基因重组
基因重组的概念
基因重组的概念基因重组是指一个基因的DNA序列是由两个或两个以上的亲本DNA组合起来的。
基因重组是遗传的基本现象，病毒、原核生物和真核生物都存在基因重组现象。
减数分裂可能发生基因重组。
基因重组的特点是双DNA链间进行物质交换。
真核生物，重组发生在减数分裂期同源染色体的非姊妹染色单体间，细菌可发生在转化或转导过程中，通常称这类重组为同源重组（homologous recombination），即只要两条DNA序列相同或接近，重组可在此序列的任何一点发生。
然而在原核生物中，有时基因重组依赖于小范围的同源序列的联会，重组只限于该小范围内，只涉及特定位点的同源区，把这类重组称作位点专一性重组(site-specific recombination），此外还有一种重组方式，完全不依赖于序列间的同源性，使一段DNA序列插入另一段中，在形成重组分子时依赖于DNA复制完成重组，称此类重组为异常重组（illegitimate recombination），也称复制性重组（replicative recombination）。
自然重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种进化的基础。
自然界的基因转移的方式有：接合作用：当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞（细菌）转移至另一细胞(细菌），这种类型的DNA转移称为接合作用（conjugation ）。
转化作用（transformation) 通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。
转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用（transduction）。
转座：大多数基因在基因组内的位置是固定的，但有些基因可以从一个位置移动到另一位置。
这些可移动的DNA 序列包括插入序列和转座子。
由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座（transposition ）。
基因重组技术 原理
基因重组技术原理
基因重组技术是一种用于改变生物体基因组成的技术。
它基于自然界中存在的水平基因转移现象，并利用特定的实验室方法将外源DNA片段导入到宿主细胞的染色体中，从而改变宿主细胞的遗传性状。
基因重组技术的原理主要分为两个步骤：DNA剪切和DNA连接。
首先，DNA剪切是指通过酶切作用将DNA分子切成特定的片段。
常用的酶切酶如限制性内切酶，它们能够识别特定的DNA序列，并将DNA在这些特定的序列位点切割成片段。
在实验室中，研究人员可以使用这些酶切酶将源DNA和宿主DNA分别切割成特定的片段。
接下来，DNA连接是指将两个不同来源的DNA片段通过酶和酶切位点的配对连接起来。
研究人员可以利用酶切末端的互补碱基序列以及DNA连接酶的作用，将目标DNA片段与载体DNA片段连接在一起。
载体DNA常用的是质粒DNA，它可以在细菌细胞中自主复制，并传递给细胞的后代。
这样，宿主细胞就可以读取并表达源DNA中的遗传信息。
在基因重组技术中，还需要一些附加步骤来促进DNA片段的插入和稳定表达。
例如，采用电穿孔技术或热激冲击法将DNA导入宿主细胞，使其能够取代宿主细胞的染色体。
后续的筛选和纯化步骤用于确认插入目标DNA的成功，并评估宿主细胞是否成功表达源DNA所编码的蛋白质。
总结起来，基因重组技术通过DNA剪切和连接来改变生物体的基因组成。
这个技术的发展不仅促进了基础生物学和疾病研究的进展，还在农业和医药领域有着广泛的应用。
基因突变和基因重组
基因突变和基因重组是生物学中重要的遗传现象，对生命体的演化和多样性 产生深远影响。
基因突变的定义
1 突变是什么？
2 突变的种类和原因 3 突变的影响
突变是指基因序列在 DNA复制或重组过程中 发生的变化，导致突变 后代与原始个体存在差 异。
突变包括点突变、插入 突变、缺失突变等，可 由DNA损伤、辐射暴露、 化学物质等引起。
结果差异
突变可能导致小范围的改变，而重组可产生大范围组涉及多个基因。
研究基因突变和基因重组的意义
深入了解遗传变异
研究突变和重组可帮助我们更 好地了解基因的功能和进化机 制。
推动基因医学进展
研究突变和重组可促进基因医 学的发展，为疾病诊断和治疗 提供新的方法。
突变可能导致遗传病、 新特性的出现，也是进 化的驱动力。
基因重组的定义
1 重组是什么？
基因重组指基因间的DNA片段在染色体上的重组，产生新的组合基因。
2 重组的作用和应用
重组可增加遗传多样性，促进进化。在基因工程和农业领域有广泛应用。
基因突变和基因重组的区别
突变 vs. 重组
突变改变个体的基因组，而重组改变个体某些基因的排列组合。
改良农作物
通过研究基因突变和重组，可 以开发新的农作物品种，提高 产量和抗病性。
结论
1
突变和重组的重要性
