最新686-第三章 遗传与基因工程
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[答案]
(1)N(Rr)和N(rr)
(2)S(rr)和S(Rr)
(3)N(Rr)和N(RR)
(4)将5移到另一块地里种植或将5隔离开。
第二节 基因的结构
考点点拨
• 1．关于真核细胞的基因结构 • 在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结
构基因。真核生物的结构基因是断裂的基因，一 个断裂的基因能够含有若干段编码序列。这些可 以编码的序列隔开后形成的间隔序列称为内含子。 每个断裂基因在第一个和最后一个外显子的外侧 各有一段非编码区，有人称其为侧翼序列：在侧 翼序列上有一系列的调控序列，包括启动子、终 止子等。启动子与终止子其实就是一些核苷酸序 列，可以调节转录的工作。
（1和3是保持系，2和4是不育系，5是恢复系)请回答：
(1)在1和3植株上获得的种子的基因型是__________ (2)在2和4植株上获得的种子的基因型___________ (3)在5植株上获得的种子的基因型是___________ (4)如果该农场是为了培育不育系品系，在幼苗期发现 了这一现象时，可采取的补救措施是__________。
3．基因工程的成果与发展前景
• 应该认识到基因工程技术的发展不仅开辟了人类创造性利用生物资源 的新世纪，而且在许多领域中显示出不可估量的应用前景和发展潜力， 只有认识了基因工程的这些重要意义才能更好地学习这部分内容。
• (1)关于基因工程与医药卫生，主要应该了解基因工程在药品生产 上的应用以及基因诊断(用放射性同位素、荧光分子等标记的单链 DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被测标本上的遗传 信息的过程)和基因治疗(健康的外源基因导人有基因缺陷的细胞中)等 内容。
686-第三章 遗传与基因 工程
本章要点
• 细胞质遗传
(理解）
• 细胞质遗传的应用（知道）
• 基因的结构(理解）
• 人类基因组研究（知道）
• 基因工程的基本内容(理解）
• 基因工程的成果与发展前景 （知道）
• [例2] 某农场由于不慎，在一块培养不育系的地里把雄性 不育系、保持系和恢复系种到了一块地里，如下图所示：
• 其次应该结合基因操作中三种工具的作用和特性以及遗传物质基础 中的有关知识，来理解基因操作四步中每一步操作的原理。例如，人 工合成基因的两种方法的原理，是根据遗传物质基础中逆转录、DNA 与RNA及氨基酸之间的关系。再例如，目的基因与运载体结合的操作 原理是利用限制内切酶特异性来识别、切断和DNA连接酶的作用。
2．关于基因结构中的几点说明
• (1)终止子位于DNA上，确切地说是属于非编码区的核 苷酸序列。它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶 的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，从而使转录 工作结束。终止密码位于mRNA上，共有三种：UAA、 UAG、 UGA。这三种核苷酸不能决定氨基酸为“无字义 密码，也就是终止密码子。表明一条肽链已经翻译完成。
不存在外显子和内含子的问题。真核细胞基因 的编码区是间隔的、不连续的。能编码蛋白质 的序列为外显子，不能编码蛋白质 的序列为内含子。
知识网络
三 基因工程简介
考点点拨
• 1．基因操作的工具 • 在了解了基因工程的大致步骤及从事基因工程所遇到的难题后，应
理解三种基因操作工具的用途及应具备的特性。例如，根据基因的运 载体——病毒、质粒等的作用是将外源基因送人受体细胞，并使其在 受体细胞中复制并表达，因此它应具有的条件是：(1)能在宿主细胞中 复制并保存； (2)具有多种限制酶切点(最好每种酶切点只有一个)，以 便与各种外源基因连接；(3)具有某些标记基因，便于对受体细胞中是 否有外源基因导人进行检测和筛选。再例如，工具酶的应用是重组 DNA的最重要的技术基础，能够识别双链DNA分子中特定的核苷酸序 列，并由此切割DNA双链结构，需借助切割外源基因的剪刀——限制 酶；要将不同的 DNA缝合起来，还需借助DNA的针线——DNA连接 酶，它的作用是催化在两条DNA链之间形成磷酸二脂键。这部分内容 理解清楚后，可以为基因操作基本步骤的学习扫清障碍。
