分子遗传学教学大纲
GDOU-B-11-213
《分子遗传学》课程教学大纲
课程简介
课程简介:
在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题主要是基因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学则主要研究基因的本质（包括基因的化学性质、结构和组织）、基因的功能以及基因的变化等问题。分子遗传学是从微生物遗传学发展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面，但是以原核生物为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外，由于微生物便于培养，所以在分子遗传学和重组DNA技术中微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。分子遗传学方法还可以用来研究蛋白质的结构和功能。
课程大纲
一、课程的性质与任务：
本课程为生物学学科各专业本科生的学科基础课。本课程的主要内容为基因的结构、复制和转录以及和转录后调控、翻译，基因突变，DNA的复制、修复，原核与真核生物的基因表达调控。
二、课程的目的与基本要求：
通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的基本原理和概念，了解目前
生命科学的主要热点和发展趋势，为独立地阅读分析原始文献和从事专业研究打下基础。
三、面向专业：生物技术
四、先修课程: 生物化学、遗传学
五、本课程与其它课程的联系：
本课程设计为遗传学之后续课程。通过对本课程的学习，希望学生掌握现代分子遗传学的基本原理和概念，了解目前分子遗传学的主要热点和发展趋势，为以后的基因工
程、基因组学等学科打下基础。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：
第一章遗传的物质基础——DNA（6学时）
第一节DNA携带着两类不同的遗传信息（A）
第二节DNA的一级结构（A）
第三节DNA的二级结构（B）
一、Watson-Crick右手双螺旋结构
二、决定双螺旋结构的因素
第四节DNA物理结构的不均一性（B）
一、反向重复序列
二、富含A/T的序列
三、嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响
第五节DNA双螺旋结构的呼吸作用（A）
第六节DNA的变性、复性、杂交和Cot曲线（A）
一、变性
二、复性
三、杂交
四、Cot曲线
第二章有机体、染色体和基因（6学时）
第一节原核生物和真核生物（A）
第二节基因组大小与C值矛盾（B）
第三节原核生物染色体及其基因（B）
一、大肠杆菌染色体
二、噬菌体
第四节真核生物的染色体（B）
一、真核生物DNA复性动力学
二、真核生物染色体上的单一序列和重复序列以及卫星DNA
三、卫星DNA的等级结构及其起源和进化
四、染色质和核小体
五、着丝点
六、端粒
第五节真核生物的基因（A）
一、不连续基因
二、基因家族与基因簇
三、串联重复基因
四、细胞器基因
第六节基因定位（C）
一、遗传交换定位法
二、接合定位法
三、染色体步行和染色体跳跃
第七节基因的分子进化（C）
第八节早期生命进化的三界系统理论（C）
一、原核生物之间的巨大差异
二、基于16s rRNA碱基变化的通用系统发生分类法
三、内共生作用参与了真核生物的进化
第三章DNA的复制（6学时）
第一节DNA的半保留复制（A）
第二节复制原点、方向和方式（A）
第三节DNA复制的酶学（B）
一、DNA的聚合反应和聚合酶
二、脱氧核甘三磷酸前体的来源
三、三种DNA聚合酶的结构和功能
四、DNA连接酶
五、与DNA几何学性质相关的酶
第四节DNA复制的半不连续性（B）
一、DNA半不连续性复制的发现
二、引物和引发酶
三、前体片断的连接
第五节DNA复制机构的复杂性（C）
第六节DNA复制的起始（B）
一、先导链合成的起始（上）：从新起始
二、先导链合成的起始（下）：共价延伸
三、后随链的前体片断的起始
四、由复制体进行先导链和后随链的同时复制
第七节复制的终止（A）
一、环形DNA复制的终止
二、线形DNA复制的终止
第八节真核生物的DNA复制（A）
一、真核生物的复制原点、复制元和复制元族
二、真核生物的DNA聚合酶和引发酶
三、SV40的大T抗原与复制原点
四、SV40以及其他真核生物的DNA复制过程
五、真核生物染色体末端DNA的复制
六、真核生物复制过程中的核小体结构
第九节复制的调控（B）
第四章以修复作用为中心的DNA的安全保障体系（4）第一节复制修复（A）
一、尿嘧啶糖基酶系统
二、错配修复系统
第二节损伤修复（A）
一、胸腺嘧啶二聚体的产生
二、胸腺嘧啶二聚体修复的生物学指征
三、胸腺嘧啶二聚体修复的分子生物学机制
四、其他损伤类型及其修复
第三节限制与修饰（A）
一、限制—修饰现象
二、限制—修饰系统
三、限制—修饰系统的生物学意义
第五章突变（4学时）
第一节概述：突变定义及其分类（A）
第二节条件型突变（A）
第三节回复突变和抑制突变（A）
一、回复突变的鉴定和分类
二、基因内抑制突变
三、基因间抑制突变
四、基因间间接突变
第四节突变剂和突变生成（B）
一、碱基类似物在DNA复制时的渗入
二、DNA分子上碱基的化学修饰
三、嵌合剂的致突变作用
四、转座成分的致突变作用
五、增变基因
六、紫外线的致突变作用
七、突变热点
第五节离体定向诱变（B）
第六章转录（6学时）
第一节概述（B）
第二节R NA合成的酶学（B）
一、RNA合成的基本特征
二、 E.coli RNA聚合酶
三、真核生物的RNA聚合酶
第三节控制转录起始的DNA序列——操作子和启动子的结构（B）
一、操纵元及其结构
二、原核生物的启动子结构
三、鉴别RNA聚合酶等蛋白质在DNA上结合位点的方法
四、真核生物的启动子
第四节转录的起始和延伸（B）
第五节转录的终止（A）
一、终止序列和释放因子
二、终止与抗终止及抗终止因子
三、真核生物转录的终止
第六节转录后处理（一）转录产物的修饰——真核生物mRNA的帽子和尾巴（A）
一、帽子
二、多聚（A）尾巴
第七节转录后处理（二）基因间序列的去除——稳定RNA从多基因转录产物中的分离（A）
一、不稳定RNA与稳定RNA
二、rRNA的转录后处理
三、tRNA的转录后处理
第八节转录后处理（三）内元的去除——RNA的拼接（A）
一、概述
二、tRNA 的拼接
三、第Ⅰ类内元的拼接
四、编码RNA成熟酶的内元
五、第Ⅱ类内元的拼接
六、核基因mRNA内元的拼接
第九节转录后处理（四）不连续转录和反式拼接（B）
第十节逆转录（A）
第七章翻译（6学时）
第一节tRNA和遗传密码（A）
一、tRNA的结构
二、密码子与反密码子
三、副密码子与氨酰基tRNA的合成
四、tRNA的丰富度与密码子的使用频率
五、密码的通用性，线粒体密码的特殊性和密码的进化第二节核糖体——制造蛋白质的工厂（B）
一、核糖体的结构
二、核糖体的装配
三、核糖体突变
四、核糖体的活性位点
第三节肽链的合成（B）
一、合成的起始
二、延伸
三、终止和肽链的释放
第四节mRNA的结构与翻译（A）
一、原核生物的多顺反子mRNA的翻译
二、真核生物核糖体形成位点与双功能mRNA
三、只有最后一个终止密码子的多基因mRNA的翻译
第五节蛋白质在细胞内的越膜运输、定位和翻译后处理（A）
一、概述
