突变体的互补系

高中生物学遗传概念及拓展同源染色体：大小、形态结构相似，代谢和遗传功能相同的染色体。

一条来自父方，一条来自母方。

遗传漂变：在一个小群体内,每代从基因库抽样形成下一代个体的配子时,就会产生较大的误差,由这种误差引起群体基因频率的偶然变化,叫做随机遗传漂变或简称为遗传漂变。

平衡致死品系：致死基因不能以纯合状态保存,因为纯合个体是致死的,所以只有以杂合状态保存.这种永远以杂合状态保存下来,不发生分离的品系叫做永久杂种,也叫做平衡致死品系。

母性影响：前定作用正反交的结果不同，子代表型受到母本基因型的影响而和母本的表型一样的现象转座子：细胞中能自发的改变自身位置，从染色体的一个位置转移到另一个位置的一段DNA顺序。

移码突变：DNA分子中增减一个或几个核苷酸（不是3个），是移码编组移动而产生的突变。

局限性转导：由温和噬菌体进行的转导。

基因频率:是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率基因型频率指一个种群某种基因型的所占的百分比自发突变:在自然条件下发生的突变诱发突变：根据突变产生大的机理，人为利用化学、物理因素处理诱发基因突变累加作用：每个有效基因的作用按一定数值与尽余值(无效基因的基本值)相加或相减。

倍加作用：每个有效基因的作用按一定数值与尽余值相乘或相除。

完全连锁：在同一染色体上的连锁基因100%联系在一起传递到下一代如雄果蝇、雌蚕。

不完全连锁：由于同源染色体之间的交换，使位于同一对染色体上的连锁基因发生部分的重新组合，重组型远远小于亲本型，这种现象被称为不完全连锁。

转化：一个细菌品系的细胞由于吸收了另一细菌品系分离得来的DNA(称为转化因子)而发生的遗传性状改变的现象。

转导：以病毒作为载体把遗传信息从一个细菌细胞传到另一个细菌细胞的过程。

转导可分为普遍性转导和局限性转导。

二价体与二倍体:联会后的一对同源染色体称为二价体，含有两个染色体组的生物个体称为二倍体颠换与转换（碱基替换）:指DNA分子中一种嘌呤被另一种嘌呤替换，或一种嘧啶被另一种嘧啶替换的突变方式；颠换:指DNA 分子中的嘌呤碱基被嘧啶碱基替换，或嘧啶碱基被嘌呤碱基替换的突变方式性状：生物个体所表现的形态结构和生理生化铁证的总和。

细菌与噬菌体遗传(三)(总分：247.00，做题时间：90分钟)一、选择题(总题数：7，分数：7.00)1.菌株A可以石油燃料为营养，菌株B则不能利用石油燃料，活化菌株B，杀死菌株A，混合在一起，几小时后，混合物变得混浊，经检查得知，混浊是菌株A快速生长的结果，引起的这种现象原因是______ A．性导 B．转录 C．转导 D．转化（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：2.两种噬菌体杂交，如a+b+×a-b-，下列哪种公式可用于计算位点间的重组率______A．a+b-/(a+b++a+b-)B．a-b+/(a+b++a-b+)C．(a+b-+a-b+)/(a+b-+a-b++a+b+)D．(a+b-+a-b+)/(a+b-+a-b++a+b++a-b-)E．上述答案均不对（分数：1.00）A.B.C.D. √E.解析：3.转化时，供体菌a+b+c+可给受体菌a-b-c-提供DNA，假定这些基因是紧密连锁的，顺序为abc，它们很容易一起遗传，那么下列何种转化类型出现的最少______A．a-b+c- B．a+b-c+ C．a+b+c+ D．a-b+c+E．由于三个位点可能在同一片段上传递，故各类转化类型出现的频率相等。

（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：4.已知一种Hfr菌株可把a和b基因按ab顺序地传递给受体。

那么在杂交Hfra+b+×F-a-b-中，下列哪个公式可用来计算基因a和b间的重组率______A．a+b-/(a+b++a+b-)B．a-b+/(a-b++a+b+)C．(a+b-+b+a-)/(a+b-+a-b++a+b+)D．(a+b-+a-b+)/(a+b++a+b-+a-b++a-b-)（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：5.有两个细菌品系，它们合成三种氨基酸的能力不同，以a+b+c+为供体和受体a-b-c-杂交。

