2 双链DNA的构型 A-DNA B-DNA Z-DNA
3 DNA的变性 将双链DNA在中性盐溶液中加热，DNA分子的共价键不受影响，而互补碱
基对间的氢键则被打开，从而使两条多核苷酸链分开成为两条单链。
DNA复性 变性后的DNA，在适当条件下又能回复成为双链DNA。 3蛋白质的合成 中心法则及其发展 DNA→mRNA→蛋白质
遗传信息的转录RNA的合成与RNA的加工、遗传密码及其特性 三联性、连续性、简 并性、有序性、通用性 遗传信息的翻译 蛋白质生物合成模式 蛋白质翻译后的修饰 糖基化修饰
4基因 基因是DNA分子上带有遗传信息的特定核苷酸序列区段，并且在染色体上位置固 定、序列连续；遗传信息就存在于核苷酸(碱基)序列中。
念珠理论：基因是结构单位，基因是突变单位 ,基因是作用单位，染色体是基因的载体 5双突变杂合体，有顺式突变双杂合体和反式突变双杂合体。顺式突变双杂合体永远为野生型，根据两突变反式双杂合体有无互补作用可以判断它们是否为同一个功能单位的突变： 突变型-——无互补作用——为同一功能单位的突变；野生型——有互补作用——为不同功能单位的突变。这种测验称为互补测验，也称为顺反测验(cis-trans test)。
6顺反子 顺反测验所确定的最小遗传功能单位称为顺反子(cistron)，顺反子内发生的突变间不能互补。 7现代基因概念 基因是DNA分子上带有遗传信息的特定核苷酸序列区段。由重组子、突变子序列构成的。 重组子是DNA重组的最小可交换单位；突变子是产生突变的最小单位；重组子和突变子都是一个核苷酸对或碱基对(bp)。 基因可以包含多个功能单位。 基因的功能类型
根据基因的原初功能可以将基因分为：
1. 编码蛋白质的基因，即有翻译产物的基因。
– 如结构蛋白、酶等结构基因和产生调节蛋白的调节基因。
2. 没有翻译产物，不产生蛋白质的基因。
– 转录产物RNA不翻译，如编码tRNA、rRNA。
3. 不转录的DNA区段。
– 如启动子、操纵子。启动子是转录时RNA多聚酶与DNA结合的部位。操
纵子是阻遏蛋白、激活蛋白与DNA结合的部位。
基因的几种特殊形式及定义 重复基因：指在染色体组上存在多份拷贝的基因。重复基因往往是生命活动中最基本、最重要的功能相关的基因。最典型的重复基因是rRNA、tRNA和组蛋白基因等。 重叠基因：同一段DNA序列，由于阅读框架(转录范围)不同，同时成为两个或两个以上基因的组成部分。因此基因在染色体上可能有重叠，甚至一个基因完全存在于另一个基因内部。断裂基因或隔裂基因：真核生物基因中间存在不表达的碱基序列，可能是不同外显子的组合——断裂基因 跳跃基因：某些DNA序列可以在染色体上转变位置，又称为转座子
8限制性内切酶和载体是基因工程的众多理论与技术基础中最重要的基石。重组DNA技术 是基因工程最核心的技术，贯穿于整个基因工程各个步骤中。
9重组DNA应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或 真核的、天然的或人工的DNA）与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子—— 复制子(replicon)，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进 行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA) 。
6
10重组DNA技术中常用的工具酶 工 具 酶 功 能 限制性核酸内切酶 识别特异序列，切割DNA DNA连接酶 催化DNA中相邻的5′磷酸基和3′羟基末端之间形成磷酸二酯键，使DNA切口封合或使两个DNA分子或片段连接 ① ② ③ ④ 合成双链cDNA分子或片段连接 缺口平移制作高比活探针 DNA序列分析 填补3′末端 DNA聚合酶Ⅰ Klenow片段 又名DNA聚合酶I大片段，具有完整DNA聚合酶I的5??3?聚合、3??5?外切活性，而无5??3?外切活性。常用于cDNA第二链合成，双链DNA 3?末端标记等 ① ② 合成cDNA 替代DNA聚合酶I进行填补，标记或DNA序列分析 反转录酶 多聚核苷酸激酶 催化多聚核苷酸5′羟基末端磷酸化，或标记探针 末端转移酶 碱性磷酸酶 在3′羟基末端进行同质多聚物加尾 切除末端磷酸基 11基因重组的步骤