二、细菌中蛋白质的越膜
三、真核生物蛋白质的转运、分拣和锚定
四、翻译后处理
第八章原核生物基因表达的调控（6学时）
第一节概述（A）
第二节正调控与负调控（A）
第三节操纵元的原型——乳糖操纵元（A）
一、操纵元模型的提出
二、乳糖操纵元的调控机理
三、阻遏蛋白与操纵子的相互作用
四、乳糖操纵元的正调控
第四节操纵元的其他调控形式（B）
一、具有双启动子的半乳糖操纵元
二、阿拉伯糖操纵元：具有双重功能（正控制和负控制）的调节蛋白质
三、色氨酸操纵元：可阻遏系统
第五节基因转录的时序调控（A）
一、枯草杆菌中6亚基的更迭
二、大肠杆菌热震惊基因的表达
三、T4噬菌体生长中RNA聚合酶亚基的修饰和6亚基的替换
四、T7噬菌体生长过程中用噬菌体RNA聚合酶代替寄主的RNA聚合酶
五、入噬菌体早期、晚期基因转录以及裂解生长和溶原生长的调控
第六节基因转录的翻译调控——衰减子系统（B）
一、概述
二、衰减子的作用机制
三、衰减子的普遍性及其生物学意义
四、负责核甘酸合成的基因的衰减子
第七节翻译水平的调控（B）
一、反义RNA的调控作用
二、mRNA本身的二级结构影响翻译的进行
三、mRNA的寿命对基因表达的调控
四、蛋白质合成的自体调控
五、严谨反应
第八节DNA序列重排对基因转录的调控（B）
第九章真核生物基因表达的调控（4学时）
第一节概述（B）
一、真核生物基因调控的特点
二、活跃表达基因的数目
三、基因表达的不同水平：丰富mRNA和稀少mRNA
四、持家基因和奢侈基因
五、胚胎分化过程中有可能存在着相对简单的分子开关
第二节DNA水平的调控（A）
一、基因丢失
二、基因扩增
三、基因重排
第三节活跃转录基因的染色质结构（B）
一、转录基因的核小体结构
二、DNA酶Ⅰ优先敏感性和HMG蛋白质
三、DNA酶Ⅰ超敏感点
四、组蛋白的修饰作用
五、DNA的甲基化和去甲基化
第四节转录水平的调控（A）
一、Brtten-Davidson模型
二、基因调控的顺式作用成分
三、基因调控的反式作用因子
四、真核基因转录调控的机制
第五节rRNA基因的转录：先终止还是先起始（B）
第六节意外的意外：RNA聚合酶Ⅲ启动子的多形性和三种RNA聚合酶及其启动子的共通性（A）
第七节真核生物中转录的翻译调控（A）
第八节转录后水平的调控（B）
一、hnRNA的选择性加工运输
二、mRNA前体的选择性拼接
第九节翻译水平的调控（B）
一、mRNA的稳定性
二、mRNA翻译起始的调控
三、真核生物蛋白质合成的自体调控
第十章遗传重组（6学时）
第一节概述（B）
第二节同源重组分子机制（B）
一、断裂-复合及Holliday中间体的形成
二、Holliday中间体的拆分
三、异源双链与基因转换
四、细菌转化、接合和转导的重组机制
第三节同源重组的酶学机制——RecA蛋白质和RecBCD蛋白质在同源重组中的作用（B）
一、RceA蛋白质在联会和链交换中的作用
二、RceA蛋白质和Holliday中间体的形成
三、RceBCD在同源重组中的作用和重组热点
四、拆分Holliday中间体的酶活性
五、RceF途径
第四节依赖于同源重组的位点特异性的序列代换——酵母MAT序列的转换（B）
第五节位点特异性重组（B）
一、入噬菌体DNA的整合与切除
二、入噬菌体整合的分子机制
第六节细菌中的转座成分（B）
一、转座成分概述
二、插入序列
三、复合转座元
四、Tn10和Tn5的末端组件与转座的调节
五、转座的机制
六、Tn3及其转座作用
七、作为转座成分的Mu噬菌体
八、沙门氏菌鞭毛相变中的转座机制
第七节真核生物中的转座成分（一）真核生物转座成分的分类及其典型代表（B）
一、真核生物中的转座成分及其分类
二、酵母的Ty成分
三、果蝇的copia等转座成分
四、玉米的转座成分
第八节真核生物中的转座成分（二）还原病毒（B）
一、通过DNA中间体复制其基因组RNA
二、还原病毒的基因组结构
三、还原病毒基因组RNA到原病毒DNA的转变过程
四、原病毒的基因表达
五、还原病毒的癌基因及其起源
六、还原病毒和转座元的关系
第九节真核生物中的转座成分（三）非病毒返座元（B）
一、概述
二、RNA聚合酶Ⅱ转录产物的返座假基因和返座基因
三、RNA聚合酶Ⅲ转录产物的返座元
四、关于返座的机制
七、实验名称与类别:
八、实验目的、内容与要求（按上表实验序号分别填写）
九、教材与参考书：
本课程选用教材:
分子遗传学，孙乃恩、孙东旭、朱德煦编著，南京大学出版社出版，1990年，第一版。
本课程推荐参考书:
（1）分子遗传解生勇编著，中国农业科技出版社，1998年10月第1版。
（2）染色体带：基因组的图型，[英]W.比克莫尔等著，房德兴等译，科学出版社，2000年8月第1版。
（3）分子遗传学.张玉静编著，科学出版社，2000年4月第一版。
（4）李振刚,《分子遗传学》，北京：科学出版社，2000。
十、本课程理论课及实验课的考核方式:
理论课考核方式：闭卷
实验课考试方式：
执笔:朱宏波
审核:
批准人: 时间:
遗传学发展历史及研究进展(黄佳玲)
遗传学发展历史及研究进展 湛江师范学院 09生本3班黄佳玲 2009574310 摘要：自从孟德尔发现遗传定律的一个多世纪以来，人们对生物的遗传特性锲而不舍地深入研究。从假设到实验，从宏观到微观，遗传学的羽翼日渐丰满。从遗传因子到基因，从基因的概念到基因的本质、功能，基因的概念逐渐扩展，人们对基因的认识逐渐深化。可以说，基因概念的发展史，就是人们对基因认识的发展史，就是遗传学的发展史。而分子遗传学则主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。 关键词：遗传学分子遗传学重组DNA技术 几千年来，人类对生物及人类自身的生殖、变异、遗传等现象的认识不断深入和发展。人类从古代就注意到遗传和变异的现象，并通过人工选择获得所需要的新品种。从19世纪起就对遗传和变异开始作系统的研究。按照不同历史时期的学术水平和工作特点，遗传学的研究进程大体上可以划分为经典遗传学、生化遗传学、分子遗传学、基因工程学、基因组学和表观遗传学等数个既彼此相对独立，又前后互相交融的不同发展阶段[1]。这当中，分子遗传学的地位无疑是相当重要的，它起到了承上启下的作用。它的早期研究都用微生物为材料，其形成和发展与微生物遗传学和生物化学也有密切关系。 分子遗传学的主要研究方向集中在核酸与蛋白质大分子的遗传作为上，重点是从DNA水平探索基因的分子结构与功能的关系，以及表达和调节的分子机理等诸多问题。 早在1927年马勒和1928年斯塔德勒就用 X射线等诱发了果蝇和玉米的基因突变，但是在此后一段时间中对基因突变机制的研究进展很慢。直到1944年，美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸(DNA)，从而阐明了遗传的物质基础。1953年，美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DNA分子结构的双螺旋模型，这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端，它为有关的科学工作者着手研究构成分子遗传学两大理论支柱，即维系遗传现象分子本质的DNA自我复制和基因与蛋白质之间的关系，提供了正确的思路，奠定了成功的基础。1955年，美国分子生物学家本泽用基因重组分析方法，研究大肠杆菌的T4噬菌体中的基因精细结构[2]，其剖析重组的精细程度达到DNA多核苷酸链上相隔仅三个核苷酸的水平。这一工作在概念上沟通了分子遗传学和经典遗传学。 应该说二十世纪50年代初期至70年代初期，是分子遗传学迅猛发展快速进步的年代。在这短短的二十余年间，许多有关分子遗传学的基本原理[3]相继提出，大量的重要发现不断涌现。其中比较重要的有：1956年，美国科学家科恩伯格在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶Ⅰ，这是可以在试管中合成DNA链的头一种核酸酶，从此拉开了DNA合成研究的序幕；1957年，弗伦克尔-康拉特和辛格证实，烟草花叶病毒TMV的遗传物质是RNA，进一步表明RNA同样具有重要的生物学意义；1958年梅塞尔森和斯塔尔发