杂交后，取细菌的悬浮液分别涂在补充了氨基酸A、B和C的培养基上，观察到在一种平板上有四种细菌菌落，然后把此菌落影印到各种平板上(如图所示)根据上述资料，下列有关各菌落基因型的阐述哪句话正确______A．菌落②的基因型一定是a-b+c- B．菌落③的基因型一定是a+b+c+C．菌落④的基因型一定是a-b-c- D．上述答案均对（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：6.以青霉素培养基做为选择培养基，用来筛选细菌的营养缺陷型，这一技术的原理是______A．青霉素可杀死敏感型细菌，只允许抗性型细菌在上生存B．青霉素有时可补偿营养缺陷型，允许营养缺陷型细菌在基本培养上生存C．青霉素在营养缺陷型的菌落特征上，起明显的修饰作用，便于人们观察认识D．青霉素可杀死繁殖的原养型细菌，只留下营养缺陷型（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：7.大肠杆菌的一个基因型为a+b+c+d+e+，Str s的Hfr菌株与一个基因型为a-b-c-d-e-Str r的F-菌株杂交了30min 后，由链霉素处理，再从存活的受体菌中选取出e+类型的原养型，其他+基因的频率为a+70%，b+没有，c+85%，d+10%，它们与供体原点的相对位置是______A．bdac B．dbac C．abdc D．cbad（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：二、解答与分析题(总题数：40，分数：240.00)8.有时由于基因突变，发生代谢障碍，有化学物质积累，这个事实对于我们说明单个基因的多效现象是否有启发?（分数：6.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(当单个基因发生突变造成化学物质积累，而该物质可以为多个代谢过程的中间产物，可以影响与该化学物质一系列有关的代谢过程，从而影响多个性状的表达，造成一因多效现象。

基因工程名词解释1、基因工程：对不同的遗传物质在体外进行剪切、组合和拼接，使遗传物质重新组合，然后通过载体转入微生物、植物和动物细胞内，进行无性繁殖，并使所需的基因在细胞中表达，产生人类所需的产物或新生物类型。

2、重组DNA技术：是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后再转入另一个生物体（受体）内，按照人们的意愿稳定遗传并表达新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。

3、基因xx：经无性繁殖获得基因许多相同拷贝的过程。

通常是将单个基因导入宿主细胞中复制而成。

（包括把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体DNA在体外人工连接，构建成新的重组的DNA，然后送入受体生物中去表达。

从而产生遗传物质和状态的转移和重新组合。

）4、限制性内切核酸酶：一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸水解酶。

5、修饰酶：体内有些酶可在其他酶的作用下，将酶的结构进行共价修饰，使该酶活性发生改变，这种调节称为共价修饰调节(covalentmodificationregulation)，这类酶称为修饰酶(prosessing enzyme)。

6、同裂酶：识别相同序列的限制酶称同裂酶，但它们的切割位点可能不同。

（同序同切酶、同序异切酶、“同功多位”等）7、同尾酶：切割不同的DNA片段但产生相同的粘性末端的一类限制性内切酶。

8、位点偏爱：某些限制酶对同一底物中的有些位点表现出偏爱性切割，即对不同位置的同一个识别序列表现出不同切割效率。

9、星星活性：极端非标准反应条件下，限制酶能够切割与识别序列相似的序列，这个改变的特殊性称星星活性。

10、甲基化酶：原核生物甲基化酶是作为限制与修饰系统中的一员，用于保护宿主DNA不被相应的限制酶所切割。

11、DNA聚合酶：以DNA为复制模板，从将DNA由5'端点开始复制到3'端的酶。

DNA聚合酶的主要活性是催化DNA的合成（在具备模板、引物、dNTP等的情况下）及其相辅的活性。

第2章孟德尔式遗传分析: 习题解1 题解a:(1) 他们第一个孩子为无尝味能力的女儿的概率是1/8;(2) 他们第一个孩子为有尝味能力的孩子的概率是3/4;(3) 他们第一个孩子为有尝味能力儿子的概率是3/8。

