最新1分子生物学第六章-基因重组
基因重组知识点总结
基因重组知识点总结一、基因重组的原理基因重组的原理是在DNA分子水平上，通过切割和重组DNA的不同片段，形成新的DNA 序列。
基因重组可以实现DNA片段的互换、合并、删除或插入操作，从而改变DNA的序列，并且产生新的基因组合。
基因重组的原理主要涉及到DNA的结构、酶的作用和DNA片段的互补配对等方面。
1. DNA的结构DNA是由四种碱基（腺嘌呤A、胞嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）组成的双链分子，它的结构在空间上呈现出双螺旋的形态。
每一条DNA链都由磷酸和脱氧核糖组成，而这些单元组成了DNA的主干。
而碱基对（A-T、G-C）则连接了两条DNA链，形成了DNA的双链结构。
2. 酶的作用在基因重组的过程中，酶起着至关重要的作用。
例如，核酸酶能够切割DNA分子，使得DNA的特定区域被切割成不同的碱基序列；而连接酶则能够将不同的DNA片段连接起来，形成新的DNA序列。
此外，一些重组酶还可以通过其催化作用来促进DNA分子的重组。
这些酶的作用在基因重组的过程中起着关键的作用。
3. DNA片段的互补配对在DNA重组的过程中，DNA分子的互补配对起着非常重要的作用。
DNA的双链结构使得其具有互补配对的性质，即A会与T形成氢键，而G则会与C形成氢键。
这种互补配对性质使得DNA片段能够通过互补配对的方式进行连接或重组。
综上所述，基因重组的原理涉及到DNA的结构、酶的作用和DNA片段的互补配对等方面。
通过这些原理，我们可以实现DNA分子中某一段DNA片段的与同一DNA分子或不同DNA分子中的另一段DNA片段重新组合成新的DNA序列。
二、基因重组的方法基因重组的方法主要包括DNA重组、基因克隆、基因组编辑和CRISPR-Cas9等。
这些方法可以分别用于不同的应用领域，并且在现代生物技术中有着重要的价值。
1. DNA重组DNA重组是指通过DNA片段的切割和重组来形成新的DNA序列。
这一方法主要依赖于核酸酶的切割作用和连接酶的连接作用。
高中基因重组ppt课件
原因 这种重组通常是由于DNA链之间 的错误配对和修复机制引起的。
过程 非同源重组通常发生在两条DNA 链的特定区域，这些区域由不同 的DNA序列定义。在重组过程中 ，这些区域会相互交换，以产生 新的DNA组合。
转座因子引起的重组
定义
转座因子引起的重组是指由于转座因子的存在而 引起的DNA序列之间的交换。
过程
当转座因子在DNA链上移动时，它们可以引起 DNA序列的重新排列和复制，从而产生新的DNA 组合。
原因
转座因子是一种可以在DNA链上移动的基因，它 们可以引起DNA序列的重新排列和复制。
重要性
转座因子引起的重组在生物进化中起重要作用， 因为它们可以产生新的基因组合和功能。同时， 它们也是导致基因组不稳定和疾病发生的重要因 素之一。
Western印记杂交
总结词
一种用于检测特定蛋白质的技术。
详细描述
将蛋白质样本与特定的抗体进行杂交，然后通过曝光底片显示结果，从而判断是 否存在目标蛋白质。
06
基因重组的未来展望
基因重组技术的改进
技术优化
不断优化重组技术，提高重组效率、准确性和稳定性。
新的应用领域
拓展基因重组技术在生物医药、农业、环保等领域的应用。
基因重组技术的伦理和社会问题
安全性问题
重组技术可能产生不可预 测的后果，对人类健康和 生态环境造成潜在风险。
人类尊严问题
基因重组技术可能对人类 生命系统产生深远影响， 需要谨慎考虑其伦理和道 德问题。
社会接受度
公众对基因重组技术的接 受程度和态度需要关注和 引导。
THANKS。
解决伦理和社会问题
积极参与伦理和社会问题的讨论，推动合理、规范地应用基因重 组技术。基因重组技术的商业化前景源自010203
基因重组
