原核生物的基因重组 ppt课件

原因 这种重组通常是由于DNA链之间 的错误配对和修复机制引起的。
过程 非同源重组通常发生在两条DNA 链的特定区域，这些区域由不同 的DNA序列定义。在重组过程中 ，这些区域会相互交换，以产生 新的DNA组合。
转座因子引起的重组
定义
转座因子引起的重组是指由于转座因子的存在而 引起的DNA序列之间的交换。
过程
当转座因子在DNA链上移动时，它们可以引起 DNA序列的重新排列和复制，从而产生新的DNA 组合。
原因
转座因子是一种可以在DNA链上移动的基因，它 们可以引起DNA序列的重新排列和复制。
重要性
转座因子引起的重组在生物进化中起重要作用， 因为它们可以产生新的基因组合和功能。同时， 它们也是导致基因组不稳定和疾病发生的重要因 素之一。
Western印记杂交
总结词
一种用于检测特定蛋白质的技术。
详细描述
将蛋白质样本与特定的抗体进行杂交，然后通过曝光底片显示结果，从而判断是 否存在目标蛋白质。
06
基因重组的未来展望
基因重组技术的改进
技术优化
不断优化重组技术，提高重组效率、准确性和稳定性。
新的应用领域
拓展基因重组技术在生物医药、农业、环保等领域的应用。
基因重组技术的伦理和社会问题
安全性问题
重组技术可能产生不可预 测的后果，对人类健康和 生态环境造成潜在风险。
人类尊严问题
基因重组技术可能对人类 生命系统产生深远影响， 需要谨慎考虑其伦理和道 德问题。
社会接受度
公众对基因重组技术的接 受程度和态度需要关注和 引导。
THANKS。
解决伦理和社会问题
积极参与伦理和社会问题的讨论，推动合理、规范地应用基因重 组技术。基因重组技术的商业化前景源自010203

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外源DNA被降解，转导失败。
(2)局限性转导（specialized transduction）
温和噬菌体感染
整合到细菌染色体的特定位点上
宿主细胞发生溶源化
溶源菌因诱导而发生裂解时， 在前噬菌体二侧的少数宿主 基因因偶尔发生的不正常切 割而连在噬菌体DNA上
部分缺陷的温和噬菌体
把供体菌的少数特定基因转移到受. 体菌中
的转化现象
目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力
进行自然转化，需要二方面必要的条件：
建立了感受态的受体细胞
外源. 游离DNA分子
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枯草芽孢杆菌的自然转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）
分泌感受态因子
与细胞表面受 体M相互作用
使细胞表面的 DNA结合蛋白 及核酸酶裸露出 来，使其具有与 DNA结合的活 性
b）决定因素也各有不同；
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(2)人工转化
在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组手段， 是基因工程的奠基石和基础技术。
不是由细菌自身的基因所控制；
用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为地处于一 种可以摄取外源DNA的“人工感受态”。
用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。
质粒的转化效率高；
含有F因子的细胞：“雄性”菌株（F+），其细胞表面有性菌毛 不含F因子的细胞：“雌性”菌株. （F-），细胞表面没有性菌毛7
F因子为附加体质粒 既可以脱离染色体在细胞内独立存. 在，也可插入（整合）到染色8 体上
F因子的四种细胞形式
a）F-菌株， 不含F因子，没有性菌毛，但可以通过 接合作用接收 F因子而变成雄性菌株（F+）；
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探究一：基因突变
思考.讨论 3.癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？
正常的成纤维细胞
癌变的成纤维细胞
①能够无限增殖； ②形态结构发生显著变化； ③细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间黏着性降低，易在体内分散和转移。
4.如何避免癌症的发生？ 远离致癌因子，选择健康的生活方式
探究一：基因突变
5 基因突变的原因
➢ 遗传特性
基
发生在配子中
将遵循遗传规律传递给后代
因
突
人类体细胞中某些基因的突
变
发生在体细胞中 变可一能般发不展能遗为传癌细胞！！！
有些植物(无性繁殖的生物)的体细胞发生了
基因突变，可以通过无性生殖遗传。
探究一.基因突变
思考.讨论
2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？作用分别是什么呢？
原癌基因
替 换AT GC
ACG
增 添 AT GC
ACG
缺 失 AT GC
ACG
A CGC GCG
A T AGC A T CG
A GC CG
只有使基因结 构发生改变才 是基因突变， 非基因区段的 碱基改变不是
基因突变。
2 基因突变的时期
通常发生在DNA 复制即分裂前的间期。
（DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到影响而 发生碱基的改变。）
情境导入
【资料1】抗倒伏、抗条锈病水稻品种是利用抗倒伏、易感条锈病水稻品种 与易倒伏、抗条锈病水稻品种作为亲本，进行杂交和多年选育获得的。P13 【资料2】早在1987年，我国就将作物种子带入太空，利用太空中的特殊 环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。P80 【资料3】残翅果蝇幼虫在31℃环境中培养，将得到一些翅长接近正常的果 蝇成虫，但其再正常温度25℃下产生的后代仍然后残翅果蝇。P75

