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课次：22教学目的：使学生了解重组的四种类型，了解位点特异重组和异常重组的特点，掌握同源重组的机制。
重点：同源重组的机制难点：同源重组的机制复习旧课：提问1人，了解教学效果。
导入新课：第九章遗传重组第一节概述DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，称为遗传重组(genetic recombination)。
重组产物为重组体DNA (recombinant DNA) 。
DNA重组对生物进化起着关键的作用。
基因重组是指由于不同DNA链的断裂和连接而产生的DNA片段的交换和重新组合，形成新的DNA 分子的过程。
重组的类型：（1）同源重组(homologous recombination )：反应涉及到大片段同源DNA序列之间的交换。
其主要特点是需要RecA蛋白的介入。
（2）位点特异性重组（site-specific recombination）：重组发生在特殊位点上，此位点含有短的同源序列，供重组蛋白识别。
（3）转座重组（transposition recombination）：由转座因子产生的特殊的行为。
转座的机制依赖DNA 的交错剪切和复制，但不依赖于同源序列。
（4）异常重组分为两类，末端连接和链滑动。
其特征时重组对中很少或没有序列同源性，所以也称为非同源性重组。
第二节同源重组1 同源重组1.1 同源重组（homologous recombination）:发生在同源DNA序列之间。
1.2 特征-进行同源重组的基本条件：1）在交换区具有相同或相似的序列：涉及同源序列间的联会配对，且交换的片段较大；单链DNA分子或单链DNA末端是交换发生的重要信号2）双链DNA分子之间互补碱基进行配对3）重组酶4）异源双链区的形成:涉及DNA分子在特定的交换位点发生断裂和错接的生化过程；存在重组热点。
e.g.：Euk.减数分裂时的染色单体之间的交换；细菌的转化，转导，接合，噬菌体重组同源重组是同源依赖性的，而非序列依赖性。
染色体的结构和功能染色体是细胞内的遗传物质，它承载着生物体传递给后代的遗传信息。
结构和功能是染色体的两个重要方面，下面将对染色体的结构和功能进行详细讨论。
一、染色体的结构染色体由DNA和蛋白质组成，主要有四个部分构成：着丝粒、染色质臂、着丝粒间区和端粒。
1. 着丝粒：染色体的两端分别有一个着丝粒，它们是染色体稳定的关键部分。
着丝粒在有丝分裂过程中起着定位染色体和分离姐妹染色单体的作用。
2. 染色质臂：染色质臂由DNA和蛋白质组成，分为长臂（q臂）和短臂（p臂）。
染色质臂中包含了遗传物质DNA，其中编码了生物体的基因信息。
3. 着丝粒间区：位于着丝粒之间的区域，数量和大小因生物种类而异。
着丝粒间区中含有少量的DNA和一些特殊的蛋白质。
4. 端粒：位于染色体两端的特殊结构，保护染色体的稳定性。
端粒在染色体复制和损伤修复过程中起着重要作用。
二、染色体的功能染色体作为细胞的遗传物质，承担了多种重要的功能。
1. 遗传功能：染色体中的DNA携带了生物体的遗传信息，决定了个体的生长、发育和性状。
在有丝分裂过程中，染色体能够精确地复制并均分给子细胞，保证后代遗传信息的稳定传递。
2. 基因表达功能：染色体上的基因通过转录和翻译过程，控制着生物体的蛋白质合成。
不同的基因组成了基因组，基因组起着遗传调控和调节功能。
3. 细胞生理功能：染色体参与了细胞的代谢、能量产生和生物活动的调控。
染色体中的DNA序列可以被转录成RNA，在细胞内发挥调节作用。
三、染色体的特殊结构和功能除了基本的结构和功能，染色体还具有一些特殊的结构和功能。
1. 染色体可见性：在有丝分裂过程中，染色体能够被显微镜观察到，呈现出可辨认的形状和结构。
2. 染色体重塑：染色体在有丝分裂和减数分裂过程中会发生重塑。
染色体可以伸长、缩短、变形等，以适应细胞分裂的需要。
3. 染色体异常与疾病：染色体异常可能导致遗传病的发生。
例如，染色体缺失、易位、倒位等结构异常会引起染色体病。
第十一章 DNA的生物合成一、课后习题1.怎样确定DNA复制的主要方式是双向复制，以及一些生物的DNA采取单向复制？2.假定在D环式的复制叉上，螺旋的解开会引起未复制部分的缠绕，当缠绕继续到不可能再进一步缠绕时，主链的增长便停止，然后随从链的延长才会被引发。
