第4章 人工染色体载体
黏粒载体 酵母人工染色体载体 细菌人工染色体载体 P1噬菌体载体和P1人工染色体载体
表4-1 5种常见高容量克隆载体及其基本特性
载体
黏粒 P1 PAC BAC YAC
容量（kb） 复制子
30-45 70-100 130-150 120-300 250-400 ColE1 P1 P1 F ARS
宿主
拷贝数
重组DNA导入 宿主的方式
转导 转导 电转化 电转化 转化
筛选标记
— sacB sacB α-互补 ade2
克隆DNA 获取方法 碱抽提
大肠杆菌 高 大肠杆菌 1 大肠杆菌 1 大肠杆菌 1 酵母菌 1
脉冲场电 泳
1
4.1 黏粒载体
4.1.1 黏粒的结构特征和用途
o 黏粒（cosmid）是质粒的衍生物，是带有cos序 列的质粒。cos序列是λ噬菌体DNA中将DNA包装 到噬菌体颗粒中所需的DNA序列。 o 黏粒的组成包括质粒复制起点（ColE1）、抗性 标记（ampr）、cos位点，因而能像质粒一样转 化和增殖。 o 它的大小一般5-7kb左右，用来克隆大片段 DNA，克隆的最大DNA片段可达45kb。
4.1.2 黏粒载体的 工作原理
图4-1 黏粒载体 克隆 DNA的 一般原 理和步 骤
2
4.1.3 黏粒克隆载体
1．黏粒pJB8
o 大小为5.4kb，由 ampr，ColE1复制 起点（ori）， cos位点，多克隆 位点组成，可容 纳33-46.5kb外源 DNA片段，主要用 来在细菌中克隆 真核DNA。
2．含双cos位点的黏粒载体
o c2RB和 Supercos-1是 含双cos位点的 黏粒载体， c2RB大小为 6.8kb，含两个 cos位点，在 cos位点之间有 Kanr（图4-3）。 o 装载容量3346.5kb
图4-3 黏粒载体c2RB图谱
3
染色体异常基因检测 染色体 染色体是组成细胞核的基本物质，是基因的载体。人类体细胞有23对染色体，其中22对为男女所共有，称为常染色体；另外一对为决定性别的染色体，男女不同，称为性染色体；男性为XY，女性为XX。 染色体异常 体细胞或性细胞内染色体发生异常改变称为染色体异常，可分为数目异常和结构异常两大类。染色体异常可以自发地产生，称为自发突变；也可以通过物理的、化学的和生物的诱变作用而产生；还可以由亲代遗传所致。 染色体异常是导致出生缺陷、先天性遗传病、自然流产、不孕不育等的重要遗传因素。新生儿染色体异常的发病率为1/60。 常见的染色体微缺失/微重复综合征有300种，多会导致不同程度的发育异常和智力障碍，常伴有五官、内脏、四肢等方面的畸形，严重危害患者健康，给家庭和社会带来极大负担。 染色体异常基因检测 核子基因基于新一代高通量测序仪开发的染色体异常检测方法，可对流产组织、脐带血、绒毛、羊水、外周血等多种来源的样本进行测序分析，一次性检测23对染色体非整倍体、300种常见微缺失/微重复综合征及其他100kb以上的染色体异常，全面排查流产、胎儿异常、新生儿/儿童表型异常、不孕不育原因。 临床应用： 1、流产组织染色体异常检测：查明反复流产、异常妊娠的原因，指导再次生育。 2、胎儿染色体异常检测：排查胎儿异常的原因。 3、新生儿/儿童染色体异常检测：为发育异常、智力障碍，多发畸形等患儿排查染色体异常因素，为疾病确诊和治疗提供指导信息。 4、成人染色体异常检测：排查不孕不育、不良孕产史的遗传因素。 ????
技术优势： 1、全面覆盖：一次性检出23对染色体非整倍体和300种常见染色体微缺失/微重复综合征。 2、分辨率高：可检出100kb以上的染色体微缺失/微重复和低至5%的嵌合体。 3、准确度高：检测准确率>99% 4、自动解读：对检测到的微缺失/微重复，自动关联国际主流染色体异常数据库（Decipher、ISCA、OMIM、Clinvar）进行解读。 检测适用人群： 1、反复性流产，需要查明流产原因并确认再次生育方案的家庭。 2、超声显示结构异常或宫内发育迟缓的胎儿及父母。 3、临床表型为发育异常、智力障碍、多发畸形等患儿及父母。 4、具有染色体疾病家族史的夫妇及胎儿。 5、曾生育染色体疾病患儿的夫妇。 6、不孕不育或有不良孕产史的夫妇。 ????
