第五章基因组的进化与分子系统学
系统发育生物学
系统发育生物学是一门研究生物多样性演化，以及生物间的亲缘关系的学科。
它利用综合生态和遗传学方法，研究各个物种之间的差异和相似性，通过分类学的方法将物种进行分类，并推断每个物种之间的演化历史。
本文将为您介绍的基本概念、应用以及近年来的研究进展。
一、基本概念系统发育学主要研究一个物种或者群体的亲缘关系，也就是它们之间的演化关系。
演化学家在研究物种时，可以注意到它们的功能、形态、行为、遗传和地理分布等方面的变异。
通过对遗传基因的分析，我们可以发现更多物种间的关系。
我们会把采用获得更多信息的研究方法进行分类的方式称为分类学。
这种分类学可以被看作是的一种分支。
在中使用的关键方法是比较形态学和分子遗传学。
比较形态学是基于动植物的外形、骨骼、体重、眼睛和器官等性状的比较。
而分子遗传学在分析DNA、RNA 或蛋白质序列构成的基础上，来揭示物种间的亲缘关系。
分子系统发育是目前使用最广泛的系统发育分析方法之一。
二、应用系统发育学在分类与物种定义、生物多样性保护以及人类相关疾病的研究等方面，具有广泛的应用价值。
下面我们将一一介绍。
1. 分类与物种定义物种定义是根据生物体生物学特点、四合一标准、分子分析等多种分类方法来进行的。
采用基于比较形态学和分子遗传学的方法来确定物种的医学生物学意义，不仅可以识别并分离不同的物种，还可以推测不同物种的分化历史。
2. 生物多样性保护生物多样性是指生物体的不同种类、品种和群体的总和。
而生物多样性保护是通过保护和管理这些生物之间的相互关系，保护整个生态系统。
例如，生物多样性研究可以识别需要特别保护、受威胁的物种，以及需要激励的营造性征。
通过生物多样性研究，可以从宏观和微观角度深入研究生态演化、特定群体的分化、物种多样性等，并从中发掘解决生态学、技术和经济等多个领域存在的问题的方法。
3. 人类相关疾病的研究在人类相关疾病的研究中，以及相关的进化生物学方法被应用。
这些方法可以揭示人类与其它物种的亲缘关系，从而推测疾病和我们的演化历程有关系。
分子生物学李玉龙
2020 生物技术专业-分子生物学第一章：绪论1.基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。
2.基因的表达调控主要发生在转录水平和翻译水平上。
3.分子生物学发展过程概括为三个阶段：人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段、重组DNA技术的建立和发展阶段、重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段。
第二章：核酸的结构与功能1、判断、填空与选择考点：1.DNA 是主要的遗传物质。
2.核苷酸之间通过3’，5’磷酸二酯键连接形成核酸。
3.核苷酸是核酸的基本结构单位。
4.染色体分为常染色质和异染色质两类。
5.染色质分为组成型异染色质和兼性异染色质两类。
6.核酸是多核苷酸，核苷酸由含氮碱基、戊糖、磷酸构成。
核苷酸可以分解为核苷和磷酸，核苷可以分解为含氮碱基和戊糖。
7.稳定双螺旋结构的因素：碱基对之间形成的氢键、碱基堆积力、正负电荷的作用。
8.提出双螺旋模型有三个证据：X射线衍射法、DNA碱基等比例规律、DNA分子密度9.B-DNA是大多数DNA在细胞中的构象。
10.B-型螺旋就是Watson和Crick双螺旋√11.DNA每旋转一周，大约10个碱基对。
√12.染色质由最基本的结构单元核小体组成。
13.所有mRNA的3’端都有poly（A）结构。
×组蛋白mRNA的3’端无poly（A）结构14.检测DNA变性最简单的定性和定量方法是紫外吸收光谱变化。
15.Tm主要和DNA均一性、G-C碱基对含量、介质中离子强度有关。
16.DNA复性的两个必要条件是离子强度和较高的温度。
17.测定复性程度的3种方法：①减色效应②抗S1核酸酶水解DNA的量③羟基磷灰石柱层析。
18.分子杂交的类型与区分：①鉴定 DNA： Southern 印迹法；②鉴定 RNA： Northern 印迹法；③鉴定蛋白质：Western 印迹法。
第三章：基因与基因组的结构与功能1、判断、填空与选择考点：1.基因是遗传的基本单位，突变单位以及控制性状的功能单位。
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。
高一生物遗传与进化知识点总结人教版必修2
高中生物必修2《遗传与进化》人类是怎样认识基因的存在的？ 遗传因子的发现基因在哪里？ 基因与染色体的关系基因是什么？ 基因的本质基因是怎样行使功能的？ 基因的表达基因在传递过程中怎样变化？ 基因突变与其他变异人类如何利用生物的基因？ 从杂交育种到基因工程生物进化历程中基因频率是如何变化的？ 现代生物进化理论主线一：以基因的本质为重点的染色体、DNA 、基因、遗传信息、遗传密码、性状间关系的综合；主线二：以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合；主线三：以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。
