动物遗传学课件

遗传信息的传递基本概念复制：指以亲代DNA分子为模板合成一个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子的过程。转录：指以DNA或RNA（某些病毒中）为模板，以ATP、GTP、CTP和UTP四种核糖核苷三磷酸（NTP）为底物，在RNA聚合酶和其它蛋白质因子的作用下，按碱基互补配对原则，从5’-3’合成RNA的过程。遗传信息通过转录从DNA传递到RNA。翻译：又称蛋白质生物合成，是指在核糖体上，将mRNA所含的遗传密码转译为多肽链中相应氨基酸的过程。操纵子：由调节基因、操纵基因和结构基因组成。正控制：是一种转录水平的调控机制，调节基因编码的调节蛋白是激活蛋白，它与效应物分子协同作用，开启操纵子结构基因的转录，如果调节蛋白缺乏，基因关闭。负控制：是一种转录水平的调控机制，调节基因编码的调节蛋白是阻遏蛋白，它本身或与辅阻抑物协同作用，关闭操纵子结构基因的转录，如果调节蛋白缺乏，基因表达。顺式作用元件：是DNA分子上与结构基因连锁的转录调控区域，它们不是通过合成蛋白质或RNA，而是与特定的反式作用元件结合，再经反式作用元件之间和与RNA聚合酶的相互作用，实现对基因表达的调控作用。

反式作用元件（cis-actingelement）：又称转录因子，是指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8~12bp核心序列上，参与靶基因表达调控的一组调节蛋白。第一节DNA的复制

一、DNA复制的基本规律1.半保留复制2.半不连续复制二、DNA复制所需的酶和蛋白质（一）DNA聚合酶原核生物DNA聚合酶大肠杆菌有DNA聚合酶I、II、III三种DNA聚合酶，其中DNA聚合酶III为细菌DNA复制的主力酶。

特性：（1）5’-3’聚合酶活性；（2）3’-5’外切酶活性，起着校对功能；（3）5’-3’外切酶活性。2．真核生物DNA聚合酶真核生物中存在α、β、γ、δ和ε五种DNA聚合酶。DNA聚合酶δ被认为是催化真核生物DNA复制的主力酶。（二）引发酶真核生物DNA聚合酶α具有引发酶活性。（三）DNA连接酶（四）拓扑异构酶（五）解链酶（六）单链结合蛋白三、DNA复制的一般过程（一）DNA复制的起始（二）DNA复制的延伸

DNA复制叉

后随链的合成

（三）DNA复制的终止四、原核生物和真核生物DNA的复制特点（一）复制的起点和速率通常细菌等原核生物只要一个复制起点，真核生物有很多个复制起点。

真核生物线性DNA的复制泡

（二）复制方式

θ型复制滚环式复制

D环复制（三）真核生物染色体末端DNA的复制第二节

DNA的转录一、DNA转录的基本特征

转录与复制的相同点：都在酶的催化作用下，以DNA为模板，按碱基互补配对的原则，沿5’-3’方向合成与模板互补的新链。转录与复制的差别：1.

转录只发生在一部分区域。约1%的DNA序列最后被表达成为成熟的mRNA进入细胞质中，指导蛋白质的合成。2.转录时只有一条链为模板，称为模板链或反义链，而另一条称为有意义链或编码链。DNA复制时，两条链都用作模板。3.转录起始时，不需要引物的参与，而DNA复制一定要引物的存在。

4.转录的底物是4种核糖核苷三磷酸(rNTP)，即ATP、GTP、CTP和

UTP；RNA与模板DNA的碱基相互配对关系为G-C和A-U。而复制的底物是dNTP，碱基互补配对关系为G-C和A-T。5.

RNA的合成依赖于RNA聚合酶的催化作用，而DNA复制需要DNA聚合酶，两种聚合酶系不同。6.

转录时DNA-RNA杂合双链分子是不稳定的，RNA链在延伸过程中不断从模板链上游离出来，模板DNA又恢复双链状态；而DNA复制叉形成之后一直打开，不断向两侧延伸，新合成的链与亲本链形成子链。7.

真核生物基因和rRNA、tRNA基因经转录生成的初级转录物一般都需经过加工，才能具有生物功能和成熟的RNA分子。二、RNA聚合酶（一）大肠杆菌RNA聚合酶大肠杆菌中只有一种RNA聚合酶负责所有mRNA、rRNA和tRNA的合成，它是一种复合酶，由5个亚基组成(α2ββ’σ)，α2ββ’四个亚基构成核心酶，核心酶与σ亚基构成全酶，σ亚基能识别启动子，并与DNA形成稳定的起始复合物，参与转录的起始。（二）真核生物RNA聚合酶真核生物细胞内负责转录的RNA聚合酶有三类：即RNA聚合酶I，II和III，它们在细胞中处于不同的部位。其中RNA聚合酶II为主力酶。三、基因转录的一般过程

（一）转录的起始；（二）转录的延伸；（三）转录的终止转录的起始

转录延伸的移动方式RNA链的延伸原核生物转录的终止处有特殊结构的存在，称为终止子。原核生物的终止子分为二种，一种为强终止子，另一种为弱终止子。强终止子存在回文结构，且富含GC序列，其3’端有多个核苷酸的寡聚U。强终止子的结构ρ因子不依赖转录终止机制弱启动子也存在回文序列，易形成发夹二级结构，但其发夹结构中的G-C含量少。但若没有其他蛋白质因子的帮助，聚合酶将会越过终止子继续“通读”下去。只有当一种蛋白质因子ρ(rhofactor)存在时，转录才会终止。这种终止方式称为ρ因子依赖性终止。ρ依赖性终止机制见右图。四、mRNA的加工原核生物的mRNA往往一产生就是成熟的，不需转录后的修饰加工，真核生物基因的初始转录产物则一般缺乏生物活性，必须经过剪接加工后成为有活性的成熟mRNA分子，它们需从细胞核转移到细胞质内，指导蛋白质的合成。真核生物mRNA的加工主要包括在mRNA的5’末端加“帽子”，在3’端加上多聚腺苷酸尾巴以及进行RNA的剪接。真核生物的帽子有三种类型：0型帽子，1型帽子和2型帽子。真核生物RNA的剪接有三类：第一类是依靠内含子的特殊结构而能自发地进行剪接；第二类是蛋白质（酶）促剪切；第三类是需要一种细胞核小分子核糖核蛋白参与剪接的方式，真核生物mRNA的剪接就是这种方式。第三节