高级分子遗传学复习提纲
高级分子遗传学复习题 1、概念解释： PDT 噬菌体展示技术（phage displayed technology，PDT）是将外源蛋白或多肽与噬菌体外壳蛋白融合，展示在噬菌体表面并保持特定的空间构象，利用特异性亲和作用以筛选特异性蛋白或多肽的一项新技术。该技术将基因型与表型、分子结合活性与噬菌体的可扩增性结合在一起，是一种高效的筛选新技术。目前已成功应用于抗原表位分析，单抗筛选，蛋白质功能拮抗多肽或模拟多肽的确定等。 DNA shuffling 将不同品系具有不同突变位点的基因(1～6kb)或同一家族的基因混合，用DNase I酶切构成随机DNA 片段库(Pool)。用此库样品为模板、以小分子引物进行PCR扩增，一些随机模板得到扩增，由于片段间存在同源性，在退火过程中常出现模板转换(switch)，从而有可能出现集多种突变点于一个基因上的DNA分子，可从多种多样的重组分子中筛选出有用基因。 卫星RNA(satellite RNA) 类病毒(viroids)和拟病毒(virusoids)中类病毒是有侵染性并能独立作用的RNA分子，没有任何蛋白质外壳。拟病毒在构成上与类病毒类似，但是被植物病毒包装，与一个病毒基因组包被在一起。拟病毒不能独立复制，需要病毒帮助其复制。有时拟病毒又称为卫星RNA(satellite RNA)。 交换固定(crossover fixation) 指某一基因簇中的突变通过不等交换趋向扩展到整个基因簇的现象。结果突变的基因要么被淘汰，要么占据全部原来相同基因的位置。 分子伴侣(chaperone) 一种能诱导靶蛋白质形成特定构象使其正确组装的蛋白质。 空转反应(idling reaction) 当空载tRNA进入A位点时,核糖体产生pppGpp 和ppGpp, 诱发应急型反应。 AARS：（氨酰-tRNA合成酶） 催化氨基酸和tRNA2‘或3’－OH共价连接的酶。根据氨基酸序列，可将AARS分为I、II型两组。I 型：Arg、Gln、Glu、Ile、Leu、Trp、Tyr、Val、Cys-RS，其余为II型。I 型RS含有HIGH签名序列(His-Ile-Gly-His)和KMSKS(Lys-Met-Ser-Lys-Ser)序列，使AA结合在3'A的2'-OH上，可以在2'、3'之间移动。II型RS无签名序列，而有3个保守基序。 RNAi/RNAq（RNA干扰、RNA压制） 转录后基因沉默广泛存在于各种生物中，在植物中被称为转录后基因沉默(PTGS)，在动物中被称为RNA 干扰(RNA interference, RNAi)，在真菌中则被称为RNA压制(RNA quelling，RNAq)。尽管叫法不同，但都具有相似机制，都启动一种特殊的RNA降解过程。 酸性面条(negative noodle)
《分子生物学大(综合)实验》课程介绍(精)
《分子生物学大（综合）实验》课程介绍 课程代码（学校统一编制） 课程名称分子生物学大（综合）实验 英文名称MolecularBiologyBigExperiment 学分：3修读期：第七学期 授课对象：生物科学、生物技术 课程主任：姓名、职称、学位 关洪斌，副教授，博士 课程简介 21世记是生命科学的世记,而分子生物学是带动生命科学的前沿科学。分子生物学是在生物大分子水平上研究细胞的结构、功能及调控的学科,在现代生物学学科发展中的重要性与不容置疑的带头作用是众所周知的。许多重大的理论和技术问题都将依赖于分子生物学的突破。随着分子生物学研究工作的不断深入,相关实验技术方法和技术日新月异的发展。为了适应分子生物学研究工作日益发展的需要,满足培养从事现代生物学研究,尤其是进行分子生物学研究的人才的需要,特设置分子生物学大（综合）实验课程。本课程的教学目标和基本要求是使学习者基本掌握分子生物学实验技术的基本原理和方法,教学内容包括TRIZOL试剂盒提取RNA、RNA质量的检测、RT-PCR和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测cDNA。通过本实验可提高学生的动手能力和创造性思维能力,较好地掌握分子生物学实验操作和技能，为今后独立进行科研工作打下坚实基础。 实践教学环节（如果有） 实验内容包括TRIZOL试剂盒提取RNA、RNA质量的检测、RT-PCR和变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测cDNA。 课程考核 实验报告 指定教材 自编 参考书目 1.分子生物学实验指导高等教育出版社施普林格出版社，1999 2.彭秀玲,袁汉英等.基因工程实验技术.湖南科学技术出版社,1997 3.吴乃虎.基因工程原理(上下册).科学出版社,1998 4.F.奥斯伯等著:颜子颖,王海林译.分子克隆实验指南(第二版).科学出版社,1998 5.J.萨姆布鲁克等著:金冬雁,黎孟枫等译.精编分子生物学实验指南.科学出版社,1993
遗传学发展历史及研究进展(综述)
遗传学发展历史及研究进展 湛江师范学院09生本一班徐意媚2009574111 摘要：遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，起源于人类的育种实践，于1910年进入现代遗传学阶段，并依次经历个体遗传学时期、细胞遗传学时期、数量遗传学和群体遗传学时期、细胞水平向分子水平过渡时期、分子遗传学时期。目前遗传学在医学、农牧业等领域取得重大突破，如表遗传学在肿瘤的治疗方面。21世纪将是遗传学迅猛发展的世纪，在经济、微生物、工业、制造业等许多领域都将有重大的突破。 关键词：遗传学发展历史研究现状发展前景 1 现代遗传学发展前 1.1遗传学起源于育种实践 人类在新石器时代就已经驯养动物和栽培植物，渐渐地人们学会了改良动植物品种的方法。写于公元60年左右的《论农作物》和533～544年间中国学者贾思勰在所著的《齐民要术》中均记载了嫁接技术，后者还特别记载了果树的嫁接，树苗的繁殖，家禽、家畜的阉割等技术。[1] 1.2 18世纪下半叶和19世纪上半叶期间 许多人都无法阐明亲代与子代性状之间的遗传规律，直到18世纪下半叶之后，拉马克和达尔文对生物界遗传和变异进行了系统的研究。拉马克通过长颈鹿的颈、家鸡的翅膀等认为环境条件的改变是生物变异的根本原因，并提出用进废退学说和获得性状遗传学说。达尔文达尔文以博物学家的身份进行了五年的考察工作，广泛研究遗传变异与生物进化关系，终于在1859年发表著作《物种起源》，书中提出自然选择和人工选择的进化学说，认为生物是由简单到复杂、低级再到高级逐渐进化的。除此之外，达尔文承认获得性状遗传的一些论点，并提出了“泛生论”假说，但至今未获得科学的证实。 1.3 新达尔文主义 以魏斯曼(Weismann A.，1834-1914) 为代表的等人支持达尔文选择理论否定获得性遗传，魏斯曼等人提出种质连续论，认为种质是世代连续不绝的。他们还通过对老鼠22代的割尾巴试验，否定后天获得性遗传，明确地区分种质和体质，认为种质可以影响体质，而体质不能影响种质，在理论上为遗传学的发展开辟了道路。[2] 2.现代遗传学的发展阶段