b：他们的头两个孩子均为品尝者的概率为9/16。

2 题解：已知半乳糖血症是常染色体隐性遗传。

因为甲的哥哥有半乳糖症，甲的父母必然是致病基因携带者，而甲表现正常，所以甲有2/3的可能为杂合体。

乙的外祖母患有半乳糖血症，乙的母亲必为杂合体，乙有1/2的可能为杂合体，二人结婚，每个孩子都有1/12的可能患病。

3 题解：a:该病是常染色体显性遗传病。

因为该系谱具有常显性遗传病的所有特点：（1）患者的双亲之一是患者；（2）患者同胞中约1/2是患者，男女机会相等；（3）表现连代遗传。

b：设致病基因为A，正常基因a，则该家系各成员的可能基因型如图中所示c：1/24 题解a：系谱中各成员基因型见下图b：1/4X1/3X1/4=1/48c：1/48d：3/45题解：将红色、双子房、矮蔓纯合体(RRDDtt)与黄色、单子房、高蔓纯合体(rrddTT)杂交，在F2中只选黄、双、高植株((rrD-T-))。

而且，在F2中至少要选9株表现黄、双高的植株。

分株收获F3的种子。

次年，分株行播种选择无性状分离的株行。

便是所需黄、双、高的纯合体。

6 题解：正常情况：YY褐色(显性)；yy黄色(隐性)。

用含银盐饲料饲养：YY褐色→黄色（发生表型模写）因为表型模写是环境条件的影响，是不遗传的。

将该未知基因型的黄色与正常黄色在不用含银盐饲料饲养的条件下,进行杂交,根据子代表型进行判断。

如果子代全是褐色，说明所测黄色果蝇的基因型是YY。

表现黄色是表型模写的结果。

如果子代全为黄色，说明所测黄色果蝇的基因型是yy。

无表型模写。

7 题解: a：设计一个有效方案。

用基因型分别为aaBBCC、AAbbCC、AABBcc的三个纯合体杂交，培育优良纯合体aabbcc。

α-互补现在使用的许多载体都带有一个E.coli DNA的短区段，其中含有β-半乳糖苷酶的-α肽基因（lacZ’）的调控序列和头146个氨基酸的编码信息。

这个编码区中插入了一个MCS，它并不破坏读框，但是可使少数几个氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影响功能，这种载体适用于编码β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主细胞，虽然宿主和质粒编码的片段各自都没有酶活性，但它们可融为一体，形成具有酶活性的蛋白，从而实现互补α-互补(Alpha complementation) ：噬菌体载体的基因间隔区插入E.coli 的一段调节基因及lac Z的N端146个氨基酸残基编码基因，其编码产物为β—半乳糖苷酶的α片段。

突变型lac - E.coli 可表达该酶的W片段（酶的C端）。

单独存在的α及W片段均无β半乳糖苷酶活性，只有宿主细胞与克隆载体同时共表达两片段时，宿主细胞内才有β半乳糖苷酶活性，使特异性作用物变为蓝色化合物，这就是所谓的α- 互补。

α-互补（α-complementation）α-互补是指lacZ 基因上缺失近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的β-半乳糖苷酶（β-galactosidase ，由1024 个氨基酸组成）阴性的突变体之间实现互补。

α-互补是基于在两个不同的缺陷β-半乳糖苷酶之间可实现功能互补而建立的。

大肠杆菌的乳糖lac 操纵子中的lacZ 基因编码β-半乳糖苷酶，如果lacZ 基因发生突变，则不能合成有活性的β-半乳糖苷酶。

例如，lacZ△M15 基因是缺失了编码β-半乳糖苷酶中第11-41 个氨基酸的lacZ 基因，无酶学活性。

对于只编码N-端140 个氨基酸的lacZ 基因（称为lacZ'），其产物也没有酶学活性。

但这两个无酶学活性的产物混合在一起时，可恢复β-半乳糖苷酶的活性，实现基因内互补。

在lacZ' 编码区上游插入一小段DNA片段（如51 个碱基对的多克隆位点），不影响β-半乳糖苷酶的功能内互补。

阳性鉴定实验原理重组质粒转化大肠杆菌宿主细胞后，还需要对转化菌落进行筛选鉴定。

利用a互补现象进行筛选是最常用是最常用的一种阳性鉴定方法。

现在使用的许多载体（如pUC系列）都带有一个大肠杆菌DNA的短区段，其中含有β-半乳糖苷酶基因（LacZ）的调控序列和β-半乳糖苷酶a肽链氨基端（146个氨基酸）的编码信息。

