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第三章 孟德?tīng)柺竭z傳分析 第一節(jié) 孟德?tīng)柕谝欢�律及其分�? 第二節(jié) 孟德?tīng)柕诙�定律及其分�? 第三節(jié) 遺傳的染色體學(xué)說(shuō) 第三節(jié) 基因的作用與環(huán)境因素的相互關(guān)系 孟德?tīng)枺℅regor Mendel，1822-1884），奧地利人，遺傳學(xué)的奠基人。1857-1864年連續(xù)做了8年的豌豆雜交試驗(yàn)，確立了遺傳因子的分離和自由組合定律。 遺傳學(xué)是一棵根深葉茂的大樹(shù)，孟德?tīng)柋闶蔷哂蓄B強(qiáng)生命力的種子，由摩爾根等人發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞遺傳學(xué)則是這棵茁壯大樹(shù)的主干。 第一節(jié) 孟德?tīng)柕谝欢�律及其分�? 一、孟德?tīng)栠z傳分析的方法 （1）嚴(yán)格選材：自花授粉而且是閉花授粉的豌豆； （2）精心設(shè)計(jì)：?jiǎn)我蜃臃治龇ǎ?（3）定量分析：對(duì)雜交后代出現(xiàn)的性狀進(jìn) 行分類(lèi)、計(jì)數(shù)和數(shù)學(xué)的歸納； （4）首創(chuàng)了側(cè)交方法：證明遺傳因子分離假設(shè)的正確性。 二、孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)及其分析 （一）孟德?tīng)柗治龅年P(guān)鍵性名詞解釋 1、基因（gene）：孟德?tīng)栐谶z傳分析中所提出的遺傳因子，由丹麥的約翰遜提出。 2、基因座位（locus）：基因在染色體上所處的位置。 3、等位基因（alleles）：同源染色體上占據(jù)相同座位的兩個(gè)不同形式的基因。 4.顯性基因（dominant gene）：雜合狀態(tài)下能表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基因，一般用大寫(xiě)字母或 + 表示。 5、隱性基因（recessive gene）雜合狀態(tài)下不表現(xiàn)其表型效應(yīng)的基因，一般用小寫(xiě)字母表示。 6、基因型（genotype）：個(gè)體或細(xì)胞的特定基因的組成。7、表型（phenotype）：生物體某特定基因所表型的性狀。8、純合體（homozygote）：基因座位上有兩個(gè)相同的等位基因，就這個(gè)基因座而言，此個(gè)體稱(chēng)純合體。9、雜合體（heterozygote）：基因座位上有兩個(gè)不同的等位基因。10、真實(shí)遺傳（true breeding）：子代性狀永遠(yuǎn)與親代性狀相同的遺傳方式。11、回交（backcross）：雜交產(chǎn)生的子一代個(gè)體再與其親本進(jìn)行交配的方式。 12、測(cè)交（testcross）：雜交產(chǎn)生的子一代個(gè)體再與其隱性親本的交配方式。 13、性狀(character/trait) ：生物體或其組成部分所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征稱(chēng)為性狀。 14、單位性狀(unit character)：孟德?tīng)柊阎仓晷誀羁傮w區(qū)分為各個(gè)單位，稱(chēng)為單位性狀，即：生物某一方面的特征特性。 15、相對(duì)性狀(contrasting character)：不同生物個(gè)體在單位性狀上存在不同的表現(xiàn)，這種同一單位性狀的相對(duì)差異稱(chēng)為相對(duì)性狀。 （二）孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)及其分離定律的歸納 一對(duì)相對(duì)性狀的分離現(xiàn)象 相關(guān)背景知識(shí)： 豌豆的7個(gè)單位性狀及其相對(duì)性狀 孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn) A、豌豆花色雜交試驗(yàn) B、七對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)結(jié)果 C、性狀分離現(xiàn)象 豌豆的7個(gè)單位性狀及其相對(duì)性狀 孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn) 所選擇的七個(gè)單位性狀的相對(duì)性狀間都存在明顯差異，后代個(gè)體間表現(xiàn)明顯的類(lèi)別差異； 按雜交后代的系譜進(jìn)行的記載和分析，對(duì)雜交后代性狀表現(xiàn)進(jìn)行歸類(lèi)統(tǒng)計(jì)、并分析了各種類(lèi)型之間的比例關(guān)系。 A、豌豆花色雜交試驗(yàn) 1. 試驗(yàn)方法 P 紅花(♀) × 白花(♂) ↓ F1 紅花 ↓ F2 紅花 白花 植物雜交試驗(yàn)的符號(hào)表示 P：親本(parent)，雜交親本； ♀：作為母本，提供胚囊的親本； ♂：作為父本，提供花粉粒的雜交親本。 ×：表示人工雜交過(guò)程； F1：表示雜種第一代(first filial generation)； ：表示自交，采用自花授粉方式傳粉受精產(chǎn)生后代。 F2：F1代自交得到的種子及其所發(fā)育形成的的生物個(gè)體稱(chēng)為雜種二代，即F2。由于F2總是由F1自交得到的，所以在類(lèi)似的過(guò)程中符號(hào)往往可以不標(biāo)明。 2. 試驗(yàn)結(jié)果 F1(雜種一代)的花色全部為紅色； F2(雜種二代)有兩種類(lèi)型的植株，一種開(kāi)紅花，一種開(kāi)白花；并且紅花植株與白花植株的比例接近3:1。 P 紅花(♀) × 白花(♂) ↓ F1 紅花 ↓ F2 紅花 白花 株數(shù) 705 224 比例 3.15 1 3. 反交(reciprocal cross)試驗(yàn)及其結(jié)果 B、七對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)結(jié)果 C、性狀分離現(xiàn)象 F1代個(gè)體(植株)均只表現(xiàn)親本之一的性狀，而另一個(gè)親本的性狀隱藏不表現(xiàn)。 相對(duì)性狀中，在F1代表現(xiàn)出來(lái)的相對(duì)性狀稱(chēng)為顯性性狀(dominant character)，而在F1中未表現(xiàn)出來(lái)的相對(duì)性狀稱(chēng)為隱性性狀(recessive character)。 F2有兩種性狀表現(xiàn)類(lèi)型的植株，一種表現(xiàn)為顯性性狀，另一種表現(xiàn)為隱性性狀；并且表現(xiàn)顯性性狀的植株數(shù)與隱性性狀個(gè)體數(shù)之比接近3:1。 隱性性狀在F1中并沒(méi)有消失，只是被掩蓋了，在F2代顯性性狀和隱性性狀都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，這就是性狀分離(character segregation)現(xiàn)象。 