分子遗传学复习题
分子遗传学复习题 名词解释： DNA甲基化（DNA methylation）:是指由DNA甲基化转移酶介导，催化甲基基团从S-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位点转移的过程。 ENCODE计划(The Encyclopedia of DNA Elements Project)：即“DNA元件百科全书计划”，简称ENCODE 计划，是在完成人类基因组全序列测定后的2003年9月由美国国立人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute，NHGRI）组织的又一个重大的国际合作计划，其目的是解码基因组的蓝图，鉴定人类基因组中已知的和还不知功能的多个物种的保守序列等在内的所有功能元件。ENCODE计划的实施分为3个阶段：试点阶段（ a pilot phase）、技术发展阶段（a technology development phase）和生产阶段（a producttion phase）。 gRNA (guide RNA)：既指导”RNA(gRNA，guide RNA)，能通过正常的碱基配对途径，或通过G—U配对方式与mRNA上的互补序列配对，指导编辑的进行。 GT--AG规律（GT-AG rule）：真核生物所有编码蛋白质的结构基因，其RNA前体在内含子和外显子交界处有两个较短的保守序列，内含子的左端均为GT，右端均为AG，此规律称GT-AG规律。 miRNA：即小RNA，长度为22nt左右，5′端为磷酸基团、3′端为羟基。miRNA广泛存在于真核生物中，不具有开放阅读框架，不编码蛋白质，其基因的转录产物是发夹状结构，在RNaseⅢ酶切后以双链形式存在，是近几年在真核生物中发现的一类具有调控功能的非编码 RNA，它们主要参与基因转录后水平的调控。 RNA编辑(RNA editing) :是指通过碱基修饰、核苷酸插入或删除以及核苷酸替换等方式改变RNA的碱基序列的转录后修饰方式。 RNA诱导的沉默复合体（RNA Induced Silencing Complex，RISC）：与siRNA结合后可识别并切断mRNA。 RNA指导的DNA甲基化（RNA Directed DNA Methylation RDDM）：活性RISC进入核内，指导基因发生DNA的甲基化。 密码子摆动假说（wobble hypothesis）：密码子的第1，2位核苷酸（5’→3’）与反密码子的第2，3核苷酸正常配对；密码子的的第3位与反密码子的第1位配对并不严谨，当反密码子的第1位为U时可识别密码子第3位的A或G，而G则可识别U或C，I（次黄嘌呤）可识别U或C或A。 比较基因组学（comparative genomics）：是一门通过运用数理理论和相应计算机程序，对不同物种的基因组进行比较分析来研究基因组大小和基因数量、基因排列顺序、编码序列与非编码序列的长度、数量及特征以及物种进化关系等生物学问题的学科。 表观遗传变异（epigenetic variation）:基因的碱基序列未发生改变，而是由于DNA甲基化，组蛋白的乙酰化和RNA编辑等修饰导致基因活性发生了变化，使基因决定的表型发生变化，且可遗传少数世代，但这种变化是可逆的。 超基因家族（supergene family）：是DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族的总称。 沉默子（silencer）：一种转录负调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。特点很象增强子，但不增强转录，而是减弱转录，故称负增强子。 代谢组学(metabolomics)：是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。 端粒(telomere)：是由独特的DNA序列及相关蛋白质组成的线性真核染色体的末端结构，它具有防止末端基因降解、染色体末端间的粘连和稳定染色体末端及其精确复制等功能。 反向遗传学（reverse genetics）：是从改变某个感兴趣的基因或蛋白质入手，然后去寻找相关的表型变化。 反转座子（retroposon）或“反转录转座子（retrotransposon）”:先转录为RNA再反转录成DNA 而进行转座的遗传元件。 核酶（ribozyme）:具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。 核心启动子（core promoter）：是指在体外测定到的由RNA polⅡ进行精确转录起始所要求的最低限度的一套DNA序列元件。 化学基因组学(chemogenomics)：它是作为后基因组时代的新技术,是联系基因组和新药研究的桥梁和纽带。它指的是使用对确定的靶标蛋白高度专一的小分子
分子生物学实验技术考试题库
一、名词解释 1.分配常数：又称分配系数，是指一种分析物在两种不相混合溶剂中的平衡常数。 2.多肽链的末端分析：确定多肽链的两末端可作为整条多肽链一级结构测定的标志，分为氨基端分析和羧基端分析。 3.连接酶：指能将双链DNA中一条单链上相邻两核苷酸连接成一条完整的分子的酶。 4.预杂交：在分子杂交实验之前对杂交膜上非样品区域进行封闭，用以降低探针在膜上的非特异性结合。 5.反转录PCR：是将反转录RNA与PCR结合起来建立的一种PCR技术。首先进行反转录产生cDNA,然后进行常规的PCR反应。 6.稳定表达：外源基因转染真核细胞并整合入基因组后的表达。 7.基因敲除：是指对一个结构已知但功能未知或未完全知道的基因，从分子水平上设计实验，将该基因从动物的原基因组中去除，或用其它无功能的DNA片断取代，然后从整体观察实验动物表型，推测相应基因的功能。 8.物理图谱：人类基因组的物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段为“路标”，以碱基对(bp，kb，Mb)作为基本测量单位(图距)的基因组图。 9.质谱图：不同质荷比的离子经质量分析器分开后，到检测器被检测并记录下来，经计算机处理后所表示出的图形。 10.侧向散射光：激光束照射细胞时，光以90度角散射的讯号，用于检测细胞内部结构属性。
11.离子交换层析：是以离子交换剂为固定相，液体为流动相的系统中进行的层析。 12.Edman降解：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。 13.又称为限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)：是能够特异识别双链DNA序列并进行切割的一类酶。 14.电转移：用电泳技术将凝胶中的蛋白质，DNA或RNA条带按原位转移到固体支持物，形成印迹。 15.多重PCR：是在一次反应中加入多对引物，同时扩增一份模板样品中不同序列的PCR 过程。 16.融合表达: 在表达载体的多克隆位点上连有一段融合表达标签（Tag），表达产物为融合蛋白（有分N端或者C端融合表达），方便后继的纯化步骤或者检测。 17.同源重组：发生在DNA同源序列之间，有相同或近似碱基序列的DNA分子之间的遗传交换。 18.遗传图谱又称连锁图谱(linkage map)，它是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。 19.碎片离子：广义的碎片离子为由分子离子裂解产生的所有离子。 20.前向散射光：激光束照射细胞时，光以相对轴较小角度向前方散射的讯号用于检测细胞等离子的表面属性，信号强弱与细胞体积大小成正比。 21.亲和层析:利用共价连接有特异配体的层析介质分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其他分子的一种层析法。(利用分子与其配体间特殊的、可逆性的亲和结合