这个编码区中插入了一个多克隆位点，它并不破坏读框，但可使少数几个氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端，而不影响功能。

这种载体适用于可编码β-半乳糖苷酶C 端部分序列（o片段）的宿主细胞。

虽然宿主和质粒编码的片段各自都没有酶活性，但它们可以融为一体，形成具有酶学活性的蛋白质。

这样，Lacz基因编码a肽链与失去N端的B半乳糖苷酶突变体互补，这种互补现象叫a互补。

由a互补而产生的Lac+细菌易于识别，因为它们在生色底物5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-gal）存在下形成蓝色菌落，而外源DNA 片段插入到质粒的多克隆位点后，几乎不可避免地导致产生无a互补能力的氨基端片段，因此带重组质粒的细菌形成白色菌落。

这一简单的颜色试验大大简化了在这种质粒载体中鉴定重组体的工作。

碱法提取质粒是基于细菌染色体DNA与质粒DNA的变性与复性特征而达到分离目的的。

在pH高达12.6的碱性条件下，染色体DNA的氢键断裂，双螺旋结构解开而变性。

质粒DNA的大部分氢键也断裂，但超螺旋共价闭合环状的质粒DNA两条互补链不会完全分离，当以pH4.8的NaAc高盐缓冲液调节其pH至中性时，变性的质粒复性迅速而准确，而细菌染色体DNA的两条互补链彼此已完全分开，复性就不会那么迅速而准确，它们相互缠绕形成网状结构，通过离心，细菌染色体DNA与不稳定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物以及细菌碎片等一起沉淀下来而被除去。

由此可以鉴定为阳性。

CRISPR-dCas9系统简介dCas9蛋⽩是Cas9蛋⽩的突变体，即Cas9内切酶的RuvC1和 HNH两个核酸酶活性区域同时发⽣突变。

因此，dCas9蛋⽩的内切酶活性全部消失，只保留由gRNA引导进⼊基因组的能⼒。

CRISPR-dCas9系统提供了⼀个研究定点转录调控的平台。

在这个平台中，dCas9主要是与其他效应蛋⽩融合（如GFP、转录因⼦、组蛋⽩修饰等），进⾏基因调控，基因组成像，染⾊质或DNA修饰以及染⾊质免疫沉淀等。

Figure 8 :The Cas9 null mutant has lostboth of its DNA cleavage domains while still retaining its ability to targetgenomic loci through gRNA:DNA interactions. By fusing effector domains to theCas9 null mutant, it is possible to activate gene expression (i.e. V964 orNF-kB), repress gene expression (i.e. KRBA domain), visualize genomic loci(i.e. EGFP), perform chromatin remodelling (i.e. TET proteins), and simplifychromatin immunopercipitation (through an antibody epitope tag)⼀、转录调控系统2013年，齐等⼈将来⾃化脓性链球菌的Cas9的核酸酶结构域（在HNH结构域中产⽣H840A突变和在RuvC结构域中产⽣D10A突变）进⾏突变，以产⽣核酸酶缺陷的“dCas9”。