园艺学报，2015，42 (2)：361–366. Acta Horticulturae Sinica doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2014-0885；http：//www. ahs. ac. cn 361 马铃薯栽培品种‘合作88’细菌人工染色体文库的构建与评价 杨煜1，杨晓慧1,*，李灿辉2，郭晓1，单伟伟1，马伟清1,**，黄三文3，李广存1,3,** （1山东省农业科学院蔬菜花卉研究所，山东省设施蔬菜分子生物学重点实验室，济南 250100；2云南师范大学生命科学学院，昆明 650500；3中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081） 摘 要：以四倍体马铃薯栽培品种‘合作88’培养12 ~ 15 d苗龄的幼嫩叶片为试材，提取高分子量基因组DNA，利用限制性内切酶Hin dⅢ部分酶切后回收100 ~ 300 kb片段，连接到载体CopyControl TM pCC1BAC TM的Hin dⅢ位点上，构建了细菌人工染色体（BAC）文库。该文库约由850 000个克隆组成， 空载率约2.08%，保存在1 700个混合池中，克隆插入片段平均大小约为90 kb，覆盖单倍型马铃薯基因 组约85倍。随机挑取6个BAC克隆连续培养5 d，提取DNA进行Hin dⅢ完全酶切检测，确认不同培养 时间的BAC克隆的指纹图谱完全一致，表明文库较好的稳定性。BAC文库的构建为马铃薯重要农艺性状 基因克隆、基因组测序以及比较基因组研究等奠定了基础。 关键词：马铃薯；细菌人工染色体文库；抗病性 中图分类号：S 532 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）02-0361-06 Construction and Characterization of a Bacterial Artificial Chromosome Library of Potato Cultivar C88 YANG Yu1，YANG Xiao-hui1,*，LI Can-hui2，GUO Xiao1，SHAN Wei-wei1，MA Wei-qing1,**，HUANG San-wen3，and LI Guang-cun1,3,** （1Institute of Vegetables and Flowers，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Molecular Biology Key Laboratory of Shandong Facility Vegetable，Ji’nan 250100，China；2College of Life-Sciences，Yunnan Normal University，Kunming 650500，China；3Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）Abstract：A bacterial artificial chromosome library of potato（Solanum tuberosum L.）was constructed for‘C88’，a tetraploid potato cultivar conferring resistance to late blight，PVX and PVY，using BAC vector CopyControl TM pCC1. Fresh leaf tissues from 12–15 day-old seedlings were used to isolate high molecular weight genomic DNA，and 100–300 kb partially Hin dⅢ digested DNA fragments were selected and ligated into the Hin dⅢsite of pCC1. The library consists of 850 000 clones and stored in 1 700 pools. The average insert size of BAC clones is about 90 kb and the empty clones consist of about 收稿日期：2014–10–24；修回日期：2015–01–07 基金项目：国家‘863’计划项目（2013AA102603-4）；国家科技支撑计划项目（2012BAD02B05-10）；山东省良种工程农业生物资源创新利用项目（PTBR2013）；公益性行业（农业）科研专项（201303018-03）；山东省农业科学院青年科研基金项目（2014QNZ03）* 共同第一作者 ** 通信作者Author for correspondence（E-mail：liguangcun001@https://www.doczj.com/doc/455944040.html,；maweiqing008@https://www.doczj.com/doc/455944040.html,）