基因的分离定律1866年，奥地利学者G.J.孟德尔在他的豌豆杂交实验论文中，用大写字母A、B等代表显性性 状如圆粒、子叶黄色等，用小写字母a、b等代表隐性性状如皱粒、子叶绿色等。他并没有严格地区分所观察到的 性状和控制这些性状的遗传因子。但是从他用这些符号所表示的杂交结果来看，这些符号正是在形式上代表着基 因，而且至今在遗传学的分析中为了方便起见仍沿用它们来代表基因。
基因重组
生物学名词
01 基本介绍
03 类型 05 发展
目录
02 重组过程 04 突变区别 06 基因诊断
基因重组指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。其发生在二倍体生物的每一个 世代中。
每条染色体的两份拷贝在有些位置可能具有不同的等位基因，通过互换染色体间相应的部分，可产生与亲本 不同的重组染色体。重组来源于染色体物质的物理交换，减数分裂前期，每条染色体有4份拷贝，所有的4份拷贝 紧密相连，发生联会。这个结构称为二阶体，二阶体的每条染色体单元称为染色单体，染色体物质的两两交换就 发生在不一样的染色单体（非姐妹染色单体）之间。
基本介绍
真核微生物的基因重组基因是一个包含必要的信息，在可控制的方式生产功能的RNA产物的核酸段。它们包 含这个产品是在什么条件下发号施令的监管区域，转录区域发号施令RNA的产品序列，和/或其他功能序列。身体 发育和生物体的表型可以想到作为一个相互交融的基因与环境的产品，可以继承的单位和基因。主要发生在减数 第一次分裂前期的交叉互换和后期的非同源染色体自由组合。
基因重组：在接合、转化、转导或转座过程中，不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。基因重组包括 位点特异性的重组和同源重组两种类型。有整合酶催化的在两个DNA序列特异位点间发生的整合，产生位点特异 的重组。特异重组依赖特异的DNA序列，如λ噬菌体的整和酶可识别噬菌体DNA和宿主染色体的特异靶位点，并进 行选择性整合；反转录病毒整合酶识别整合反转录病毒cDNA的长末端重复序列等。
分子生物学与基因工程智慧树知到课后章节答案2023年下鲁东大学
分子生物学与基因工程智慧树知到课后章节答案2023年下鲁东大学鲁东大学第一章测试1.分子生物学是研究生物体内分子结构及其相互作用规律的科学答案:错2.分子生物学的准备酝酿阶段人们只针对蛋白质进行了研究答案:错3.分子生物学所研究的生物大分子主要是指答案:核酸和蛋白质4.证明基因就是DNA的Avery是美国的答案:微生物学家5.在DNA分子结构研究中，下列哪位科学家被称为“第三人”答案:威尔金斯6.生物化学家是通过（）来破译遗传密码的答案:三联体-核糖体结合实验7.关于DNA复制机理的认识上，Meselson及Stahl用同位素标记和密度梯度离心技术证实了答案:DNA的半保留复制8.1961年Hall和Spiege-lman用RNA-DNA杂交证明mRNA与DNA序列互补这一研究说明了答案:转录与DNA有关9.中心法则中逆转录的完善是通过哪些科学家的贡献而实现的答案:Howard Temin;David Baltimore10.因遗传工程的奠基性工作而获得诺贝尔奖的是答案:Paul Berg第二章测试1.核酸分为两类,分别为DNA和RNA答案:对2.组成核酸的核糖和脱氧核糖的差别是前者2C位上连接的是一个羟基，后者只连一个H答案:对3.通过Ｔ和Ｕ的存在就可判断是ＤＮＡ还是RNA，组成DNA的碱基--是A、T、U、G，组成RNA的碱基是A、T、C、G 。
答案:错4.核酸是由多个核苷酸聚合而成的多聚核苷酸分子，相邻二个核苷酸之间的连接键是3'，5'-磷酸二酯键答案:对5.在高温下，双链DNA核酸变性，破坏的键是（）答案:氢键6.DNA分子少数是以单链形式存在，绝大多数是双链分子由碱基配对形成的氢键维持，碱基互补配对原则A/T,C/G。
答案:对7.Watson-Crick右手双螺旋结构是（）？答案:Ｂ构型8.DNA碱基对间的氢键也会断裂，双螺旋解开，空间结构破坏，这叫DNA的变异。
