传学名词解释(答案)
名词解释第一章绪论遗传学：是研究生物遗传和变异的科学，是生物学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
遗传：是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株，一卵双生的兄弟也不可能完全一样。
第二章遗传的细胞学基础染色质：是指染色体在细胞分裂的间期所表现的形态，呈纤细的丝状结构，含有许多基因的自主复制核酸分子。
染色体：在细胞分裂时期，在细胞核中容易被碱性染料染色、具有一定数目和形态结构的的杆状体。
（染色体：指任何一种基因或遗传信息的特定线性序列的连锁结构。
）染色单体：由染色体复制后并彼此靠在一起，由一个着丝点连接在一起的姐妹染色单体。
姐妹染色单体：二价体中的同一各染色体的两个染色单体，互称姐妹染色单体，它们是间期同一染色体复制所得。
非姐妹染色单体：单体二价体的不同染色体之间的染色单体互称非姐妹染色单体，它们是同源染色体这些间期各自复制所得。
联会：减数分裂中，同源染色体的配对过程。
同源染色体：大小，形态和结构相同，功能相似的一对染色体。
非同源染色体：形态和结构不同的各对染色体互称为非同源染色体。
有丝分裂：包含两个紧密相连的过程：核分裂和质分裂。
即细胞分裂为二，各含有一个核。
分裂过程包括四个时期：前期、中期、后期、末期。
在分裂过程中经过染色体有规律的和准确的分裂，而且在分裂中有纺锤丝的出现，故称有丝分裂。
减数分裂：又称成熟分裂，是在性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。
它使体细胞染色体数目减半。
它含两次分裂，第一次是减数的，第二次是等数的。
双受精：授粉后，一个精核（n）与卵细胞（n）受精结合为合子（2n），将来发育成胚。
同时另一精核（n）与两个极核（n＋n）受精结合为胚乳核（3n），将来发育成胚乳。
《分子生物学》教案
《分子生物学》教案第一章：分子生物学概述1.1 分子生物学的定义和发展历程1.2 分子生物学的研究内容和方法1.3 分子生物学的重要性和应用领域第二章：DNA与基因2.1 DNA的结构和功能2.2 基因的概念和作用2.3 基因的表达和调控第三章：RNA与蛋白质3.1 RNA的结构和功能3.2 蛋白质的结构和功能3.3 蛋白质合成和调控第四章：酶与催化作用4.1 酶的定义和特性4.2 酶的分类和作用机制4.3 酶的研究方法和应用第五章：分子生物学实验技术5.1 分子克隆与基因工程5.2 PCR技术及其应用5.3 蛋白质分离和鉴定技术5.4 生物信息学在分子生物学中的应用第六章：基因表达调控6.1 基因表达的转录和翻译过程6.2 真核生物的转录调控机制6.3 翻译调控和后修饰机制第七章：蛋白质结构与功能7.1 蛋白质结构的基本层次7.2 蛋白质功能的多样性7.3 结构决定功能的原则第八章：信号传导与细胞代谢8.1 细胞信号传导的基本概念8.2 细胞信号传导的主要途径8.3 信号传导与细胞代谢的调控第九章：基因组学与遗传变异9.1 基因组学的基本概念和方法9.2 基因组结构和变异类型9.3 遗传变异在疾病和进化中的作用第十章：分子生物学在生物技术与医学中的应用10.1 基因克隆与基因治疗10.2 重组蛋白药物的开发与应用10.3 分子诊断与个性化医疗10.4 生物芯片技术及其应用第十一章：分子生物学实验设计与分析11.1 实验设计的原则和方法11.2 实验数据的收集与分析11.3 实验结果的验证与解释第十二章：蛋白质相互作用与网络12.1 蛋白质相互作用的机制12.2 蛋白质相互作用网络的构建与分析12.3 蛋白质相互作用在生物学中的意义第十三章：RNA干扰与基因沉默13.1 RNA干扰机制及其作用13.2 基因沉默技术在研究中的应用13.3 RNA干扰在医学和生物技术领域的应用第十四章：病毒分子生物学14.1 病毒的基本结构与生命周期14.2 病毒基因组的复制与表达14.3 病毒与宿主细胞的相互作用第十五章：分子生物学在生物技术与医学中的应用案例分析15.1 基因治疗与基因编辑技术的应用15.2 生物制药与重组蛋白的应用15.3 分子诊断与个性化医疗的实践案例重点和难点解析第一章：分子生物学概述重点：分子生物学的定义和发展历程，研究内容和方法，重要性和应难点：分子生物学研究方法的理解和应用。
基因工程与基因组学
基因工程的定义和作用
1 定义
基因工程是指通过改变生物体的遗传物质， 创造新的生物特性或改变已有特于医学、农业和工业等领 域，用于治疗疾病、提高农作物产量和生产 特定化合物。
基因组学的定义和作用
1 定义
基因组学是研究整个生物体的基因组，包括基因组的结构、功能和相互关系。
2 作用
基因组学可以帮助我们理解生物体的遗传信息，预测疾病风险，开发新的药物和改善农 作物。
基因工程与基因组学的关系
基因工程和基因组学紧密相连，基因组学提供了基因工程所需的遗传信息，而基因工程则利用基因组学的信息 来创造新的生物特性。