3.微生物基因组结构的特点
3.1 原核生物（细菌、古生菌）基因组 （1）染色体为双链环状的DNA分子（单倍体）；
例外：布氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)的染色体是线状的
链环状的染色体在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式 存在于细胞中，该小体称为拟核(nucliod)，其上结合有类组蛋白蛋 白质和少量RNA分子，使其压缩成一种手脚架形的致密结构。
2.酵母菌的接合型遗传
单倍体可以是α或a两种接合型的其中之一，一个单倍 体酵母细胞是α型还是a型是由其本身的遗传特性所决定的 ，是一种稳定的遗传特征。
一种接合型的单倍体细胞有时会发生转变，即由α型 变成a型或再回到α型 。
3. 酿酒酵母的有性杂交育种程序： 两亲本菌株的选择
单倍体细胞的分离与验证 单倍体细胞遗传标记的制作
真核生物的基因重组方式主要有以下四种： （1）有性杂交 （2）准性杂交 （3）原生质体融合 （4）转化
一 、有性杂交（sexual hybridization）
1. 定义：不同遗传型两性细胞间发生的接合和 随之进行的染色体重组，进而产生新 遗传型后代的一种育种技术。
凡能产有性孢子的酵母菌、霉菌和蕈（Xun） 菌，原则上都能应用与高等动、植物杂交育种相 似的有性杂交方法进行育种。
外显子（exon）: 真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序 列可被转录为RNA并进而翻译为蛋白质。
（4）重复序列多；
4. 基因组测序方法
全基因组鸟枪测序步骤：
• 用超声波将基因组随机打断成相当小的片段进行测序。 • 用专门的计算机程序将已测序的DNA片段通过
• 外圈周边显示的Nat I、Rsr II、Sam I等限制性酶切位点； • 从外数的第二圈显示高G+C含量和高A+T含量的区域； • 第三圈显示由噬菌体克隆所包含的片段； • 第四圈显示rRNA操纵子、tRNA和类似Mu原噬菌体；

生物材料
某些原核生物可以用于生产生物 材料，如聚合物和纤维，替代传 统的塑料和纤维材料。
生物传感器
某些原核生物可以用于开发生物 传感器，用于检测环境中的有害 物质和食品中的有害微生物。
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原核生物的遗传规律
目 录
• 原核生物的遗传物质 • 原核生物的基因表达 • 原核生物的DNA复制 • 原核生物的突变和重组 • 原核生物的遗传规律的应用
01 原核生物的遗传物质
遗传物质的发现
遗传物质的发现始于19世纪末， 科学家们通过实验观察到遗传性 状可以在亲代和子代之间传递。
20世纪初，科学家们开始深入 研究遗传物质，并提出了遗传因 子的概念，认为遗传因子决定了
突变和重组的意义
生物进化
突变和重组是生物进化的 基础，通过改变基因序列， 产生新的等位基因，为生 物进化提供原材料。
适应性进化
突变和重组有助于生物适 应环境变化，提高生存和 繁殖能力。
遗传性疾病
突变和重组也可能导致遗 传性疾病的发生，如镰状 细胞贫血、囊性纤维化等。
05 原核生物的遗传规律的应 用
基因表达的机制
转录机制
原核生物的转录机制涉及RNA聚 合酶和转录因子的作用，RNA聚 合酶负责启动转录并合成mRNA， 转录因子则参与调节转录效率和
特异性。
翻译机制
原核生物的翻译机制涉及核糖体、 tRNA和氨基酸等成分的作用， 核糖体负责读取mRNA上的密码 子并合成蛋白质，tRNA和氨基 酸则参与蛋白质合成的原料供应。
结构稳定。
DNA复制的调控
01
02
பைடு நூலகம்
03
细胞周期调控

