6专题六：遗传的物质基础和基因工程

研究生物的遗传与基因工程生物知识点遗传与基因工程生物是现代生物学领域中的两个重要分支，它们对于理解生物的基本特征和改良生物性状具有重要意义。

本文将从遗传学和基因工程生物学的角度，探讨相关的知识点和应用。

1. 遗传学基础遗传学研究的是生物遗传信息的传递和变异。

遗传物质主要由DNA组成，每个生物的细胞中都含有DNA分子。

遗传信息通过DNA 的复制和转录进行传递，并以基因的形式存在于染色体上。

2. 遗传物质的结构DNA是由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟苷和胞嘧啶）组成的双螺旋结构。

碱基之间通过氢键连接，形成了DNA的稳定结构。

DNA 分子具有两条互补的链，通过碱基配对规则（A与T，G与C）相互衔接。

3. DNA复制与遗传信息传递DNA复制是遗传信息传递的基本过程。

在细胞分裂中，DNA分子通过复制过程，将信息传递给下一代细胞。

DNA复制过程中，DNA链在酶的作用下解开，形成两个互补的DNA链，从而实现DNA分子的复制。

4. 基因与表现型基因是生物体内编码特定蛋白质的部分DNA序列。

基因通过转录和翻译的过程，将DNA信息转化为特定的蛋白质。

蛋白质是生物体内最基本的功能单位，它们决定了生物的表现型。

5. 基因突变与遗传变异基因突变是指基因序列发生改变的现象，它可以是点突变、插入突变或删除突变等形式。

基因突变是遗传变异的重要原因，它可以导致表现型的改变，甚至对生物的生存和繁殖产生影响。

6. 基因工程生物学基础基因工程生物学是利用生物技术手段对生物进行基因的改良和重组的学科。

它涉及了DNA重组、基因转导、基因表达等技术和方法。

7. DNA重组技术DNA重组技术是基因工程的核心技术之一，它通过将不同来源的DNA片段进行剪切和连接，实现特定基因的组合。

常用的DNA重组技术包括限制性内切酶切割、DNA连接酶连接、聚合酶链式反应等。

8. 基因转导基因转导是将外源基因导入宿主细胞中的过程。

常用的基因转导技术包括转化、转染、嗜热沸腾法等。

遗传的物质基础、基因工程知识内容：一、遗传物质及作用原理（一）生物性状遗传概述（二）遗传物质的分析1．遗传物质的特点（1）分子结构相对稳定（贮存遗传信息）（2）通过自我复制使前后代保持连续性（传递遗传信息）（3）通过指导蛋白质合成控制生物状态（表达遗传信息）（4）引起生物遗传的变异（改变遗传信息）2．DNA是遗传物质的证据（1）细菌转化的实验①体内转化实验：1928年，英国科学家Griffith②体外转化的实验过程：1944年，美国科学家Avery （2）噬菌体侵染细菌的实验：1952年，Hershey和Chase3．RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒（RNA病毒）侵染烟草的实验（三）DNA的分子结构1．结构层次（1）基本元素组成 C、H、O、N、P等（2）基本组成物质脱氧核糖、含氮碱基、磷酸（3）基本结构单位 4种脱氧核糖核苷酸（4）化学结构（1级结构）脱氧核糖核苷酸链（5）空间结构——双螺旋结构①磷酸-脱氧核糖交互排列在双螺旋外侧②对应碱基互补酸对（A-T、G-C）以氢键连结成对③两条链反向平行，有规则向右盘绕成双螺旋2．结构特点（1）双螺旋结构相对稳定性①互补碱基之间的氢键作用②碱基对之间的堆积力（2）特异性——每一个DNA分子的碱基对具有特定排列顺序（3）多样性——碱基序列千变万化3．RNA分子结构与DNA的差异（1）化学组成上的差异——五碳糖和碱基的差异（2）结构上的差异①信使RNA（mRNA）是一条单链②转运RNA（tRNA）呈三叶草结构③核糖体RNA（rRNA）构成两个亚单位，进一步构成核糖体（四）基因和遗传信息1．基因——蕴含遗传信息的特定核苷酸序列（1）基因和性状的关系——基因是决定生物性状的基本单位（2）基因和DNA的关系——基因是有遗传效应的DNA片段（3）基因和遗传信息的关系——基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表一定的遗传信息。