蛋白质的生物合成把蛋白质合成的过程称为翻译。一、遗传密码

有义密码子达61个，这意味着存在一种以上密码子对应一种氨基酸的情况。事实上，唯有甲硫氨酸和色氨酸对应一种密码子，这种由一种以上密码子编码同一氨基酸的现象称为密码的简并，编码相同氨基酸的密码子称为同义密码子。tRNA反密码子臂上的反密码子可正确识别mRNA模板上的密码子并与之配对，确保着肽链的合成按正确顺序进行。二、核糖体的结构和功能原核生物核糖体的大小亚基为50S和30S，含16S、23S和5S三种rRNA及52种蛋白质，真核生物核糖体由60S和40S大小两个亚基组成，包括28S(25S或26S)、18S、5.8S和5S四种rRNA，大亚基含有45种蛋白质，小亚基有33种蛋白质。核糖体有很多的活性结合位点，分为翻译功能区和出口功能区。翻译功能区内主要有携带氨基酸的氨酰tRNA结合位点(A位点)，携带肽链的肽基tRNA和起始tRNA—甲酰甲硫氨酸tRNA的结合位点(P位点)。三、蛋白质生物合成的过程蛋白质的生物合成都可分为三个阶段，即合成起始、肽链的延伸和终止。

蛋白质合成的起始过程肽链的延伸过程

第四节基因表达调控

一、原核生物基因表达调控

1．操纵子及其结构

在原核生物的调控中，结构基因，操纵基因和调节基因，组成操纵子的基本骨架。2．乳糖操纵子（1）乳糖操纵子的结构和功能三个结构基因有lacZ、lacY和lacA，分别编码β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透过酶和β-半乳糖苷乙酰基转移酶。在结构基因的上游依次为操纵基因lacO、启动子PZYA、调节基因lacI和启动子PI，lacO为阻遏蛋白的结合位点；lacI编码阻遏蛋白，能识别操纵基因，并与之相结合，阻遏lacZYA基因的转录表达；启动子PZYA的上游还有1个代谢产物激活蛋白（CAP）的结合位点。（2）乳糖操纵子的调控机理乳糖操纵子存在两种调控方式：①阻遏蛋白、诱导物与操纵基因相互作用的负调控；②cAMP-CAP的正调控。

乳糖操纵子的基因结构及负调控机理图

CAP蛋白

cAMP

lacOlacZlacIPI

PZYACAPlacYlacARNA聚合酶

阻抑蛋白阻抑蛋白不与lacO结合mRNAβ-半乳糖苷酶β-半乳糖苷透过酶β-半乳糖苷乙酰基转移酶诱导物高水平转录

乳糖操纵子正调控机理图

trpRtrpOtrpEDCBAPtrpLtrpa色氨酸阻遏蛋白不转录

4.色氨酸操纵子的结构及负调控机制

5.色氨酸操纵子的衰减作用

6．DNA序列重排的调控

hinrH1H2不转录

PH1转录

H1(a)细菌处于II相(b)细菌处于I相鼠伤寒沙门氏菌的相转变机制二、真核生物基因表达调控

（一）DNA及染色体水平的调控（二）转录水平的调控1．基因转录的反式作用元件

2．转录因子的分子结构特征转录因子的DNA结合域（左图为H-T-H结构，右图为锌指结构）二聚体化域是负责蛋白与蛋白相互作用形成二聚体的结构域，常见的特征性结构有：亮氨酸拉链（leucinezipper）和螺旋-环-螺旋（H-L-H）结构。

转录因子的二聚化域

（三）转录后水平的调控1．RNA编辑（RNAediting）2．mRNA前体的选择性拼接3．反义RNA的调控反义RNA的调控是指真核生物基因组中，某些调节基因转录所产生的RNA可与基因组DNA或RNA序列互补，形成杂交体，阻断或减弱基因转录或翻译的调控机制。这些调节基因所产生的RNA称之为反义RNA。

遗传信息的改变基本概念基因突变：DNA分子结构发生的化学变化。染色体畸变：染色体发生形态结构和数目的改变。缺失：正常染色体上某区段的丢失。重复：正常染色体上增加了与本身相同的一段。倒位：染色体上某区段正常排列顺序发生了180度的颠倒。易位：两个非同源染色体间某区段的转移。染色体组：也叫基因组，即由同源染色体之一组成的一套染色体及其所包含的一套基因。整倍体：细胞内含有完整的染色体组。单倍体：具有性细胞（配子、精子、或卵子）染色体数的个体。一倍体：含有一个染色体组(n)的细胞或生物。二倍体：指含有两个染色体组(2n)的细胞或生物。单体：指二倍体染色体组缺少一条染色体(2n-1)的生物。三体：指二倍体染色体组的某一同源染色体成为三倍性(2n+1)的生物。四体：指二倍体染色体组的某一同源染色体成为四倍性(2n+2)的生物，即增加了一对与某一同源染色体相同的额外染色体。双三体：指二倍体染色体组的两对染色体各增加了一个额外染色体(2n+1+1)的生物。

缺体(nullisomic)：：指二倍体染色体组的一对同源染色体全部缺失(2n－2)的生物。碱基替代(basesubstitution)：由于理化因素引起，在DNA分子中一种碱基被另一种碱基替换的现象。移码突变(frameshiftmutation)：在DNA分子中，增加或减少一个或多个碱基对，使其后整个阅读框发生改变的现象。无义突变(nonsensemutation)：在DNA分子中，由于碱基替代使某个氨基酸三联体密码子变为终止密码子，从而形成没有活性的多肽链。错义突变(missensemutation)：在DNA分子中由于碱基替代，产生新的密码子，使其原来密码子所决定的氨基酸改变，从而使合成的蛋白质性质发生改变。

第一节染色体畸变

一、染色体结构的改变染色体结构变异分为①缺失；②重复；③倒位；④易位。

臂内倒位

臂间倒位

相互易位罗伯逊易位相互易位的两对非同一染色体的配对及三种分离方式示意图二、染色体数目的变异(一)整倍体的变异整倍体的类型可分为：一倍体、单倍体、二倍体和多倍体。多倍体又可分为（三倍体、四倍体、五倍体、六倍体)等。

(二)非整倍体的变异

1.单体2.缺体3.多体

多体可分为以下几种：（1）三体（2）双三体（3）四体部分染色体整倍体和非整倍体变异类型

第二节基因突变一、基因突变的类型

1．自发突变和诱发突变2．显性突变和隐性突变

3．正向突变和回复突变

二、突变产生的时期和频率

突变产生的频率三、基因突变的一般特征1.突变的重演性2.突变的可逆性3．突变的多向性4．突变的平行性5．突变的有利性和有害性

四、突变发生的分子机制

1．碱基替代2.移码突变3.碱基替换与移码突变的遗传效应

错义突变无突变义同义突变

五、突变产生的原因

（一）自发突变

（二）诱发突变

两个相邻的T经UV照射形成TT

遗传学基本定律及其扩展

第一节

分离规律1基本概念性

状:遗传学中把生物体所表现的形态特征和生理特 性统称为性状。单位性状：能被区分开的每一个具体性状。每个单位性同个体间有各种不同的表现。相对性状：同一类单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。2分离规律2.1实验P♀红花

×

♂白花

F1

红花

×

F2

红花

白花705株224株

F1只表现一个亲本的性状，另一个亲本的性状被掩盖，这种现象叫显性现象，表现出来的性状叫显性性状，没有表现出来的性状叫隐性性状。F2代又出现了隐性性状的现象叫分离。2.2对孟德尔遗传因子假说的解释