那么，在什么条件下更可能观察到大小与前体片段相似的D环？3.试述滚动机制有哪些主要特征？怎样鉴别环状与线状DNA？4.已知大肠杆菌DNA的长度为1100μm，其复制叉式在一个世代大约40min内通过一个复制叉完成的，试求其复制体的链增长速度、正在复制的DNA分子的转速。
参考答案：1.原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子。
实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一个是单向的，只形成一个复制叉或生长点。
2.叶绿体和线粒体DNA（除纤毛虫的线粒体线性DNA分子外）的复制方式。
双链环在固定点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代，在电镜下看到呈（取代环，D环）形状。
待一条链复制到一定程度，露出另一链的复制起点并开始复制。
两条多核苷酸链的起点不在同一点上，当两条链的起点分开一定距离时就产生D环（如线粒体DNA的复制）。
双链环两条链的起点不在同一位置，但同时在起点处解开双链，进行D环复制，称为2D环复制（如叶绿体DNA的复制）。
这时，更可能观察到大小与前体片段相似的D环。
3. Walter Gilbert（1968）提出滚环模型来解释φX174DNA的复制：首先由特异核酸内切酶在环状双链DNA（称为RF型、增值型，即单链DNA已复制一次成双链）的一条链上切开切口产生5′—P末端和3′—OH末端。
5′—P末端与细胞质膜连接，被固定在膜上，然后环形的双链通过滚动而进行复制。
以完整链（正链）为模板进行的DNA合成是在DNA 聚合酶参与下，在切口的3′—OH末端按5′—3′的方向逐个添加核苷酸；以5′—P 末端结合在细胞膜上的链（被切断的负链）作模板所进行的DNA合成也是由DNA聚合酶催化，先按5′—3′方向形成短链（冈崎片断），然后再通过DNA连接酶连接起来。
染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异是指染色体上基因数目或者顺序的改变；基因突变是指基因结构的改变，包括碱基的替换、增添、缺失。
.易位和交叉互换的区别易位发生在非同源染色体之间，是指一条染色体的某一片段移接到另外一条非同源染色体上。
交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
细胞分裂图的染色体组数判断(1)①为减数第一次分裂的前期，有 4 条染色体，生殖细胞中有2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 2 个染色体组。
(2)②为减数第一次分裂的末期，有 2 条染色体，生殖细胞中有2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 1 个染色体组。
(3)③为减数第一次分裂的后期，有 4 条染色体，生殖细胞中有2 条染色体，每个染色体组有 2 条染色体，该细胞中有 2 个染色体组。
(4)④为有丝分裂后期，染色体 8 条，每个染色体组 2 条染色体，该细胞中有 4 个染色体组。
【说明】着丝点分裂导致染色体、染色体组数目加倍。
比较项目无子西瓜无子番茄培育原理染色体变异生长素促进果实发育无子原因三倍体植物在减数分裂中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子而无子未授粉、胚珠内的卵细胞没有经过受精，所以果实中没有形成种子无子性状能否遗传能，结无子西瓜的植株经植物组织培养后，所结西瓜仍是无子不能，结无子番茄的植株经植物组织培养后，所结番茄有子所用试剂秋水仙素生长素类似物,如2,4-D 生长素处理部位萌发的种子或幼苗未授粉的雌蕊柱头性状能否遗传可遗传不可遗传无子西瓜和无子番茄的原理不同：无子番茄是用一定浓度人工合成的生长素来处理没有授粉的花蕾；无子西瓜是由于三倍体植株在减数分裂中同源染色体联会紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。
单倍体育种与多倍体育种比较二倍体、多倍体、单倍体的比较比较三种可遗传变异【易错易混】①同源染色体上非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的交叉互换，属于染色体结构变异中的易位。