（4）基因和染色体的关系——染色体是基因的载体，许多基因在染色体上呈线性排列。

遗传学知识点遗传学是研究遗传现象和遗传规律的科学领域，它研究的对象是生物的遗传信息的传递和变异。

本文将介绍一些常见的遗传学知识点，帮助读者更好地理解遗传学的基本原理和应用。

一、遗传物质遗传物质是指决定个体遗传特征的物质，包括DNA和RNA。

DNA 是双螺旋结构的分子，在细胞中起着存储、复制和传递遗传信息的作用。

RNA是由DNA转录而成的单链分子，参与蛋白质的合成。

二、基因基因是指位于染色体上的遗传信息的基本单位。

它决定了一个个体的遗传特征。

人类基因由核苷酸序列组成，它们按照一定顺序排列，编码了蛋白质的合成。

基因的突变和重组是遗传变异的基础。

三、遗传规律遗传规律是指遗传现象中存在的一些普遍规律。

其中最著名的是孟德尔的遗传规律，它包括显性和隐性遗传、基因分离和基因自由组合两个方面。

孟德尔的遗传规律为后来的遗传学发展奠定了基础。

四、遗传性状遗传性状是个体所具备的遗传特征，包括形态、生理、行为等方面的特征。

遗传性状可以通过基因的表达来确定，例如眼睛的颜色、血型等。

有些遗传性状是显性的，即只需一个显性基因即可表达；而有些是隐性的，需要两个隐性基因才能表达。

五、遗传病遗传病是由于基因突变引起的疾病。

遗传病可以分为常染色体遗传和性染色体遗传两类。

常染色体遗传包括显性遗传、隐性遗传和连锁遗传等，而性染色体遗传则包括X连锁和Y连锁遗传。

六、基因工程基因工程是指利用遗传学知识进行人为的基因操作。

它可以用于治疗遗传病、改良农作物、开发新药等方面。

基因工程的应用是遗传学在实践中的重要体现，有着广阔的前景。

七、进化与遗传进化是物种适应环境变化而产生的变异和适应的过程。

遗传是进化的基础，通过遗传物质的传递和变异，物种才能不断适应环境。

遗传学研究了进化的遗传基础和遗传机制。

综上所述，遗传学是一门重要的科学领域，它研究的是生物遗传信息的传递和变异。

遗传学的知识有助于我们理解个体遗传特征的形成原理和遗传病的发生机制。

同时，基因工程等应用也为人类的生活带来了许多福祉。

生物科学中的遗传与基因工程遗传与基因工程是现代生物科学中的重要研究领域，涉及到生物体内遗传信息的传递、表达和调控。

以下是相关知识点的详细介绍：1.遗传的基本概念–遗传是指生物体内遗传信息的传递和表达过程。

–遗传信息存储在DNA分子中，通过基因传递给下一代。

2.基因与DNA的关系–基因是DNA分子上的特定序列，编码生物体的遗传特征。

–DNA是基因的载体，存在于细胞核中。

3.遗传物质的复制–遗传物质的复制是指DNA在细胞分裂前复制自身，确保遗传信息传递给子代细胞。

–复制过程中，DNA双链解旋，形成两个单链模板，通过酶的作用合成两个新的DNA分子。

4.遗传变异–遗传变异是指基因序列的改变，导致生物体的遗传特征发生改变。

–变异可以通过突变、基因重组等途径产生。

5.基因表达与调控–基因表达是指基因信息转化为蛋白质的过程。

–基因调控是指生物体内基因表达的调控机制，包括转录和翻译两个阶段。

6.基因工程技术–基因工程是指通过人工手段对基因进行操作和改造的技术。

–基因工程技术包括基因克隆、基因编辑、基因转移等方法。

7.基因编辑技术–基因编辑是指通过特定的酶切酶识别和切割DNA序列，实现对基因的精确修改。

–CRISPR/Cas9是近年来发展起来的一种基因编辑技术，具有高效率和易于操作的特点。

8.基因转移与转基因生物–基因转移是指将外源基因导入生物体的细胞中，并使其表达出来。

–转基因生物是指通过基因转移技术导入外源基因的生物体，可以改变其遗传特征和性状。

9.遗传病与基因治疗–遗传病是由基因突变引起的疾病。

–基因治疗是指通过基因转移技术将正常的基因导入病变细胞，修复基因功能，治疗遗传病。

10.遗传资源的利用与保护–遗传资源是指生物体内的遗传信息，包括基因、物种和生态系统等。

–遗传资源的利用与保护是生物科学中的重要议题，涉及到生物多样性的维护和可持续利用。

以上是关于生物科学中遗传与基因工程的知识点介绍，供您参考。

习题及方法：1.习题：请解释遗传信息是如何在DNA复制过程中传递给子代细胞的。

第六章遗传和变异第一节遗传的物质基础三．基因的表达学习目标1．基因的概念和功能2．基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体的关系3．DNA的基本功能4．基因控制蛋白质合成的过程（转录、翻译）5．遗传信息的传递过程——中心法则6．“密码子”的概念知识点:1．基因的概念定义：基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是有遗传效应的DNA片段。

与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。

与DNA的关系：每个DNA分子含有若干个基因。

与性状的关系：是控制性状的基本单位，特定的基因控制特定的性状。

遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表生物的遗传信息。

2．DNA的功能①通过复制，在生物的传种接代中传递遗传信息。

②在后代的个体发育中，能使遗传信息得以表达，从而使后代表现出与亲代相似的性状。

3．RNA的结构和种类结构：与DNA比较。

4．基因控制蛋白质的合成转录：在细胞核中以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。

翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具形成特定氨基酸连接顺序的蛋白质过程。

5．中心法则内容；遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。

图解：教学过程1．弄清基因的概念DNA分子复制后，通过生殖过程传给后代，后代获得了与亲代结构相同的DNA。

在个体发育中，就体现出与亲代相似的性状。

因此，DNA可以控制生物性状。

每种生物的性状很多，而受精卵细胞中DNA的数量是有限的，因此，每个DNA分子要控制多种性状。

这样，一个DNA分子要划分若干个功能区段，不同区段要控制不同的性状，每个区段称为一个“基因”，从而得出：基因是控制生物性状的结构和功能单位，是有遗传效应的DNA片段。