⑴

每对相对性状都由一对遗传因子即基因控制，基因有显性与隐性之分。⑵遗传因子在体细胞中是成对存在的，在性细胞中是成单存在的。⑶

成对的遗传因子，一个来自父方，一个来自母方。⑷

成对的遗传因子在形成配子时，彼此分开，分别进入不同的配子。这样导致F1形成两种数目相等的配子。⑸

配子的结合是随机的。2.3验证：回交或测交

红花

F1CcCc白花

cCccc85

：81=1：1

回交：用F1与亲本之一进行杂交。测交：用F1与隐性纯合亲本进行回交。后代的表现型就代表配子的基因型，测交的后代就代表F1配子的种类和数量。

2.4孟德尔第一定律

在一对相对性状的杂交中，杂种一代在形成配子时，成对的基因彼此分开，分别到不同的配子中去，形成数目相等的两种配子，配子随机结合产生的F2代基因型比为1：2：1，表型比为3：1。2.5分离规律的实质

杂合体形成配子时等位基因分离，产生相同数目的两种配子。不是在任何时候，任何情况下分离比都是这个比例。

2.6分离比实现的条件⑴

子一代形成的配子数目要相等，生活力要一样，生活 力指受精能力。⑵

配子的结合是随机的。⑶

F2代中三种基因型的个体生活力要相同，至少要存活 到观察统计之后。⑷

显性完全。⑸

基因型在理论上所决定的表型和实际表现出来的表型 要一致（基因型和表型要一致）。2.7显性的分类完全显性：F1的表型或杂合体的表型和显性纯合体的表型完全一样。不完全显性：F1的表型为双亲的中间型或F1介于双亲之间。共显性：双亲的性状同时在后代中表现。

人类：MN型LMLM为M型，LNLN为N型，LMLN为MN型镶嵌显性：双亲的特征在后代同一器官不同的部位同时独立表现，属于共显性的一种。

瓢虫色斑镶嵌显性是相对的，在一定条件下与隐性可相互转变。3染色体学说

11903年Satton:基因在染色体上，染色体是基因的载体，基因跟随着染色体的传递而传递。2摩尔根通过果蝇实验首次证明基因在染色体上，且成直线排列。因此控制同一单位性状的成对基因位于同一对同源染色体上相应的位点。基本概念等位基因：把同源染色体上位点相同，控制同一相对性状的基因叫等位基因；控制不同相对性状的基因叫非等位基因。图例C红花，c白花和Bb。

复等位基因：在群体中，占据同源染色体上同一位点的两个以上的等位基因叫复等位基因。在二倍体中，只能含有其中的任意两个。如人的ABO血型是复等位基因控制的。根据红细胞表面抗原不同分为A、B、AB和O四种表型。4分离规律的普遍性

4.1动物

果蝇的长翅、残翅4.2人类的分离规律在研究人类的分离规律时，常采用家庭系谱。家庭系谱指标有某一家庭全部成员以及各成员之间关系的图。4.2.1多指并指遗传病（常染色体显性遗传病）特点:①双亲之一必患病；②正常个体和患者的比例各占1/2；③连续几代患病；④与性别无关，男女均可患病；⑤患者正常后代的后代正常。4.2.2白化病（不能正常合成黑色素，常染色体隐性遗传病）特点:①患者双亲往往正常，但都是致病基因的携带者；②男女患病机率相等；③患者约占同胞兄弟的1/4；④呈不连续遗传——隔代遗传；

⑤近亲婚配的后代发病率显著提高。

第二节

自由组合规律1孟德尔的实验

豌豆两对性状：种子的形状圆型与皱型，子叶的颜色黄色与绿色。

P黄圆

×

绿皱

F1

黄圆

F2

黄圆

黄皱

绿圆

绿皱

315101108329331亲组合：亲代就有的组合。黄圆和绿皱重组合：亲代没有的组合。黄皱和绿圆2解释

子叶黄色和绿色是一对相对性状，是由位于一对同源染色体上的一对等位基因来控制，黄对绿显性。种子的圆皱是另一对相对性状，是由另一对同源染色体上的另一对等位基因控制的，圆对皱显性。控制子叶颜色的基因和控制种子形状的基因互不影响，各自独立。

在形成配子时，等位基因分开，分别进入不同的配子。非等位基因在配子中自由组合，致使F1代形成四种数目相等的配子。配子的结合是随机的。

3验证

4孟德尔第二定律（自由组合规律）

两对相对性状的亲本杂交，其F1个体在形成配子时，等位基因之间彼此分开，非等位基因之间彼此独立地在配子中组合，形成数量相等的四种配子，雌雄配子自由组合，显性完全时，F2代的表型比为9：3：3：1。4.1自由组合的实质F1在形成配子时等位基因分开，非等位基因独立分配和随机组合，从而出现新的性状组合和一定的分离比。4.2分离比实现的条件两对以上相对性状杂交同样符合分离规律。

n对相对性状，显性完全时F2表型2n，基因型3n，分离比(3：1)n。

多因一效果蝇的复眼颜色由40多个基因决定，任何一个基因异常，就会导致色素基因合成受阻，形成白眼，性状的发育受多基因控制，这叫多因一效。玉米子粒糊粉层颜色A1、A2——花青素的有无，C——糊粉层颜色的有无，R——植株颜色的有无，只有当这四个显性基因都存在时，Pr决定胚乳呈现紫色，pr决定胚乳红色。5多因一效和一因多效

一因多效

一个性状受若干基因控制，一个基因也可影响若干性状的发育，这叫一因多效。卷毛鸡的卷毛是由一对基因控制的，但这种控制涉及多种性状的变化，也是一因多效。生物是一个有机的整体，每一个基因的作用都不可能脱离这个整体而单独控制性状，而是控制这一性状的所有基因相互协调，相互控制……共同作用来控制性状。7孟德尔比率的变化

7.1致死基因1907年，法国学者库恩奥发现小鼠中的黄色毛皮性状，特点是黄色毛皮小鼠永远不会是纯种。黄×黑

黄2378黑2398≈1：1黄×黄

黄2396黑1235≈2：1他还发现黄×黄每窝小鼠比黄×黑每窝约少1/4，纯合黄鼠胚胎期死亡。隐性致死基因。象植物中的白化基因、镰刀型贫血症都属此类。7.2非等位基因之间的相互作用

7.2.1基因互作7.2.2互补作用

几个非等位显性基因共同决定一种性状的发育，任何一个基因发生突变都会改变原来的性状而表现出同一的表型效应。如：香豌豆花色

白花CCpp×

白花ccPP紫色素的形成

CP紫花CcPp

前体

○

●

C_P_：ccppC_ppccP_

紫花

：

白花9：77.2.3累加作用

几个非等位基因共同决定着某一性状的表现，而且每一个基因都只有部分的作用。

如：南瓜瓜形

圆球形×圆球形

扁盘形

扁盘形

圆球形

长形7.2.4重叠作用每一个基因对于表型效应都具有一定的作用，相同而不累加。

7.2.5上位作用：

控制同一性状的两对基因，其中一对基因掩盖了另一对基因，这种不同位基因之间的掩盖作用称为上位作用。其中起掩盖作用的基因叫上位基因，被掩盖的叫下位基因。若起上位作用的基因是显性（隐性）基因，称显性上位（隐性上位）。