第一章 遗传因子的发现二、杂交实验（一） 1956----1864------18721．选材：豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种性状易区分且稳定 真实遗传2．过程：人工异花传粉 一对相对性状的 正交P （亲本） 互交 反交F 1（子一代） 纯合子、杂合子F 2（子二代） 分离比为3：13．解释体现在 ①性状由遗传因子决定。
（区分大小写） ②因子成对存在。
③配子只含每对因子中的一个。
④配子的结合是随机的。
4．验证 测交 F 1是否产生两种比例为1：1的配子5．分离定律在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
三、杂交实验（二）1． 亲组合重组合2．自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合四、孟德尔遗传定律史记①1866年发表 ②1900年再发现③1909年约翰逊将遗传因子更名为“基因” 基因型、表现型、等位基因△基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。
表现型=基因型+环境条件。
五、小结1．第二章 基因与染色体的关系基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用基因在染色体上 证据：果蝇杂交（白眼） 伴性遗传：色盲与抗V D 佝偻病一、减数分裂1．进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。
分子植物育种的原理与方法育种学课件
优势 精准选择 快速育种 多基因改良
局限性 技术成本高 公众关注和接受度 遗传多样性保护
分子植物育种在农作物种质资源创新中 的应用与前景
种质资源创新
介绍分子植物育种在农作物种 质资源创新方面的应用案例和 前景。
农作物产量提高
探讨分子植物育种对于提高农 作物产量和营养价值的潜力。
逆境抗性
讨论分子植物育种在培育抗旱、 抗病虫害的农作物方面的应用 前景。
解释不同类型的分子标记技术 （如SSR、SNP和AFLP）， 并说明其在育种中的应用优势。
介绍分子标记技术在构建遗传 图谱方面的应用，以支持基因 定位和分析。
辅助选择
探讨分子标记技术在育种中的 辅助选择方法，加速品种改良 和遗传进化。
基因编辑技术及其在植物育种中的应 用
CRISPR-Cas9系统
详细介绍CRISPR-Cas9系统的原理和操作步骤，以及其在植物育种中的应用前景。
分子植物育种的原理与方 法育种学课件
本课件介绍了分子植物育种的原理与方法，概述了基因组学的基础知识，并 探讨了分子标记技术、基因编辑技术、转基因技术在育种中的应用。也涵盖 了分子育种的优势、局限性以及其在农作物种质资源创新中的应用与前景。
分子植物育种的概述
简要介绍分子植物育种的起源和发展，重点强调其在农业领域中的重要作用，提出分子育种对于提高作 物品质、抗病虫害和适应环境的意义。
基因组编辑
说明如何利用基因编辑技术对植物基因组进行精确编辑，以创造或改良有益性状。
转基因技术在植物育种中的应用
1
转基因概念
概述转基因技术的原理和定义，并探讨其在植物育种中的应用潜力。
2
转基因作物
列举转基因作物示例，讨论其重要性和争议，并呈现相关研究的成果。
进化生物学
第一章绪论一、进化生物学研究的对象（一）广义进化（二）生物进化（三）生物进化论与进化生物学二、进化科学的产生和发展（一）进化思想的产生（二）进化论的形成（三）进化论的发展（四）进化论在我国的发展（五）进化生物学发展的新方向三、学习和研究进化生物学的意义和方法（一）意义（二）基本方法第二章、生命及其在地球上的起源一、生命的本质（一）生命的物质基础;生物体化学成分的同一性、结构的有序性和功能的复杂性（二）生命活动的基本特征：自我更新、自我复制、自我调控、自我突变（三）生命和熵二、生命在地球上的起源（一）人类对生命起源的几种认识：自生论、天创论、生生论与天外胚种论、新自然发生论（二）生命起源的条件：地球的诞生、早期地球条件（初生大气烟消云散、次生大气的形成、原始海洋的诞生）、早期地球可以利用的资源（热能、太阳能、放电）（三）生命起源的过程---生命起源的化学演化学说三、遗传密码的起源与进化（一）最早的遗传密码子（二）密码进化的方向（三）密码的进化过程（四）病毒的起源与裸基因学说四、有关生命起源问题的探讨（一）陨击作用与生命起源（二）其他天体上是否有生命第三章、细胞的起源与进化一、原始细胞的起源（一）超循环组织模式（二）阶梯式过度模式二、细胞的进化（一）原核细胞的出现（二）古细菌的发现和早期生物三分支进化观点的形成（三）真核细胞的祖先可能是古细菌（四）真核细胞起源的途径：内共生起源说、渐进说三、真核细胞起源的意义（一）为生物性分化和有性生殖打下基础（二）推动生物向多细胞化方向发展第四章、生物发展史一、化石和地质年代的划分二、生物界系统发展概况（一）生物界系统发展（二）生物界系统发展的规律：进步性、阶段性、多样性三、几种生物的进化史：象、马四、生物的分界：二、三、四、五界说第五章、生物表型的进化一、形态结构的进化（一）新构造的起源及其在进化中的意义（二）形态结构进化的两个方向：复杂化和