人工染色体克隆载体：是一种“穿梭”载体，含有质立载体所必备的第一受体内原质立复制起始位点，还含有第二受体染色体DNA着丝点、端粒和复制起始点的序列，以及合速的选择标记基因。 固体发酵：某些微生物升长需水很上少，可利用疏松而含有必需营养物的固体培养基进行发酵生产。 蛋白质工程：基因工程的基础上，结合蛋白质结晶学计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识，通过对基因的人工定向改造等手段，从而达到对蛋白质进行修饰改造拼接以生产能满足人类需要的新型蛋白质技术。DNA疫苗：是利用可隆于载体上的抗原基因直接注射机体，被细胞摄取并在细胞内表达相应的抗原，通过不同途径诱导机体的特异免疫应答。 人工种子：它是一种含有植物胚状体或芽营养成分激素以及其他成分的人工胶囊。 发酵工程：利用微生物生长速度快生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，再合适条件下，通过现代化工程技术手段，由微生物的某中特定功能生产出人类所需的产品。 生物传感器：是用生物活性物质做敏感器件，配以适当的换能器所构成的分析工具。 载体：把能够承载外源基因，并将其带人受体细胞得以稳定维持的DNA分子。 胚胎移植：是由产生胚胎的供体和养育胚胎的受体分工合作共同繁殖后代。 基因治疗：是利用遗传学的原理治疗人类的疾病。 细胞融合：两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分子重排，导致细胞合并染色体等遗传物质重组的过程。花药培养：经过适当的诱导，花粉囊中的花粉可能去分化而发育成单倍体胚或愈伤组织，最终生产花粉植株。原生质的融合概念：从同一个种或不同种分离得到的原生质体在适当的条件下融合得到细胞核物质和细胞质物质的混和。 固定化酶：指经物理或化学的方法处理,使酶变成不易随水流失即运动受限制,而又能发挥催化作用的酶制剂. 基因克隆；是指在分子(DNA)水平上开展研究工作以获得大量的相同基因及其表达产物。 ⊙ 生物技术有基因工程细胞工程酶工程发酵工程蛋白质工程 基因工程包括目的基因分离与可隆载体重组转人受体细胞筛选和鉴定可隆子。 改变蛋白质的主有方法改变蛋白质结构的核心技术是基因的人工定点突变，虽然基因人工顶点突变有很多方法，当要在一个的任何位点准确地进行定点突变，目前主要的方法有M13载体法和PCR扩增法。 可隆载体1、在可隆载体合适的位置必须含有允许外原DNA片段组入的可隆位点，并且这样的可隆位点应尽量可能的多。2、可隆载体能携带外原DNA片段进入受体细胞，或能停留在细胞中进行自我复制。3、可隆载体必须含有供选择转化子的标记基因，如根据转化子抗药性升降进行筛选。4、分子量小、多复制、安全性好、易表达。 植物组织培养阶段；预备阶段诱导去分化阶段继代增殖阶段生根发芽阶段移栽成活阶段。 分批发酵；除了控制温度和pH及通气以外，不进行任何其他控制，操作简单。但从细胞所处的环境来看，则有明显改变。发酵初期营养物过多，可能抑制微生物的生长，而发酵的中后期又可能因为营养物减少而降低培养效率；从细胞的增殖来说，初期细胞浓度低，增长慢，后期细胞浓度虽高，但营养物浓度过低也生长不快，总的生产能力不是很高。连续发酵；可以维持稳定的操作条件，有利于微生物的生长代谢，从而使产率和产品质量也相应保持稳定；能够更有效地实现机械化和自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物和毒性产物接触的机会；减少设备清洗准备和灭菌等非生产占用时间，提高设备利用率；由于灭菌次数少，使测量仪器滩头的寿命得以扬长；容易对过程进行优化，有效提高发酵；容易造成杂菌污染在长期连续发酵中微生物容易发生变异，对设备和仪器控制元件的要求高，捻性丝状菌体容易附着给连续发酵带来困难。补料分批发酵：补料分批发酵作为分批发酵向连续发酵的过度，兼有两者优点。它可以解营养物质的抑制、产物反馈抑制和葡萄糖分解阻遏效应。对于好氧发酵，它可以避免在分批发酵中一次性投入糖过多造成细胞大量的生长，耗氧过多以至通风搅拌设备不能匹配的状况。在某些情况下减少菌体生成量，提高有用产物的转化率。 可隆动物意义：1、遗传素质完全一致的可隆动物将更有利于开展对动物生长发育衰老和健康机制的研究2、有利于大量培养品质优良的家禽3、经转基因的可隆动物将能为人类提供源源不断的廉价药品保健品以及人体移植器官4、科学家将很快从目前的同种可隆技术推进到异种可隆，这将大大促进对濒临灭种动物的保护工作。原生质体的制备：1、取材与除菌2、酶解3、分离4、洗涤5、鉴定 环境中的应用：利用新的指示生物监测评价环境；利用核酸探针和PCR技术监测评价环境；利用生物传感器，