7.2.5.1显性上位

7.2.5.2隐性上位7.2.6抑制作用一对显性基因抑制了非等位的另一对显性基因的作用。起抑制作用的基因叫抑制基因，抑制基因一般不产生表型效应（不控制具体性状），只是抑制其它基因。

8孟德尔成功的原因8.1取材合理豌豆作为遗传学研究有三大优点：①严格的自花授粉；②可以非常方便地进行人工杂交；③豌豆的性状之间的差异非常明显。8.2设计合理8.3态度严谨8.4方法正确首次应用统计学方法。第四节性别决定与伴性遗传

1性别决定

性别决定方式有四种：性染色体决定型，单基因决定型，环境决定型和单倍体决定型。1.1性染色体决定型：性别由性染色体决定的。在二倍体生物的体细胞中，染色体是成对存在的，绝大部分同源染色体的形态结构是同型的，称为常染色体。其中也有一对形态结构和功能不同的染色体，这对与性别有明显直接关系的染色体叫性染色体。一个常染色体组用A表示。1.1.1XY型（最常见的性别决定方式）人2n=46=44＋（XXorXY）=46，（XXorXY）

理论上比例为1：1，这是长期自然选择的结果。所有哺乳动物等都属于XY型性别决定。特殊类型：XO型。蚱蜢、蟋蟀和蝗虫等直翅目昆虫。该生物没有Y染色体，只有X染色体。在形成配子时，XO为♂，XX为♀。形成配子时，蝗虫

♀：22＋XX或24，XX，♂：22＋XO或23，XX，亦为雌性为同配性别，雄性为异配性别，故属于XY型。1.1.2ZW型雌性为异配性别，雄性为同配性别。某些鱼类两栖类、鳞翅目昆虫、鸟类为ZW型。鸡雌性为ZW型，雄性为ZZ型。特殊类型为ZO型

1.2环境决定型

生物的性别完全由环境决定。海生动物后螠。雌虫6cm左右，雄性构造简单，为雌体的1/500，生活在雌体的子宫中。受精卵孵化成幼虫时，无雌雄之分。如果落在海底就发育成雌虫，如果由于机会，或某种吸力，幼虫落在雌虫口吻上，它就发育成为一个雄虫。幼虫已经落在雌虫的口吻上，把它取下让它在离开雌虫的情况下继续发育，它就发育成为中间类型，且偏雌雄的程度与它在吻上发育的时间长短有关。1.3单倍体决定型由染色体的倍性决定。蜜蜂、蚂蚁和黄蜂等膜翅目昆虫等为此类型，自然状态下，以蜂王为单位组成一个家族，一个蜂箱为一个单位。蜂王一个蜂巢有一个。一次交配得到足够一生需要的精子。职蜂负责除交配生殖外的所有职能：采蜜，养育，巡警，降温，清洁，通讯等。雄峰只负责交配。蜂王的卵经过储精囊时，精子与之结合，则形成2n的雌体。将成为职蜂的幼虫，只喂两三天的蜂王浆，且质差量少。将成为蜂王的幼虫被喂5天质好而量多的蜂王浆。另外，在蜂王产下的每一窝卵中，有少数是不受精的，这些卵发育成雄峰。它们的染色体数为n=16。2性别与基因平衡美国遗传学家Bridges根据实验结果，提出利用X性染色体（X）与常染色体组数（A）的比例性指数来判断雌雄性别。X/A=0.5，正常雄性；X/A=1，正常雌性。性别决定：在遗传学上把遗传因素使受精卵向雌性或雄性发育的规定性叫性别决定。性别分化：受精卵在性别决定的基础上进行雌雄性发育的过程叫性别分化。雄鸡去掉产生雄性激素的部位，则变为雌性。青蛙：蝌蚪在20℃时，XX为雌性，XY为雄性，比例为1：1；30时，都发育成雄性，因此夏季不产卵。2人类性别异常在性别决定的层次上出问题就会导致性别异常（卵巢发育不全症、睾丸发育不全症、XXX综合症和XYY综合症），在性别分化层次上出现问题就会导致真假两性畸形。2.1Turner氏综合症原发性卵巢发育不全症（范围小时叫“症”，范围大时叫“征”），外表为女性，身体矮小（＜140cm；，颈短有蹼，发际低，耳低位，小下颌，眼距宽，肘外翻，原发性闭经，无生育能力等。发病率在女性中为1/5000——1/10000。性染色体组成为XO。2.2Klinefelter综合症原发性睾丸发育不全症（XXYorXXXYorXY/XXY），外表为男性，四肢细长，乳胸发育，须毛、体毛少。发病率1/1000。2.3XXX综合症外表正常女性，精神痴缓，有的不育，有的可育。2.4XYY综合症

身体高大（＞180cm），四肢都成比例，智力正常，性格暴烈），在减数分裂中，同源染色体不分开，导致异常在减数II时，y染色体不分开形成XYY型形成Y+Y+X，XY+Y+0（几率低）

♂♀

OXXXXXOXXXXXYOYXYXXYOOOXOXXXYXYXXYXXXY2.5真假两性畸形（两性人）体内生殖腺有两种为真两性人，只是外表是两性，则为假两性人。据性染色体组成又分为两类：男真两性人（XY）：第二性征（外表）倾向于男性。女真两性人（XX）：第二性征（外表）倾向于女性。在身体两侧，一侧为卵巢一侧为睾丸或卵巢睾丸分布于身体同侧。外生殖器：混合型、男性型、女性型。3伴性遗传位于性染色体上的基因在其传递的过程中与性别相关的现象叫伴性遗传。根据基因的性质及其所在性染色体的不同，可以把性连锁遗传分为X连锁显性遗传，X连锁隐性遗传，Y连锁遗传。性染色体和常染色体的相同点：①结构和化学组成相同（都是DNA）；②都载有基因；③传递规律相同。性染色体和常染色体的不同点：①不同的性别性染色体种类不同（不同性染色体在不同性别中种类不同。不同性染色体含的基因种类、数量不同。X或Z上的基因远远多于Y或W。但也有等位基因造成许多单倍体基因。性染色体的传递是定向的。男性XY，X只传给女儿，Y只传给儿子。女性随机传递。导致位于XY染色体上的基因在后代上的表现型不同。3.1X连锁遗传3.1.1X—隐性遗传负责识别三原色的视蛋白（视色素）有三种：红、绿、蓝。缺少某一种叫某色盲，全缺少的则为全色盲（看来均为灰色）。控制红、绿色盲的基因处于紧密连锁，位于X染色体上，因此红色盲同时表现绿色盲，绿色盲同时也表现红色盲。红绿色盲属于X隐性遗传。XB：正常基因Xb：表示隐性b基因位于X染色体上。