突变和重组是生物多样性和进化的基础，对人类和生物界具有重要意义。
2
未来研究方向
进一步研究突变和重组的机制和影响，可帮助我们更好地理解生命的奥秘。
基因重组
（一）转化（transformation）
具体转化过程如下： 进入受体细胞的DNA单链与受体菌染色体组上同源区 段配对，而受体菌染色体组的相应单链片段被切除， 并被进入受体细胞的单链DNA所取代，随后修复合成， 连接成部分杂合双链； 然后受体菌染色体进行复制，其中杂合区段被分离成2 个，一个类似供体菌，另一个类似受体菌； 当细胞分裂时，此染色体发生分离，形成一个转化子；
1、普遍性转导 普遍性转导又可分为完全普遍转导和流产普遍转导。 （1）完全普遍转导 通过重组，供体基因整合到受体细胞的染色体上，从而 使受体细胞获得供体菌的遗传性状，产生变异，形成稳 定的转导子，这种转导称为完全普遍转导。 （2）流产普遍转导 在普遍性转导中，有时转导来的供体DNA不一定都能整 合到受体染色体上，产生稳定转导子，更多的则是转导 来的供体染色体不能整合到受体染色体，也不能复制， 但可以表达，这种转导称为流产转导。
第三节 基因重组
凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移的一起，经过 遗传分子间的重新组合，形成新遗传个体的方式，称为 遗传重组。
一、原核微生物的基因重组
在原核微生物中，基因重组的方式主要有转化、转导、 接合和原生质体融合几种形式。
（一）转化（transformation）
受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换， 把它整合到自己的基因组中，再经复制就使自己变成一 个转化子。这种受体菌接受供体菌的DNA片段而获得部 分新的遗传性状的现象，就称转化。 能进行转化的受体细胞必须处于感受态，即受体细胞最 易接受外源DNA片段并实现其转化的一种生理状态。
（四）原生质体融合
原生质体融合的主要步骤： （2 ）在高渗溶液中，用适当的脱壁酶去除细胞壁； （3）将形成的原生质体进行离心聚集，并加入促融合剂 PEG或过电脉冲等促进融合； （4）然后在高渗液中稀释，再涂在能使其再生细胞壁和 进行分裂的培养基上，使其形成菌落； （5）通过影印接种法，将其接种到各种选择性培养基上， 鉴定它们是否为融合子，最后测定其他生物学性状或产 能性状；
基因重组育种
• 1998 年陈五岭等又报道了激光诱导动物细胞融合。此外， 其融合率还受其它诸因素的影响。
毒性小，仪器昂贵，操作难度高，很难推广。
原生质体融合技术的步骤
• 离心分离，洗涤菌体 • 酶解脱壁 • 原生质体再生及剩余菌数的测定 • 制备的原生质体去除酶液 • 促融 • 融合子再生 • 融合子筛选
参与融合的亲株数并不限于一个，可以多至三个、 四个，这是一般常规杂交所达不到的。
（3）重组频率特别高，因为有聚乙二醇作助融剂。
（4）可以和其他育种方法相结合，把由其它方法得到 的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中。
（5）可以用温度、药物、紫外线等处理、钝化亲株的 一方或双方，然后使之融合，再在再生菌落中筛选重组 子。这样往往可以提高筛选效率。
• 应用灭活原生质体作为遗传标记选择融合子
原生质体经紫外线照射、加热或经某些化学药剂的 处理，可使其丧失在再生培养基上再生的能力，而只能 作为遗传物质的供体。从而只根据另一亲株特性设计选 择条件而选择融合子。周东坡等通过紫外线照射灭活原 生质体融合选育了啤酒酵母新菌株。用0.11 %碘乙酸， 30 ℃处理产阮假丝酵母( Candida utilis ) 原生质体40min 后，与啤酒酵母( Saccharomyces cerevisiae) 的原生质体融 合，利用形态差异选择融合子。
选定几种有特定整合 位点的 Hfr 菌株，使 之与F–菌株进行接合，
并在不同时间使其中 断，最后，根据F–中 出现Hfr菌株中各种形
状的时间顺序（分
钟），可以绘出较为
完整的环状染色体图 （chromosome map）。
中 断 杂 交 试 验
位点特异性重组
基因重组定义
基因重组定义
基因重组是指通过人工手段将不同来源的DNA序列进行拼接、切割、复制等操作，使其产生新的基因组合或改变原有的基因序列，从而达
到改变生物遗传特征的目的。
基因重组技术在现代生命科学领域中具
有非常重要的应用价值，如医学、农业、工业等领域。
在基因重组技术中，首先需要获得所需的DNA序列。
这可以通过多种方法实现，如从细胞中提取DNA、利用PCR扩增特定片段等。
然后，将所需的DNA片段进行切割，并利用特定酶类进行黏合连接。
这样就可以得到一个新的DNA序列，其中包含来自不同来源的基因信息。
在基因重组技术中，还需要使用载体来传递新构建的DNA序列。
常见的载体包括质粒、病毒等。
通过将新构建的DNA序列插入到载体中，并将其导入到宿主细胞中，就可以实现对宿主细胞遗传信息进行修改。
基因重组技术在医学领域中应用广泛。