个性化教学辅导教案 学科: 数学任课教师：颜老师授课时间：2014 年 5月 1日(星期四) 8:00-10:00 姓名刘恒一年级：高一教学课题基因在染色体上、伴性遗传 阶段基础（√）提高（√）强化（）课时计划第（）次课 共（）次课 教学目标知识点：；考点： 方法：讲练法 重点难点重点：难点： 教学内容与教学过程课前 检查作业完成情况：优□良□中□差□建议__________________________________________一、作业完成情况 二、知识回顾 1、孟德尔遗传定律-----分离定律、自由组合定律（对象：遗传因子及配子） 2、基因与染色体的关系（对象：人的染色体及基因，生殖细胞的形成） 三、新课讲练 【基因在染色体上】 1、基因与染色体的行为
结论：基因与染色体存在明显的平行关系 1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体也具有相对稳定性。 2、体细胞中基因是成对的。染色体也是成对的。 3、体细胞中成对的基因一个来自父方一个来自母方，同源染色体也是。 4、在形成配子时，非等位基因自由组合。非同源染色体也是自由组合。 【科学研究方法之一----类比推理】 但是，类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。 于是，摩尔根对其提出质疑：我更相信的是实验证据，我要通过确凿的实验找到遗传和染色体的关系,基因是怎么回事-------果蝇实验 .1、选取果蝇作为实验材料的原因： ①易饲养 ②繁殖快 ③相对性状明显 ④后代数量多 2、实验背景 疑问：为什么白眼果蝇都是雄性个体？
3、摩尔根探究过程 （一）提出假设 假设一：控制白眼的基因是在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上 假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。(二)经过推理、想象提出假说:——控制白眼的基因在X染色体上 (三)对实验现象的解释
精品资源 基因、DNA和染色体之间的关系 基因的物质基础是什么?起初科学家们认为蛋白质最有可能是遗传物质，因为蛋白质由20种不同的氨基酸组成，而DNA只有4种不同的碱基。直到1944年艾弗里（O.Avery,1877—1955）等证实了肺炎双球菌的转化因子是DNA，人们才确认基因的物质基础是DNA，某些病毒的遗传物质是RNA。DNA复制，基因也随着复制。细胞分裂时，复制了的染色体和其上的基因传给后代，这就是生物繁衍的分子基础。 1910年，摩尔根（T.H.Morgan,1866—1945）通过果蝇的遗传实验证明基因存在于染色体上。而后，摩尔根领导的实验室还阐明了多个基因在一条染色体上呈线性排列，从而得出了染色体是基因的载体的结论。但当时对基因的化学成分并不清楚。 DNA是遗传物质的证据主要来自于肺炎双球菌的转化实验。1944年，美国科学家艾弗里和同事经过10年的工作，在离体的条件下完成了肺炎双球菌从无毒型（R型）向有毒型（S型）的转化。他们把DNA、蛋白质、多糖等物质分别从活的S型细菌中提取出来，把每一成分分别跟活的R型细菌混合后在培养液中培养。他们发现，S型细菌的DNA成分、且只有DNA能够把某一R型细菌转化为S型，而且DNA的纯度越高，这种转化过程越有效。若使DNA分解，就不再出现转化现象。以上实验说明从一种基因型的细胞来的DNA掺入到另一不同基因型的细胞中，可引起稳定的遗传变异，DNA具有特定的遗传特性，是遗传物质。 DNA多聚核苷酸中的碱基对的排列顺序决定了遗传信息。遗传信息的编码通常是从DNA 的5′端到3′端（聚合酶按这个方向复制DNA）。在以DNA为遗传物质的生命体中，基因是有遗传效应的DNA的一个区段，并与它所决定的蛋白质的氨基酸顺序相对应。每个DNA 分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个核苷酸对。在一条DNA分子上的基因一般是分散的，被不编码蛋白质的DNA分开。 基因的3个基本特性可以用DNA的特性加以说明。 1.基因的自我复制。在细胞有丝分裂间期，DNA复制为相同的两个DNA分子，基因也随之复制。 2.基因决定性状。某一区段的核苷酸顺序互补地决定mRNA的核苷酸顺序，进而专一地决定蛋白质的氨基酸顺序。所以某一基因存在时，决定某种酶或其他蛋白质的合成，通过生理生化过程，出现某一性状。 3.基因的突变。DNA分子很稳定，但偶尔也会出现差错，例如某一区段内一个碱基对改变了，改变的新核苷酸顺序通过复制又能稳定地保持下去。基因也很稳定，但偶尔也会发生一个突变，出现一个与原来不同的新等位基因。该基因通过自我复制又稳定地一代一代传下去。 现已证明遗传物质除了DNA外还有RNA，如有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白质。 欢下载