基因工程的应用领域
医学
基因工程可以用于治疗遗传性疾 病，开发新药和生产生物医药产 品。
农业
基因工程可以提高农作物的抗病 性、产量和营养价值。
工业
基因工程可以用于生产各种化合 物、酶和其他工业产品。
基因组学的应用领域
人类基因组学
研究人类基因组的结构和功能， 有助于了解人类的遗传信息和 疾病风险。
微生物基因组学
研究微生物的基因组，有助于 了解微生物的生态学、代谢和 作用。
植物基因组学
研究植物的基因组，有助于了 解植物的生长、适应性和抗病 性。
未来发展和挑战
1
发展
基因工程和基因组学将继续发展，带来
道德和法律问题
2
更多创新和应用领域的拓展。
伦理和道德问题将继续围绕基因工程和
基因组学展开讨论，并推动相关法律的 制定。
3
安全和风险
基因工程和基因组学的应用需要对安全 和风险进行评估和管理，以确保人类和 环境的安全。
基因工程与基因组学
基因工程是通过改变或操作生物的遗传信息来创造新的生物特性的技术，而 基因组学研究整个生物体的基因组。
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第九章基因工程和基因组学
本章习题
1．什么是遗传工程？它在理论上和实践上有什么意义？
答：遗传工程是将分子遗传学的理论与技术相结合，用来改造、创建动物和植物新品种、工业化生产生物产品、诊断和治疗人类遗传疾病的一个新领域。
广义的遗传工程包括细胞工程、染色体工程、基因工程、细胞器工程等。
狭义的遗传工程即是通常讲的基因工程。
本章只涉及狭义的遗传工程，即基因工程。
理论意义：遗传工程（基因工程）中的DNA重组主要是创造自然界中没有的DNA分子的新组合，这种重组不同于精典遗传学中经过遗传交换产生的重组。
实践意义：遗传工程（基因工程）技术的建立，使所有实验生物学领域产生巨大的变革。
在工厂化生产药品、疫苗和食品；诊断和治疗遗传疾病；培养转基因动植物等方面都有非常重大的意义，即基因工程技术已广泛用于工业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为人类创造了巨大的财富。
（详见第10题）。
2．简述基因工程的施工步骤。
答：基因工程的施工由以下这些步骤：
⑴.从细胞和组织中分离DNA；
⑵.利用能识别特异DNA序列的限制性核酸内切酶酶切DNA分子，制备DNA 片段；
⑶.将酶切的DNA片段与载体DNA（载体能在宿主细胞内自我复制连接），构建重组DNA分子；
⑷.将重组DNA分子导入宿主细胞，在细胞内复制，产生多个完全相同的拷贝，即克隆；
⑸.重组DNA随宿主细胞分裂而分配到子细胞，使子代群体细胞均具有重组DNA分子的拷贝；
⑹.从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重组DNA分子；
⑺.使克隆的DNA进一步转录成mRNA、翻译成蛋白质，分离、鉴定基因产物。
3．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。
(1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠
答：⑴. 载体：经限制性酶酶切后形成的DNA片段或基因，不能直接进入宿主细胞进行克隆。
一个DNA片段只有与适合的载体DNA连接构成重组DNA后，在载体DNA的运载下，才可以高效地进入宿主细胞，并在其中复制、扩增、克隆出多个拷贝。
可作为DNA载体的有质粒、噬菌体、病毒、细菌和酵母人工染色体等。
⑵. 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶是基因工程的基石。
在细菌中这些酶的功能是降解外来DNA分子，以限制或阻止病毒侵染。
这种酶能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，在这一序列内将双链DNA分子切断。
⑶. 连接酶：将外源DNA与载体相连接的一类酶。
⑷. 宿主细胞：能使重组DNA进行复制的寄主细胞。
⑸. 氯化钠：主要用于DNA提取。
在pH为8左右的DNA溶液中，DNA分子是带负电荷的，加入一定浓度的氯化钠，使钠离子中和DNA分子上的负电荷，减少DNA分子之间的同性电荷相斥力，易于互相聚合而形成DNA钠盐沉淀。
另外，氯化钠也是细菌培养基的成分之一。
4．有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性的质粒，在其四环素抗性基因内有一个该质粒惟一的EcoRI酶切点，今欲用EcoRI位点克隆果蝇DNA，构建一个基因库，连接的产物转化大肠杆菌菌株DH5 ，试问：⑴. 在培养基中加入哪一种抗生素用于选择阳性克隆？⑵. 对哪一种抗生素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段？⑶. 如果有的克隆可抗两种抗生素，如何解释？