• (2)关于基因工程与农牧业和食品工业。①农业的应用：获得高产、 稳定、具有优良品质的农作物和培育出具有各种抗逆性的作物新品种。 ②在畜牧业上的应用：获得人类所需要的各种优良品质的动物。更重 要的是利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内的表达，从这些动物 的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质，如激素、抗体及酶类等。 ③食品工业的应用：为人类开辟新的食物来源。
• B．在非编码区有RNA聚合酶结合点
• C真核细胞与原核细胞的基因结构完全一样
• D．内含子不能够编码蛋白质序列
• [例3] 请wenku.baidu.com较原核细胞与真核细胞基因结构 的主要相同点，不同点。
• [答案] 相同点；都足由能够编碍蛋白质的编码
区和具有调控作用的非编码区组成的。 不同点：原核细胞基因的编码区是连续的，
典型例题
• [例1] 基因是由 (A) • A.编码区和非编码区两部分组成 B．外显子
和内含子两部分组成 • C.与RNA聚合酶结合位点、外显子、内含
子组成 • D.与RNA聚合酶结合位点、外显子组成
• [例2] 下面对真核生物基因的结构的认识中， 不正确的是 ( ) B
• A．编码区能够转录为相应的信使RNA，经 加工参与蛋白质的合成
2．基因操作的基本步骤
• 要弄清楚基因操作的四步曲中每一步的做法。第一步提取目的基因。 有从供体细胞的DNA中直接分离基因和人工合成基因两种途径。第二 步是先用限制性内切酶分别切割质粒和目的基因，再将切下的目的基 因片段插入质粒的切口处，同时加适量的DNA连接酶，最后形成重组 DNA。第三步是用人工的方法(例如，用CaCI：处理细菌)使体外重组 的DNA分子转移到受体细胞。第四步是利用标记基因的特性对受体细 胞中是否导人了目的基因进行检测，并根据受体细胞是否表现出特定 的性状来判断目的基因是否表达。
• (2)关于非编码序列 • 对于原核细胞基因的结构，非编码序列包括编码区上游
和下游的核苷酸序列。而对于真核细胞基因结构中，不能 编码蛋白质的序列不仅包括编码区上游和下游的核苷酸序 列，还包括编码区中内含子。 • (3)关于内含子、外显子 • 因为真核细胞基因中的编码区是间隔的、断裂的，所以才 有外显子和内含子一说。对于原核细胞基因来说，编码区 是连续的，都能编码蛋白质。所以就根本不存在外显子和 内含子这两个概念。
(1)N(Rr)和N(rr)
(2)S(rr)和S(Rr)
(3)N(Rr)和N(RR)
(4)将5移到另一块地里种植或将5隔离开。
第二节 基因的结构
考点点拨
• 1．关于真核细胞的基因结构 • 在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结
构基因。真核生物的结构基因是断裂的基因，一 个断裂的基因能够含有若干段编码序列。这些可 以编码的序列隔开后形成的间隔序列称为内含子。 每个断裂基因在第一个和最后一个外显子的外侧 各有一段非编码区，有人称其为侧翼序列：在侧 翼序列上有一系列的调控序列，包括启动子、终 止子等。启动子与终止子其实就是一些核苷酸序 列，可以调节转录的工作。
（1和3是保持系，2和4是不育系，5是恢复系)请回答：
(1)在1和3植株上获得的种子的基因型是__________ (2)在2和4植株上获得的种子的基因型___________ (3)在5植株上获得的种子的基因型是___________ (4)如果该农场是为了培育不育系品系，在幼苗期发现 了这一现象时，可采取的补救措施是__________。
3．基因工程的成果与发展前景
• 应该认识到基因工程技术的发展不仅开辟了人类创造性利用生物资源 的新世纪，而且在许多领域中显示出不可估量的应用前景和发展潜力， 只有认识了基因工程的这些重要意义才能更好地学习这部分内容。
• (1)关于基因工程与医药卫生，主要应该了解基因工程在药品生产 上的应用以及基因诊断(用放射性同位素、荧光分子等标记的单链 DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被测标本上的遗传 信息的过程)和基因治疗(健康的外源基因导人有基因缺陷的细胞中)等 内容。
686-第三章 遗传与基因 工程
本章要点
• 细胞质遗传
(理解）
• 细胞质遗传的应用（知道）
• 基因的结构(理解）
• 人类基因组研究（知道）
• 基因工程的基本内容(理解）
• 基因工程的成果与发展前景 （知道）