体现在第二章基因与染色体的关系教案 基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用 基因在染色体上证据：果蝇杂交（白眼） 伴性遗传：色盲与抗V D佝偻病一、减数分裂 1．进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 2．过程 染色体同源染色体联会成着丝点分裂 精原复制初级四分体（交叉互换）次级单体分开 精变形精细胞精母分离（自由组合）精母细胞子 染色体2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C 3．同源染色体 ①形状（着丝点位置）和大小（长度）相同，分别来自父方与母方的 ②一对同源染色体是一个四分体，含有两条染色体，四条染色单体 ③区别：同源与非同源染色体；姐妹与非姐妹染色单体 ④交叉互换 4．判断分裂图象 奇数减Ⅱ或生殖细胞散乱中央分极 染色体不有丝 有配对前中后 偶数同源染色体有减Ⅰ期期期 二、萨顿假说 1．内容：基因在染色体上（染色体是基因的载体） 2．依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。 ①在杂交中保持完整和独立性②成对存在 ③一个来自父方，一个来自母方④形成配子时自由组合
3．证据： 果蝇的限性遗传 ①一条染色体上有许多个基因；②基因在染色体上呈线性排列。 4．现代解释孟德尔遗传定律 ①分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。 ②自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。 四、遗传图的判断 致病基因检索表 A 1 图中有隔代遗传现象……………………………隐性基因 B 1 与性别无关(男女发病几率相等) ………… 常染色体 B 2 与性别有关 C 1男性都为患者……………………………Y 染色体 C 2男多于女…………………………………X 染色体 A 2 图中无隔代遗传现象(代代发生)……………… 显性基因 D 1与性别无关………………………………… 常染色体 D 2与性别有关 E 1男性均为患者……………………………Y 染色体 E 2女多于男(约为男患者2倍) ……………X 染色体
海淀?空中课堂 高中?高一年级?生物学 《染色体是基因的载体》学习手册李琳（清华大学附属中学） 北京市海淀区教育委员会 北京市海淀区教师进修学校
染色体是基因的载体学习手册 一、问题导学： 1. “基因”（遗传因子）与“染色体”间存在哪些平行关系？ 2.摩尔根的果蝇眼色杂交实验： （1）选择果蝇作为遗传学实验材料的原因 是？ （2）白眼雄果蝇的杂交实验说明哪些问 题？ 有何特殊现象？ （3）F 2 （4）摩尔根提出了哪些假说？在右图中书 写遗传图解，对假说进行检验。 a.若眼色基因位于X染色体上 b.若眼色基因位于Y染色体上 c.若眼色基因位于X和Y染色体上 （5）设计测交实验验证以上假说，书写遗传图解。 3.基因与染色体的关系是：______________________________________________。
4.孟德尔遗传规律的现代解释： （1）在两对同源染色体上标注独立遗传的两对等位基因A/a和B/b；画出该细胞进行减数分裂过程中，等位基因A/a和B/b随染色体的传递过程。 或 （2）孟德尔遗传规律的实质： a.分离定律：在杂合的细胞中，位于一对_____________上的 _____________，具有一定的独立性；在__________________的过程中，______________会随_____________的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 b.位于________________上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰 的；在____________过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，_______________上的______________自由组合。 （3）若还有一对等位基因D/d，与A/a位于同一对同源染色 体上，则D/d与A/a、B/b在遗传中遵循怎样的遗传规律呢？ 如果减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体在A/a与 D/d基因间发生了染色体片段的交换，会产生怎样的配子呢？