简化（三）形态结构进化的总趋势：复杂性的提高和多样性的增长二、生物功能的进化（一）新功能的起源及其在进化中的意义（二）新功能起源的基本方式：强化、扩大、更替（三）功能进化的实例：代谢途径、营养方式、免疫功能的进化（四）结构和功能进化的统一性三、行为的进化（一）行为进化的基本环节：趋性、反射、本能、低级学习行为、高级学习行为（二）通讯行为、争斗行为、利他行为、性行为的进化（三）行为进化的研究方法;比较推理法、观察实验法、第六章、生物遗传系统的进化一、染色体的进化：数目、结构、功能的进化二、基因与基因组的进化：基因、基因组的进化三、蛋白质和蛋白质组的进化：蛋白质、蛋白质组的进化第七章、生物的微观进化一、微观进化的概念：微观进化是无性繁殖系或种群在遗传组成上的微小差异导致的微小变化，是进化的基础，多种微观进化汇集的结果即表现为宏观进化二、生物微观进化的单位----无性繁殖系和种群三、种群的遗传结构（一）种群遗传基础的杂合性（二）基因频率和基因型频率（三）群体遗传平衡-----Hardy-Weinberg定律四、改变基因频率的因素：突变、选择、迁移（基因流动）、遗传漂变五、自然选择的作用（一）自然选择的概念：在下列情况下会发生选择：种群内存在突变和不同基因型的个体、突变影响表型，影响个体的适合度、不同基因型个体之间适合度有差异。
水稻myb-myc基因家族的全基因组鉴定、系统进化和表达模式分析
西北农业学报 ２０１９，２８（１１）：１７９０－１８００Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｂｏｒｅａｌｉ－ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉｓ Ｓｉｎｉｃａ网络出版日期：２０１９－１１－２６ ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－１３８９．２０１９．１１．００７网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１２２０．Ｓ．２０１９１１２５．２０１７．０２４．ｈｔｍｌ水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因家族的全基因组鉴定、系统进化和表达模式分析收稿日期：２０１９－０３－２９ 修回日期：２０１９－０５－１０基金项目：陕西省自然科学基金（２０１４ＪＭ３０６５）。
第一作者：刘 玥，男，硕士研究生，研究方向为作物分子生物学。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｅｌｉｕ＿ｎｗａｆｕ＠１６３．ｃｏｍ通信作者：李海峰，男，博士，教授，研究方向为作物分子生物学。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｈｆ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ刘 玥，陈守坤，王成微，李家伟，李海峰（旱区作物逆境生物学国家重点实验室，西北农林科技大学农学院，陕西杨凌 ７１２１００）摘 要 为了挖掘水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因的功能，通过生物信息学手段对水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因家族进行基因组水平的鉴定，并对其系统进化及表达模式进行分析。
本研究在水稻中鉴定到１７个ＭＹＢ－ＭＹＣ基因，根据系统进化树将它们划分为２个亚家族，不同亚组具有特异的保守基序和基因结构。
通过对水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因复制事件的分析发现水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因共产生６个基因复制。
此外，转录组数据分析发现水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因在不同组织都存在表达且响应不同非生物胁迫。
本试验为水稻ＭＹＢ－ＭＹＣ基因功能的研究提供了初步的理论基础。
关键词 水稻；ＭＹＢ－ＭＹＣ；系统进化；表达模式中图分类号 Ｓ５１２．１；Ｓ３３０ 文献标志码 Ａ 文章编号 １００４－１３８９（２０１９）１１－１７９０－１１ 转录因子在植物生长发育和逆境胁迫中起到了关键作用。
北京化工大学分子生物学期末考试总结
IF-2：是特异和fMet-tRNAfMet结合并把它带到核糖体上；
IF-3：辅助30S亚基与mRNA上起始位点特异性结合
三、肽链延伸过程可以分几步？
1、AA-tRNA与核糖体A位点结合(需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子)
2、肽键形成：是由转肽酶/肽基转移酶催化(此时A位点的AA-tRNA转移到P位点)
3、移位：核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子，需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