例如，在治疗某些疾病时可以
利用该技术生产人类蛋白质，如胰岛素、生长激素等。
此外，基因重
组技术还可以用于治疗癌症、遗传性疾病等。
在农业领域中，基因重组技术可以用于改良农作物品种。
例如，可以
将一些抗虫、抗草药性较强的基因插入到作物中，提高其抗虫、抗草
能力，从而提高产量和质量。
在工业领域中，基因重组技术也具有广泛的应用。
例如，在生产某些化学品时可以利用该技术生产酶类和蛋白质等物质。
总之，基因重组技术是一项非常重要的现代生命科学技术。
通过该技术可以实现对生物遗传信息的修改和改良，从而为人类社会带来巨大的经济和社会效益。
基因重组实际应用的例子
基因重组实际应用的例子基因重组技术是一种将不同物种的基因进行组合，产生新的基因组合的技术。
这项技术在医学、农业、工业等领域都得到了广泛应用。
以下是基因重组实际应用的例子：1. 乙肝疫苗：乙肝疫苗是一种通过基因重组技术制造的疫苗。
通过将乙肝病毒的表面抗原基因插入酵母的基因组中，制造出可以诱导人体产生抗体的乙肝疫苗。
2. 人胰岛素：基因重组技术可以用于生产人胰岛素。
通过将人类胰岛素基因插入大肠杆菌的基因组中，制造出可以通过发酵生产的胰岛素。
3. 转基因植物：基因重组技术可以用于制造转基因植物。
转基因植物可以抵抗病虫害、耐受干旱、抗草甘膦等。
例如，通过将农杆菌的基因插入玉米中，制造出可以抵抗昆虫侵袭的玉米。
4. 人类生长激素：人类生长激素是一种可以用于治疗生长激素缺乏症的药物。
通过将人类生长激素基因插入大肠杆菌的基因组中，制造出可以通过发酵生产的人类生长激素。
5. 乳腺癌药物：基因重组技术可以用于制造乳腺癌药物。
例如，通过将人类单抗基因插入小鼠的基因组中，制造出可以用于治疗HER2阳性乳腺癌的药物。
6. 血友病治疗药物：基因重组技术可以用于制造血友病治疗药物。
例如，通过将血友病患者缺乏的凝血因子基因插入哺乳动物的基因组中，制造出可以用于治疗血友病的药物。
7. 畜禽疫苗：基因重组技术可以用于制造畜禽疫苗。
例如，通过将禽流感病毒的表面抗原基因插入病毒携带的病毒载体中，制造出可以用于预防禽流感的疫苗。
8. 软骨修复药物：基因重组技术可以用于制造软骨修复药物。
例如，通过将人类骨形态发生蛋白基因插入小鼠的基因组中，制造出可以用于治疗软骨损伤的药物。
9. 蛋白质纯化：基因重组技术可以用于蛋白质纯化。
例如，通过将目标蛋白质基因插入大肠杆菌的基因组中，制造出可以通过发酵生产的蛋白质。
10. 疫苗生产：基因重组技术可以用于疫苗生产。
例如，通过将流感病毒的表面抗原基因插入病毒携带的病毒载体中，制造出可以用于预防流感的疫苗。
基因重组的原理
基因重组的原理
基因重组是指通过改变或重新组合DNA分子中的基因序列，
使之产生新的组合形式。
基因重组可以发生在同一染色体上的不同区域，也可以发生在不同染色体之间。
基因重组的原理主要包括以下几个步骤：
1. DNA断裂：在重组发生的位置上，DNA双链发生断裂，使
得特定区域的DNA段与其他DNA段分离。
2. DNA连接：在断裂的末端，酶类介导的酯键形成，将DNA
断裂的末端连接在一起。
这个过程涉及到DNA连接酶的活性。
3. DNA修复：在染色体重组过程中，断裂的末端被蛋白质介
导的复合物修复。
修复可以通过两种方式进行：一种是非同源末端连接（Non-homologous end joining, NHEJ），这种方式不
需要同源DNA序列进行配对，而是通过酶类介导的连接来修复。
另一种是同源重组修复（Homologous recombination, HR），需要一段同源的DNA序列作为模板，进行复制和修复。
4. 结构调节：在重组过程中，染色体上的结构会发生变化，这些变化可能包括染色体的缩短、延长或者重组。
这种结构调节对于正确重组的发生至关重要。
基因重组在自然界中普遍存在，在生物体的进化和遗传变异过程中起着重要作用。
而人工基因重组则是通过技术手段，有针
对性地改变基因序列，以达到特定目的。
例如，基因重组可以用于基因工程领域，用于生物制药、农业改良、环境修复等方面。
基因重组技术的发展也为人类提供了更多的研究和治疗手段。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A 例题1：观察下图，下列说法中不正确的是( )
A．基因突变发生于I过程，基因重组发生于Ⅱ过程 B．Ⅲ过程是在细胞分裂和细胞分化基础上进行的 C．有性生殖实现了基因重组，增强了生物变异性 D．由于有性生殖方式的出现，加快了生物进化的 过程
20
基因重组
合肥八中 李秀
基因重组
“一母生九仔，连母十个样”这种差 异怎么造成的？
1、基因重组的概念
在生物体进行有性生殖的过程中，控 制不同形状的基因的重新组合。
2、类型: ①基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的
自由组合 ②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色体之间
发生局部互换.