色盲的特点：①患者多为男性，我国男性患者的发病率约为7%，.女性为0.5%；

②呈不连续遗传（隔代遗传）；

③呈交叉遗传：父传女，女传子（外祖父的性状在外孙身上表现）。

血管瘤病、夜盲、鱼鳞鲜、进行性肌营养不良症。3.1.3Y—连锁长毛耳：耳朵上缘有坚硬挺拔的毛。位于Y染色体上的基因无显隐性之分，仅在男性表现。目前已知的位于Y染色体上的结构基因不多，有外耳道多毛症基因、H-Y抗原基因、睾丸决定因子、箭猪病和蹼指等基因。3.2Z连锁（鸟类）芦花鸡：芦花是位于Z上显性基因控制的。

芦花雌鸡ZBW×

非芦花雄鸡ZbZb芦花雄鸡ZBZb

非芦花雌鸡ZbW4．

限性遗传

限性遗传的基因不是伴性遗传，既可以位于性染色体上，也可位于常染色体上。只能在某一性别表现的性状叫限性性状，限性性状的遗传方式叫限性遗传。5从性遗传位于常染色体上基因控制的性状在传递的过程中与性别相关的现象叫从性遗传。绵羊有角和无角为一对等位基因（H，h）控制。HH无论雌雄都有角；hh无论雌雄都无角；Hh雄有角，雌无角。其表型与性别有关，且该基因位于常染色体上。人的秃顶也为从性遗传。第五节

连锁与互换

连锁：同一染色体上非等位基因之间存在相关性的现象。互换：连锁性状和基因之间发生重组的现象。1连锁与交换规律1.1连锁与交换现象的发现

1906年英国学者贝特森（Bateson）和潘耐特（Pannett）研究香豌豆两对性状遗传时，首先发现的。1.2摩尔根的实验

1.3解释

（1）

果蝇翅的长短和眼的颜色是两对相对性状，这两对相对性状在杂交后代中具有某种程度的相关性或相连性，把这种现象叫连锁。把这两对相对性状叫连锁性状。控制连锁性状的基因叫连锁基因。连锁基因位于同一对同源染色体上。连锁基因之间能够发生交换的连锁叫不完全连锁，不能发生交换的连锁叫完全连锁。（2）同源染色体在减数分裂配对时，偶尔在相应的位置发生断裂，然后错接，造成同源染色体中的非姐妹染色单体之间染色体片段的互换，这个过程叫交换或重组。交换的染色体叫重组染色体。染色体片段的交换导致连锁基因之间的交换。（3）连锁基因之间的交换发生在减数分裂的前期，主要是粗线期。（4）每发生一次有效交换，将产生两条重组染色体，两条非重组染色体（亲染色体），含有重组染色体的配子叫重组合配子，含有非重组染色体的配子叫亲组合配子。2基因定位和遗传学图所谓的连锁是指位于同一对同源染色体上非等位基因的连锁，表现出一定的相关性。连锁的基因在一定时间阿会发生分开。群体中交换值为0～50%。在一般情况下，一对连锁基因间重组合频率的大小是固定的，即对于一对特定基因，其交换值是一定的。但在不同连锁基因间的重组频率则是不同的。这反映了连锁基因在染色体上的遗传距离。测定基因在染色体上位置的过程。方法很多，这里只介绍根据交换值进行基因定位。交换值为1%为1个单位，1cM（分摩）。2.2.1两点测交两点测交虽是最基本的方法，但它的手续烦琐，而且在连锁基因相距较远的情况下，对可能发生的双交换，用两点测交无法测出，所以数据不够准确，为此通常采用三点测交。

2.2基因定位

2.2.2三点测交

2.2.3交换与干涉染色体上某一位置发生交换将影响相邻部位发生交换，这种现象叫干涉。干涉的大小用并发系数表示。干涉=1－并发系数并发系数=实际交换值÷理论交换值（两个单交换的乘积）该例中并发系数=0.2%÷1%=0.2，干涉=1-0.2=0.8正干涉：一处发生交换将促进多次交换负干涉：一处发生交换将抑制多次交换3遗传学图

连锁图：标有基因座位的图，也叫遗传学图、基因位置图、染色体图。绘制连锁图的规则：⑴把染色体的某一端作为原点，一般是短臂端，标为0。其它的基因所在的位置距0点的单位标出来。⑵用突变基因或相对性状的符号来代表基因位点。标出小写字母代表突变基因，而不表示基因的显隐性（大小写）。

连锁图反映了一对同源染色体上的基因排列情况，并不反映某一位点的基因为A或a。

连锁群：位于同一染色体图上的全部基因构成的群体。连锁群、同源染色体和基因之间的关系：连锁群反映了一对同源染色体上的基因排列。如人类有46条染色体，经测定有23个连锁群。

4人类基因的定位

人类基因定位的方法很多，这里只介绍一种细胞融合，把同种或异种细胞通过特殊处理，使它们融合在一起，形成杂种细胞的过程。特殊处理的方法：PEG（聚乙二醇），仙台病毒，电融合。将人细胞与小鼠细胞进行细胞融合，得到人鼠杂种细胞，进行有丝分裂时人的染色体被排斥，被丢失。丢失的染色体是随机的，这样就可以得到一系列稳定的细胞株。每个细胞株中含有人的不同的染色体，因此可利用群体细胞株来进行基因定位。

动物基因组学基础

基本概念

遗传标记（GeneticMarkers）：是指一些等位基因或遗传物质，而这些等位基因或遗传物质具有简单的遗传方式，它们以生物体上各种变异表现出来。遗传多态性（GeneticPolymorphisms）：是指一个基因座位在群体中存在两个或更多类的等位基因的现象。标记辅助选择（Marker-assistedSelection,MAS）：就是对特定的主效基因（majorgene）或者数量性状位点（QuantitativeTraitLoci,QTL）在遗传标记的辅助下区分其基因型，并在此基础上应用于家畜的育种实践。一、分子遗传标记1、

限制性片段长度多态性标记（RFLP）2、串联重复序列标记（TRS）（1）小卫星：（MinisatelliteDNA）（2）微卫星：（MicrosatelliteDNA,MS）3、随机扩增多态性DNA标记（RAPD）4、

线粒体DNA标记（mtDNA）5、扩增片段长度多态性标记（AFLP）6、单核苷酸多态性标记（SNP）

二、遗传标记在动物遗传育种中的应用

1、

动物种质资源的遗传评估、保护和利用2、

个体及亲缘关系的鉴定3、

基因定位与遗传图谱的构建4、标记辅助选择（MAS）5、杂种优势预测6、遗传监测7、抗病育种

基因定位（genelocation）是用一定的方法将基因确定到染色体的实际位置。这是现代遗传学的重要研究内容之一。将不同的基因确定于染色体的具体位置之后，即可绘制出基因图（genemap）。三、基因定位四、基因定位的方法

1．体细胞杂交法

2．克隆嵌板法3．原位杂交和荧光原位杂交

4．连锁分析

五、动物基因组学及人类基因组计划

1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。

1990年正式启动，这一价值30亿美元的计划的目标是，为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。