分離現(xiàn)象的解釋 A、遺傳因子假說(shuō) B、遺傳因子的分離規(guī)律 C、豌豆花色分離現(xiàn)象解釋 A、遺傳因子假說(shuō) 孟德?tīng)栐谠囼?yàn)結(jié)果分析基礎(chǔ)上提出了遺傳因子(inherited factor /determinant， hereditary determinant/factor)的概念，認(rèn)為： 生物性狀是由遺傳因子決定，且每對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)遺傳因子控制； 顯性性狀受顯性因子(dominant ~)控制，而隱性性狀由隱性因子(recessive ~)控制；只要成對(duì)遺傳因子中有一個(gè)顯性因子，生物個(gè)體就表現(xiàn)顯性性狀； 遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)成對(duì)存在，而在配子中成單存在。體細(xì)胞中成對(duì)遺傳因子分別來(lái)自父本和母本。 B、遺傳因子的分離規(guī)律 遺傳因子在世代間的傳遞遵循分離規(guī)律(the law of segregation)： (性母細(xì)胞中)成對(duì)的遺傳因子在形成配子時(shí)彼此分離、分配到配子中，配子只含有成對(duì)因子中的一個(gè)。而雜種體細(xì)胞中，分別來(lái)自父母本的成對(duì)遺傳因子也各自獨(dú)立，互不混雜；在形成配子時(shí)彼此分離、互不影響。 雜種產(chǎn)生含兩種不同因子(分別來(lái)自父母本)的配子，并且數(shù)目相等；各種雌雄配子受精結(jié)合是隨機(jī)的，即兩種遺傳因子是隨機(jī)結(jié)合到子代中。 C、豌豆花色分離現(xiàn)象解釋 （三）、分離規(guī)律的驗(yàn)證方法 A、測(cè)交法 B、自交法 A、測(cè)交法 1、測(cè)交的作用： 如果用F1與隱性個(gè)體(隱性純合體)雜交，后代的表現(xiàn)型類(lèi)型和比例就反映了雜種F1配子的種類(lèi)和比例，事實(shí)上也反映(測(cè)驗(yàn))了F1的基因型。 A、測(cè)交法 2、測(cè)交試驗(yàn)結(jié)果 B、自交法 F2基因型及其自交后代表現(xiàn)推測(cè) (1/4)表現(xiàn)隱性性狀F2個(gè)體基因型為隱性純合，如白花F2為cc； (3/4)表現(xiàn)顯性性狀F2個(gè)體中：1/3是純合體(CC)、2/3是雜合體(Cc)； 推測(cè)：在顯性(紅花)F2中： 1/3自交后代不發(fā)生性狀分離，其F3均開(kāi)紅花； 2/3自交后代將發(fā)生性狀分離。 F2基因型及其自交后代表現(xiàn)推測(cè) B、自交法 2、 F2自交試驗(yàn)結(jié)果 孟德?tīng)枌�F2代顯性(紅花)植株按單株收獲、分裝。 由一個(gè)植株自交產(chǎn)生的所有后代群體稱(chēng)為一個(gè)株系(line)。 將各株系分別種植，考察其性狀分離情況。所有7對(duì)性狀試驗(yàn)結(jié)果均表明： 發(fā)生性狀分離現(xiàn)象的株系數(shù)與沒(méi)有發(fā)生性狀分離現(xiàn)象的株系數(shù)之比總體上是趨向于2:1。 表現(xiàn)出性狀分離現(xiàn)象的株系來(lái)自雜合(Cc)F2個(gè)體；未表現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象的株系來(lái)自純合(CC)F2個(gè)體。 結(jié)論：F2自交結(jié)果證明根據(jù)分離規(guī)律對(duì)F2代基因型的推測(cè)是正確的。 （三）分離規(guī)律的理論意義 遺傳因子假說(shuō)及基因分離規(guī)律對(duì)以后遺傳和生物進(jìn)化研究具有非常重要的理論意義。 1. 形成了顆粒遺傳的正確遺傳觀念； 2. 指出了區(qū)分基因型與表現(xiàn)型的重要性； 3. 解釋了生物變異產(chǎn)生的部分原因； 4. 建立了遺傳研究的基本方法。 第二節(jié) 孟德?tīng)柕诙�定律及其遺傳分析 一、孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)及其遺傳分析 二、分支法計(jì)算遺傳比率 三、孟德?tīng)柕诙�定�?--自由組合定律的歸納及其擴(kuò)展 四、孟德?tīng)枌W(xué)說(shuō)的核心 五、遺傳學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 六、人類(lèi)簡(jiǎn)單孟德?tīng)栠z傳 七、豌豆皺縮性狀的分子機(jī)理 一、孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)及其遺傳分析 (一)、兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)(自由組合現(xiàn)象). 豌豆的兩對(duì)相對(duì)性狀： 子葉顏色：黃色子葉(Y)對(duì)綠色子葉(y)為顯性； 種子形狀：圓粒(R)對(duì)皺粒(r)為顯性。 (二)、 試驗(yàn)結(jié)果與分析 1. 雜種后代的表現(xiàn)： F1兩性狀均只表現(xiàn)顯性狀狀，F(xiàn)2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型類(lèi)型(兩種親本類(lèi)型、兩種重新組合類(lèi)型)，比例接近9:3:3:1。 2. 對(duì)每對(duì)相對(duì)性狀分析發(fā)現(xiàn)：它們?nèi)匀环��?:1的性狀分離比例；這表明：子葉顏色和籽粒形狀彼此獨(dú)立地傳遞給子代，兩對(duì)相對(duì)性狀在從F1傳遞給F2時(shí)，是隨機(jī)組合的。 黃色 : 綠色 = (315+101) : (108+32) = 416 : 140 ≈ 3:1. 圓粒 : 皺粒 = (315+108) : (101+32) = 423 : 133 ≈ 3:1. （三）、獨(dú)立分配現(xiàn)象的解釋 1.獨(dú)立分配規(guī)律的基本要點(diǎn)： 控制不同相對(duì)性狀的等位基因在配子形成過(guò)程中的分離與組合是互不干擾的，各自獨(dú)立分配到配子中去。 2.棋盤(pán)方格(punnett square)圖示兩對(duì)等位基因的分離與組合： 親本的基因型及配子基因型； 雜種F1配子的形成(種類(lèi)、比例)； F2可能的組合方式； F2的基因型和表現(xiàn)型(種類(lèi)、比例)。 棋盤(pán)方格圖示：Y/y與R/r兩對(duì)基因獨(dú)立分配 三、孟德?tīng)柕诙�定�?--自由組合定律的歸納及其擴(kuò)展 當(dāng)具有3對(duì)不同性狀的植株雜交時(shí)，只要決定3對(duì)性狀遺傳的基因分別載在3對(duì)非同源染色體上，其遺傳仍符合獨(dú)立分配規(guī)律。 兩對(duì)基因在雜合狀態(tài)時(shí)，保持其獨(dú)立性。配子形成時(shí)，同一對(duì)基因各自獨(dú)立分離，不同對(duì)基因則自由組合，一般情況下，F(xiàn)1配子分離比為1∶1∶1∶1；F2基因型比為(1∶2∶1)2； F2 表型比為(3∶1)2。 這一規(guī)律適用于所有真核生物多對(duì)基因的遺傳分析。 雜交是增加變異組合的主要方法。涉及的基因越多，后代的結(jié)果就越難分析，后代的數(shù)量必須足夠多，才能保證帶有相應(yīng)性狀的純合個(gè)體能夠出現(xiàn)。 