答案:错9.变性后的DNA都还具有复性功能，只要消除变性条件，二条互补链就会重新结合，恢复成原来的双螺旋结构。
分子遗传学研究中基因重组技术的应用
分子遗传学研究中基因重组技术的应用一、引言分子遗传学是近年来发展起来的一门重要的分子生物学分支，其研究领域主要关注于基因及其功能、蛋白质合成及相互作用等关键生物过程。
随着技术的不断发展，基因重组技术成为了分子遗传学中的重要手段，其应用范围已经扩大到了生命科学的各个领域。
在本文中，我们将探讨基因重组技术在分子遗传学研究中的应用。
二、基因重组技术的概述基因重组技术是一种利用DNA重组技术对生物基因进行操作的方法，常用于插入、删除、修饰、分离、检测等操作。
目前，常见的基因重组技术有基因克隆、基因敲除、基因缺失、基因点突变等。
三、基因重组技术在分子遗传学研究中的应用1. 基因克隆技术基因克隆技术是一种将自然基因从DNA序列中分离并复制出来的技术。
经克隆后的基因可以进行多种基因表达研究，可用于研究基因转录、翻译和修饰等过程。
基因克隆技术的产生，使得分子遗传学研究中可以更深入地研究基因在不同生物组织和细胞中的表达情况，进而推进疾病发生的基因机制研究。
基因克隆技术还可以制备大量纯基因，用于设计新的药物、疫苗以及其他治疗性和预防性措施。
2. 基因敲除技术基因敲除技术是通过基因修饰、删除或替换获得缺陷神经和细胞的一种方法。
这种技术可用于研究基因的功能和调控，并研究其在细胞周期分化中的作用。
在遗传性疾病研究中，该技术可以帮助我们了解不同的基因变异导致的疾病类型，从而为有效技术研究亚型和患病机制奠定基础。
3. 基因缺失技术基因缺失技术是一种利用基因重组技术通过删除功能性基因来研究其表达和功能的技术。
与基因敲除技术不同的是，基因缺失技术一般是在胚胎发育早期就进行的，这样可以获得更具有深刻影响的基因重组信息。
这种技术可以帮助我们了解不同的基因缺失引起的疾病和患者病情进展的分子机制，为促进疾病的研究和治疗提供了新的思路。
4. 基因点突变技术基因点突变技术是一种基因修饰技术，用于将选定的基因点聚集成单独的点突变。
目前，这种技术已经越来越流行，不仅可以用于基因序列研究，还可以用于基因治疗和疾病预防研究。
《基因重组》 讲义
《基因重组》讲义一、什么是基因重组基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
它是生物遗传变异的一种重要来源，为生物的进化提供了丰富的材料。
简单来说，基因重组就像是一场基因的“重新洗牌”。
在这个过程中，原本存在于不同个体中的基因组合在一起，产生了新的基因组合，从而导致后代的性状可能与亲代有所不同。
基因重组主要发生在减数分裂过程中。
在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生交叉互换；在减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，这两种情况都会导致基因重组。
二、基因重组的发生机制1、减数分裂前期的交叉互换在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体。
此时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生片段的交换。
这就好比两条绳子在某些地方相互缠绕，然后交换了一小段。
这种交换使得原本在不同染色体上的基因有了重新组合的机会。
例如，假设一条染色体上有控制眼睛颜色的基因 A 和控制头发颜色的基因 B，另一条同源染色体上相应位置的基因是 a 和 b。
经过交叉互换，可能会产生新的组合，如 A 和 b 或者 a 和 B 在同一条染色体上。
2、减数分裂后期的非同源染色体自由组合在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。