2000年6月26日是人类历史上值得纪念的一天。来自科技部和中国科学院的消息说，人类基因组的工作草图已经绘制完毕并于今天向全世界公布。

非孟德尔遗传

基本概念

非孟德尔遗传：不符合孟德尔遗传定律的基因作用模式，正交(如♀AA×♂aa)和反交(如♀aa×♂AA)子代性状表现不一致，或只表现父本性状，或只表现母本现状，或表现了双亲性状而不符合孟德尔遗传定律的基因型比例。非孟德尔遗传大体上包括四部分内容，即母体效应、剂量补偿效应、基因组印迹和核外遗传。母系遗传：由核外基因控制，其遗传方式不服从孟德尔定律，正交和反交子代性状总是表现母本性状的特征。母体效应(maternaleffect)：由母体的基因型决定后代表型的现象，是母体基因延迟表达的结果。基因组印迹(genomicimprinting)：或称亲本印迹(parentimprinting)，是指基因组在传递遗传信息的过程中对基因或DNA片段打下标识、烙印的过程。基因组印迹依靠单亲传递某种性状的遗传信息，被印迹基因会随着它来自父源或母源而有不同的表现，即源自双亲的两个等位基因中一个不表达或表达甚微。

剂量补偿效应(dosageconpensation)：在哺乳动物中，细胞质某些调节物质能使两条X染色体中的一条异染色质化。只有一条X染色体具有活性，这样使得雌、雄动物之间虽然X染色体的数量不同，X染色体上基因产物的剂量却保持平衡。

核外遗传(extranuclearinheritance)：位于细胞核内染色体上的基因叫核基因，位于细胞质中线粒体、叶绿体、质体或其它细胞质微粒上的基因称为核外基因或细胞质基因。由核基因控制的性状，其遗传方式符合孟德尔定律，正交(如♀AA×♂aa)和反交(如♀aa×♂AA)子代性状表现相同，称为核遗传。由细胞质基因控制的性状，其遗传方式不服从孟德尔定律。细胞器中的环境与细胞核的条件不同，核外基因在长期的进化过程中形成了与核基因不同的结构和功能的特征，也称为细胞质遗传(cytoplasmicinheritance)。第一节

非孟德尔遗传

图6-1非孟德尔遗传非孟德尔遗传大体上包括四部分的研究内容：母体效应（maternaleffect）、剂量补偿效应(dosagecompensation)、基因组印迹(genomicimprinting)和核外遗传(extranuclearinheritance)。第二节

母体效应

早在1923年，摩尔根的学生Sturtevant就曾发现椎实螺(Limnaeaperagra)的外壳旋转方向不符合孟德尔遗传定律。

图6-2椎实螺(Limnaeaperagra)的外壳旋转方向的遗传

图6-3椎实螺外壳旋转方向母体效应的遗传机制

麦粉蛾的眼色遗传图6-4母体效应的遗传机制(a)杂合体雄性麦粉蛾的测交(b)杂合体雌性麦粉蛾的测交

第三节

剂量补偿效应

图6-5巴氏小体：XX个体中失活的那条X染色体a)正常XX个体有一个巴氏小体，b)正常XY个体中没有巴氏小体

图6-6X染色体随机失活导致的黑色色斑基因和橙色色斑基因嵌合的三色猫和

X染色体随机失活形成黑白斑毛色镶嵌雌性小鼠的过程

MaryLyon学说1961年MaryLyon根据对三色猫和黑白斑镶嵌小鼠的研究结果，以及巴氏小体的发现，提出了雌性个体细胞中X染色体失活的假说，即莱昂假说(Lyonhypothesis)，其主要论点如下：①巴氏小体是一个失活的X染色体，失活的过程称为莱昂化(1yonization)；②在哺乳动物中，雌性个体细胞中的两个X染色体中有一个X染色体在受精后失活；③两条X染色体中哪一条失活是随机的；④X染色体失活后，在细胞继续分裂形成的克隆中，此条染色体都是失活的；⑤生殖细胞形成时失活的X染色体可得到恢复。莱昂假说很好地解释了巴氏小体和动物（包括人类）X染色体畸变现象，也就是剂量补偿效应。不同的动物物种中都发现存在剂量补偿效应，如表6-2，只是“补偿”的方式不完全一样。1963年，RonaldDavidson等对X连锁的6-磷酸葡糖脱氧酶(G-6-PD)的测定图6-8性连锁的无汗腺外胚层发育异常基因在3代女性中出现体细胞嵌镶现象

6-磷酸葡糖脱氧酶(G-6-PD)的剂量补偿效应

1991年，在失活的X染色体发现了一个活性基因，并且这个基因就在Xic内，因此命名为X染色体失活特异基因(X-inactivespecifictranscript,XIST)

Xic在X染色体失活中的作用

存在失活的X染色体Xic区上的XIST基因

第四节

基因组印迹

基因的印迹过程可分为三个阶段：建立阶段、维持阶段和抹除与重建阶段。

DNA甲基化修饰导致基因印迹的过程

PWS综合征和AS综合征的产生的遗传机制

第五节

核外遗传

核外遗传几乎与孟德尔遗传定律同时被人们发现。

1909年，孟德尔遗传定律重新发现的三学者之一的柯林斯（CarlCorrens）首先报道了紫茉莉（Mirabilisjalapa）镶嵌叶的遗传不符合孟德尔定律，而是表现为母本的表型(图6-16，表6-5）。后来的研究证实紫茉莉的绿叶携带正常的叶绿体，白叶携带缺乏叶绿素的无色的白色体（突变的叶绿体），紫茉莉镶嵌叶花斑的遗传是由核外基因组—叶绿体基因组所控制，其遗传方式为母系遗传（maternalinheritance）。紫茉莉的母系遗传

动物线粒体DNA的遗传

1线粒体DNA的结构2鸟类动物与哺乳类、两栖类、鱼类动物mtDNA基因排序的比较

3线粒体DNAD-Loop

D-loop在线粒体基因组中有着特殊的作用,占全部mtDNA分子的6%左右,是复制和转录不可缺少的因素。已知D-loop的碱基替换率比mtDNA分子的其它区域高5-10倍,是核单拷贝基因的25-100倍；另一方面，不同动物的D-loop分子大小差异也很大，从几百个碱基到几千个碱基不等，因此，D-loop是mtDNA分子内的高变区。多数动物的D-loop位于tRNApro和tRNAphe之间;而鸟类的D-loop则位于tRNAglu和tRNApro之间。核外基因的遗传特征

1.无组织特异性。2.为多拷贝基因组，但其含量仅占细胞总DNA的0.5%左右。3.结构一般为共价、闭合、环状分子，分子量小，在几百kb以下，远远小于核基因组。4.呈现严格的母系遗传特性。5.遗传上具有自主性。6.进化速率不同。7.基因转移。MtDNA基因效应的分析方法