黃、圓、紅　 × 　 綠、皺、白 　　YYRRCC　 ↓　　 yyrrcc F1　　　　　黃、圓、紅 　　　　　 YyRrCc　 　完全顯性 　F1　　　 配子類(lèi)型23=8 (YRC、YrC、YRc、yRC、yrC、Yrc、yRc，yrc) F2組合　 43=64　 　雌雄配子間隨機(jī)結(jié)合 F2基因型 33=27 F2表現(xiàn)型　23=8　 　27:9:9:9:3:3:3:1 雜合基 F2表型 F1配子 F2基因 F2表型 因?qū)��?shù) 種類(lèi) 型 比例 1 2 2 3 3:1 2 22 22 32 (3:1)2 ……… n 2n 2n 3n (3:1)n 五、遺傳學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 (一) 、概率原理與應(yīng)用 概率(機(jī)率/幾率/或然率)：指一定事件總體中某一事件發(fā)生的可能性(幾率)。 例：雜種F1產(chǎn)生的配子中，帶有顯性基因和隱性基因的概率均為50％。 在遺傳研究時(shí)，可以采用概率及概率原理對(duì)各個(gè)世代尤其是分離世代(如F2)的表現(xiàn)型或基因型種類(lèi)和比率(各種類(lèi)型出現(xiàn)的概率)進(jìn)行推算，從而分析、判斷該比率的真實(shí)性與可靠性；并進(jìn)而研究其遺傳規(guī)律。 (二) 概率基本定理(乘法定理與加法定理) 乘法定理： 兩個(gè)獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率等于各個(gè)事件發(fā)生的概率的乘積。 例：雙雜合體(YyRr)中，Yy的分離與Rr的分離是相互獨(dú)立的，在F1的配子中: 具有Y的概率是1/2，y的概率也1/2； 具有R的概率是1/2，r的概率是1/2。 而同時(shí)具有Y和R的概率是兩個(gè)獨(dú)立事件(具有Y和R)概率的乘積：1/2×1/2=1/4。 2.加法定理： 兩個(gè)互斥事件的和事件發(fā)生的概率是各個(gè)事件各自發(fā)生的概率之和。 互斥事件——在一次試驗(yàn)中，某一事件出現(xiàn)，另一事件即被排斥；也就是互相排斥的事件。如：拋硬幣。又如：雜種F1(Cc)自交F2基因型為CC與Cc是互斥事件，兩者的概率分別為1/4和2/4，因此F2表現(xiàn)為顯性性狀(開(kāi)紅花)的概率為兩者概率之和3/4——基因型為CC或Cc。 (三)、概率定理的應(yīng)用示例 1.用乘法定理推算F2表現(xiàn)型種類(lèi)與比例. 如前所述，根據(jù)分離規(guī)律，F(xiàn)1(YyRr)自交得到的F2代中： 子葉色呈黃色的概率為3/4，綠色的概率為1/4； 種子形態(tài)圓粒的概率為3/4，皺粒的概率為1/4。 因此根據(jù)乘法定理： 2.用乘法定理推算F2基因型種類(lèi)與比例. F1雌雄配子均有四種，且每種的概率為1/4；并且各種雌雄配子結(jié)合的機(jī)會(huì)是均等的。 根據(jù)乘法定理，F(xiàn)2產(chǎn)生的16種組合方式； 再根據(jù)加法定理。其中基因型YYRr出現(xiàn)的概率是1/16+1/16。 (四) 、Х2平方測(cè)驗(yàn)及應(yīng)用 Χ2測(cè)驗(yàn)是一種統(tǒng)計(jì)假設(shè)測(cè)驗(yàn)：先作統(tǒng)計(jì)假設(shè)(一個(gè)無(wú)效假設(shè)和一個(gè)備擇假設(shè))，然后根據(jù)估計(jì)的參數(shù)(Χ2)來(lái)判斷應(yīng)該接受其中哪一個(gè)。 Χ2測(cè)驗(yàn)是用于測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果是否符合理論比例。 Χ2測(cè)驗(yàn)的兩種應(yīng)用 1.樣本方差的同質(zhì)性檢驗(yàn)； 2.次數(shù)分布資料的適合性測(cè)驗(yàn)。 在檢驗(yàn)雜交試驗(yàn)得到的 k 種表現(xiàn)型的數(shù)目(次數(shù)分布資料)是否符合一個(gè)預(yù)期的理論比例時(shí)，采用下述公式計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)Χ2值，該參數(shù)符合以k-1為自由度的一個(gè)Χ2理論分布。 Χ2測(cè)驗(yàn)應(yīng)用方法 統(tǒng)計(jì)假設(shè)： 無(wú)效假設(shè)H0：試驗(yàn)結(jié)果與理論比例相符合； 備擇假設(shè)HA：試驗(yàn)結(jié)果與理論比例不相符。 參數(shù)估計(jì)與檢驗(yàn)： 1.按公式計(jì)算Χ2值; 2.用統(tǒng)計(jì)參數(shù)Χ2與查表得到的Χ2α，k-1比較； α為臨界概率值，為0.05或0.01，通常用0.05； 當(dāng)Χ2<Χ20.05，k-1時(shí)接受無(wú)效假設(shè)，反之接受備擇假設(shè)。 或：從表中直接從表中查得Χ2對(duì)應(yīng)用概率值P(Χ2)，當(dāng)P(Χ2)>0.05時(shí)，接受無(wú)效假設(shè)(差異不顯著)。 由df=4-1=3，當(dāng)p=0.05時(shí)，x2=7.82。實(shí)驗(yàn)所得的與查表所得x2相比較時(shí)，1.71＜7.82，統(tǒng)計(jì)學(xué)上認(rèn)為在5％顯著水準(zhǔn)上差異不顯著。遺傳學(xué)上則可以認(rèn)為該次雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合孟德?tīng)柕诙�定律：兩�?duì)基因是自由組合的。雖然子二代4種表型的實(shí)得數(shù)據(jù)與9∶3∶3∶1的分離比的預(yù)計(jì)數(shù)有偏差，但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上屬于隨機(jī)誤差。 六、人類(lèi)簡(jiǎn)單孟德?tīng)栠z傳 系譜分析法（pedigree analysis) 根據(jù)血緣關(guān)系繪制出來(lái)的一種家庭成員示意圖。 系譜圖中常用符號(hào)見(jiàn)下頁(yè)圖： 這種特殊的皮膚斑駁的表型是出于顯性黑白斑基因P(Piebald gene)控制產(chǎn)生黑色素的細(xì)胞所形成的色素在發(fā)育過(guò)程中從背面向腹面的遷移造成的。同樣的情況也可在小鼠中看到。 在一個(gè)包括5個(gè)世代152個(gè)成員的挪威大家系中發(fā)現(xiàn)．來(lái)自祖代的男性個(gè)體將該性狀的顯性基因P遺傳給他的3個(gè)女兒(3／8＝38％)、10個(gè)外孫和4個(gè)外孫女以及13個(gè)重孫女和10個(gè)重孫兒。該性狀的系譜分析表明：顯性單基因遺傳的傳遞線沒(méi)有中斷，即每代均有表現(xiàn)，在男性和女性中均有發(fā)生。 人類(lèi)中隱性基因遺傳的典型例證要數(shù)味盲基因(nontaster)的遺傳。隱性等位基因t是一種傳遞不能品嘗出苯硫尿(PTC)或者有關(guān)化合物的基因。PTC是一種白色結(jié)晶物．由于含有硫酰胺基而具苦澀味。對(duì)于這種化合物多數(shù)人是嘗味者(taser)，嘗味者同味盲者的婚配，除極少數(shù)例外，只能生下味盲子女，嘗味者與嘗味者，或嘗味者與味盲者婚配，可能會(huì)生下兩種類(lèi)型的子女。這暗示著味盲者是純合隱性體tt，嘗味者的基因型則無(wú)疑是Tt或TT。 第三節(jié) 遺傳的染色體學(xué)說(shuō) 一、染色質(zhì)與染色體 染色質(zhì)環(huán)的結(jié)構(gòu) 染色質(zhì)的結(jié)構(gòu) 繩珠模型和30nm纖維 一、染色質(zhì)與染色體 一、染色質(zhì)與染色體 中間著絲粒(或亞中間著絲粒)（metacentric or submetacentric)：著絲粒位于染色體中間，染色體兩臂長(zhǎng)度相等或近乎相等。 