修复损伤DNA的同源重组
真核生物同源重组的断裂与重接模型
Darlingtong D. C.于1936年提出： 减数分裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于 缠绕而产生张力，两个染色单体在同一位置断裂、 重节，以消除张力，从而产生重组。 证据：姊妹染色单体的交换
Diploid eukaryotes: crossing over ( 双倍体染色体交
PCR产物的BP反应
三、转座重组
特点： 1.自身携带有转座酶基因，末端有反向重复序列 ; 2.转座过程中出现共联体； 3.转座以后,可以造成原来转座子位置的DNA缺失 (非复制转座)，也可以依然保持在原位，而在靶 序列上复制了一个转座子(复制转座); 4.转座完成以后可以在靶序列上造成同向重复序列 5.转座子插入后可影响所在位置的基因的表达
RecA催化单链的同化作用
• RecA催化单、双链DNA的反应分为三个阶段： ◆ RecA在单链DNA上慢慢聚合。 ◆ DNA 与其互补物在双链上快速配对 反应，产生异源双链连接 ◆ ，产生一个长的 异源双链DNA区带。 • SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
• RecA介导的DNA修复
重组热点
• 重组起始于双链破损。双链破损在轴素形成期 产生，在联会丝复合物形成阶断消失(~60min) • 在染色体上容易发生双链破损的位点，称为重 组热点。

原核生物的遗传规律ppt课件
目
CONTENCT
录
• 原核生物的遗传物质 • 原核生物的基因表达 • 原核生物的突变和重组 • 原核生物的遗传规律 • 原核生物的进化与系统发育
01
原核生物的遗传物质
遗传物质概述
遗传物质定义
遗传物质是控制生物性状的基本物质，是遗传信息 的载体。
遗传物质的发现
孟德尔通过豌豆杂交实验发现遗传规律，奠定遗传 学基础。
酶对结构基因进行转录。
03
原核生物的突变和重组
突变和重组概述
突变
指基因序列的偶然变化，包括点 突变和染色体畸变。
重组
指DNA分子的重新组合，包括同 源重组和非同源重组。
点突变和基因重组
点突变
指DNA序列中单个碱基的变异，可能导致氨基酸的替换或蛋白质 功能的改变。
基因重组
指DNA分子的重新组合，是生物进化的重要机制之一，有助于产 生新的基因组合和变异。
原核生物的进化历程
原核生物是指没有细胞核的细胞， 包括细菌、蓝藻、支原体和衣原
体等。
原核生物的进化历程可以追溯到 数十亿年前，它们在进化过程中 形成了多种多样的形态和生理特
征。
原核生物在地球生态系统中占据 着重要的地位，它们参与了地球 上的许多重要过程，如光合作用、
氮循环和碳循环等。
THANK YOU
翻译终止信号序列指导 核糖体停止合成多肽链 ，并从mRNA上释放出 来。
基因表达调控
原核生物的基因表达调控主要通 过操纵子模型进行，操纵子包括 结构基因、调节基因和操纵序列。
调节基因编码的阻遏蛋白在无诱 导物存在时与操纵序列结合，阻 止RNA聚合酶对结构基因的转录。
当诱导物存在时，诱导物与阻遏 蛋白结合，使其失去与操纵序列 的结合能力，从而允许RNA聚合

生物学意义
转座重组有助于基因组的 多样性和进化，但也可能 导致基因表达的异常和疾 病的发生。
03 基因重组的机制
重组酶的作用
识别DNA序列
重组酶能够识别DNA上的 特定位点，为重组过程提 供起始点。
催化DNA链断裂
重组酶能够催化DNA链断 裂，形成单链缺口，为重 组提供必要的结构基础。
催化碱基配对
同源重组是生物进化的重要机制之一 ，有助于维持基因组的稳定性，同时 也可以修复DNA损伤。
机制
同源重组依赖于RecA蛋白等分子伴侣 的参与，通过寻找同源序列，形成异 源二聚体，再通过DNA链的断裂、交 换和重连完成重组。
非同源重组
定义
非同源重组是指两条没有同源 序列的DNA分子之间发生的
重组过程。
些罕见病。
基因克隆
03
通过基因重组技术将目的基因克隆到载体中，实现基因的高效
表达和纯化。
克隆技术
动物克隆
利用基因重组技术复制动物个体，实现快速繁殖和拯救濒危物种 。
植物克隆
通过基因重组技术繁殖植物，实现植物的快速繁殖和品种改良。
细胞克隆
通过基因重组技术培养特定细胞系，用于药物筛选、疾病研究等 。
疾病治疗与预防
伦理考量
在编辑人类基因时，需要权衡潜在的 健康益处与潜在的风险和副作用，以 及涉及的伦理问题，如潜在的基因歧 视和人类进化干预。
基因重组与生物多样性
生物多样性影响
基因重组可能导致生物多样性减少，因为重组可能导致物种的基因库减少，降低 物种适应环境变化的能力。
伦理考量
需要关注基因重组对生物多样性的影响，并采取措施确保生物多样性的保护和维 持。
疫苗研发
利用基因重组技术生产疫苗，预防和控制传染病。