1、非孟德尔现象

2、正反交3、F2代混合家系分析

4、核移植

通过F2代混合家系分析鉴定核外基因效应

动物基因工程第一节基因工程概述

基因工程(Geneticengineering)是一种DNA重组技术，它是在分子水平上进行的遗传操作，即把供体细胞中的基因或基因组提取出来，按照预先设计的蓝图，经过体外加工重组，或者把人工合成的基因转移到受体细胞并获得新的遗传特性的技术。由于被转移的基因必须与载体DNA重组后才能实现转移，所以基因工程也叫做重组DNA技术。基因工程的基本操作程序包括：(1)目的基因的分离或合成；(2)用工具酶对目的基因和载体（Vector）进行加工处理，把目的基因与载体结合成重组DNA分子；(3)把重组DNA分子引入受体细胞，并使目的基因和载体上其他基因得以表达；（4）转化体细胞的扩增；（5）重组体细胞的鉴定与筛选。基因克隆示意图第二节工具酶限制性核酸内切酶切割DNADNA连接酶生成3′-5′磷酸二酯键DNA聚合酶Ⅰ探针标记、补平3′末端反转录酶cDNA合成多聚核苷酸激酶5′磷酸化、探针标记末端转移酶3′末端多聚尾碱性磷酸酶切除末端磷酸基常用的工具酶限制性核酸内切酶细菌限制修饰体系

限制性核酸内切酶甲基化酶识别特异的位点—酶切位点回文结构4～6bp出现两种末端粘性末端粘端

平头末端平端

配伍末端二、DNA聚合酶

（一）DNA聚合酶I(全酶)(E.coliDNAPolymease)（二）K1enow片段(E.co1i)

（三）T4DNA聚合酶

(T4噬茵体感染的E．co1i)（四）TaqDNA聚合酶(Thermusaqraticus)（五）逆转录酶（reversetranscriptase）

（六）末端转移酶

三、DNA连接酶

在大肠杆菌和动物细胞中都发现了DNA连接酶，这种酶能够催化DNA中相邻的

3’一OH和5’一磷酸基末端之间形成磷酸二酯键。连接反应的最适温度是37℃，但在此温度下粘性末端之间氢键结合很不稳定。实验表明，15℃对于连接反应和粘性末端氢键结合的稳定性都是合适的。四、甲基化酶细胞的限制一修饰系统中的修饰作用是由甲基化酶(methylase)米完成的。甲基化酶同限制性内切酶具有完全相同的识别顺序。甲基化酶使识别顺序中的某个碱基发生甲基化，保护DNA不被限制性内切酶切开。真核生物中目前只发现5甲基胞嘧啶(M5C)。

五、核酸酶

（一）核酸酶S1(NucleaseS1)

核酸酶S1主要用于：(1)分析DNA：RNA杂交体结构。通过降解成熟mRNA与放射性标记基因组、DNA的杂交体确定内含子部位。

(2)切除DNA片段上的单链末端，形成平末端。(3)切开cDNA合成过程中形成的发夹环。

(4)在限制酶位点上产生小缺失。

(二)核酸外切酶III（三）核酸外切酶VII（四）DNA酶I（五）RNA酶A(牛胰)（六）RNA酶TI

（七）RNA酶H第三节基因工程的载体（Vector）

到目前为止，用于基因工程的载体有8类：

①

细菌质粒载体；包括大肠杆菌和枯草杆菌质粒载体。②

λ噬菌体衍生载体。③

柯斯质粒(Cosmid)载体：一种由质粒和A噬菌体cos尾巴构建的复合载体。④

噬菌体M13衍生载体一类专门用于Sanger法测序的载体。⑤

Phag9m5d载体：一类由噬菌体功能片段和质粒构建的复合载体。⑥

酵母质粒载体：由酵母2u质粒构建的酵母基因工程载体。⑦

真核病毒载体：包括动物病毒、植物病毒衍生载体。⑧

杆状病毒和Bacmid载体；

作为基因工程的载体它们都具备以下一些共同的基本特点：

作为基因工程的载体它们都具备以下一些共同的基本特点：

①在宿主细胞中能独立自主地复制。

②表达载体含有强启动于，能驱动靶基因在宿主细胞中表达。

③容易从宿主细胞中分离纯化。

④载体DNA基因组中有一段不影响它们复制的非必需区域，插在其中的靶片段能被动地跟着载体DNA一起复制，就像载体的正常成分一样。一、质粒载体(plasmidvector)

（1）质粒的一般性质

1．质粒的概念

质粒是细菌细胞染色体外存在于细胞质中能进行自我复制的一类小型DNA分子，大部分质粒为双链环状。

2．质粒的大小

3．质粒的拷贝数

4．质粒的不亲和性

5．质粒的宿主范围

质粒—存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子理想的质粒

1.拷贝数多;2.两三个抗药性基因terrampr

筛选标志3.合适的限制性内切酶酶切位点（单一）（二）

噬菌体载体(

Phagevector)

噬菌体是一种温和噬菌体，由于它的遗传结构和宿主大肠杆菌的遗传结构研究得比较清楚，并能在细菌中大量繁殖，所以成为广泛采用的载体。

噬菌体还有一大优点，即使它的DNA丢失25％仍不失活，这部分丢失的空档正好可以装载外源DNA。与质粒载体相比，λ噬菌体作为载体可以克隆更大一些的DNA片段，欲构件一个基因文库，往往可以减少文库中克隆的数量。（三）柯斯质粒载体（Cosmidvector）

柯斯质粒载体又叫粘粒载体，这是一种由人工构建的含有DNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。柯斯质粒在结构组成上具有

噬菌体的特性、也具有质粒载体的特性和高容量的克隆能力，一般可插入35～40kb的外源基因，这是构建真核生物基因文库的主要载体。柯斯质粒适用于作基因簇和大基因的克隆。

（四）YAC载体

YAC是酵母人工染色体（Yeastartificialchromosome）的缩写，是目前能容纳最大外源DNA片段的载体。简单地说，酵母人工染色体载体有两个臂，之间有着丝粒，每个臂的末端有一个端粒，另外，染色体上还有供选择的标记基因；当外源DNA片段连接进两个臂中以后，通过选择标记人们可以从酵母宿主细胞中筛选出重组的人工染色体。实验结果证明，每个YAC都可以装进100万碱基以上的DNA片段，这种大小比柯斯质粒的装载能力要大数倍，所以可以保证基因结构的完整性。(五)动物病毒

动物病毒作为载体可用于外源基因向真核细胞的转入。作为基因介导的动物DNA载体，必须具备以下条件：(1)具有动物病毒的复制起始部位及启动子，以便外源基因能有效的转染动物细胞，以及提供必要的转录信号：(2)具有可供选择的标志基因，因为重建的病毒转染力很低，一般仅为105～107，只有利用标志基因才能选出转化细胞株；(3)具有适当的多种单一内切酶位点供外源基因插入。

目前常用的基因转移载体有：(1)猴空泡病毒(Simianvirus40简称SV40)；(2)腺病毒(Adenovirus)；(3)乳头状病毒(Papillomavirus)；(4)逆转录病毒(Retrovirus);(5)牛痘(Vaccinia)病毒;(6)牛疣病毒(Bovinepapillomavirus)等。