進(jìn)端著絲粒(acrocentric)：著絲粒更接近于染色體的一端，染色體兩臂不等 端著絲粒(telocentric)：著絲粒位于或十分接近于染色體的一端，只有一條能明確辨別的臂。 1 2 3 1.中間著絲粒染色體或亞中間著絲粒染色體 2.近端著絲粒染色體 3.端著絲粒染色體 在任何物種，完整的二倍體染色體組被稱(chēng)為染色體組型或核型(kayotype)。常染色體體積從大到小逐一編號(hào)，性染色體被稱(chēng)為X和Y染色體。 端粒(temomere)是染色體的特殊結(jié)構(gòu)。它們含有由短小且簡(jiǎn)單的DNA組成的多次重復(fù)序列。在人類(lèi)，這重復(fù)序列為T(mén)TAGGG，但在不同的真核生物間會(huì)有一些小變化。特殊的蛋白結(jié)合在端粒區(qū)域，可以阻止不同染色體端部之間的重組。每個(gè)端粒重復(fù)序列的數(shù)量在生殖細(xì)胞中很高，但在體細(xì)胞中隨年齡增長(zhǎng)而減少，這是老化過(guò)程的一個(gè)分子標(biāo)志。端粒長(zhǎng)度由端粒酶(telomerase)維持，該酶含有與端粒重復(fù)DNA序列互補(bǔ)的RNA，可作為端粒伸展的模板。端粒酶在體細(xì)胞中不存在，但會(huì)重新出現(xiàn)于腫瘤細(xì)胞中，在腫瘤細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度是穩(wěn)定的。 三、染色體在減數(shù)分裂中的行為 三、染色體在減數(shù)分裂中的行為 三、 染色體在減數(shù)分裂(meiosis)中的行為 減數(shù)分裂I 減數(shù)分裂Ⅱ 減數(shù)分裂過(guò)程中的重要事件及其遺傳學(xué)意義 染色體學(xué)說(shuō)對(duì)分離定律的解釋 配子形成時(shí)染色體和基因的分離 配子形成時(shí)染色體和基因的自由組合 第四節(jié) 基因的作用與環(huán)境因素的相互關(guān)系 一、基因型與表型 二、等位基因間的相互作用 三、非等位基因間的相互作用 （一）表型模擬（寫(xiě)）phenocopy：環(huán)境因素所誘導(dǎo)的 表型類(lèi)似于基因突變所產(chǎn)生的表型，不能遺傳。 （二）外顯率（ penetrance) ：一定基因型的個(gè)體在特定的環(huán)境中形成預(yù)期表型的比例，用百分率表示。 *因外顯不完全，在人類(lèi)一些顯性遺傳病的系譜中，可以出現(xiàn)隔代遺傳。 例如：果蠅間斷翅脈基因 II ，Ii : 翅脈正常 ii : 翅脈間斷 100 ii  90 翅脈間斷 10 翅脈正常  90%翅脈間斷 10%翅脈正常 例如：黑腹果蠅變型腹基因在純合子時(shí)只有15%的個(gè)體表現(xiàn)為變型腹，因此這個(gè)突變型在群體中的外顯率就是15%。 （三）表現(xiàn)度(expressivity)：雜合體在不同的遺傳背景和環(huán)境的影響下，個(gè)體間的基因的變化程度。如黑腹果蠅的細(xì)眼基因，人的短食指等。 *外顯率指一個(gè)基因的表達(dá)或不表達(dá)，不管表達(dá)的程度；而表現(xiàn)度則用于基因表達(dá)的程度。 二、等位基因間的相互作用 1. 完全顯性(complete dominance) 2. 不完全顯性(incomplete dominance) 3. 共顯性或并顯性(codominance) 4.鑲嵌顯性(mosaic dominance 5.致死基因（lethal genes) 6.復(fù)等位基因（multiple alleles) 2. 不完全顯性(incomplete dominance) 例1 紫茉莉(Mirabilis jalapa)的花色遺傳 用紫茉莉紅花親本與白花親本雜交： 雜種F1表現(xiàn)為雙親的中間類(lèi)型，開(kāi)粉紅色花； F2出現(xiàn)紅花、粉紅花和白花三種類(lèi)型，呈1:2:1的比例。 如果用R表示紅花基因，r表示白花基因，則紅花親本的基因型為RR，白花親本的基因型為rr，上述雜交過(guò)程可表示如下圖。 例2 安德魯西雞羽毛顏色遺傳 3. 共顯性/并顯性(codominance) 兩個(gè)純合親本雜交： F1代同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)親本性狀； 其F2代也表現(xiàn)為三種表現(xiàn)型，其比例為1:2:1。 表現(xiàn)型和基因型的種類(lèi)和比例也是對(duì)應(yīng)的。 4.鑲嵌顯性(mosaic dominance) 雙親的性狀在后代同一個(gè)體不同部位表現(xiàn)出來(lái)，形成鑲嵌圖式。 例：異色瓢蟲(chóng)色斑遺傳。（P31圖2-10） 與共顯性并沒(méi)有實(shí)質(zhì)差異。 1)隱性致死基因（純合致死）：如小鼠Ay基因 P70 例如：鼠毛色遺傳 黃鼠AyAＸ黑鼠AA１黃鼠 AyA（成活）:１黑鼠 AA 黃鼠AyAＸ黃鼠AyA２黃鼠 AyA:１黑鼠 AA （純合體死亡：AyAy死亡） 2)顯性致死基因(雜合致死） 抗原形成的途徑和相關(guān)的基因 A抗原 （H- IA-） A型 前體 H抗原 B抗原（H- IB-） B型 hh H抗原（H-ii ） O型 前體未變 無(wú)ABH抗原 孟買(mǎi)型(hh--) [O]型 而O型血的紅細(xì)胞表面沒(méi)有凝集原，輸給不同血型的人，便不發(fā)生溶血，故曾被認(rèn)為是"萬(wàn)能輸血者"。但O型血清中有抗A、抗B凝集素，可引起受血人的紅細(xì)胞溶血。臨床上已有多起因輸O型血發(fā)生溶血反應(yīng)的報(bào)告。然而O型血為"萬(wàn)能血"。O型血人不是萬(wàn)能輸血者O型血的血清中存在有抗A和抗B兩種抗體，若輸血給A、B或AB型的病人，會(huì)與病人紅細(xì)胞上的A、B抗原起反應(yīng)，引起嚴(yán)重的溶血性輸血反應(yīng)，危及生命�，F(xiàn)在提倡同型血輸注，危急的情況下，可考慮輸O型血，但不是輸O型全血，而是要把其中的血漿除掉，輸洗滌O型紅細(xì)胞。 因?yàn)镺型的血蛋白不會(huì)和其他血型發(fā)生反應(yīng) 三、非等位基因間的相互作用 （一）基因互作 特點(diǎn)：F2出現(xiàn)表型與孟德?tīng)柤僭O(shè)不同的9:3:3:1 比例. 例如： 1----家雞4種冠形的遺傳 2----蛇膚色的遺傳(P72) 蛇膚色的遺傳 （二）互補(bǔ)作用(complementary effect) 1. 互補(bǔ)作用的含義： 兩對(duì)獨(dú)立遺傳基因分別處于顯性純合或雜合狀態(tài)時(shí)，共同決定一種性狀表現(xiàn)；當(dāng)只有一對(duì)基因是顯性，或兩基因都是隱性純合時(shí)，則表現(xiàn)另一種性狀。 發(fā)生互補(bǔ)作用的基因稱(chēng)為互補(bǔ)基因(complementary gene)。 2. 例：香豌豆(Lathyrus odoratus)花色遺傳。 香豌豆(Lathyrus odoratus)花色遺傳 香豌豆花色由兩對(duì)基因(C/c，P/p)控制： P 白花(CCpp) × 白花(ccPP) ↓ F1 紫花(CcPp) ↓ F2 9 紫花(C_P_) : 7 白花(3C_pp + 3ccP_ + 1ccpp) 分析： 兩對(duì)基因在世代間傳遞時(shí)仍然遵循獨(dú)立分配規(guī)律。F2產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型及其9:7的比例是由于兩對(duì)基因間的互補(bǔ)作用。 （三）抑制作用(inhibiting effect) 1.抑制作用的含義： 在兩對(duì)獨(dú)立基因中，一對(duì)基因本身不能控制性狀表現(xiàn)，但其顯性基因?qū)α硪粚?duì)基因的表現(xiàn)卻具有抑制作用。 對(duì)其它基因表現(xiàn)起抑制作用的基因稱(chēng)為抑制基因(inhibiting gene， suppressor)。 2.例：雞的羽毛顏色遺傳。 雞的羽毛顏色遺傳 P 白羽萊杭 (CCII) × 白羽溫德 (ccii) ↓ F1 白羽(CcIi) ↓ F2 13 白羽 (9C_I _ + 3ccI_ + 1ccii) : 3 有色羽 (C_ii) I/i基因本身不決定性狀表現(xiàn)，但當(dāng)顯性基因I存在時(shí)對(duì)C/c基因的表現(xiàn)起抑制作用。 （四） 上位效應(yīng) 定義：一對(duì)基因影響了另一對(duì)非等位基因的效應(yīng)。 1、隱性上位 A.隱性上位性作用的含義： 在兩對(duì)互作基因中，其中一對(duì)的隱性基因?qū)α硪粚?duì)基因起上位性作用。 隱性上位性基因。 B.例：玉米(Zea mays)胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳 玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色遺傳 有色(C)/無(wú)色(c)；紫色(Pr)/紅色(pr)。 P 紅色 (CCprpr) × 白色 (ccPrPr) ↓ F1 紫色(C_Pr_) ↓ F2 9 紫色(C_Pr_) : 3 紅色 (C_prpr) : 4 白色 ( 3ccPr_ + 1ccprpr) 其中c對(duì)Pr/pr基因有隱性上位性作用。 2、顯性上位 A.顯性上位性作用的含義： 兩對(duì)獨(dú)立遺傳基因共同對(duì)一對(duì)性狀發(fā)生作用，而且其中一對(duì)基因?qū)α硪粚?duì)基因的表現(xiàn)有遮蓋作用。 上位性(epistasis)與下位性(hypostasis) 如果起遮蓋作用的基因是顯性基因，稱(chēng)為上位顯性基因；其作用稱(chēng)為顯性上位性作用。 B.例：狗毛色遺傳 狗毛色遺傳 P 褐色狗 (bbii) × 白色狗 (BBII) ↓ F1 白色狗 (BbIi) ↓ F2 12 白 (9B_I _ + 3bbI_ ) : 3 黑 (B_ii) : 1 褐 (bbii) 其中：I 對(duì)B/b基因有顯性上位性作用。 （五）疊加效應(yīng)（duplicate effect) 1.疊加效應(yīng)的含義： 不同對(duì)基因?qū)π誀町a(chǎn)生相同影響，只要兩對(duì)等位基因中存在一個(gè)顯性基因，表現(xiàn)為一種性狀；只有雙隱性個(gè)體表現(xiàn)另一種性狀；F2產(chǎn)生15:1的比例。 這類(lèi)作用相同的非等位基因叫做重疊基因(duplicate gene)。 2.例：薺菜(Bursa pursa-pastoria)蒴果形狀遺傳 薺菜蒴(Bursa pursa-pastoria)果形狀遺傳 受T1/t1、T2/t2兩對(duì)基因控制： P 三角形 (T1T1T2T2) × 卵形 (t1t1t2t2) ↓ F1 三角形(T1t1T2t2) ↓ F2 15 三角形 (9T1_T2 _ + 3T1_t2t2 + 3t1t1T2 _) : 1 卵形 (t1t1t2t2) 分析： 三對(duì)基因重疊作用情況下，F(xiàn)2的分離比例63:1。 非等位基因互作關(guān)系小結(jié) 1.兩對(duì)非等位基因互作模式與獨(dú)立分配規(guī)律(見(jiàn)下頁(yè)圖)。 非等位基因仍然按照分離與自由組合規(guī)律進(jìn)行分離與組合； 并且只有互作的非等位基因位于非同源染色體上時(shí)，才會(huì)得到前述的各種類(lèi)型與比例。 兩對(duì)等位基因互作模式圖 體細(xì)胞遺傳學(xué)(somatic cell genetics) 是以真核生物的體細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，采用細(xì)胞離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合和遺傳物質(zhì)在細(xì)胞間轉(zhuǎn)移等方法、研究真核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)與功能、基因的定位與作圖、基因的表達(dá)與調(diào)控等規(guī)律的遺傳學(xué)分支學(xué)科。 意義：可以繞過(guò)減數(shù)分裂過(guò)程、研究基因的功能、把基因定位在染色體上、作成細(xì)胞學(xué)圖。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 一、異核體和二倍體 構(gòu)巢曲霉: 野生型分生孢子是綠色（w+ y+） 突變型分生孢子有黃色（w+ y-） 、白色（w- y+） 兩個(gè)不同營(yíng)養(yǎng)缺陷型突變。 (A- B+ w+ y-)和(A+ B- w- y+) 的分生孢子混合接種在基本培養(yǎng)基上、結(jié)果出現(xiàn)了原養(yǎng)型、原養(yǎng)型細(xì)胞含有兩親本的細(xì)胞核，稱(chēng)為異核體。每個(gè)細(xì)胞核是單倍體。如果兩個(gè)單倍體細(xì)胞核融合在一起、就形成二倍體。兩個(gè)細(xì)胞合并在一起形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，稱(chēng)為細(xì)胞融合。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 一、異核體和二倍體 如何區(qū)分原養(yǎng)型細(xì)胞是異核體還是二倍體？ 異核體： （兩個(gè)親本 細(xì)胞核是單 獨(dú)存在的） 二倍體： （兩個(gè)細(xì)胞核 融合成一個(gè)） 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 二、單倍體化與體細(xì)胞交換 細(xì)胞融合形成的二倍體比較穩(wěn)定，產(chǎn)生的分生孢子仍然是二倍體，雜合二倍體產(chǎn)生的分生孢子在表型上都是一致的;但是雜合二倍體也能產(chǎn)生少量表型不一致的分生孢子，出現(xiàn)表型的分離，即隱性性狀表現(xiàn)出來(lái)，這些分生孢子稱(chēng)為體細(xì)胞分離子，包括非整倍體、單倍體和重組體。產(chǎn)生非整倍體或單倍體的過(guò)程稱(chēng)為單倍體化，產(chǎn)生重組體的過(guò)程稱(chēng)為體細(xì)胞交換。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 二、單倍 體化與體細(xì)胞交換 1、單倍體化 是有絲分裂過(guò)程中染色體不分離的結(jié)果。有絲分裂時(shí)，一條染色體的兩條單體都趨向一極，使得一個(gè)子細(xì)胞多了一條染色體（2n+1），稱(chēng)為三體，而另一個(gè)子細(xì)胞少了一條染色體（2n-1），稱(chēng)為單體。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 二、單倍 體化與體細(xì)胞交換 1、單倍體化 三體丟失一條染色體而成為二倍體。單體丟失其他染色體而成為單倍體。