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。
基因重组与基因重排
基因重组与基因重排基因重组和基因重排是分子生物学领域中的两个重要概念，它们对于理解基因组结构和功能的演化以及生物多样性的形成具有重要意义。
本文将就基因重组和基因重排的定义、机制以及其在生物学研究中的应用进行探讨。
一、基因重组的定义和机制基因重组是指在染色体水平上，以某种方式重组基因序列的现象。
通常情况下，基因重组是通过基因间的交叉互换发生的，它能够导致基因型的重组组合。
基因重组的机制主要是由DNA上的同源重组过程控制的。
同源重组是指在有相同或相似的DNA序列的两条父本DNA分子之间，通过物理相互作用引起的基因重组现象。
同源重组的主要步骤包括DNA片段的剪接和连接，以及DNA链的交叉互换。
这种重组机制使得基因序列在不同个体之间的组合得以改变，从而增加了基因组的多样性。
二、基因重排的定义和机制基因重排是指在染色体上，由于基因片段间的插入、删除或倒位等变化而导致的基因序列重排现象。
基因重排通常发生在免疫系统中，它对于免疫细胞的发育和功能具有重要作用。
基因重排的机制主要涉及DNA片段的重新排列和连接。
比如，在免疫系统中，B细胞和T细胞的免疫受体基因通过基因重排机制来生成多样性的抗体和T细胞受体。
这种重排过程涉及到基因片段的插入、删除和倒位等调整，以及基因片段之间的剪切和重连。
基因重排的发生使得免疫系统能够识别和应对多样性的抗原，从而保证了机体对抗病原体和其他外界入侵的能力。
三、基因重组与基因重排的应用基因重组和基因重排的研究在生物学领域有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：1. 生物工程：基因重组技术是生物工程中最常用的技术之一，它可以通过将外源基因插入到宿主生物的基因组中，实现对目标物质的生产和表达。
例如，利用基因重组技术，人类生产了许多重要的药物和工业化合物，如胰岛素和乳酸菌。
2. 进化研究：基因重组和基因重排对于演化过程的研究很重要。
通过比较不同物种中的基因重组和重排事件，可以了解基因组的进化历程和生物多样性的起源。
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
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3.特点: 1）只发生在有性生殖过程中 2）在有性生殖过程中一定发生该种变异---变异 频率高。 两个亲本的杂合性越高，基因差距越大，基因重 组的类型就越多，后代产生的变异就越多。
3）只能产生新的基因型和表现型，不能产生新 的基因。 4.意义: 1）为生物变异的主要来源; 2）对生物的进化具有重要意义。
三、基因重组
1.概念： 生物体进行有性生殖的过程中，控制不 同性状的基因重新组合。
非同源染色体上的非 等位基因的自因间的组合 将外源基因导入细胞 的DNA分子上
基因的连锁互换 基因工程（特例）
基因工程:基因导入受体细胞后,使受体细胞的基因 型发生改变，但新的基因并非通过基因突变产生， 故属基因重组原理。
基因突变和基因重组(上课用)
汇报人姓名
汇报时间：xx月xx日
2022
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基因突变的原因和影响
如紫外线、化学物质、病毒等可以引起基因突变。
自然因素
如辐射、化学诱变剂等可以引起基因突变。
诱变因素
某些基因突变与遗传因素有关，如某些遗传性疾病。
遗传因素
基因突变可以导致遗传性疾病的发生，如镰状细胞贫血症；也可以促进生物进化，产生新的物种和生物多样性。
基因突变的影响
基因重组
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同源重组
非同源重组则是指发生在非同源染色体之间的基因交换。这种重组过程通常发生在减数分裂的四分体时期，通过非姐妹染色单体之间的交叉互换实现。非同源重组的结果通常是产生新的非等位基因组合。
非同源重组
重组过程中的关键酶
01
02
03
关键酶3
重组的生物学意义
生物进化 基因重组是生物进化的主要驱动力之一，通过基因重组可以产生新的基因组合，增加生物的适应性和多样性。 生长发育 基因重组在生物的生长发育过程中也具有重要作用，例如在免疫系统的发育和神经系统的发育过程中，基因重组都发挥了关键作用。 遗传性疾病 基因重组也与一些遗传性疾病的发生有关，例如亨廷顿氏病和囊性纤维化等。这些疾病的发生往往与特定的基因重组事件有关。
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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重温高考 演练模拟
氨基酸乙
氨基酸甲
不合理
C
√
RNA
12345
大肠杆菌的 是
解析
答案
√
不会影响
突变率
错误 B
12345
解析
答案
…—P— K —K—P—… …—P— R —K—P—…
√
链霉素
A
诱发
转录 缺失
12345
突变
解析
答案
B
次级
√
自由组合 染色体结构变异
12345
解析
答案
少 染色体
显性 三
基因重组。
等位基因的分离 不是 。
长句应命答题突探究破简答 题
1.若某种蛋白的氨基酸数目增加不能判断一定是基因中碱基对的增添所致。 理由是若碱基对的缺失导致终止密码子改变，也会导致氨基酸数目的增加。 2.某植株发生基因突变后，该植株及其有性生殖后代均不能表现突变性状的 原因是该突变为隐性突变，且基因突变发生在该植株的体细胞中，不能通过 有性生殖传递给子代。 3.基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比 后者少的原因是基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添和缺失，而染色 体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序。
4.若某种自花受粉植物的AA植株发生了隐性突变，则隐性性状出现的过程 是该AA植株基因突变产生Aa植株，Aa植株自交产生隐性性状的个体。 5.基因重组的准确描述是在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的 基因的重新组合。 6.同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是 产生新基因组合的机会多。
的同源染色体
提示
命题探究
命题点一 辨析基因突变和基因重组
D
4
一定
Dd
一定是显性
√
解析
答案
错误
D
甲细胞分裂后产生
，
其产生的变异
给后代
AABb
√
均可遗传
解析
答案
科学 思维
“三看法”判断基因突变与基因重组
(
(3)三看染色体
命题点二 基因重组与减数分裂的综合辨析
AaBb 胞分裂后产生的子
C 均有2对同源
考点二
真核
有性
控制不同性状的基因
非等位基因 自由组合
非同源染色体
( 运载体
同源染色体上的非等位基因 同源染色体上的非等位基因
重组性状
基因重组能产生
新的基因型
和
吗答？案
生物多样性 变异的来源之
答案
归纳 总结
基因突变与基因重组
通常
任何时期 间期
所有生物(包括病毒)
有性生殖的真核 基因工程
新基因 新性状
二
12345
分别发生隐 一
二
解析
答案
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
原核生物 基因重组
有丝分裂 ×
基因重组
均可 最根本
受精过程 ×
× 也不存在
√ ×
√ ×
答案
交叉互换
因 基因重组。
四分体时期。
初级精母细胞
非同源染色体上的非等位基因自由组合，即
二倍体生物进行
一定能 ，会有
的非姐妹染色单体间
。
减数第一次 分裂后期。
一次细
第一次
√
基因重组
甲、乙细胞处于减数第 次分裂，
因此
发生基因重组
解析
答案
D
只能形成2种 发生交叉互换，可形成4种配子
4种
4种
√解析答案来自易错警命示题突探究破选择 题
不一定
不一定都产生等位基因， 原核生物和病毒 新基因
诱变因素不能决定基因突变的方向 。
不会改变DNA上基因的数目和位置
原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以， 如肺炎双球菌的转化。