③基因工程： 属于非自然的基因重组，可以发 生在不同种生物之间，能够定向 改变生物性状。
减数第一次分裂后期 非同源染色体上的非等位基因自由组合
b
Ab 和 aB
B
B
AB 和 ab
b
一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别 位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时， F2可能出现的表现型就有 220=1048576 种。
减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色 体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换
件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
A和a 、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a 、B对 b为显性。基因型不同的两白花植株杂交，F1紫花：白花=1：1. 若将F1紫花植株自交，所得 F2植株中紫花：白花=9：7。请回 答：（1）从紫花形成的途径可知，紫花性状是由 两对 对基因 控制;（2）根据紫花植株自交的结果，可以推测紫花植株的基
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A 例题3.下列过程存在基因重组的是 ( )
例题4：南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基
因控制（A，a和B，b），这两对基因独立遗传。现将２株圆 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动：历年高考题PPT版制作。本课 件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
___A_a_b_b_×___a_a_B_B____或____A_A_b__b_×__a_a_B__b__；用遗传图解表
示两亲本白花植株杂交的过程（只要求写一组）。
Aabb×aaBB
AAbb×aaBb
“汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动：历年高考题PPT版制作。本课 件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
C 同方法进行了实验(如图)，下列说法不正确的是 ( )
A.过程①育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高 突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型 B.过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞 ，抑制纺锤体的形成 C.过程②③④育种方法运用的原理是基因重组，基因型为aaB_ 的类型经④后，子代中aaBB所占比例是5/6 D.过程⑥⑦应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短 育种年限
形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2
获得137株扁盘形、89株圆形、是 (
)
A. aaBB和Aabb
B.aaBb和AAbb
C.AAbb和aaBB
D.AABB和aabb
例题5：假设a、B为玉米的优良基因，现有AABB、aabb两 个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 为得到能稳定遗传的优良玉米种(aaBB)，某实验小组用不
因型是 AaBb ________，其自交所得F2中，白花植株纯合 体的基因型是 aabb、AAbb、aaBB_____________________。
“汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动：历年高考题PPT版制作。本课 件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
A和a 、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a 、 B对b为显性。基因型不同的两白花植株杂交，紫花：白花 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公
益活动：历年高考题PPT版制作。本课 件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
=1：1.若将紫花植株自交，所得 植株中紫花：白花=9：7. 请回答： （3）推测两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是
B
b
bB
bB
转基因技术中的不同种生物间 的基因重组
3.基因重组的意义
思考
基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？
意义 是生物变异的来源之一，
是生物多样性的来源之一，
对生物的进化具有重要的意义。
归纳：
注意：1.通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因 工程属于分子水平的基因重组；减数分裂过程 中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，以 及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导 致的基因重组，属于染色体水平的基因重组； 动物细胞融合技术，以及植物体细胞杂交技术 下的基因重组，属于细胞水平的基因重组。
（4）紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色（形 成红花），那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公
益活动：历年高考题PPT版制作。本课 件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
表现型及比例为___紫__色__：__红__色__：__白__色__=_9_：__3_：__4___。
“汉水丑生的生物同行”超级群 大型公益活动：历年高考题 PPT版制作。本课件为公益作 品，版权所有，未经允许不得 擅自修改或用于任何形式的商 业用途。2012年1月15日，汉水 丑生标记。
例题2．右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。 相关判断错误的是（ A ）
A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞 B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生 C．此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞 D．此动物细胞内最多含有四个染色体组
例题6：某种野生植物有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公 益活动：历年高考题PPT版制作。本课
件为公益作品，版权所有，不得以任 何形式用 于商业 目的。2 012年1 月15日 ， 汉水丑生标记。
的生物化学途径是：
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