如果排除的染色體攜帶的是顯性基因，相應(yīng)的隱性基因就能表現(xiàn)出性狀。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 二、單倍 體化與體細(xì)胞交換 2、體細(xì)胞交換 在有絲分裂過(guò)程中，同源染色體間發(fā)生染色體交換，稱(chēng)為體細(xì)胞交換，也稱(chēng)為有絲分裂交換。 可導(dǎo)致原雜合二倍體的部分基因純合化。 4個(gè)隱性基因的雜合二倍體： 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 二、單倍 體化與體細(xì)胞交換 2、體細(xì)胞交換 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 三、有絲分裂交換與基因定位 1、原理 體細(xì)胞交換使得交換位置一側(cè)的雜合基因純合化的規(guī)律，推導(dǎo)基因的位置和次序。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 三、有絲分裂交換與基因定位 1、原理 (1)離著絲粒愈近的基因純合化機(jī)會(huì)愈小，反之愈大。 (2)染色體一臂上的有絲分裂交換不引起另一臂基因的純合化。兩臂基因同時(shí)純合化時(shí)，有可能是染色體丟失的結(jié)果。（兩臂同時(shí)進(jìn)行有絲分裂交換的幾率很�。� (3)對(duì)于某一基因，如果它是隨著某條染色體一臂上基因的純合而呈現(xiàn)純合，則該基因位于該染色體的這一臂上。 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 三、有絲分裂交換與基因定位 2、舉例： 構(gòu)巢曲霉： 四個(gè)基因雜合二倍體 第一節(jié) 體細(xì)胞交換與基因定位 三、有絲分裂交換與基因定位 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 一、培養(yǎng)細(xì)胞突變型的建立 高等生物的單個(gè)細(xì)胞也可以象微生物一樣培養(yǎng)。 利用體外培養(yǎng)單個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的技術(shù)，在體外培養(yǎng)和克隆特定的突變型細(xì)胞，保證細(xì)胞在遺傳背景上的均一性，用于進(jìn)一步的遺傳分析。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 一、培養(yǎng)細(xì)胞突變型的建立 現(xiàn)在已克隆到的突變型細(xì)胞主要有： 藥物抗性突變型、營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型、溫度敏感突變型、紫外線敏感突變型、調(diào)節(jié)突變型。 例如藥物抗性突變型： “氮鳥(niǎo)嘌呤” 抗性突變型. “5－溴尿嘧啶脫氧核苷（BrdU）”抗性突變 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 一、培養(yǎng)細(xì)胞突變型的建立 兩種抗性突變產(chǎn)生機(jī)制： 核酸的生物合成途徑有兩條： ——全合成途徑：從小分子物質(zhì)合成嘌呤、嘧啶，最后合成DNA； ——應(yīng)急合成途徑：直接利用外源的核苷酸合成DNA。嘌呤應(yīng)急合成途徑：次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）催化次黃嘌呤或鳥(niǎo)嘌呤到DNA中。嘧啶應(yīng)急合成途徑：胸苷激酶（TK）催化胸腺嘧啶到DNA中。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 一、培養(yǎng)細(xì)胞突變型的建立 “氮鳥(niǎo)嘌呤” 抗性突變： “氮鳥(niǎo)嘌呤”是鳥(niǎo)嘌呤的類(lèi)似物，可以通過(guò)嘌呤應(yīng)急合成途徑在次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）的作用下，滲入細(xì)胞自身DNA中，野生型細(xì)胞死亡。 “氮鳥(niǎo)嘌呤” 抗性突變型細(xì)胞是HGPRT－型， HGPRT無(wú)活性。HGPRT－型細(xì)胞可以通過(guò)全合成途徑合成DNA，但不能將“氮鳥(niǎo)嘌呤”滲入細(xì)胞自身DNA中， HGPRT－型細(xì)胞存活。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 一、培養(yǎng)細(xì)胞突變型的建立 5－溴尿嘧啶脫氧核苷（BrdU）抗性突變: 胸苷激酶（TK）是嘧啶應(yīng)急合成途徑的酶，可以催化BrdU滲入細(xì)胞自身DNA中， TK ＋細(xì)胞死亡。突變型 （TK－ ）細(xì)胞不能利用BrdU，所以存活。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 1、細(xì)胞融合（cell fusion）： 是體細(xì)胞遺傳學(xué)的核心內(nèi)容，也是應(yīng)用體細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)進(jìn)行基因定位的基礎(chǔ)。也稱(chēng)體細(xì)胞雜交 1958年Okada第一次觀察到兩個(gè)不同的腫瘤細(xì)胞在注射了日本血凝病毒，即仙臺(tái)病毒（HVJ）后可融合在一起。 用聚乙二醇（PEG）可以代替仙臺(tái)病毒（HVJ）。 細(xì)胞融合過(guò)程分成兩個(gè)階段：異核體和雜種細(xì)胞 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 2、雜種細(xì)胞篩選遺傳互補(bǔ) 的原理 (1)HAT選擇系統(tǒng)： HAT培養(yǎng)基：加入下列成分 Hypoxanthine（次黃嘌呤 ）Aminopterin（氨基喋呤 ） Thymidine（胸腺嘧啶 ） 氨基喋呤抑制全合成途徑。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 HAT培養(yǎng)基：加入下列成分 Hypoxanthine（次黃嘌呤 ）Aminopterin（氨基喋呤 ） Thymidine（胸腺嘧啶 ） 氨基喋呤抑制全合成途徑。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 （2）營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型標(biāo)記系統(tǒng)： CHO細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)缺陷突變型與人細(xì)胞融合，在不含這種營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，篩選出的雜種細(xì)胞含有與CHO突變型互補(bǔ)的人染色體。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 3、基因定位 用體細(xì)胞雜種進(jìn)行基因定位有下列兩個(gè)層次： （1）將某個(gè)基因定位于某一條染色體上，這稱(chēng)為染色體定（配）位（chromosomal assignment）； （2）將該基因定位于某一染色體的具體區(qū)段上，這稱(chēng)為區(qū)域定（配）位（regional assignment）。