【中考生物】基因、DNA和染色体之间的关系基因的物质基础是什么?起初科学家们认为蛋白质最有可能是遗传物质，因为蛋白质由20种不同的氨基酸组成，而DNA只有4种不同的碱基。直到1944年艾弗里(O.Avery，1877—1955)等证实了肺炎双球菌的转化因子是DNA，人们才确认基因的物质基础是DNA，某些病毒的遗传物质是RNA。DNA复制，基因也随着复制。细胞分裂时，复制了的染色体和其上的基因传给后代，这就是生物繁衍的分子基础。 1910年，摩尔根(T.H.Morgan，1866—1945)通过果蝇的遗传实验证明基因存在于染色体上。而后，摩尔根领导的实验室还阐明了多个基因在一条染色体上呈线性排列，从而得出了染色体是基因的载体的结论。但当时对基因的化学成分并不清楚。 DNA是遗传物质的证据主要来自于肺炎双球菌的转化实验。1944年，美国科学家艾弗里和同事经过10年的工作，在离体的条件下完成了肺炎双球菌从无毒型(R型)向有毒型(S型)的转化。他们把DNA、蛋白质、多糖等物质分别从活的5型细菌中提取出来，把每一成分分别跟活的R型细菌混合后在培养液中培养。他们发现，S型细菌的DNA 成分、且只有DNA能够把某一R型细菌转化为5型，而且DNA的纯度越高，这种转化过程越有效。若使DNA分解，就不再出现转化现象。以上实验说明从一种基因型的细胞来的DNA掺入到另一不同基因型
的细胞中，可引起稳定的遗传变异，DNA具有特定的遗传特性，是遗传物质。 DNA多聚核苷酸中的碱基对的排列顺序决定了遗传信息。遗传信息的编码通常是从DNA的5’端到3’端(聚合酶按这个方向复制DNA)。在以DNA为遗传物质的生命体中，基因是有遗传效应的DNA的一个区段，并与它所决定的蛋白质的氨基酸顺序相对应。每个DNA分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个核苷酸对。在一条DNA分子上的基因一般是分散的，被不编码蛋白质的DNA分开。 基因的3个基本特性可以用DNA的特性加以说明。 1.基因的自我复制。在细胞有丝分裂间期，DNA复制为相同的两个DNA分子，基因也随之复制。 2.基因决定性状。某一区段的核苷酸顺序互补地决定mRNA的核苷酸顺序，进而专一地决定蛋白质的氨基酸顺序。所以某一基因存在时，决定某种酶或其他蛋白质的合成，通过生理生化过程，出现某一性状。 3.基因的突变。DNA分子很稳定，但偶尔也会出现差错，例如某一区段内一个碱基对改变了，改变的新核苷酸顺序通过复制又能稳定地保持下去。基因也很稳定，但偶尔也会发生一个突变，出现一个与原来不同的新等位基因。该基因通过自我复制又稳定地一代一代传下去。 现已证明遗传物质除了DNA外还有RNA，如有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白质。（雷式教育一对一整理）
第2章基因和染色体的关系 知识点总结： 第一章第1节 1．减数分裂是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次，减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖的细胞的减少一半。 2．精原细胞是原始的雄性生殖细胞，每个体细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。 3．在减数第一次分裂的间期，精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞，复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝点连接。 4．配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体，同源染色体两两配对的现象叫做联会。 5．联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。 6．配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动发生在减数第一次分裂时期。 7．减数分裂过程中染色体的减半发生在减数第一次分裂末期结束时。 8．每条染色体的着丝点分裂，两条姐妹染色体也随之分开，成为两条染色体发生在减数第二次分裂时期。9．在减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，形成了四个精细胞，与初级精母细胞相比，每个精细胞都含有数目减半的染色体。 10．初级卵母细胞经减数第一次分裂，形成大小不同的两个细胞，大的叫做次级卵母细胞，小的叫做极体，次级卵母细胞进行第二次分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的极体，因此一个初级卵母细胞经减数分裂形成一个卵细胞和三个极体。 11．受精作用是卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。 12．经受精作用受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。 