第九章基因工程与基因组学

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。

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。

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。

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。

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《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。

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。

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。