这意味着来自父方和母方的染色体可以以各种不同的方式组合在一起。
比如说，一个生物体细胞中有两对染色体，一对是 A 和 a，另一对是 B 和 b。
在减数分裂时，A 可能与 B 组合进入一个配子，也可能与 b 组合；同样，a 也可能与 B 或者 b 组合。
这样就产生了多种不同的基因组合。
三、基因重组的意义1、增加生物的多样性基因重组使得生物能够产生丰富多样的基因组合，从而增加了生物的遗传多样性。
这种多样性为生物适应不断变化的环境提供了更多的可能性。
例如，在一个多变的环境中，某些基因组合可能使个体更能适应寒冷的气候，而另一些组合可能更适合炎热的环境。
分子生物学第六章基因重组ppt课件
修复损伤DNA的同源重组
真核生物同源重组的断裂与重接模型
Darlingtong D. C.于1936年提出： 减数分裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于 缠绕而产生张力，两个染色单体在同一位置断裂、 重节，以消除张力，从而产生重组。 证据：姊妹染色单体的交换
Diploid eukaryotes: crossing over ( 双倍体染色体交
PCR产物的BP反应
三、转座重组
特点： 1.自身携带有转座酶基因，末端有反向重复序列 ; 2.转座过程中出现共联体； 3.转座以后,可以造成原来转座子位置的DNA缺失 (非复制转座)，也可以依然保持在原位，而在靶 序列上复制了一个转座子(复制转座); 4.转座完成以后可以在靶序列上造成同向重复序列 5.转座子插入后可影响所在位置的基因的表达
RecA催化单链的同化作用
• RecA催化单、双链DNA的反应分为三个阶段： ◆ RecA在单链DNA上慢慢聚合。 ◆ DNA 与其互补物在双链上快速配对 反应，产生异源双链连接 ◆ ，产生一个长的 异源双链DNA区带。 • SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
• RecA介导的DNA修复
重组热点
• 重组起始于双链破损。双链破损在轴素形成期 产生，在联会丝复合物形成阶断消失(~60min) • 在染色体上容易发生双链破损的位点，称为重 组热点。
《基因重组》 讲义
《基因重组》讲义一、什么是基因重组基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
这是一种非常重要的遗传现象，对于生物的遗传变异和进化具有极其重要的意义。
我们先来举个简单的例子，假如有两种植物，一种植物的花朵颜色是红色，另一种植物的花朵颜色是白色。
当这两种植物进行杂交时，它们的基因就会发生重组，有可能产生花朵颜色为粉色的后代。
从更微观的层面来看，基因重组发生在减数分裂过程中。
在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生交叉互换，这导致了染色单体上的基因重新组合。
此外，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，这也使得位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
二、基因重组的类型基因重组主要可以分为以下几种类型：1、自由组合型在减数第一次分裂后期，随着同源染色体的分离，非同源染色体自由组合。
由于非同源染色体上携带着不同的基因，所以它们的自由组合会导致基因重组。
2、交叉互换型在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生交叉互换。
在这个过程中，染色单体上的基因片段会发生交换，从而产生新的基因组合。
3、人工重组这是通过人为的手段实现基因的重组。
例如，在基因工程中，科学家们使用特定的工具和技术，将不同生物的基因拼接在一起，创造出具有新性状的生物体。