第二章第2节 1．基因与染色体行为存在着明显的平行关系。 (1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。 (2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中基因只有一个，同样，染色体也只有一条。 (3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是。 2．果蝇的一个体细胞中有多对染色体，其中3 对是常染色体， 1 对是性染色体，雄果蝇的一对性染色体是异型的，用XY 表示，雌果蝇一对性染色体是同型的，用XX表示。 3．红眼的雄果蝇基因型是X W Y，红眼的雌果蝇基因型是X W X w /X W X W，白眼的雄果蝇基因型是X w Y，白 眼的雌果蝇基因型是X w X w。 4．美国生物学家摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发现了说明基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列。 5．基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 6．基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 第二章第三节 1．位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。 2．伴X隐性遗传的遗传特点：（1）隐性致病基因及其等位基因只位于X 染色体上。（2）男性患者多于女性患者。（3）往往有隔代遗传现象。（4）女患者的儿子一定患病。（母病子必病） 3．伴X显性遗传的遗传特点：（1）显性的致病基因及其等位基因只位于X 染色体上。（2）女性患者多于男
基因的染色体定位(一) 关键词：基因定位荧光原位杂交放射杂交体在人类基因组计划（HGP）中有二大部分内容，一是在2005年之前完成对人类基因组DNA约3×109个核苷酸序列的测定，同时完成对基因的染色体定位工作；二是开展基因功能的研究。基因定位与基因序列两者相辅相成，基因染色体的定位既有助于基因序列的测定，又有利于对基因结构和功能的研究，有利于进一步提示生物的遗传信息。基因测序技术，尤其是大规模测序技术的建立，极大地提高了基因测序的速度。到1999年1月25日为止，全世界已测出全部人类基因序列的7.3%，而部分生物，如酵母、大肠杆菌等的序列已全部测定完毕，这样cDNA的染色体定位工作就显得尤为迫切。然而由于目前的基因大规模测序是建立在基因定位的基础之上，而基因组的染色体定位（基因作图）工作跟不上基因测序技术的发展，因而成了限制基因序列测定的主要因素。基因的染色体定位方法多种多样，它可分为基因的遗传作图和物理作图，而物理作图中最主要是荧光原位杂交（FISH）和放射杂交体（RH）二种。本文就目前主要的几种基因作图方法作一介绍。 1荧光原位杂交（FISH） 原位杂交（ISH）原早被用于染色体组型和核酸分布的分析，后来，随着技术的发展，它被用于基因染色体定位的研究，特别是非同位素标记技术的发展，使得ISH的应用日前广泛。目前它已被用于肿瘤的细胞遗传改变、人类的早期发育、核与基因组的分子结构、不同种属间的
基因图谱比较、动物的细胞发生和无数的基因定位研究。用于基因染色体定位的FISH已被称为CO-FISH或COD-FISH （chromosomeorientationanddirectionFISH）1]。 CO-FISH技术是以生物素或地高辛等半抗原为标记物，采用随机引物法或缺口平移法标记DNA探针，将探针变性后即可用于细胞分裂中期或间期细胞核染色体的原位杂交并产生DNA-DNA杂交体，这种杂交体可以被与半抗原有高度亲和力的荧光标记分子所检测到，而这种杂交信号又可以被与荧光分子偶联的单抗所放大。此外，DNA探针也可以直接标以荧光分子，这些荧光分子有：FITC、德克萨斯红（texasred）及最近开发的花青染料（cyaninedyes）等，如果这样，就不需要进行信号检测和放大就可以直接观察DNA-DNA杂交体2]。用于FISH的DNA 底物已经由原先固定的染色体和间期细胞核发展到伸展的单链DNA分子、细胞核及染色体的自然形态等3]。由于FISH技术已经可以在伸展的DNA分子上进行，这样它的分辨率就达到1～2kb，并能在此区域内作图。而传统的在细胞中期和间期进行的FISH只能分别分辨1～5Mb 和50kb左右的区域，分辨率的提高使得更详细的基因结构和基因内重排研究成为可能；FISH对自然状态下细胞和染色体的研究可以阐明核成分的分布并且不会出现象计算机三维重建分析时的干扰现象；同时，还能对二条同源染色体转录活性的核功能进行研究，并可直接观察基因表达过程中核成分的位置。FISH不仅能对固定的标本进行研究，还能对新鲜的标本进行研究，更有报道认为它能分辨单一碱基的替换4]。