四、原核生物延伸因子EF-Ts、EF-Tu、EF-G的功能是什么，真核生物的延伸因子的功能和作用？
3、RNA链的延伸：
σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；
在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长
4、转录终止：
当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。
链霉素,新霉素,卡那霉素干扰AA-tRNA与核糖体结合而引起读码错误
氯霉素阻止mRNA与核糖体结合
嘌呤霉素结合在核糖体的A位，抑制AA-tRNA的进入
白喉毒素抑制EF-Tu的功能
七、蛋白质运机制
1、翻译-运转同步机制
信号肽假说，信号肽常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。
信号序列特点：（
（1）一般带有10-15个疏水氨基酸；
（2）在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；
编码DNA的碱基序列与生物进化的关系
编码DNA的碱基序列与生物进化的关系DNA是构成生命的基本单位之一，也是生命传承的基因物质。
DNA分子由多种碱基组成，而不同的碱基序列决定了不同的生物特性和进化方式。
在漫长的进化历程中，基因的变异和选择不断发生，推动了生物的多样性和适应性的不断进化。
因此，DNA的碱基序列与生物的进化关系密切，探究这种关系具有重要的科学意义和实际应用价值。
DNA的基础结构和编码方式DNA是由四种碱基组成的核苷酸序列，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
在DNA序列中，A只能与T配对，G只能与C配对，这是DNA复制和遗传信息传递的基础。
每三个碱基组成一个密码子，编码了一个氨基酸，然后氨基酸组成蛋白质，最终决定了生物的性状和功能。
因此，DNA的碱基序列和基因是生命体内最基础的信息存储单位，也是祖先与后代之间信息传递的桥梁。
碱基序列与生物进化关系DNA的不同碱基序列和基因组成决定了各种生物的遗传特性和进化方式。
在进化过程中，生物所处的环境、竞争环境、繁殖方式等因素均会对基因发生变异和选择起到重要的作用，从而导致种群在基因水平上的差异。
这些差异在数代之后会积累到足以成为新物种的水平。
除了基因本身的变异，基因组的整体结构和基因排列方式也会影响生物的进化。
人类的基因组和农作物、微生物等生物的基因组比较，发现它们的基因组大小差异很大，人类的基因组大小约为3亿个碱基对，而某些细菌的基因组只有数百万个碱基对。
这种差异不仅体现在数量上，还影响了基因组中的复制、转录和修饰机制，以及基因组的演化速度。
比如，某些生物的基因组中有大量的重复序列和移动基因元件，这些结构具有高度可变性，成为微生物进化的重要动力。
DNA碱基序列在生物分类中的应用DNA的碱基序列已经成为物种分类和系统发育学研究的重要工具。
传统的动物分类依据形态特征进行分类，但是形态学分类有时存在主观性和局限性，无法涵盖所有生物。
利用分子生物学手段进行分类可以避免这些问题。
生物信息学课后题及答案
三．第二章
1、简述三干六界学说。
2.TSS,外显子和内含子的概念。 TSS是转录起始位点（Transcription Start Site）的英文缩写，是 指DNA上一段与RNA聚合酶结合并起始转录的一段DNA序列。真核生物 结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而 成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白 质，这些基因称为断裂基因。其中的编码区即为外显子，非编码区即 为内含子。
6、简述PAM矩阵与BLUSUM矩阵的关系 （1）两者都在打分系统中使用对数比值； （2）PAM矩阵是基于近相关蛋白家族数据的，并且假设高度相关蛋白的 取代概率可以外推到远相关蛋白的概率。BLOSUM矩阵是基于实际观测到 的远相关蛋白比对。 （3）高值BLOSUM矩阵和低值PAM矩阵最适合于研究高度保守的蛋白；低 值BLOSUM矩阵和高值PAM矩阵最适合检测远相关蛋白。 （4）一般来说,在局部相似性搜索上， BLOSUM 矩阵较PAM要好。对于 数据库搜索来说一般选择BLOSUM62矩阵。PAM矩阵可用于寻找蛋白质的 进化起源，BLOSUM矩阵用于发现蛋白质的保守域。
绘制成功，人类基因组计划的.目标全部实现。 2004，人类基因组完成图公布。 2.我国自主知识产权的主要基因组测序计划有哪些？ 水稻（2002），家鸡（2004），家蚕（2007），家猪（2012），大熊猫 （2010）
2． 第一章
1、生物信息指哪些？ 主要有从DNA序列、蛋白质序列、蛋白质结构和功能研究中解读的：
2、GBFF格式的特性表格式包括哪三个部分？ 特性表格式包含三个部分： 第一，特性关键词(Feature key)； 第二，特性位置(Location)； 第三，限定词(Qualifiers)