A目的基因的获取 化学合成法 .基因组DNA文库 cDNA文库 聚合酶链反应 B外源基因与载体的连接 核酸内切酶 连接酶
粘性末端连接(1)同一限制酶切位点连接(2)不同限制酶切位点连接
平端连接适用于：限制性内切酶切割产生的平端粘端补齐或切平形成的平端
C重组DNA导入受体菌 受体菌条件（安全宿主菌，限制酶和重组酶缺陷。处于感受态） 导入方式（ 转化 转染 感染 ）
D重组体的1. 直接选择法(1) 抗药性标记选择(2) 分子杂交法 原位杂交Southern印迹 2. 免疫学方法 如免疫化学方法及酶免检测分析等 E克隆基因的表达
原核表达体系 质粒 噬菌体 病毒
标准：选择标志、强启动子、翻译调控序列、多接头克隆位点
不足 ：不宜表达真核基因组DNA；不能加工表达的真核蛋白质；表达的蛋白质常形成不溶
性包涵体。
优点：可表达克隆的cDNA及真核基因组DNA；可适当修饰表达的蛋白质；表达产物分区
域积累。
缺点：操作技术难、费时、经济
真核表达体系 酵母、昆虫、乳类动物细胞
限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE)是识别DNA的特异序列, 并在识别位点或
其周围切割双链DNA的一类内切酶。
作用：与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰系统，限制外源DNA， 保护自身DNA
第十二章 突变和重组机理
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1基因是DNA分子带有遗传信息的碱基序列区段；基因由众多碱基对构成，此时将一个碱基对称为基因的一个座位(site)；而将基因在染色体上的位置则称为位点(locus)。基因内不同座位的改变称为点突变。
2复等位基因：由一个基因内不同座位的改变而形成的许多等位基因的合称。 3突变：可以通过复制而遗传的DNA结构的任何永久性改变，都称为突变。
了解 突变体：携带突变的个体或群体或株系，称为突变体。突变基因：突变位点可能存在于基因内，该基因称为突变基因。野生型基因：没有发生突变的基因，称为野生型基因。 4碱基替换 是指DNA分子中一个碱基被另一个不同的碱基所替代而造成的突变。又称为点突变。分为转换和颠换两种。
5移码突变 是指在DNA分子的碱基组成中插入或缺失一个或几个碱基对，使在插入或者缺失点以下的DNA编码全部发生改变，这种基因突变称为移码突变。 6基因突变的分类
A根据基因结构的改变方式
转换：同型碱基对替换T?C 碱基替换
取代突变 颠换：异型碱基对替换A?C
基因 倒位：ATCGAT?AAGCTT 突变 碱基缺失：ATCGAT?ATGAT 移码突变
碱基插入：ATCGAT?ATCGGAT
移码突变的条件 插入或缺失的碱基数目不是3的整数倍， B 根据突变所引起的遗传信息意义的改变：
同义突变(是指由于基因内发生碱基替换，使一个密码子变成另一个密码子，但是所编码的氨基酸没有发生改变，未产生遗传效应。这可能归因于遗传密码的兼并性。同义突变通常发生在密码子的第三碱基)；错义突变（是指基因中因碱基对的替换，使mRNA分子中编码某一氨基酸的密码子变成编码另一个氨基酸的密码子，从而改变了氨基酸的序列，影响蛋白质的功能。错义突变通常发生在密码子的第一、二碱基 镰刀型红细胞贫血病）；无义突变（是指由于某一碱基的替换，使原来编码某一氨基酸的密码子突变成为不编码任何氨基酸的一个终止密码子（UAG、UAA、UGA），致使多肽链的合成的提前终止，肽链缩短，成为没有活性的多肽片段β地中海贫血）。 C根据突变表现型对外界环境的敏感性： 非条件型突变：突变表现型对外界环境不敏感