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 3、基因定位 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 3、基因定位 連鎖基因的體細(xì)胞雜交定位 ——同線分析(synteny analysis) 如果兩個(gè)基因在一條染色體上，它們總是共同分離的； 如果兩個(gè)基因位于不同的染色體上，它們之間或多或少會(huì)發(fā)生自由組合。 如果兩個(gè)基因產(chǎn)物和某條染色體的存在有平行關(guān)系，表明它們具有同線性而位于同一染色體上。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 3、基因定位 連鎖基因的體細(xì)胞雜交定位 ——同線分析(synteny analysis) 如果兩個(gè)基因在一條染色體上，它們總是共同分離的； 如果兩個(gè)基因位于不同的染色體上，它們之間或多或少會(huì)發(fā)生自由組合。 如果兩個(gè)基因產(chǎn)物和某條染色體的存在有平行關(guān)系，表明它們具有同線性而位于同一染色體上。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞融合與基因定位 二、細(xì)胞融合與基因定位 3、基因定位 通過(guò)相互易位進(jìn)行區(qū)域定位 第三節(jié) 基因轉(zhuǎn)移與細(xì)胞轉(zhuǎn)化 一.染色體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入某種生物的細(xì)胞是體細(xì)胞遺傳學(xué)研究中的常用手段。通過(guò)基因轉(zhuǎn)移并使受體細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化( transformation )，這對(duì)植物育種和人類(lèi)遺傳病治療等方面具有重要的意義。 采用基因克隆、基因的人工合成和基因的PCR擴(kuò)增等方法獲得目的基因以后，需要將這種目的基因以直接或間接方式導(dǎo)入受體細(xì)胞，以達(dá)到轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞的目的。當(dāng)外源基因?qū)�入受體細(xì)胞后，其表達(dá)方式有瞬時(shí)表達(dá)( transient expression )和穩(wěn)定表達(dá)( stable expression ) 一.染色體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 一.染色體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)化體( transformant )：只有在穩(wěn)定表達(dá)狀態(tài)，外源DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA中，才有可能傳遞給后代形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化細(xì)胞或稱(chēng)轉(zhuǎn)化體。 應(yīng)用：例如制備出微細(xì)胞、脂質(zhì)體和血影細(xì)胞等載體，把若干條染色體、染色體片段或長(zhǎng)度不等的DNA分子引入受體細(xì)胞;或通過(guò)顯微注射把DNA分子直接注入受體細(xì)胞的核內(nèi)，最后使這些引人的外源遺傳物質(zhì)在受體細(xì)胞中表達(dá)，從而大大推進(jìn)了有關(guān)真核生物的基因結(jié)構(gòu)與功能及基因調(diào)控方面的研究。 一.染色體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 染色體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移( chromosome - mediated gene transfer ，CMGT)是把分離到的中期染色體作為轉(zhuǎn)移遺傳信息的介導(dǎo)者。 過(guò)程：首先用秋水仙堿處理供體細(xì)胞，使之在分裂中期受阻，然后破碎細(xì)胞，用差速離心法分離出染色體，再將染色體加入到培養(yǎng)的受體細(xì)胞，其中部分染色體被細(xì)胞吞噬并進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)中，被吞噬的染色體被降解成許多小片段，偶爾有些染色體片段進(jìn)入細(xì)胞核，并重組進(jìn)入受體細(xì)胞基因組，從而導(dǎo)致受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化 F質(zhì)粒 (F因子)接合作用 二.DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移( DNA mediated gene transfer ，DMGT)是利用高分子量DNA或純化基因的磷酸鈣微量沉淀引入受體細(xì)胞，使DNA所包含的某些基因得以轉(zhuǎn)移、整合及表達(dá)，所以也稱(chēng)基因轉(zhuǎn)化( gene transformation )。 這種基因轉(zhuǎn)移的方法已廣泛用于細(xì)菌、真菌、培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞和植物原生質(zhì)體。 二.DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 其基因轉(zhuǎn)移的步驟是: 1.將重組DNA同氯化鈣溶液混合制成DNA-CaCl溶液； 2.將此溶液加入到磷酸鈣溶液中形成DNA一磷酸鈣共沉淀顆粒; 3.用吸管將沉淀物加入到培養(yǎng)的靶細(xì)胞層表面上，以便被靶細(xì)胞所捕獲而實(shí)現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)移和表達(dá)。  二.DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 協(xié)同轉(zhuǎn)化(co-transfornation)：受體細(xì)胞在被轉(zhuǎn)化頻率上的差異是有其遺傳基礎(chǔ)的DNA介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移也可同時(shí)將兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因插入到靶細(xì)胞中，這一過(guò)程稱(chēng)為協(xié)同轉(zhuǎn)化。 dna分子介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移 三.病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 （1）定義 通過(guò)病毒的感染作用，將外源DNA導(dǎo)入的受體細(xì)胞的過(guò)程。 （2）程序 用病毒或噬菌體作載體，與目的DNA重組后，在體外用外殼蛋白將重組DNA包裝成有活力的噬菌體或病毒，就能以感染的方式，進(jìn)入宿主細(xì)菌或細(xì)胞，使目的DNA得以復(fù)制繁殖。 三.