基因和染色体的关系 第一节减数分裂和受精作用 知识结构： 精子的形成过程 减数分裂 卵细胞形成过程 减数分裂和受精作用 配子中染色体组合的多样性 受精作用 受精作用的过程和实质 1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体 （1）染色体和染色单体：细胞分裂间期，染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断，即一个着丝点就代表一条染色体。（2）同源染色体和四分体：同源染色体指形态、大小一般相同，一条来自母方，一条来自父方，且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体（有丝分裂中也有同源染色体，但不联会）。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。 （3）一对同源染色体= 一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。 2.减数分裂过程中遇到的一些概念同源染色体：（上面已经有了） 联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：（上面已经有了） 交叉互换：指四分体时期，非姐妹染色单体发生缠绕，并交换部分片段的现象。 减数分裂：是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。 3.减数分裂特点：复制一次，分裂两次。 结果：染色体数目减半（染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂，第二次分裂类似有丝分裂）。 场所：生殖器官内（动物的精巢、卵巢；植物的花药、胚珠；精巢、卵巢内既有有丝分裂，又有减数分裂） 过程： 精子的形成过程：卵细胞的形成过程： 1个精原细胞（2n） 1个卵原细胞（2n）↓间期：染色体复制↓间期：染色体复制 1个初级精母细胞（2n） 1个初级卵母细胞（2n）↓前期：联会、四分体、交叉互换（2n）↓前期：联会、四分体…（2n）中期：同源染色体排列在赤道板上（2n）中期：（2n） 后期：配对的同源染色体分离（2n）后期：（2n） 末期：细胞质均等分裂末期：细胞质不均等分裂（2n）2个次级精母细胞（n） 1个次级卵母细胞+1个极体（n）↓前期：（n）↓前期：（n） 中期：（n）中期：（n） 后期：染色单体分开成为两组染色体（2n）后期：（2n） 末期：细胞质均等分离（n）末期：（n） 4个精细胞：（n） 1个卵细胞：（n）+3个极体（n）
基因、DNA和染色体之间的关系 基因的物质基础是什么？起初科学家们认为蛋白质最有可能是遗传物质，因为蛋白质由20种不同的氨基酸组成，而DNA只有4种不同的碱基。直到1944年艾弗里（O.Avery，1877—1955）等证实了肺炎双球菌的转化因子是DNA，人们才确认基因的物质基础是DNA，某些病毒的遗传物质是RNA。DNA复制，基因也随着复制。细胞分裂时，复制了的染色体和其上的基因传给后代，这就是生物繁衍的分子基础。 1910年，摩尔根（T.H.Morgan，1866—1945）通过果蝇的遗传实验证明基因存在于染色体上。而后，摩尔根领导的实验室还阐明了多个基因在一条染色体上呈线性排列，从而得出了染色体是基因的载体的结论。但当时对基因的化学成分并不清楚。 DNA是遗传物质的证据主要来自于肺炎双球菌的转化实验。1944年，美国科学家艾弗里和同事经过10年的工作，在离体的条件下完成了肺炎双球菌从无毒型（R型）向有毒型（S型）的转化。他们把DNA、蛋白质、多糖等物质分别从活的5型细菌中提取出来，把每一成分分别跟活的R型细菌混合后在培养液中培养。他们发现，S型细菌的DNA成分、且只有DNA能够把某一R型细菌转化为5型，而且DNA的纯度越高，这种转化过程越有效。若使DNA分解，就不再出现转化现象。以上实验说明从一种基因型的细胞来的DNA 掺入到另一不同基因型的细胞中，可引起稳定的遗传变异，DNA具有特定的遗传特性，是遗传物质。 DNA多聚核苷酸中的碱基对的排列顺序决定了遗传信息。遗传信息的编码通常是从DNA的5’端到3’端（聚合酶按这个方向复制DNA）。在以DNA为遗传物质的生命体中，基因是有遗传效应的DNA的一个区段，并与它所决定的蛋白质的氨基酸顺序相对应。每个DNA分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个核苷酸对。在一条DNA分子上的基因一般是分散的，被不编码蛋白质的DNA分开。 基因的3个基本特性可以用DNA的特性加以说明。 1．基因的自我复制。在细胞有丝分裂间期，DNA复制为相同的两个DNA分子，基因也随之复制。 2．基因决定性状。某一区段的核苷酸顺序互补地决定mRNA的核苷酸顺序，进而专一