三、基因重组的意义基因重组为生物的变异提供了丰富的来源。
它使得生物群体中存在多种多样的基因型和表现型，增加了生物的多样性。
对于生物的进化来说，基因重组是推动生物进化的重要力量之一。
新的基因组合可能会产生更适应环境的个体，这些个体在生存和繁殖方面具有优势，从而使得有利的基因在种群中逐渐积累和扩散。
在农业生产中，基因重组也有着广泛的应用。
通过杂交育种等技术，将不同品种的优良性状组合在一起，可以培育出具有高产、优质、抗病虫害等优良性状的新品种。
四、基因重组与基因突变的区别基因重组和基因突变虽然都能导致生物遗传物质的改变，但它们有着明显的区别。
《基因重组》 讲义
《基因重组》讲义一、什么是基因重组基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
这是一种非常重要的遗传现象，它为生物的多样性和进化提供了丰富的素材。
从分子层面来看，基因重组发生在减数分裂过程中。
在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生交叉互换；在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
这两种情况都会导致基因的重新组合。
通俗地说，假如我们把基因比作不同颜色的珠子，那么在有性生殖中，这些珠子会以新的方式组合在一起，从而产生与亲本不同的基因组合。
二、基因重组的类型1、减数分裂中的基因重组（1）同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换在减数第一次分裂前期，同源染色体配对形成四分体。
此时，同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生片段的交换。
这就好像两条相邻的绳子，在某些部位互相交换了一小段。
这种交换导致了位于这些染色单体上的基因发生重组。
（2）非同源染色体自由组合在减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。
这意味着来自不同亲本的染色体可以随机组合进入配子中。
比如说，一个生物体细胞中有两对染色体，分别是 A 和 a、B 和 b。
在减数分裂时，A 可能与 B 组合进入一个配子，也可能与 b 组合；a 同理。
这样就产生了多种不同的基因组合。
2、基因工程中的基因重组随着生物技术的发展，人们在实验室中通过基因工程手段也实现了基因重组。
这包括将一个生物体的基因通过一定的技术手段转移到另一个生物体的基因组中，从而使后者获得新的性状。
例如，我们可以把一种能够产生胰岛素的基因导入大肠杆菌的基因组中，让大肠杆菌能够大量生产胰岛素，用于治疗糖尿病。
三、基因重组的意义1、产生生物多样性基因重组使得子代个体的基因组合与亲本不同，从而增加了生物群体中的遗传多样性。
这种多样性为生物适应不同的环境提供了可能。
就像在一个多变的环境中，拥有各种各样基因组合的生物群体更有可能生存和繁衍下去。
第六章 重组DNA导入受体细胞
第二节 转化
一、几个概念 1、转化：一般指感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达质粒载 体DNA分子的过程； 2、转染：指感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达噬菌体DNA 分子的过程； 3、转导：指病毒转移真核细胞DNA的过程或噬菌体介导的 细菌细胞之间的基因转移；
例如：对大肠杆菌而言，转化是以质粒为载体，将携 带外源基因的载体DNA导入受体细胞的过程；转染是以噬菌 体为载体，用DNA连接酶使噬菌体DNA环化，再通过质粒转 化方式导入受体菌；转导（或感染）：是以噬菌体为载体， 在体外将噬菌体DNA包装成病毒颗粒，时期感染受体菌。