答：⑴.在培养基中加入四环素结合影印法可用于选择阳性克隆。
⑵.对氨苄青霉素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段。
⑶.这种克隆是没有受到EcoRI酶解的原始质粒或这些克隆都是自连形成的非重组体。
5．在构建一个真核生物核DNA库时，需要考虑哪些因素？
答：核基因库是将某一生物的全部基因组DNA酶切后与载体连接构建而成的。
通常方法是，尽量提取大分子量的核DNA，用限制性酶酶切后，分离选择具有一定长度（大于15kb）的DNA片断，与适宜的载体连接构成重组DNA分子，
根据所用的载体，选择相应的宿主细胞用于克隆。
若载体是质粒，则将连接的重组DNA分子转化感受态细胞，收集所有的菌落即成为质粒基因库。
如果载体是噬菌体或粘粒（cosmid），则将重组DNA分子体外包装成噬菌体后，感染细菌细胞，将所得到的所有重组噬菌体集中即是基因库。
如果载体为BAC或YAC，将重组人工染色体导入相应的宿主细胞，收集得到的所有细胞即成为基因库。
真核生物的核DNA大，因此在构建核基因库时，通常要选择能够接受较大片段的载体，以减少克隆数量。
若构建的基因库是以分离结构基因为主要目的的，通常选用λEMBL，λGEM，或粘粒。
而那些将用于基因组作图和分析的基因库，则多选择BAC或YAC为载体。
6．根据下列凝胶电泳分析的结果，构建一个限制性酶图谱，并表明酶切位点及片段的碱基数，片段总长度为1300bp。
电泳分析结果如下：
答：限制性酶切图谱从左到右是，200个碱基对位置是酶II的切点；350
个碱基对位置是酶I的切点；图谱总长是1300个碱基对。
7．在下列6种限制性酶图谱中，有一种排列方式与凝胶电泳的带型是一致的。
3种酶分别是：E： EcoRI、N：NcoI、A：AatII。
试回答：
⑴.根据电泳中DNA带型，选择正确的图谱并说明原因。
⑵.在将这块凝胶转移后进行Southern杂交分析，带星点的是与pep基因杂交的信号带，说明pep在图谱中的位置。
答：⑴.从上到下的第五条应该为正确的图谱，因为经过上述三种酶切后，与左面的电泳图完全一致。
⑵.根据Southern结果和酶切图的位置，pep应该在第五条图谱的3与4之间。
8．简述将除草剂基因转移到植物基因组的过程。
答：以农杆菌介导为例，说明这一过程。
⑴.在无菌的组织培养下，从植物体的种子或无性器官建立高效的再生体系；
⑵.依据植物的种类，选择合适的质粒载体，将抗除草剂的基因连接到载体上，再将质粒引进根癌农杆菌；
⑶.植物的再生组织与上述农杆菌共同培养；
⑷.经过农杆菌感染的组织在含除草剂的培养基中进行选择；
⑸.抗除草剂的组织再生植株；
⑹.再生植株在温室进行抗除草剂试验；
⑺.有性繁殖的种类还要进行自交、回交测定和纯化。
9．简述基因组遗传图谱与物理图谱的异同。
答：遗传图谱的构建是根据任一遗传性状（如已知的可鉴别的表型性状、多型性基因位点、功能未知的DNA标记）的分离比例，将基因定位在基因组中。
因此，遗传图谱是根据等位基因在减数分裂中的重组频率，来确定其在基因组中的顺序和相对距离的。
物理图谱的构建不需要检测等位基因的差异，它既可以利用具有多型性的标记，也可以利用没有多型性的标记进行图谱构建，它将标记直接定位在基因库中的某一位点。
实际上这两种途径都需要利用分子遗传学的技术和方法。
尽管这两种图谱是分别构建的，但是它们可以相互借鉴、互为补充，作为基因组图谱利用。
构建物理图谱的原因是：遗传图谱的分辨率有限、遗传图谱的精确性不高。
10．简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景。
答：基因工程在工业上的应用主要是生产医药产品，最典型的例子是通过细菌生产胰岛素，治疗糖尿病。
到目前通过细菌已经生产了表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝炎工程疫苗等10多种医药产品。
基因工程在农业上的应用：以转基因植物为标志的植物基因工程已经培养出许多抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆的优良品种和品系，如在全世界范围内大量推
广应用的抗除草剂的大豆、抗棉铃虫的棉花等。
通过转基因羊大量表达人类的抗胰蛋白酶；克隆动物的成功，可以挽救濒危的稀有动物。
基因工程在医学上主要是用于遗传疾病的诊断、基因的治疗方面。
基因工程具有巨大和广泛的发展前景，将渗透到人类生活的各个方面。
可以创造出营养价值更高、保健作用更好、抗逆性更强的植物种类；转基因动物的进展，可以生产出多种类的用于人类遗传性疾病治疗的药物；人类基因组计划的完成和基因定位的发展、尤其是核酸分子杂交原理和方法与半导体技术结合而发展起来的DNA芯片技术的出现和完善，将在人类遗传疾病的诊断和治疗等方面发挥重要作用。