分子遗传学
第一章
公元前4000年，伊拉克 的古代巴比伦石刻上记 载了马头部性状在５个 世代的遗传。
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绪
论
第一节 遗传学研究的对象 和任务
遗传学第一章
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遗传学第一章
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1．遗传学的研究内容： 1．遗传学的研究内容：
(1).是研究生物遗传和变异的科学： 遗传学与生命起源和生物进化有关。 (2).是研究生物体遗传信息和表达规律的科学： 解决问题：物种 代代相传； 性状 遗传。 (3).是研究和了解基因本质的科学： 遗传物质是什么？ 遗传物质 性状？
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∴ 遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论科学， 同时也是一门密切联系生产实际的基础科学，直接指导 医学研究和植物、动物、微生物育种。
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2．遗传和变异的概念： 2．遗传和变异的概念：
(1)．遗传(heredity)：亲子间的相似现象。 “种瓜得瓜、种豆得豆” (2)．变异(variation)：个体之间的差异。 “母生九子，九子各别” (3)．遗传和变异是一对矛盾。 (4)．遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的 三大因素： 遗传 + 变异 + 自然选择 遗传 + 变异 + 人工选择 形成物种 动、植物品种
自然选择
人工选择
(5)．遗传和变异的表现与环境不可分割。
浙江大学 遗传学第一章 5 浙江大学 遗传学第一章 6
3．遗传学研究的对象： 3．遗传学研究的对象：
以微生物(细菌、真菌、病毒)、
植物和动物以及人类为对象，研究其 遗传变异规律。
4．遗传学研究的任务： 4．遗传学研究的任务：
(1)．阐明：生物遗传和变异现象 (2)．探索：遗传和变异原因 (3)．指导：动植物和微生物育种 表现规律； 物质基础 内在规律；
提高医学水平。
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第二节
遗传学的发展
一、现代遗传学发展前
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1．遗传学起源于育种实践：
人类 生产实践 遗传和变异 选择
2. 18世纪下半叶和19世纪上半叶期间，拉马克和达尔文对
生物界遗传和变异进行了系统的研究： (1)．拉马克（Lamarck J. B., 1744~1829）： ①．环境条件改变是生物变异的根本原因； ②．用进废退学说和 获得性状遗传学说 如长颈鹿、家鸡翅膀。
育成优良品种。
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分子生物学实验技术全攻略
分子生物学实验技术 目录 实验一细菌的培养 2 实验二质粒DNA的提取 3 实验三紫外吸收法测定核酸浓度与纯度 4 实验四水平式琼脂糖凝胶电泳法检测DNA 5 实验五质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 7 实验六植物基因组DNA提取、酶切及电泳分析 8 实验七聚合酶链反应（PCR）技术体外扩增DNA 9 实验八 RNA提取与纯化 11 实验九 RT-PCR扩增目的基因cDNA 13 实验十质粒载体和外源DNA的连接反应 15 实验十一感受态细胞的制备及转化 16 实验十二克隆的筛选和快速鉴定 18 实验十三 DNA分析——Southern杂交 19 一基本操作 实验一、细菌培养 实验二、质粒DNA提取 实验三、紫外吸收法测定核酸浓度与纯度 实验四、水平式琼脂糖凝胶电泳法检测DNA 实验五、质粒DNA酶切及琼脂糖电泳分析鉴定 实验六、植物基因组DNA提取、定量、酶切及电泳分析实验八、植物RNA提取及纯化 二、目的基因获取
实验七、聚合酶链式反应（PCR）技术体外扩增DNA 实验九、RT-PCR扩增目的基因cDNA 三、目的基因的克隆和表达 实验十、质粒载体和外源DNA的连接反应 实验十一、感受态细胞的制备及转化 实验十二、克隆的筛选和快速鉴定 实验十三、DNA分析——Southern杂交 实验一细菌的培养 一、目的 学习细菌的培养方法及培养基的配置。 二、原理 在基因工程实验和分子生物学实验中，细菌是不可缺少的实验材料。质粒的保存、增殖和转化；基因文库的建立等都离不开细菌。特别是常用的大肠杆菌。 大肠杆菌是含有长约3000kb的环状染色体的棒状细胞。它能在仅含碳水化合物和提供氮、磷和微量元素的无机盐的培养基上快速生长。当大肠杆菌在培养基中培养时，其开始裂殖前，先进入一个滞后期。然后进入对数生长期，以20~30min复制一代的速度增殖。最后，当培养基中的营养成分和氧耗尽或当培养基中废物的含量达到抑制细菌的快速生长的浓度时，菌体密度就达到一个比较恒定的值，这一时期叫做细菌生长的饱和期。此时菌体密度可达到 1×109~2×109/mL。 培养基可以是固体的培养基，也可以是液体培养基。实验室中最常用的是LB培养 基。 三、实验材料、试剂与主要仪器 （一）实验材料 大肠杆菌 （二）试剂 1、胰蛋白胨 2、酵母提取物
分子遗传学要点整理