30℃时，具有活性；45℃丧失活性。 3、以λ噬菌体作为载体进行基因克隆具有以下优点 ①、具有很大的外源DNA包容力，对外源基因的克隆效率高； ②、有非大小的外源DNA的重 组λDNA才能进行包装和转染。
第四节 共转化
常用用于共转化的报告基因：
1、胸腺激酶基因（tk基因）：它是细胞内合成脱氧三磷
酸胸苷（dTTP）的催化酶的基因，影响dTTP的合成。可利 用tk-表型对转化子进行筛选。 tk+细胞由于tk酶可使溴化脱氧尿苷（BrUdr）变成细胞毒 性物质，所以tk+细胞不能在含有BrUdr的培养基内生长； tk-细胞不能合成tk酶，因而可以在BrUdr的培养基上生长。 用HAT培养基（次黄嘌呤、氨基蝶呤、胸腺嘧啶）可以筛 选出tk+细胞。 2、抗药基因的共转染：DNA导入的效率很低，共同导入看 要基因，可通过抗生素培养基去除大量未被感染的细胞， 筛选出阳性转化细胞。
五、枯草芽孢杆菌的转化反应 （一）、枯草杆菌作为受体菌的优点 1、枯草杆菌具有芽孢形成能力，易于培养和保存； 2、枯草杆菌具有胞外酶分泌-调节基因，能使基因表达产 物分泌到胞外，简化表达产物的提取和加工处理； 3、枯草杆菌不产生内毒素。 （二）、枯草芽孢杆菌的自然转化模型 1、枯草芽孢杆菌在葡萄糖基本培养基中培养到对数生长末 期到稳定期，细胞向胞外分泌一种小分子的蛋白质，称为 感受态因子； 2、当培养液中感受态因子积累到一定浓度后，与细胞表面 相互作用，通过一系列信号传递诱导一些感受态特异蛋白 质表达，其中一种成为自溶素，它的表达使细胞表面的DNA 结合蛋白及核酸酶裸露出来，使其具有与DNA结合的活性；
分子生物学基因重组
◆
DNA与其互补物在双链上快速配对反
应，产生异源双链连接
◆
，产生一个长的异
源双链DNA区带。
• SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
Haploid prokaryotes (单倍体生物原核同源重组）
Between the two homologous DNA duplex (where) • partially duplicated DNA of the chromosome • between chromosomal DNA and “foreign” DNA
How: Holliday model
1. Nicks made near Chi (GCTGGTGG/each 4 kb) sites by a nuclease with recBCD.
• 模型： ❖ 拷贝-选择：在DNA复制中，新生链延伸时转换为新的模
板。如DNA修复。 ❖ 断裂-重新连接：重组没有在复制中产生，DNA链在双链
间断裂、交换和重新连接。如减数分裂时染色体交换 ❖ 杂合模型：包括上面两种特征。
修复损伤DNA的同源重组
真核生物同源重组的断裂与重接模型
Darlingtong D. C.于1936年提出：减数分 裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于缠绕而 产生张力，两个染色单体在同一位置断裂、重节， 以消除张力，从而产生重组。 证据：姊妹染色单体的交换
《基因重组》课件
生物学意义
转座重组有助于基因组的 多样性和进化，但也可能 导致基因表达的异常和疾 病的发生。
03 基因重组的机制
重组酶的作用
识别DNA序列
重组酶能够识别DNA上的 特定位点，为重组过程提 供起始点。
催化DNA链断裂
重组酶能够催化DNA链断 裂，形成单链缺口，为重 组提供必要的结构基础。
催化碱基配对
同源重组是生物进化的重要机制之一 ，有助于维持基因组的稳定性，同时 也可以修复DNA损伤。
机制
同源重组依赖于RecA蛋白等分子伴侣 的参与，通过寻找同源序列，形成异 源二聚体，再通过DNA链的断裂、交 换和重连完成重组。
非同源重组
定义
非同源重组是指两条没有同源 序列的DNA分子之间发生的
重组过程。
些罕见病。
基因克隆
03