三、获得目的基因的方法

(一)利用理化方法分离基因理化方法分离基因是依据DNA双链结构的特点和四种碱基互补的氢键差异，其方法有以下四种：

1．密度梯度超速离心法

2．单链酶法

3．多聚赖氨酸法

4．分子杂交法(二)利用生物学方法分离基因

利用噬菌体转染或质粒转化等微生物学技术分离基因的方法，我们把它叫做生物学方法。这种方法应用于原核基因的分离提取。用适当的限制性内切酶(Restrictionendonuclease)将整个染色体或DNA分子切成许多相当于一个或略大于一个基因的片段，然后把全部DNA片段与质粒组成重组DNA分子，并转化到某特定基因营养缺陷型受体菌内，进行纯系繁殖，再经分离鉴定，选出所需基因。(三)基因的人工合成

化学合成法逆转录法(Reversetranscription)

逆转录法也叫cDNA法，它是一种酶促合成法，即以mRNA为模板，在反转录酶的作用下，以四种脱氧核苷三磷酸为材料合成DNA(cDNA)，再经复制后即成双链DNA。3.聚合酶链式反应(PCR)四、重组DNA分子

1.粘性末端连接连接效率高相同酶切末端配伍末端2.平端连接连接效率低3.同聚物接尾法4.人工接头法五、基因的转移(Genetransfer)

(一)、重组DNA向细菌细胞转入

把以质粒为载体的重组DNA分子引入受体细胞的过程叫做转化(Transformation)；把以噬菌体或病毒为载体的重组DNA分子引入受体细胞的过程叫做转染(Transfetion)。对细菌细胞进行转化或转染的关键是细胞处在感受态，所谓感受态细胞，就是受体细胞处于摄入外源DNA的状态。一般用0.01～0.05M/L氯化钙处理受体细胞，可以引起细胞膨胀，增大细胞的通透性，使重组DNA进入细胞，提高转化效率。转导作用transduction病毒、噬菌体介导溶菌途径溶原菌途径(二)、外源目的基因向真核细胞转入

向真核细胞中转移基因的方法可分为两大类，—类需借助于载体，另—类不需借助于载体。

1．

借助于载体的基因转移

2．不需载体的基因转移①

磷酸钙沉淀法②脂质体介导法③血影细胞(Bloodshadowcell)介导法

六、转化细胞的筛选与鉴定

转化或转染的效率是很低的(一般为105～106)，也就是说，只有极少数细胞接受到重组DNA分子，能实现基因的转移。所以必须从大量的培养细胞中筛选出已被外源DNA转化了的细胞，然后建立无性繁殖系，使所需基因大量扩增和表达。

重组体的筛选screening/selection1.直接选择法

抗药性标志选择

标志补救表达产物与营养缺陷互补

α—互补蓝白斑筛选

分子杂交探针原位杂交/Southern印迹法

限制性酶切图谱/PCR2.非直接选择法免疫学方法七克隆基因的表达载体有转录、翻译的元件密码子通用1、原核表达体系

原核表达载体的标准合适的筛选标志强启动子翻译控制序列多克隆位点融合蛋白包涵体大肠杆菌表达体系的不足缺乏转录后加工机制，只能表达cDNA缺乏翻译后加工机制，不能折叠和糖基化融合蛋白形成包涵体，复性后才有活性很难表达大量的可容性蛋白真核表达体系

筛选标志

NeorG418转染方法磷酸钙沉淀DEAE葡聚糖介导转染电穿孔脂质体转染显微注射瞬时转染目的基因不整合进宿主基因组稳定转染目的基因整合进宿主基因组

第三节转基因动物技术

一、转基因动物的概念

转基因技术是将外源DNA导入细胞的一种技术。它是在DNA重组技术的基础上发展起来的。1981年Gordon和Ruddle首次用显微注射法(Microinjection)把外源基因导入小鼠受精卵的雄核，并将注射后的受精卵植入假孕母鼠子宫，产生了的78只小鼠，其中有2只的所有细胞中(包括生殖细胞)都含有外源基因，但因缺乏启动子而不能表达，他们把出生后带外源基因的小鼠叫做转基因小鼠(TransgenicMice)，自此以后，凡带有外源基因的动物都叫做转基因动物(Transgenicanimal)。二、转基因动物技术的一般步骤

(1)选择能有效表达的蛋白质；(2)克隆与分离编码这些蛋白质的基因；(3)选择能与所需组织特异性表达方式相适应的基因调节序列；(4)把调节序列与结构基因重组拼接，并在培养细胞或小鼠中预先检验其表达情况；(5)把拼接的基因注射到受精卵的细胞核中；(6)把注射后的受精卵移植到子宫，完成胚胎发(7)检测幼畜是否整合外源基因、外源基因的表达情况以及外源基因在其后代中的传递情况。

三、导入基因的方法

导入外源基因的方法有多种，一些方法已在上一节作过叙述，如：①反转录病毒转染法；②磷酸钙沉淀法；③脂质体介导法；④血影细胞(Bloodshadowcell)介导法。在此再介绍一些方法，1）DNA微注射法；2）精子载体法；3)胚胎干细胞（ES）介导法；4)染色体片段注入法；5)电转移法等。在转基因动物中，DNA微注射法比较常用。

四、基因的选择与转基因动物的研究现状

(一)转入基因的选择

(二)转基因动物的研究意义1．提高动物生长、生产性能的研究

2．改变奶蛋白成分和性质的设想

3．利用家畜产品生产药物蛋白的研究

第四节动物克隆技术

一、动物克隆的概念

所谓克隆(Cloning)就是无性繁殖，动物克隆(Animalcloning)就是不经过受精过程而获得动物新个体的方法。克隆动物(cloninganimal)就是指不经过生殖细胞而直接由体细胞获得新的动物个体。

二、克隆动物的一般步骤

送入子宫，完成胚胎发育克隆的动物三、克隆动物的意义与前景

1．可以用于动物资源的种质保存，可尽可能多地保存地球生物圈内的多样性；2．可以生产移植器官、利用动物作生物反应器生产药物和提供实验动物，造福人类。还可以对人类的某些顽症实施“细胞治疗”。3．可以克隆家畜和濒临灭绝的动物，如大熊猫等。4．利用哺乳动物体细胞克隆技术，可通过建立转基因体细胞系的方式，克隆转基因动物。5．体细胞克隆技术可以直接把优良物种特性传递下去，培育优良物种。

群体遗传学基础

第一节群体遗传学概述

一、概念群体遗传学（populationgenetics）是研究群体遗传结构及其变化规律的科学，是遗传学分支学科。它是应用数学和统计学方法研究群体基因频率和基因型频率及其变化的影响因素。二、研究目的

群体遗传学的研究目的在于阐明生物进化的遗传机制。前面所涉及的内容是在家系的基础上研究遗传现象和规律，即研究特定双亲与其后裔间的遗传关系，本章是在群体的基础上研究遗传现象及其规律。

三、主要研究内容1.群体的遗传组成2.基因平衡定律3.影响基因频率和基因型频率变化的主要因素