Chapter 1: Genomes, Transcriptomes and Proteomes 1. 概述 基因组（Genome）：指生物的整套染色体所含有的全部DNA或RNA 序列。基因组是地球上每一物种具有的生物学信息的存储库。 基因组学（Genomics）：指研究生物的整个基因组，涉及基因组作图、测序和功能分析的一门学科。 基因组所包含的生物信息的利用需要酶及其他参与基因组表达过程中一系列复杂生化反应的蛋白质的协同活性。 基因组表达的最初产物是转录组，即那些含有细胞在特定时间所需生物信息、编码蛋白质的基因衍生而来的RNA分子的集合。转录组由转录过程来维持。 基因组表达的第二个产物是蛋白质组，即细胞中那些决定细胞能够进行生化反应的所有蛋白质组分。这是通过翻译过程来完成的。 2.1 Genes are made of DNA 奥地利神父孟德尔1865年根据7个碗豆性状的实验提出了遗传因子假说，认为每个性状由遗传因子控制，并提出了遗传因子的分离与自由组合两大遗传规律。 证明基因由核酸 (DNA或RNA) 组成的3个著名实验： ①肺炎双球菌的转化试验；DNA是遗传物质 ②噬菌体感染实验；只有DNA是联系亲代和子代的物质 ③烟草花叶病毒的感染实验。RNA也是遗传物质 2.2 The structure of DNA A. Nucleotides and polynucleotides B. The model of double helix DNA 晶体X射线衍射图谱?为揭示DNA分子的二级结构提供了重要实验证据 a. Watson and Crick (1953) 提出的 DNA双螺旋结构模型： "?DNA分子通常以右手双螺旋形式存在，两条核苷酸链反向平行，且互为互补链。 "?戊糖－磷酸骨架在分子的外铡，在分子表面形成大沟和小沟，碱基堆积于螺旋内部。 "?碱基间通过氢键相互连接，A 和T 以2个氢键配对， G和C 以3个氢键配对。"?螺旋中相邻碱基间相隔0.34nm ，每10个碱基对螺旋上升一圈，螺距为 3.4nm ，直径为2.37 nm 。 b. DNA双螺旋结构的稳定力： ??碱基间形成的氢键/ ??相邻碱基间的疏水堆积力/ ??碱基相互作用的范德华力 尽管氢键使得双链中的碱基间的配对具有特异性（只有互补的两条链之间才能形成DNA双链），但其对于双螺旋的总体上的稳定性并无太大贡献。 核酸分子的稳定性的根源在于碱基对之间的疏水堆积力。作为芳香族化合物，
分子遗传学复习题及答案-
分子遗传学复习题 1.名词解释： DNA甲基化（DNA methylation）:是指由DNA甲基化转移酶介导，催化甲基基团从S-腺苷甲硫氨酸向胞嘧啶的C-5位点转移的过程。 ENCODE计划(The Encyclopedia of DNA Elements Project)：即“DNA元件百科全书计划”，简称ENCODE计划，是在完成人类基因组全序列测定后的2003年9月由美国国立人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute，NHGRI）组织的又一个重大的国际合作计划，其目的是解码基因组的蓝图，鉴定人类基因组中已知的和还不知功能的多个物种的保守序列等在内的所有功能元件。ENCODE计划的实施分为3个阶段：试点阶段（a pilot phase）、技术发展阶段（a technology development phase）和生产阶段（a producttion phase）。 gRNA (guide RNA)：既指导”RNA(gRNA，guide RNA)，能通过正常的碱基配对途径，或通过G—U配对方式与mRNA上的互补序列配对，指导编辑的进行。 GT--AG规律（GT-AG rule）：真核生物所有编码蛋白质的结构基因，其RNA前体在内含子和外显子交界处有两个较短的保守序列，内含子的左端均为GT，右端均为AG，此规律称GT-AG规律。 miRNA：即小RNA，长度为22nt左右，5′端为磷酸基团、3′端为羟基。miRNA广泛存在于真核生物中，不具有开放阅读框架，不编码蛋白质，其基因的转录产物是发夹状结构，在RNaseⅢ酶切后以双链形式存在，是近几年在真核生物中发现的一类具有调控功能的非编码RNA，它们主要参与基因转录后水平的调控。 RNA编辑(RNA editing) :是指通过碱基修饰、核苷酸插入或删除以及核苷酸替换等方式改变RNA的碱基序列的转录后修饰方式。 RNA诱导的沉默复合体（RNA Induced Silencing Complex，RISC）：与siRNA结合后可识别并切断mRNA。 RNA指导的DNA甲基化（RNA Directed DNA Methylation RDDM）：活性RISC进入核内，指导基因发生DNA的甲基化。 密码子摆动假说（wobble hypothesis）：密码子的第1，2位核苷酸（5’→3’）与反密码子的第2，3核苷酸正常配对；密码子的的第3位与反密码子的第1位配对并不严谨，当反密码子的第1位为U时可识别密码子第3位的A或G，而G则可识别U或C，I（次黄嘌呤）可识别U或C或A。 比较基因组学（comparative genomics）：是一门通过运用数理理论和相应计算机程序，对不同物种的基因组进行比较分析来研究基因组大小和基因数量、基因排列顺序、编码序列与非编码序列的长度、数量及特征以及物种进化关系等生物学问题的学科。 表观遗传变异（epigenetic variation）:基因的碱基序列未发生改变，而是由于DNA甲基化，组蛋白的乙酰化和RNA编辑等修饰导致基因活性发生了变化，使基因决定的表型发生变化，且可遗传少数世代，但这种变化是可逆的。 超基因家族（supergene family）：是DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族的总称。 沉默子（silencer）：一种转录负调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。特点很象增强子，但不增强转录，而是减弱转录，故称负增强子。 代谢组学(metabolomics)：是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。 端粒(telomere)：是由独特的DNA序列及相关蛋白质组成的线性真核染色体的末端结构，它具有防止末端基因降解、染色体末端间的粘连和稳定染色体末端及其精确复制等功能。
分子遗传学综述
分子遗传学综述 【摘要】:分子遗传学是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题主要是基因在亲代和子代之间的传递问题；分子遗传学则主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。 关键词：医学分子遗传学发展内容研究方法 分子遗传学是遗传学中的一门新兴分支学科。分子生物学的重要组成部分。广义地说,分子遗传学是研究分子水平描述的遗传体系或其组分的情形。狭义地说，它是研究遗传机理的分子基础以及受遗传物质控制的代谢过程。从分子水平研究遗传和变异的物质基础，是在遗传物质脱氧核糖核酸（DNA)的分子结构确认后迅速发展起来的。20世纪以来,随着对大分子化合物的研究不断取得突破，特别是脱氧核糖核酸分子双螺旋结构模型的建立，人们能够从主要生命物质结构的分予层次上得以合理地解释基因复制的机理、信息传递的途径、阐明生物遗传变异的运动形态，从而使整个遗传学的研究由形态描述、逻辑推理为主,转变为以物质结构与功能相统一为分析着眼点的新的发展阶段。分子遗传学的目的在于阐明脱氧核糖核酸的复制机理，脱氧核糖核酸、核糖核酸与蛋白质之间的关系，基因的本质、表达、传递及其调节机制，基因突变的分子基础,核外遗传的分子机制，以及细胞核质之间的关系等等.可从分子层次为探索生物发育、分化和进化等重大问题提供新的理论说明和实验手段.分子遗传学是遗传学发展的一个重要方向，遗传工程是分子遗传学的应用。