通过基因重组技术将目的基因克隆到载体中，实现基因的高效
表达和纯化。
克隆技术
动物克隆
利用基因重组技术复制动物个体，实现快速繁殖和拯救濒危物种 。
植物克隆
通过基因重组技术繁殖植物，实现植物的快速繁殖和品种改良。
细胞克隆
通过基因重组技术培养特定细胞系，用于药物筛选、疾病研究等 。
疾病治疗与预防
伦理考量
在编辑人类基因时，需要权衡潜在的 健康益处与潜在的风险和副作用，以 及涉及的伦理问题，如潜在的基因歧 视和人类进化干预。
基因重组与生物多样性
生物多样性影响
基因重组可能导致生物多样性减少，因为重组可能导致物种的基因库减少，降低 物种适应环境变化的能力。
伦理考量
需要关注基因重组对生物多样性的影响，并采取措施确保生物多样性的保护和维 持。
疫苗研发
利用基因重组技术生产疫苗，预防和控制传染病。
高中生物基因重组知识点高中生物知识点总结范文
高中生物基因重组知识点高中生物知识点总结范文1定义：
在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合2发生时期：
➀减一前(四分体时期，同源染色体上的等位基因会随非姐妹染色单体的交换而发生交叉互换)
➁减一后(非同源染色体自由组合)
➂部分R型菌转化为S型菌
➃基因工程(可定向改造生物性状)
3意义：
高中生物基因突变知识点
1定义：
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，(不会引起基因数目的改变)，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变
2实例：
镰刀型细胞贫血症(圆饼状→镰刀状，碱基序列T-A变为A-T)
3遗传效应：
➀对植物：可通过无性繁殖传递
➁对人：若基因突变发生在配子中，则遵循遗传规律传递给后代;若
发生在体细胞，一般不能遗传
4原因：
➀自发突变
➁诱发突变：物理因素(激光、紫外线、某射线等)、化学因素(亚硝酸、碱基类似物、秋水仙素)、生物因素(病毒、某些细菌)
5特点
■普遍性：基因突变在生物界普遍存在，无论低等生物、高等动植物、人
■随机性：可以在不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位
■不定向性：产生等位基因(如A突变为A1、A2、A3…)
■低频性：自然状态下，基因突变频率很低
■多害少利性
高中生物基因突变与基因重组的区别。
第六章基因重组
4. DNA分子配对
P168-170
稳定配对依赖的两个条件：DNA分子 必须是单链或具有单链区；两个分 子都必须有自由末端。
配对过程 RecA蛋白结合于单链DNA ↓ 联会 ↓ 链交换
三、同源重组的步骤
• 两条同源DNA链的断裂和同源DNA链的配对（联 会）
大肠杆菌三种类型
• F-：细胞中无F因子；F+细菌：F因子处于自主复制状态的细 菌（存在于细胞质中）；高频重组细菌(Hfr) ：F因子整合在 染色体上的细菌。
• F+ 细菌与F-细菌接合时,重组体出现频率很低（约10-6）。但 F因子的转移频率很高，很快地能使与F+细菌接触的F-细菌 的一部分转变为F+细菌。
由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程。
3. 转导(transduction)
当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、 再次感染另一（受体）细胞时，发生在供 体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因 重组即为转导作用。
• 整 合 在 宿 主 细 胞 染 色 体 DNA 中 的 外 来 DNA，可以被切离出来，同时也可带走 一 部 分 的 宿 主 DNA ， 这 就 是 转 导 (transduction)。来源于宿主DNA的基因 称为转导基因。
