第六章真核生物的遗传分析最新

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。

第六章真菌类的染色体作图课后习题及答案1．在红色面包霉中，ab是任意两个基因。

杂交组合为ab*++,每个杂交分析了100个子囊，结果如下表：子囊包子的类型和数目ab a+ab ab ab a+a+ab a+a++b+++b+b+++b+++++++b+++++b+b a+ab a+ab 134******** 2841150000 3553400200 4711181801 596242281020 6310136104对每一个杂交，分析基因之间连锁关系和遗传距离，确定基因与着丝粒间的距离。

答：对上表进行分析如下：ab a+ab ab ab a+a+ab a+a++b+++b+b+++b+++++++b+++++b+b a+ab a+ab分类PD NPD TT TT PD NPD TTa基因分离MI MI MI MII MII MII MII b基因分离MI MI MII MI MII MII MII(1).对第一个杂交进行分析：要判断a与b之间是否发生连锁，即要比较PD和NPD类型的数目，若有连锁存在时，则不发生交换（PD类型）减数分裂细胞的数目应明显多于发生四线交换（NPD类型）的细胞数目，即PD>NOD时，表明有连锁存在。

对第一个杂交分析可知其PD=NPD,因此说a与b之间不存在连锁，a与b之间就不存在遗传距离。

由于基因-着丝粒距离是MII离子囊类型百分率的1/2，所以重组率=1/2重组型子囊数/总子囊数*100%。

a与着丝粒间的遗传距离=1/2*0/100*100=0cMb与着丝粒间的遗传距离=1/2*32+0/100*100=16 cM(2).对第二个杂交进行分析：由于PD类型远大于NPD类型，即PD>NOD，表明a与b连锁。

a与b之间的遗传距离=50*（TT+6NPD）=50*(15/100+6*1/100)=10.5 cMa与着丝粒间的遗传距离=1/2*0/100*100=0 cMb与着丝粒间的遗传距离=1/2*15/100*100=7.5 cM由此可知a与b位于着丝粒的两端。

幻灯片 1习题参考答案第四章第五章幻灯片2第四章孟德尔式遗传分析2. 在小鼠中，等位基因 A 引起黄色皮毛，纯合时不致死。

等位基因 R 可以单独引起黑色皮毛。

当 A 和 R 在一起时，引起灰色皮毛；当 a 和 r 在一起时，引起白色皮毛。

一个灰色的雄鼠和一个黄色雌鼠交配，F1 表型如下：3/8 黄色小鼠， 3/8 灰色小鼠， 1/8 黑色小鼠， 1/8 白色小鼠。

请写出亲本的基因型。

A_R_A_rrAaRrAarraaR_aarrA_rrA_R_幻灯片3第四章孟德尔式遗传分析3. 果蝇中野生型眼色的色素的产生必需显性等位基因 A。

第二个独立的显性基因 P 使得色素呈紫色，但它处于隐性地位时眼色仍为红色。

不产生色素的个体的眼睛呈白色。

两个纯系杂交，结果如下：AaXPXp AaXpY解释它的遗传模式，并写出亲本、F1 和F2 的基因型。

A/a 位于常染色体上，P/p 位于X染色体上；基因型aa 的个体眼睛呈白色，基因型A_XP_ 的个体眼睛呈紫色，基因型A_XpXp、A_XpY 的个体眼睛呈红色。

幻灯片4第四章孟德尔式遗传分析4. 一条真实遗传的棕色狗和一条真实遗传的白色狗交配，所有F1 的表型都是白色的。

F1 自交得到的 F2 中有 118 条白色狗、32 条黑色狗和 10 条棕色狗。

给出这一结果的遗传学解释。

分析: 子二代分离为 12:3:1，可看作9:3:3:1 的衍生，白色与有色（黑 + 棕）之比 3:1 ，而在有色内部，黑与棕之比也是 3:1,表明遗传很有可能涉及有两对基因之差。

假设: 1. 基因 A 控制白色，即基因型A_B_、A_bb 为白色。

2. 有显性基因 A 时，B（黑色）和 b（棕色）不表现显隐性关系；3. 无显性基因 A 即 aa 时， B（黑色）和 b（棕色）表现显隐性关系。

P 棕色×白色F1 白色118 32 10F2 12白色 : 3黑色 : 1棕色aabb AABBAaBbA_B_ A_bb aaB_ aabb在此，显性基因A 对另一显性基因B 是上位性的。

生物必修二第六章遗传与变异难点解析高中生物教材中的遗传与变异是难度最大的内容，下面是店铺给大家带来的生物必修二第六章遗传与变异难点解析，希望对你有帮助。

高中生物遗传与变异难点解析1、DNA是“主要”的遗传物质【解析】核酸是生物的遗传物质，而核酸又包括脱氧核酸(即DNA)和核糖核酸(即RNA)。

在整个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的。

有DNA的生物(具有细胞结构的生物和DNA病毒——烟草花叶病毒、乙肝病毒等)，DNA就是遗传物质;只有少数病毒(如艾滋病病毒、SARS病毒、禽流感病毒等)没有DNA，只有RNA，RNA才是遗传物质。