一、发展简史 1944年,美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸（DＮＡ），从而阐明了遗传的物质基础。１９５3年,美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DＮA分子结构的双螺旋模型，这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端。１955年，美国分子生物学家本泽用基因重组分析方法，研究大肠杆菌的Ｔ4噬菌体中的基因精细结构，其剖析重组的精细程度达到DNA 多核苷酸链上相隔仅三个核苷酸的水平。这一工作在概念上沟通了分子遗传学和经典遗传学。 关于基因突变方面,早在19２7年马勒和１928年斯塔德勒就用Ｘ射线等诱发了果蝇和玉米的基因突变,但是在此后一段时间中对基因突变机制的研究进展很慢，直到以微生物为材料广泛开展突变机制研究和提出DＮA分子双螺旋模型以后才取得显著成果。例如碱基置换理论便是在T4噬菌体的诱变研究中提出的,它的根据便是DＮA复制中的碱基配对原理。 美国遗传学家比德尔和美国生物化学家塔特姆根据对粗糙脉孢菌的营养缺陷型的研究，在4０年代初提出了一个基因一种酶假设，它沟通了遗传学中对基因的功能的研究和生物化学中对蛋白质生物合成的研究。 按照一个基因一种酶假设，蛋白质生物合成的中心问题是蛋白质分子中氨基酸排列顺序的信息究竟以什么形式储存在ＤNA分子结构中,这些信息又通过什么过程从DNA向蛋白质分子转移.前一问题是
分子遗传学重点讲义资料
1.分子遗传学:是研究遗传信息大分子的结构和功能的科学。它依据物理、化学的原理来解 释生命遗传现象，并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控。 2. 分子遗传学研究对象：从基因到表型的一切细胞内与遗变异有关的分子事件。不仅仅包括中心法则中从DNA到蛋白质的过程。 分子遗传学研究内容：遗传信息大分子在生命系统中的储存、复制、表达及调控过程。 分子遗传学研究目标：明确遗传信息大分子对生物表型形成的作用机制。 第二章基因 1.从遗传学史的角度看，基因概念大致分以下几个阶段： 泛基因（或前基因）→孟德尔（遗传因子） →摩尔根（基因）：基因是功能单位（决定性状），基因是突变单位（基因是突变的最小结构），交换单位(交换的最小结构)三位一体的组合。 →顺反子：在一个等位基因内部发生两个以上位点的突变，如两个突变位点位于同一染色体上，为顺式结构，生物个体表现为野生型；突变位点分别位于两个同源染色体上，为反式结构，生物个体表现为突变型。即其顺式和反式结构的表型效应是不同的。一个具有顺反效应的DNA片段就是一个顺反子，代表一个基因。（或者具有顺反效应的DNA片段就是一个基因） （基因内部这些不同位点之间还可以发生交换和重组：一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组单位） →操纵子：基因是一个转录单位，是一个以不同来源的外显子为构件的嵌合体,处于沉默的DNA介质（内含子）中 →现代基因 2.鉴定基因的5个标准 1）基因具有开放性阅读框ORF。 2）基因往往具有一定的序列特征。 3）基因序列具有一定的保守特性。 4）基因能够进行转录。 5）通过基因失活产生的功能改变鉴定基因。（能排除假基因的干扰） 3.蛋白质基因：能够自我复制的蛋白质病毒因子。 朊病毒：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具有感染性的因子。 4.基因组印记(genomic imprinting)：由于一些可遗传的修饰作用（如DNA、组蛋白甲基化作用）控制着亲本中某个单一的等位印记基因活性，从而导致个体在发育上的功能差异，使个体具有不同的性状特征。 5.印记基因（imprinted gene）：表达特性取决于它们是在父源染色体上还是在母源染色体上的等位基因。 6.组蛋白上的共价键修饰：包括甲基化、乙酰化、磷酸化等在组蛋白上以组合形式。这些修饰的组合能改变染色质的结构，进而影响基因的表达。属于一种表观遗传学现象(epigenetics )。 7.组蛋白密码含义： 1）组蛋白末端不同的修饰作用将诱导与染色质相连蛋白之间的相互亲和力。 2）一个核小体中同一末端的修饰可能是相互依赖的，产生不同组合。 3）染色质高级结构的不同性质极大地依赖于具有不同修饰的核小体共价修饰的局部浓度和
中科院分子遗传学试题1997-2003(精)
中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究生入学考试分子遗传学2003年 一、今年是DNA双螺旋模型发表五十周年。请回答以下问题（20分）： 1、在双链DNA分子中A+T/G+C是否等于A+C/G+T ？（4分） 2、DNA双链的两条链中是否含有相同的遗传信息？为什么？（4分） 3、大肠杆菌的基因组DNA的长度约为1100微米。请根据DNA模型估计其基因组的碱基对数目。（4分） 4、如果两种生物基因组DNA在四种碱基的比率上有显著差异，那么预期在它们编码的tRNA、rRNA和mRNA上是否也会在四种碱基的比率上呈现同样的差异？（8分） 二、在一牛群中，外观正常的双亲产生一头矮生的雄犊。请你提出可能导致这种矮生的各种原因，并根据每种原因提出相应的调查研究的提纲（注意整个调查研究工作必须在两个月内完成）。（20分） 三、请给出以下6种分子标记的中文全称、定义、检测方法及其在遗传分析中的特征。（20分） RFLP , microsatellite , STR , SSLP , SNP , InDeL . 四、在普通遗传学中，非等位基因间的相互作用有哪几种？请举例说明其中的两种相互作用？请从分子遗传学和分子生物学的角度对非等位基因间的相互作用的分子机制进行阐述，并举例说明。（20分） 五、有哪些诱变剂可以诱发基因突变？基于突变被辨认的方法，可以将突变分为哪几种类型？哪些类型的突变对功能基因组的研究最有意义？为什么？对一个已完成基因组测序的真核生物，如何构建一个突变体库，以揭示基因组中预测基因的功能？（20分） 中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究生入学考试分子遗传学2002 年 注：1、A卷考生必须回答下列5题，每题20分。 B、卷考生任选四题回答，每题25分。 一、请举出细胞中的各种RNA分子的名称、特征和功能。如何从RNA出发开展功能基因组的研究。 二、真和生物的基因表达控制（control of gene expression）和信号传导（signal transduction）有密切的关系，请举出一个你熟悉的例子分别说明这两个概念的含义及其联系。 三、目前已经有一些现成的软件用来预测基因组全序列中的基因。为了设计这些软件，你觉得哪些关于基因和基因组的分子遗传学知识是必须的？请说明理由。 四、在真核生物中转座子可以分为几种类型？请分述每种类型的结构和特征。如何利用转座子进行分子遗传学的研究和功能基因组的研究。 五、自从克隆的多利羊诞生以来，报界经常传播所谓克隆动物的缺陷，有一种说法是克隆动物会早衰，有人推测早衰的原因可能是：（1）被克隆的体细胞核的染色体端粒变短或（2）被克隆的体细胞核的基因表达程序已经处在发育上成熟的阶段。现在请你从染色体DNA复制的角度作支持第（1）种可能的阐述，并从基因表达调控的角度做反对第（2）中可能的阐述。 中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究生入学考试分子遗传学2001 年 （A卷考生必须回答下列五题，每题20分；B卷考生任选四题回答，每题25分）
细胞和分子细胞遗传学技术