单链与另一个双螺旋的交叉位点。 • 异源双链(heteroduplex DNA)：含有由两个亲本DNA单链区
域组成的双螺旋。 • 解离（resolution）：参与重组的DNA分子的分离切割过程。
四、同源重组模型 P178-182
• Holliday模型 • 不对称链转移模型
1. Holliday模型
• 同源重组是同源依赖的，而不是序列依 赖的 。
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◆
DNA与其互补物在双链上快速配对反
应，产生异源双链连接
◆
，产生一个长的异
源双链DNA区带。
• SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
• 一个链与另一个链 的连接点叫做重组 关节。
• 重组关节能沿着 DNA双链分子移动， 这种移动叫做枝状 迁移
• 在一条链被另一条 链取代的过程中， 分叉点可以沿任一 个方向移动
• 交差分子旋转 后形成一个平 面结构-----Holliday结构
细菌基国重组中的单链同化作用
single-strand assimilation
5. Branch migration & resolving Holliday junction
Haploid prokaryotes (原核同源重组）
Resolving Holliday junction
二、位点专一性重组
• 非序列同源性 • 重组位点特异 • 由识别特异重组位点的酶指导 • 导致DNA序列发生重排
3. RecA-ssDNA filaments search the opposite DNA duplex for corresponding sequence (invasion).
4. Seal the nicks and form a four-branched Holliday structure
How: Holliday model
1. Nicks made near Chi (GCTGGTGG/each 4 kb) sites by a nuclease with recBCD.
2. RecA binds to ssDNA to form RecA-ssDNA.
Haploid prokaryotes (原核同源重组）
• RecA介导的DNA修复
重组热点
• 重组起始于双链破损。双链破损在轴素形成期 产生，在联会丝复合物形成阶断消失(~60min)
• 在染色体上容易发生双链破损的位点，称为重 组热点。
Chi序列刺激它周围附近的重组
• 与重组有关的基因称为Rec基因
• Rec突变体不能进行同源重组
• 大约10～20个与重组有关的DNA位点通过E. coli 的Rec基因突变体鉴定
• 重组过程是可逆的， 但反应条件不同： 整合反应需要int产 物 和 IHF 因 子 ； 移 除反应还需要噬菌 体xis基因产物。
• xis基因产物决定噬 菌体是否进行复制
整合的过程:
A. 具有对特异性DNA强烈亲和力的Int与 attP和attB位点结合；
B. Int的拓扑异构酶活性，使两条双链各自 断开一条单链，瞬间旋转然后交换连接， 形成Holliday中间提，
Haploid prokaryotes (单倍体生物原核同源重组）
Between the two homologous DNA duplex (where) • partially duplicated DNA of the chromosome • between chromosomal DNA and “foreign” DNA
• 举例：
l噬菌体插入细菌基因组 l噬菌体从细菌基因组中切离
Site-specific recombination: ( 位点专一性重组） bacteriophage l insertion
1. l-encoded integrase (Int 整合酶): makes staggeredcuts 交错切点in the specific sites （15bp seq）
2. Int and IHF (integration host factor encoded by bacteria): recombination and insertion
3. l-encoded excisionase (XIS): excision of the phage DNA
• 整合过程要求在 attp和attB之间进 行识别；而移除过 程则需要在attL和 attR之间进行识别
1分子生物学第六章-基因重组
遗传重组
• 重组recombination: 是已存在的遗传物质 产生新的组合的过程。
• 分子间或染色体间重组：离散的染色体混 合时产生新的组合。如真核染内或染色体内重组：通过DNA的剪切 和连接产生新的染色体类型。依赖酶。
• DNA分子的单链部分通过碱基互补配对转移到 另一DNA双链分子中，称为单链吸收或单链同 化。
• 有三个必备条件：
◆
DNA分子必须有单链区
◆
DNA分子必须有自由3’端
◆
3’端必须设置在两分子互补区内
RecA催化单链的同化作用
• RecA催化单、双链DNA的反应分为三个阶段：
◆ RecA在单链DNA上慢慢聚合。
• 染色体的重 组包含部分 的物理性的 改变：破损 与再联合
两条DNA双链 分子的联接作 用是基因重组 的关健环节
细线期 偶线期 粗线期 双线期
终变期
在DNA双 链中制造 一个破损
同化作用
• 同源染色体两对 DNA双链在相应点 产 生 nick ， 一 条 单 链离开它的伙伴， 与另一个双链分子 的相应位置倒易位 置，创造了两个 DNA双链之间的连 系，这种连接在一 起的一对双链叫做 交差分子。
• Chi序列能刺激它周围附近的重组：
•
5’GCTGGTGG 3’
•
3’CGACCACC 5’
• Chi序列在大肠杆菌中每5—10kb出现一次
• Chi是一个被RecBCD基因编码的酶的作用目标。
•RecBCD是有强烈降解DNA能力的核酸酶，在SSB存在 下，有解开DNA双链的酶活性和ATP酶活性，它在重组 中所起的作用便是提供带有自由3’端的单链DNA。