2．正确区分遗传信息和遗传“密码子”基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序称为遗传信息。

遗传“密码子”是指信使RNA中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，它决定蛋白质中的氨基酸排列的顺序。

作业一：一、名词解释：1、基因：是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。

2、基因组该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子3、操纵子:原核生物的几个功能相关的结构基因往往排列在一起，转录生成一个mRNA，然后分别翻译成几种不同的蛋白质。

这些蛋白可能是催化某一代谢过程的酶，或共同完成某种功能。

这些结构基因与其上游的启动子，操纵基因共同构成转录单位，称操纵子。

4、启动子:是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，包括至少一个转录起始点。

在真核基因中增强子和启动子常交错覆盖或连续。

有时，将结构密切联系而无法区分的启动子、增强子样结构统称启动子。

5、增强子:是一种能够提高转录效率的顺式调控元件，最早是在SV40病毒中发现的长约200bp的一段DNA，可使旁侧的基因转录提高100倍，其后在多种真核生物，甚至在原核生物中都发现了增强子。

增强子通常占100～200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8～12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。

6、基因表达：是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。

二、简答题1、说明限制性内切核酸酶的命名原则要点。

答：限制性内切核酸酶采用三字母的命名原则,即属名+种名+株名的各一个首字母,再加上序号. 基本原则: 3-4个字母组成,方式是:属名+种名+株名+序号; 首字母: 取属名的第一个字母,且斜体大写;第二字母: 取种名的第一个字母,斜体小写;第三字母: (1)取种名的第二个字母,斜体小写;(2)若种名有词头,且已命名过限制酶,则取词头后的第一字母代替.第四字母: 若有株名,株名则作为第四字母,是否大小写,根据原来的情况而定,但用正体. 顺序号: 若在同一菌株中分离了几种限制酶,则按先后顺序冠以I,Ⅱ,Ⅲ,…等,用正体.2、什么是限制性内切核酸酶的星号活性？受哪些因素影向？答：Ⅱ类限制酶虽然识别和切割的序列都具有特异性，但是这种特异性受特定条件的限制，即在一定环境条件下表现出来的特异性。

1.基因、遗传信息的概念：2.DNA 复制、转录、翻译的概念：3.密码子的概念：1.从菌体结构、菌落特征、毒性的角度，区别R 型和S 型肺炎双球菌：2. 比较格里菲斯和艾弗里的肺炎双球菌转化实验的实验操作、实验结论：3.T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验的操作步骤、实验结论：4. 噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的、离心的目的：5.保温时间过短或过长、搅拌不充分、离心不彻底对实验结果的影响：6.DNA 分子双螺旋结构的主要特点：7.细胞中的DNA 和RNA 分子结构的区别：8.从模板、原料、场所、酶、能量的角度，区别DNA 复制、转录、翻译：9. 比较DNA 复制、转录、翻译过程中碱基配对方式：10.在蛋白质合成过程中，mRNA 、tRNA 、rRNA 的作用分别是：11.基因对生物性状的控制途径：1.S 型肺炎双球菌的DNA 使R 型活菌转化为S 型活菌发生的变异类型为。

将S 型菌DNA 与R 型活菌混合，在固体培养基表面形成的菌落有种，其中大多数表现为。

将R 型菌DNA 与S 型活菌混合，在固体培养基表面形成的菌落特征是。

2.用含32P 和35S 的T2 噬菌体侵染未标记大肠杆菌时，合成子代病毒蛋白质的场所是，合成子代病毒DNA 所需的模板来自，原料、能量等来自；释放的若干子代病毒中，含32P 和含35S 的情况分别是。

3. 噬菌体侵染细菌实验采用的技术有。

4.真核细胞的遗传物质是；原核细胞含有种核酸，种核苷酸，种碱基，遗传物质是；病毒含有种核酸，种核苷酸，种碱基，遗传物质是。

T2 噬菌体的遗传物质是，HIV 、SARS 、H I N I 、2019 新冠病毒的遗传物质（相同、不同）。

5. 沃森和克里克构建了模型，这个过程中威尔金森和弗兰克林为他们提供了。

沃森和克里克还提出了的假说。

6.科学家运用技术证明了DNA 半保留复制，该实验的研究方法（是、不是）假说-演绎法。

7.在细胞中，一个DNA 分子（能、不能）全部由基因组成，构成基因的碱基数占DNA 分子全部碱基总数的（多数、少数），一个RNA 分子长度比DNA 分子（长、短）。