第六章真核生物的遗传分析最新
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真核生物的基因组结构与功能分析真核生物是指在生命进化过程中逐渐形成的一类生物,其基本特征之一是存在真核细胞核。
真核生物的基因组结构较为复杂,包含多个线性染色体和一些质粒。
对基因组结构的分析与理解,对于揭示其生物功能和进化机制是至关重要的。
一、真核生物的基因组结构真核生物的基因组大小较大,同一物种不同个体之间的基因组大小存在较大的差异。
基因组大小与细胞大小和复杂度之间存在着类似关联性。
人类基因组大小约为3亿个碱基对,其中蛋白编码基因仅占大约2%。
真核生物的基因组在基本结构上与细菌大相径庭,主要包括以下几个方面。
1. 染色体染色体是真核生物中最重要、最基本的遗传物质,是基因在生物体内的物质传递介质,是遗传信息的载体。
在精细结构上,真核细胞中存在很多复杂的染色体结构,如核小体、类固醇激素受体、平衡染色体等。
2. 基因组复制真核生物的基因组复制主要包括原核生物和真核生物的不同模式,其中原核生物中存在着DNA单线复制机制,而真核生物则采用DNA复制机器进行自我复制。
与原核生物不同的是,真核生物的DNA复制机器必须满足染色体的线性特性和复杂的三维结构,包括多个酶和蛋白质。
3. 基因只读基因只读是指通过读取基因组中的基因序列,进而达到生物高效功能表达和调节的过程。
真核生物基因组的序列阅读具有高度异质性,不同物种、不同个体之间存在大量的序列差异,这在一定程度上阻碍了对真核生物的功能研究。
二、真核生物的基因组功能分析真核生物的基因组分析主要包括以下几个方面。
1. 蛋白编码基因预测蛋白编码基因是真核生物基因组的重要组成部分,对真核生物的基因组进行蛋白编码基因预测,可以揭示其生物功能和进化机制。
目前,已经建立了多种基于序列、结构、相对位置等的蛋白编码基因预测算法与工具,如Glimmer、InterProScan、Pfam等。
2. 生物信息分析真核生物的基因组分析需要大量的计算资源和分析工具,这就需要借助生物信息学的手段来实现。
第六章 遗传重组1.简述同源重组的Meselson-Radding模型根据Meselson-Radding模型,基因的重组以及转换与异源DNA链的形成有密切关系,具体过程分步论述如下:(1)Holliday中间体的形成:①切断:同源联会的两个DNA分子中任意的一个出现单链切口,切口可能由某些内切酶产生,也可能由使同源DNA接近并发生联会的蛋白质因子作用导致切口的产生。
②链置换:切口处形成的5'端局部解链,酶系统利用切口处的3'-OH合成新链,填补解链后形成的单链空缺。
原有的链被逐步排挤置换出来。
③单链侵入:由链置换产生的单链区段侵入到参与联会的另一条DNA分子因局部解链而产生的单链泡中。
局部解链可能是由于某种DNA结合蛋白的作用产生,也可能由DNA的呼吸作用产生。
④环状DNA单链切除:侵入的单链DNA与参与联会的另一条DNA分子中的互补链形成碱基配对,同时把与侵入单链的同源链置换出来,由此产生D形环状结构。
D形环状结构的单链区随后被5'→3'外切酶切除降解掉。
⑤链同化:D形环状结构切除中产生的3'-OH断头与侵入单链的5'-P在DNA连接酶的作用下共价连接,形成非对称性异源双链区。
异源双链区内往往含有错配碱基,这些错配碱基对面临着细胞内修复系统的修复作用,而修复的结果就有可能造成基因的转换。
⑥异构化:链同化进行过程中,DNA经过一定的扭曲旋转,形成Holliday中间体。
⑦分支迁移:两条DNA分子之间形成的交叉点可以沿 DNA移动,这一过程叫分支迁移。
迁移实际上是两条DNA分子之间交叉的同源单链互相置换的结果,迁移的方向可以朝向DNA 分子的任意一端。
分支迁移使两条DNA分子中都出现异源双链区,此时称之为对称性异源双链区。
异源双链区的修复时间和方式与基因转换的发生与否有密切关系。
Holliday中间体的形成(2)Holliday中间体的拆分及异源双链区的修复①Holliday中间体的拆分Holliday中间体的形成只完成了重组的一半,由它联系在一起的两条DNA分子必须经过拆分回复到彼此分开的双螺旋分子状态。
《遗传学》课程教学大纲课程编号:1142312 课程学时:87 课程学分: 4开课学期:第4或5学期适用专业:生物科学、生物技术一、教学目标遗传学是研究生物遗传、变异规律的科学,它是生物科学和生物技术相关专业必修课程之一,也是专业主干课。
随着"人类基因组计划"的进行和深入遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一,是生命科学各门学科的核心,它的分支几乎扩展到生物学的各个研究领域。