因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

另外在证明DNA是遗传物质的实验过程中，其设计思想是：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。

2、染色体是基因的“主要”载体【解析】基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体(叶绿体和线粒体中的DNA上也有基因存在)。

一般情况下，一条染色体上有一个DNA分子，在一个DNA 分子上有许多基因。

在真核细胞中，DNA是主要遗传物质，而DNA 又主要分布在染色体上，所以染色体是遗传物质的主要载体。

原核生物和病毒(DNA病毒)都没有染色体，但有DNA分子。

3、生物的性别决定方式“主要”有两种：一种是XY型，另一种是ZW型。

【解析】生物的性别决定方式：①XY型性别决定——很多种类的昆虫、某些鱼类和两栖类、所有的哺乳动物以及很多雌雄异株的植物(如菠菜、大麻等)。

雌性：N+XX;雄性：N+XY。

②ZW型性别决定——鸟类和蛾类等。

雌性：N+ZW;雄性：N+ZZ。

③基因对性别的决定——玉米是雌雄同株的植物，玉米细胞中有若干基因可以改变玉米植株的性别：如果正常植株基因型为A B ，则基因型为aaB 的植株因侧生的雌花序不能正常发育为成为雄株;基因型为A bb的植株因顶生雄花序转变为雌花序而成为雌株;基因型为aabb的植株顶生的花序也是雌花序而成为雌株。

第六单元遗传的物质基础单元练（时间：60分钟，满分：100分）一、选择题（本题共25小题，每小题2分，共50分。

）1．得出“DNA是主要的遗传物质”这个结论的主要原因是（）A．细胞内既有DNA又有RNA，其中DNA是主要的遗传物质B．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNAC．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNAD．除了极少数RNA病毒，其余所有生物的遗传物质都是DNA【答案】D【分析】核酸分为DNA和RNA，DNA主要分布在细胞核，基本组成单位是脱氧核苷酸，具有储存遗传信息的功能；RNA主要分布在细胞质，基本组成单位是核糖核苷酸，具有转运、催化、翻译模板等功能。

【详解】A、细胞生物的遗传物质都是DNA,不能得出这个结论，A错误；B、真核生物原核生物的遗传物质都是DNA，不得出“DNA是主要的遗传物质”这个结论，B错误；C、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，C错误；D、绝大多数生物遗传物质是DNA，部分病毒以RNA作遗传物质，比如HIV病毒，因此生物界中，DNA 是主要遗传物质，D正确；故选D。

2．遗传物质的发现是一个艰难而曲折的过程，经历许多科学家的不断接力，最终证明了DNA是主要的遗传物质。

下列相关叙述正确的是（）A．格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了R型细菌体内存在“转化因子”B．艾弗里和同事的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质C．赫尔希蔡斯噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D．烟草花叶病毒的侵染实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质【答案】D【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA 是遗传物质。

2、噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。

第六章真核生物遗传分析一、名词解释1、C值悖理(C—value paradox)：生物基因组的大小同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为C值悖理。

2、N值悖理(N value paradox)：物种的基因数目与生物进化程度或生物复杂性的不对应性，这被称之为N值悖理。

3、同源重组(homologous recombination)：同源重组的发生依赖于大范围的DNA 同源序列的联会，主要利用两个DNA分子序列的同源性识别重组对象，负责DNA配对和重组的蛋白质因子没有碱基序列的特异性，只要两条DNA序列相同或接近，重组就可以在此序列中的任何一点发生，重组中两DNA分子相互交换对等的结构部分。

4、位点专一性重组（site-specific recombination）：这类重组依赖于小范围的同源序列联会；重组事件只涉及特定位置的短同源序列，或仅涉及特定的碱基序列，重组时发生精确的切割和连接反应，DNA不丢失、不合成，重组发生在特殊位点上，此位点含有短同源序列，有位点专一性的蛋白因子催化。

两个DNA分子并不交换对等的序列部分，而往往是一个DNA分子整合到另一DNA分子中，因此这种重组又叫做整合式重组5、基因共转变（coconversion）：基因转变不仅是专一的，而且是有方向的，它不仅涉及单个位点（或基因座），而且涉及染色体的一个区段，如一对含有两个基因差异的突变型杂交时，在某些子囊中可以发生几个基因同时发生转变的现象，称为基因共转变6、末端连接（end-joining)：是指断裂的DNA末端彼此相连。

7、链滑动（strand-slippage）：是指DNA复制时，由一个模板跳跃到另一个模板所引起的重组。

8、异源双链DNA（heteroduplex DNA）：发生重组时，在重组处每个双链都有一段区域是由亲本DNA分子的各一条链组成，该区域称为异源双链DNA。

9、基因转变（gene conversion）：由于异源双链DNA区段不对称碱基对的不同修复过程导致一个基因转变为它的等位基因，称为基因转变。