条件型突变：突变表现型对外界环境敏感，最常见的条件型突变为温度敏感突变。 D根据突变所引起的形态改变来分 生化突变；致死突变；条件致死突变
E根据突变碱基数目的多少分类 单点突变 ；多点图突变
7突变可分为自发突变和诱发突变，诱发突变因素主要为物理辐射和化学药剂 诱变剂的种类及其作用机制
(1)妨碍DNA某一成分的合成，引起DNA结构的变化 妨碍嘧啶合成：5-氨基尿嘧啶、8-乙氧基咖啡碱 妨碍嘌呤合成：6-疏基嘌呤
⑵.碱基类似物替换：5-溴尿核苷(5－BU)、2-氨基嘌吟(2－AP)； 5-BU 酮式结构与A配对 烯醇式与G配对 引起A:T 与G:C转换 ⑶.改变DNA某些特定结构 ：如亚硝酸、烷化剂、羟胺等。
亚硝酸(HNO2)：亚硝酸使腺嘌呤和胞嘧啶变成次黄嘌呤(H)和尿嘧啶。次黄嘌呤(H)可以和
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胞嘧啶配对(C)；尿嘧啶可以和腺嘌呤配对，在下一次复制时使AT-GC、GC-AT转换。A:T—H:T—H:C—C:G G:C—U:C—U:A—A:T 烷化剂 AT—GC GC-AT 转换
羟胺：作用专化：只与胞嘧啶(C)起作用，使胞嘧啶C6位置上的氨基羟化，变成象T(胸腺嘧啶)的结合特性，在DNA复制时和A(腺嘌呤)配对，形成GC AT的转换。 ⑷. 引起DNA复制的错误：（结合到DNA分子上的化合物）2氨基吖啶、吖啶橙等。能嵌入DNA双链中的碱基之间，引起单一核酸的缺失或插入，造成突变。吖啶类引起不等交换，造成移码突变，可由吖啶来恢复。
（5）高能射线或紫外线引起DNA链的断裂或碱基的变化：
紫外线: 特别作用于嘧啶，使得同链上邻近的嘧啶核苷酸之间形成多价的联合。使T联合成二聚体。 C脱氨成U；将H2O加到嘧啶C4、C5位置上成为光产物，削弱C-G之间的氢键，使DNA链发生局部分离或变性。 8 基因重组的假设
断裂愈合模型 要点 ：联会时，两条同源染色体相互缠绕，形成相关螺旋，染色体内扭力和染色体间扭力保持平衡，当染色体分成染色单体时，同源染色体之间的引力被斥力取代，平衡收到破坏，两个非姐妹染色单体在同一点同时断裂以恢复平衡。断裂后的染色单体绕未断裂的单体旋转，螺旋部分松开，一个单体的裂端与另一个非姐妹单体的相应裂端接触，相互愈合，形成重组的染色单体。一次减数分裂产生的四个染色单体，两个重组型，两个亲本型。
不足：只能解释2：2的分离
模写选择模型 要点：重组是复制的直接结果。复制时以每一亲本染色体为模板，形成一条子染色体。在复制过程中，子染色体可以调换模板，本来是以某一亲本染色体为模板，可以转而以另一亲本为模板，所以形成的子染色体一部分以父本染色体为模板，一部分以母本染色体为模板。一次减数分裂产生的四个染色单体，两个重组型，两个亲本型。 不足：这个模型需要DNA的保留复制 。不能解释三线或丝线交换。？？？？
9基因转变：在减数分裂过程中，一个等位基因转变为另一等位基因的现象。本质是异源双链DNA错配的核苷酸在修复校正过程中所发生的一个基因转变为他的等位基因的现象。异源双链区的修复要核酸酶切酶和连接酶的共同作用。
基因转变的类型 染色单体转变：2：6或6：2分离比 减数分裂4个产物中，一个出现基
因转变
半染色单体转变：5：3；3：1：1：3 减数分裂四个产物中，一个或2
个的一半出现基因转变 出现简述后分离的现象。 减数分裂后分离：等位基因的分离发生在减数分裂后的有丝分裂中
10Holliday中间体 两同源的DNA分子（染色单体）配合在一起，核酸内切酶识别DNA分子上相应断裂点，在断裂点的地方把磷酸二酯键切断，使两个非姐妹DNA分子个有一条断裂，两链从断裂点脱开，螺旋局部放松，然后再连接酶的作用下，断裂以交替方式跟另一断裂点相互联接，形成一个交联桥，其可以左右移动，移动后留下较大片段的异源双链区。 11杂种DNA模型 1两个杂种分子均未校正（图12-18A）复制后出现异常的4＋∶4g（或3∶1∶1∶3）的分离。