这种“钝化”和“死亡”Cas9失去切割DNA的功能，但在gRNA的指导下仍能以相同的精确度靶向和结合DNA。

突变体的互补系
突变体是指生物体基因序列中发生突变的变异体，其可能具有不同的性状和表现型。

在研究突变体时，互补系是一种重要的实验手段。

互补系是指由两个不同的突变体杂交而形成的后代，其表现型与野生型相同。

通过建立互补系，可以确定两个突变体是否影响同一基因或同一代谢途径，还可以揭示基因功能和代谢途径的复杂性。

互补系的建立需要在实验室中进行人工杂交和筛选，并需要借助分子生物学和基因组学等现代技术进行鉴定和分析。

通过互补系的研究，可以深入了解突变体的性状和表现型，为基因功能和代谢途径的研究提供重要的实验手段。

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细菌与噬菌体遗传(三)(总分：247.00，做题时间：90分钟)一、选择题(总题数：7，分数：7.00)1.菌株A可以石油燃料为营养，菌株B则不能利用石油燃料，活化菌株B，杀死菌株A，混合在一起，几小时后，混合物变得混浊，经检查得知，混浊是菌株A快速生长的结果，引起的这种现象原因是______ A．性导 B．转录 C．转导 D．转化（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：2.两种噬菌体杂交，如a+b+×a-b-，下列哪种公式可用于计算位点间的重组率______A．a+b-/(a+b++a+b-)B．a-b+/(a+b++a-b+)C．(a+b-+a-b+)/(a+b-+a-b++a+b+)D．(a+b-+a-b+)/(a+b-+a-b++a+b++a-b-)E．上述答案均不对（分数：1.00）A.B.C.D. √E.解析：3.转化时，供体菌a+b+c+可给受体菌a-b-c-提供DNA，假定这些基因是紧密连锁的，顺序为abc，它们很容易一起遗传，那么下列何种转化类型出现的最少______A．a-b+c- B．a+b-c+ C．a+b+c+ D．a-b+c+E．由于三个位点可能在同一片段上传递，故各类转化类型出现的频率相等。

（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：4.已知一种Hfr菌株可把a和b基因按ab顺序地传递给受体。

那么在杂交Hfra+b+×F-a-b-中，下列哪个公式可用来计算基因a和b间的重组率______A．a+b-/(a+b++a+b-)B．a-b+/(a-b++a+b+)C．(a+b-+b+a-)/(a+b-+a-b++a+b+)D．(a+b-+a-b+)/(a+b++a+b-+a-b++a-b-)（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：5.有两个细菌品系，它们合成三种氨基酸的能力不同，以a+b+c+为供体和受体a-b-c-杂交。

杂交后，取细菌的悬浮液分别涂在补充了氨基酸A、B和C的培养基上，观察到在一种平板上有四种细菌菌落，然后把此菌落影印到各种平板上(如图所示)根据上述资料，下列有关各菌落基因型的阐述哪句话正确______A．菌落②的基因型一定是a-b+c- B．菌落③的基因型一定是a+b+c+C．菌落④的基因型一定是a-b-c- D．上述答案均对（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：6.以青霉素培养基做为选择培养基，用来筛选细菌的营养缺陷型，这一技术的原理是______A．青霉素可杀死敏感型细菌，只允许抗性型细菌在上生存B．青霉素有时可补偿营养缺陷型，允许营养缺陷型细菌在基本培养上生存C．青霉素在营养缺陷型的菌落特征上，起明显的修饰作用，便于人们观察认识D．青霉素可杀死繁殖的原养型细菌，只留下营养缺陷型（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：7.大肠杆菌的一个基因型为a+b+c+d+e+，Str s的Hfr菌株与一个基因型为a-b-c-d-e-Str r的F-菌株杂交了30min 后，由链霉素处理，再从存活的受体菌中选取出e+类型的原养型，其他+基因的频率为a+70%，b+没有，c+85%，d+10%，它们与供体原点的相对位置是______A．bdac B．dbac C．abdc D．cbad（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：二、解答与分析题(总题数：40，分数：240.00)8.有时由于基因突变，发生代谢障碍，有化学物质积累，这个事实对于我们说明单个基因的多效现象是否有启发?（分数：6.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(当单个基因发生突变造成化学物质积累，而该物质可以为多个代谢过程的中间产物，可以影响与该化学物质一系列有关的代谢过程，从而影响多个性状的表达，造成一因多效现象。

突变体名词解释
突变体是指发生突变的个体，具有与野生型不同的表型的特点。

突变体是一种遗传状态，可以通过复制而遗传的结构的任何永久性改变，都叫突变。

所有的突变体是结构中碱基发生的变化。

携带突变的生物个体或群体或株系。

按照突变生成的过程可以分为自发突变和诱发突变。

引起突变的物理因素（如X射线）和化学因素（如亚硝酸盐），称为突变剂。

由于突变剂的作用而产生突变称为突变生成作用，中文也简称为突变。

如果这一作用在自然界中发生的，不管是由于自然界中突变剂作用的结果还是由于偶然的复制错误被保留下来，都叫做自发突变生成。

其结果是产生一种称为自发突变的遗传状态，携带这种突变体的个体或群体或株系就称为自发突变体。

自发突变的频率平均为每一核苷酸每一世代10-10～10-9.相反，如果这种作用是由于人们使用突变剂处理生物体而产生的，叫做诱发突变生成，简称诱变。