• [例2] 某农场由于不慎，在一块培养不育系的地里把雄性 不育系、保持系和恢复系种到了一块地里，如下图所示：
• 其次应该结合基因操作中三种工具的作用和特性以及遗传物质基础 中的有关知识，来理解基因操作四步中每一步操作的原理。例如，人 工合成基因的两种方法的原理，是根据遗传物质基础中逆转录、DNA 与RNA及氨基酸之间的关系。再例如，目的基因与运载体结合的操作 原理是利用限制内切酶特异性来识别、切断和DNA连接酶的作用。
2．关于基因结构中的几点说明
• (1)终止子位于DNA上，确切地说是属于非编码区的核 苷酸序列。它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶 的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，从而使转录 工作结束。终止密码位于mRNA上，共有三种：UAA、 UAG、 UGA。这三种核苷酸不能决定氨基酸为“无字义 密码，也就是终止密码子。表明一条肽链已经翻译完成。
不存在外显子和内含子的问题。真核细胞基因 的编码区是间隔的、不连续的。能编码蛋白质 的序列为外显子，不能编码蛋白质 的序列为内含子。
知识网络
三 基因工程简介
考点点拨
• 1．基因操作的工具 • 在了解了基因工程的大致步骤及从事基因工程所遇到的难题后，应
理解三种基因操作工具的用途及应具备的特性。例如，根据基因的运 载体——病毒、质粒等的作用是将外源基因送人受体细胞，并使其在 受体细胞中复制并表达，因此它应具有的条件是：(1)能在宿主细胞中 复制并保存； (2)具有多种限制酶切点(最好每种酶切点只有一个)，以 便与各种外源基因连接；(3)具有某些标记基因，便于对受体细胞中是 否有外源基因导人进行检测和筛选。再例如，工具酶的应用是重组 DNA的最重要的技术基础，能够识别双链DNA分子中特定的核苷酸序 列，并由此切割DNA双链结构，需借助切割外源基因的剪刀——限制 酶；要将不同的 DNA缝合起来，还需借助DNA的针线——DNA连接 酶，它的作用是催化在两条DNA链之间形成磷酸二脂键。这部分内容 理解清楚后，可以为基因操作基本步骤的学习扫清障碍。
• (2)关于基因工程与农牧业和食品工业。①农业的应用：获得高产、 稳定、具有优良品质的农作物和培育出具有各种抗逆性的作物新品种。 ②在畜牧业上的应用：获得人类所需要的各种优良品质的动物。更重 要的是利用某些特定的外源基因在哺乳动物体内的表达，从这些动物 的乳腺细胞中获得人类所需要的各类物质，如激素、抗体及酶类等。 ③食品工业的应用：为人类开辟新的食物来源。
• B．在非编码区有RNA聚合酶结合点
• C真核细胞与原核细胞的基因结构完全一样
• D．内含子不能够编码蛋白质序列
• [例3] 请wenku.baidu.com较原核细胞与真核细胞基因结构 的主要相同点，不同点。
• [答案] 相同点；都足由能够编碍蛋白质的编码
区和具有调控作用的非编码区组成的。 不同点：原核细胞基因的编码区是连续的，
典型例题
• [例1] 基因是由 (A) • A.编码区和非编码区两部分组成 B．外显子
和内含子两部分组成 • C.与RNA聚合酶结合位点、外显子、内含
子组成 • D.与RNA聚合酶结合位点、外显子组成
• [例2] 下面对真核生物基因的结构的认识中， 不正确的是 ( ) B
• A．编码区能够转录为相应的信使RNA，经 加工参与蛋白质的合成
2．基因操作的基本步骤
• 要弄清楚基因操作的四步曲中每一步的做法。第一步提取目的基因。 有从供体细胞的DNA中直接分离基因和人工合成基因两种途径。第二 步是先用限制性内切酶分别切割质粒和目的基因，再将切下的目的基 因片段插入质粒的切口处，同时加适量的DNA连接酶，最后形成重组 DNA。第三步是用人工的方法(例如，用CaCI：处理细菌)使体外重组 的DNA分子转移到受体细胞。第四步是利用标记基因的特性对受体细 胞中是否导人了目的基因进行检测，并根据受体细胞是否表现出特定 的性状来判断目的基因是否表达。
• (2)关于非编码序列 • 对于原核细胞基因的结构，非编码序列包括编码区上游
和下游的核苷酸序列。而对于真核细胞基因结构中，不能 编码蛋白质的序列不仅包括编码区上游和下游的核苷酸序 列，还包括编码区中内含子。 • (3)关于内含子、外显子 • 因为真核细胞基因中的编码区是间隔的、断裂的，所以才 有外显子和内含子一说。对于原核细胞基因来说，编码区 是连续的，都能编码蛋白质。所以就根本不存在外显子和 内含子这两个概念。