2．一个杂种分子校正为+，或校正为g时，则发生另一种类型的半染色单体转变，前者修复后出现5∶3的分离，后者子囊孢子的异常分离比为3∶5（图12-18B）。 3．两个杂种分子都被校正到+（或g）时（图12-18C），修复后出现6＋∶2g（或2＋∶6g）的异常分离。这便是出现染色单体转变的起因。
4．当两个杂种分子都按原来两个亲本的遗传结构进行修复时，则减数分裂4个产物恢复成G-C、G-C、A-T、A-T的正常配对状态，子囊孢子分离正常，呈现4＋∶4g的结果，如图
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12-18D所示。
12转座遗传因子 细胞中能够改变自身位置的一段DNA序列，简称转座因子。如控制因子、插入序列IS 、前病毒
13以Ds-Ac作用模式解释为何玉米籽粒颜色呈现斑斑点点？ SG是一个产生紫色色素的结构基因，它附近的一个控制因子DS以一定的速率关闭SG，使玉米籽粒不能产生紫色色素，而成为黄色。DS从SG附近跳开，SG所受的控制作用即被解除，玉米籽粒又变成紫色。激活因子Ac可解除DS对SG的抑制作用，使产生紫色。DS跳到远离AC处，或者AC本身跳开，DS不受AC的控制时，它又可以发挥对SG的抑制作用，使玉米籽粒成为黄色。Ds,Ac频频的移动位置，使SG基因时开时关，玉米籽粒出现斑斑点点。
14原核生物的IS(插入序列)，Tn（转座子）Tn要比IS长，其两端存在序列方向相反的IS。二者在插入一段基因后，会使插入的基因有两段短的靶DNA序列重复。IS和Tn从一个位置转座到另一位置时，原来位置上的这些结构往往依然存在。转座因子的转移并不是先从一个位置切除，然后通过细胞质转移到另一位置，而是复制一份，把一份转移到新位置，而将另一份留在原来位置上。因此，基因组的大小是改变的。 15紫外线照射后DNA的修复机制
光修复 光复活酶在光的作用下可以使已经与之结合的胸腺嘧啶二聚体解聚 暗修复 暗指光不是必须的。切除修复
重组修复 光修复，暗修复能把缺损切除，而重组修复只能稀释，不能切除。 复制 损伤处出现缺口
重组 有缺口的子链与母链发生重组，交叉端化将母链的正常部分交换进来，
再合成 母链中新形成的缺口以子链为模板合成，连接酶链接。
第十三章 细胞质和遗传
本章重点： 母性影响的特点 胞质遗传的特点
质核基因间的关系 细胞质遗传与核遗传的差异
1母性影响 核基因产物堆积在卵细胞中所引起的一种遗传现象。特点：下一代表型受母体基因的影响，由受精前母体卵细胞基因型决定子代性状表现的母性影响，也称为前定作用或延迟遗传
2细胞质遗传：又称为：非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传或母体遗传，由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律。
3细胞质基因组包括细胞器基因组（质体，线粒体，叶绿体）和非细胞器基因组（附加体和共生体）
4细胞质遗传的特点：非孟德尔式遗传, 正交和反交的遗传表现不同；子一代通常只表现母方的性状；杂交后代一般不出现一定比例的分离。一切受细胞质基因所决定的性状，其遗传信息只能通过卵细胞传给子代，而不能通过精细胞遗传给子代 。 5细胞质遗传与细胞核遗传的异同点：
相同点:均按半保留方式复制；表达方式一样; 均能发生突变，且能稳定遗传，其诱变因素亦相同。
不同点 细胞质DNA 核DNA
突变频率大 突变频率较小
较强的定向突变性； 难于定向突变性； 正反交不一样 ； 正反交一样；
基因通过雌配子传递； 基因通过雌雄配子传递；
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