细胞和分子细胞遗传学技术 发表时间：2012-08-10T08:14:01.827Z 来源：《中外健康文摘》2012年第19期供稿作者：张亚丽[导读] 经典的细胞遗传学技术是指通过制备染色体标本，分析染色体数目和结构改变与人类疾病之间的关系。张亚丽（黑龙江省森工总医院 150040）【中图分类号】R394.2【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2012）19-0151-02 经典的细胞遗传学技术是指通过制备染色体标本，分析染色体数目和结构改变与人类疾病之间的关系。近代分子生物学技术与细胞遗传学技术相结合，形成了细胞和分子遗传学技术。其中比较成熟、具有实用价值的技术是：①荧光原位杂交；②比较基因组杂交。 1 人外周血淋巴细胞染色体检测技术 人外周血淋巴细胞染色体检测属于经典的细胞遗传学技术。用作染色体分析的标本包括外周血、脐带血、羊水、胎盘绒毛组织和肿瘤组织等。外周血是应用最多的材料。其他组织样本染色体制备方法与制备人外周血淋巴细胞的方法基本类同，只是标本的处理和培养条件有所调整。 1.1 基本原理 体外培养的外周血淋巴细胞，在植物凝集素(PHA)的刺激下转化成为能进行有丝分裂的淋巴母细胞；在秋水仙素(纺锤体抑制剂)作用下，淋巴母细胞有丝分裂停滞，从而获得处于有丝分裂中期的淋巴细胞染色体标本。 1.2 基本操作程序 (1)取血3ml(空针用0.1～0.2ml肝素抗凝)。 (2)用7号针头向每瓶培养液(内装有5ml培养液)接种血液标本15～16滴，摇匀后，静置于37℃的隔水式恒温培养箱中培养72h。 (3)终止培养前3h，用7号针头向培养瓶中加入秋水仙素3滴(浓度为20μg/ml)并混匀。 (4)按以下程序制片。 ①收集细胞：由培养瓶中吸取培养物10ml置于离心管中，离,l～,10min(1 500～2 000r/min)离心后，弃上清液，留下沉淀物。 ②低渗处理沉淀物：向沉淀物中加入已预温(37℃)的KCI(0.075mol/L)8ml，充分吹打，以使细胞分散，并将离心管置于37℃水浴中20～30min。 ③固定沉淀物：向每只离心管中加入新鲜配制的甲醇一冰醋酸(3：1)固定液1～2ml(预固定)，轻轻混匀后离心10min(2 500r/min)，去上清液，留沉淀物；向每只离心管中再加上述固定液8ml，轻轻混匀后静置30min以上，离心10min(2500r/min)；然后，再重复固定、离心1次。 ④制作标本片：尽量弃去离心管中的上清液，用吸管轻轻吹打其中的沉淀物，再加入6～7滴新鲜的固定液并混匀，然后，将该沉淀物滴加于已经预冷的载玻片上(预冷载玻片：将清洁载玻片放在盛有蒸馏水的小搪瓷盆中置于4℃冰箱中数小时以上)；将标本片晾干后，置于75℃烤箱中烘烤2.5h，然后自然冷却，也可将标本片吹干后用火焰烘干。 ⑤标本片染色：用Giemsa染液(以pH7.4的磷酸缓冲液配制，1.10)染色10min，自来水冲净并晾干。 ⑥显微镜观察：低倍镜下，选择标本片中染色体分散好、无细胞质背景、处于中期核分裂的培养细胞；然后，在高倍镜、油镜下观察染色体形态，进行计数、分组和性别鉴定；拍摄照片以进行正确的核型分析，并将典型图片存档。可根据需要进行染色体的Q显带、G显带、C显带、R显带和T显带。 1.3 注意事项 PHA是体外细胞培养成败的关键因素，其应用浓度应根据各批号PHA的效价作适当调整。秋水仙素的浓度和作用时间影响标本的分析。浓度低或作用时间短，会使标本中的分裂细胞减少；浓度高或作用时间长，会使染色体过于缩短，以致形态特征模糊。采血和接种培养时，不要加入过多肝素，肝素过多可抑制淋巴细胞转化。显带检测，以存放3d左右的标本片效果较好。观察G显带时，检材要用胰酶液消化。消化液的配制和消化条件的控制要认真探索，以获得最佳结果。 2 荧光原位杂交技术(FISH) 2.1 基本原理 2.1.1 原位杂交是用标记了已知序列的核苷酸片段作为探针，通过核酸杂交，直接在组织切片(冷冻切片或石蜡切片)、细胞涂片、染色体制备标本或培养细胞爬片上，检测或定位某一特定的目的DNA或目的RNA的存在。 2.1.2 FISH是以荧光素标记已知序列的核苷酸片段(探针)，通过检测荧光来定性和定位目的核酸片段，具有敏感、快速、能同时显示多种颜色等优点，不但能显示中期核分裂象的染色体，还能检测间期细胞核的DNA。 (1)FISH的直接法：以荧光素直接标记DNA探针，特异性强，方法简便。随着荧光标记技术的改进，直接法的敏感性不断提高，是目前常用的方法。 (2)FISH的间接法：以非荧光素标记物标记DNA探针，再桥连一个荧光标记抗体。 2.2 基本方法 2.2.1 探针和试剂。用于FISH的探针有不同类型。已有商品化的探针用于 FISH。avidin-FITC、anti-avidin和PI等检测试剂均可购得。 2.2.2 原位杂交。杂交前标本和探针应经变性处理。 2.2.3 检测。杂交后的标本除去封胶，置2×SSC中洗去盖片。经多步骤漂洗后依次在亲和素一荧光素、抗亲和素抗体和亲和素一荧光素中各孵育20min(生物素标记探针)，其间及其后各用1×PBD洗3次，每次2min。若用直接法FISH进行检测，后续免疫结合反应可省略，最后应加抗荧光衰变剂和DNA复染剂后封片。 2.3 注意事项 实验室必须优化FISH操作过程的各项条件。整个杂交和杂交后检测过程要始终保持标本片的湿润，以防载玻片干燥后引起非特异性染色。复染时要避光。根据荧光染料的不同选择相关的荧光显微镜滤色片。 3 比较基因组杂交(CGH)
分子遗传学技术新进展
分子遗传学技术新进展 摘要：分子遗传学是研究遗传信息大分子的结构与功能的科学，它的研究范畴是在中心法则基础上的进一步深入，研究对象是分子水平上的生物学过程，即遗传变异的过程。近年来，分子遗传学技术发展极为迅速，并对其他生物学领域产生了巨大的影响。通过简要综述基因重组技术以及人类基因组计划来阐述分子遗传学技术的新进展。 关键词：分子遗传学；DNA; 基因重组技术；人类基因组计划 引言 分子遗传学是研究遗传信息大分子的结构与功能的科学[1]，它不同于一般的遗传学，传统的遗传学主要研究遗传单元在各世代的分布情况[2],而分子遗传学则着重研究遗传信息大分子在生命系统中的储存、复制、表达及调控过程。它的研究范畴是在中心法则基础上的进一步深入，由肽链到功能蛋白质，再由功能蛋白质到性状的研究，分子遗传学不等于中心法则的演绎，也不是核酸及其衍生物的生物化学，它的研究对象是分子水平上的生物学过程，即遗传变异的过程[1]，它研究的是动态的生命过程，而不是在试管里或电泳仪上孤立地研究生物大分子的结构与功能的简单的因果关系。近年来，分子遗传学技术发展极为迅速，并对其他生物学领域产生了巨大的影响。21世纪，DNA测序方法建立，核酶的发现，PCR技术建立等等都是分子遗传学的最新进展。基因重组技术发展、基因治疗技术发展，人类基因组计划实施都标志着分子遗传学进入了一个崭新的阶段。本文将通过对分子遗传学发展史，分子遗传学主要研究内容，分子遗传学最新研究进展做一个简要综述，简明的阐述一下分子遗传学技术的新进展。 1 分子遗传学发展史 分子生物学的崛起的标志是分子遗传学的产生，同时分子遗传学又是微生物学、遗传学、化学、物理等学科相互交叉、相互渗透的产物，所以要研究分子遗传学的发展史，错综复杂。 1944年，美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌实验中证实转化因子为脱氧核糖核酸DNA，从而阐明遗传的物质基础[3]。1953年，美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出DNA分子结构的双螺旋模型，这一发现基本被认为是分子遗传学的真正开端[4]。