本课程的教学既是使学生全面掌握遗传学的基本规律、基本理论、基本概念、基本研究方法,了解遗传学的最新发展,并将培养学生的遗传分析能力作为重点,力求始终贯彻遗传分析的思维理念,并从不同层次、不同侧面上掌握遗传物质的本质、传递、变异、及遗传信息的表达调控的分析和解决遗传学问题的技巧。
二、课程性质与任务遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学,是生物科学中一门体系十分完整、发展十分迅速的理论科学,同时又是一门紧密联系生产实际的基础科学。
《遗传学》是生物科学和生物技术专业的骨干基础课程,在这些专业的本科生教学计划中占有极为重要的地位。
本课程全面系统地介绍遗传的细胞学基础、孟德尔的分离规律和独立分配规律、连锁遗传和性连锁、染色体结构和数目变异、细菌和病毒的遗传分析、基因的表达与调控、基因工程和基因组学、基因突变、细胞质遗传、遗传与发育、数量遗传、群体遗传与进化等。
通过本课程学习,使学生全面掌握遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法,了解遗传学的最新发展,学习应用遗传学基本原理分析一般遗传问题的能力与技巧,为进一步学习育种学及其他有关课程奠定理论基础。
三、预修课程开设本门课程需要植物学、动物学、微生物学、生物化学等课程作为基础,为以后开设分子生物学、遗传工程、现代生物技术学等奠定基础,应在大学第四、五学期开设。
四、学时分配周6学时(3/3),共计87学时。
其中理论讲授51学时,实验36学时。
理论部分教学内容如下(实验部分另附实验大纲):五、讲授内容第一章绪论教学目的和要求:使学生了解遗传学的过去、现在和将来的发展趋势,掌握遗传学的概念及其研究对象和任务,了解其形成、发展及应用领域。
第六单元遗传的物质基础测试卷时间:90分钟分值:100分一、单选题(共50分,1-20题每题1分,21-35题每题2分)1.(2023春·四川泸州·高一泸县五中校考期末)下列有关赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,说法错误的是()A.子代噬菌体DNA中的部分元素来自亲代噬菌体B.35S标记的T2噬菌体的获得需用35S标记的大肠杆菌培养C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中检测到较高的放射性,可能是因为培养时间过长D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA2.(湖南省怀化市2022-2023学年高一下学期期末生物试题)在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
与常态相比,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”,人为去除基种因素的称“为减法原理”。
下列相关叙述正确的是()A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,利用了“减法原理”B.在“蛋白质的检测和观察”验证实验中,利用了“加法原理”C.探究“绿叶中的色素提取和分离”实验中,利用了“加法原理”D.“艾弗里的肺炎链球菌转化”实验,利用了“减法原理”3.(2023春·山东烟台·高一统考期末)为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质,某实验小组进行了如下图所示实验。
下列说法正确的是()A.实验1为空白对照组,以消除无关变量对实验结果的影响,增强实验的可信度B.根据实验1、2、3的实验现象可得出结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNAC.实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组,可以进一步验证实验结论D.该实验与格里菲思的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应4.(四川省南充市2022-2023学年高一7月期末生物试题)人们对遗传物质的认识经历了不断探索与发展的过程。
下列叙述正确的是()A.艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中提出了S型细菌中有转化因子B.格里菲思在肺炎链球菌体内转化实验中证明了DNA才是转化因子C.烟草花叶病毒感染实验说明自然界有些病毒的遗传物质是RNAD.“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验证明了DNA是主要的遗传物质5.(2023·辽宁沈阳·高一统考学业考试)赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传物质。