病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 現(xiàn)己發(fā)展起家的真核細(xì)胞病態(tài)載體主要有兩種:重組逆轉(zhuǎn)錄病毒和重組DNA病毒。 逆轉(zhuǎn)錄病毒是一類(lèi)正鏈RNA病毒，由RNA-蛋臼質(zhì)核心和糖蛋白外殼組成。當(dāng)它進(jìn)人其RNA在其自身所攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下，逆轉(zhuǎn)錄為DNA并形成含有DNA的病E，稱(chēng)為原病毒( provirus )，原病毒基因組中含有只能在同一染色體發(fā)揮作用的順式功能fo- funtion )部分和可以跨染色體發(fā)揮作用的反式功能(mma- funct )部分。 三.病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移 體外包裝好的重組噬菌體感染受體菌，使受體菌發(fā)生溶菌，形成噬菌斑。每g DNA能形成106噬菌斑。 當(dāng)病毒從被感染的（供體）細(xì)胞釋放出來(lái)、再次感染另一（受體）細(xì)胞時(shí)，發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及重組。 轉(zhuǎn)導(dǎo)作用圖示 體外包裝的噬菌體的轉(zhuǎn)導(dǎo) ① 體外包裝 in vitro packaging 定義：將重組的噬菌體DNA或Cosmid質(zhì)粒包裝成具有感染能力的噬菌體顆粒。 ② 體外包裝的方法與過(guò)程 四.Ti質(zhì)粒介導(dǎo)植物基因轉(zhuǎn)移 Ti質(zhì)粒是根癌農(nóng)桿菌內(nèi)染色體外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，，農(nóng)桿菌的致病菌株都帶有T質(zhì)粒，若在37℃下培養(yǎng)，Ti質(zhì)粒可消除，隨之也喪失致病能力。失去T質(zhì)粒的菌株稱(chēng)為治愈菌株。治愈菌株與致病菌株接合轉(zhuǎn)移，可以重新獲得T質(zhì)粒，并恢復(fù)致病能力。因而證明Ti質(zhì)粒在植物細(xì)胞腫瘤轉(zhuǎn)化中起著決定性作用。 根據(jù)誘導(dǎo)植物合成冠癭堿的類(lèi)型，Ti質(zhì)�？煞譃�3類(lèi)，即章魚(yú)堿型、胭脂堿型和農(nóng) 桿堿型。 四.Ti質(zhì)粒介導(dǎo)植物基因轉(zhuǎn)移 無(wú)論何種類(lèi)型的i質(zhì)粒，都有3個(gè)功能區(qū)涉及到農(nóng)桿菌與宿主植物的相互關(guān)系。  ①T-DNA區(qū)，決定腫瘤形態(tài)和冠癭堿的合 成; ②vir區(qū)、T區(qū)以外與感染腫瘤病有關(guān)的區(qū) 域; ③細(xì)菌吸收和利用冠癭堿的區(qū)域，此區(qū)分 布著冠癭堿分解酶基因。此外Ti質(zhì)粒上還有一些與致性無(wú)直接關(guān)系的功能區(qū)。  第四節(jié) 植物細(xì)胞培養(yǎng)與形態(tài)發(fā)生 一.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)（tissue or cell culture):是指在人工控制下，把植物體的一個(gè)器官，一種組織或單個(gè)胞從植物體取出后置于適宜營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件下，使之速續(xù)分裂，分化和發(fā)育的技術(shù)。 植物細(xì)胞全能性（cell totipotency)：被物體的每個(gè)體細(xì)圖都含有該個(gè)體的全部遺傳信息，具有一套完整的基因組，因在邊的條件下單個(gè)的體胞可以被誘導(dǎo)生長(zhǎng)分化形成完整植。 一.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 植物組織培養(yǎng)的主要內(nèi)容: 1.組織和器官培養(yǎng)：植物的各種織成器官，如根實(shí)，尖等墻養(yǎng)、增殖形成愈傷組織。 2.莖尖培養(yǎng)：在組積和器官培養(yǎng)中的用于加速植物的無(wú)性繁殖，所用的莖尖大小一般在1-10nm， 又稱(chēng)為分生組織培表或生長(zhǎng)錐培養(yǎng)。 3.細(xì)胞懸浮培養(yǎng)：主要是指在液體結(jié)養(yǎng)基中，用分散狀態(tài)的單個(gè)細(xì)胞和小的細(xì)胞團(tuán)陪養(yǎng)，這一概念也用于進(jìn)行單細(xì)胞生長(zhǎng)的各種試驗(yàn)。 一.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 4.胚培養(yǎng)：精子結(jié)合形成合子，再經(jīng)多次分就形成胚。5.單倍體細(xì)胞培養(yǎng)：植物的花粉和未受精的子房培養(yǎng)都屬于單倍體細(xì)胞培養(yǎng)，這是由于這些雌配子或雄配子都是細(xì)胞減數(shù)分裂的產(chǎn)物，其染色體數(shù)為體細(xì)胞的一半，因此是單倍體胞用它們進(jìn)行離體培養(yǎng)可發(fā)育成為一個(gè)完整的植株。 6.原生質(zhì)體培養(yǎng)：是指除去了細(xì)胞壁后的露的球形細(xì)胞的培養(yǎng) 一.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 二、形態(tài)發(fā)生途徑（morphogenesis) 形態(tài)發(fā)生途徑一般有器官發(fā)生和胚胎發(fā)生兩種途徑 1.器官發(fā)生( organogenesis)途徑首先必須經(jīng)過(guò)脫分化( dedifferentiation)，這是因?yàn)橹参矬w是個(gè)具有高度結(jié)構(gòu)性的多細(xì)胞系統(tǒng)，植物體中的不同縮織及其組成的細(xì)胞都是高度分化的。 2. 胚胎發(fā)生（embryogenesis）途徑：是指植物體細(xì)胞在離體培養(yǎng)中通過(guò)體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑形成再生植株 二.突變體篩選 細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)于高等植物分離突變體的優(yōu)點(diǎn): ①它與整體植株不同、該試驗(yàn)系統(tǒng)可同時(shí)提供大量的可選擇的各種變異類(lèi)的體; ②由這些細(xì)胞增養(yǎng)環(huán)境中，幾可站到同質(zhì)水平，生長(zhǎng)條件易于制，便于應(yīng)用可重復(fù)選得程選擇程序； ②在細(xì)胞系中利用生理生化分析可以嚴(yán)格地鑒定突變體特性，并有利于研究突變的分子機(jī)理; ④在端胞或組織水平上有利于利用物理或化學(xué)因子進(jìn)行誘變處理，提高誘變效半，增加突變率以供選擇; 二.突變體篩選 ⑤利用單儲(chǔ)體系統(tǒng)選突變體時(shí)不存在隱性基因被顯性基因掩蓋的現(xiàn)象，可以提高鑒別和路選效率; ⑥可在比間試驗(yàn)小得多的空間和較短時(shí)間內(nèi)獲得突變體。但也存在不少問(wèn)題，如:在細(xì)胞水平帶選的突變體不一定都能在再生植株水平上表達(dá);植物細(xì)胞群體和微生物相比不儀增殖慢海且經(jīng)過(guò)多代靜追篩選后分化又十分難:突變體與生產(chǎn)率之間存在矛盾等。 二.突變體篩選 體細(xì)突變體與在株水平上研究基因突變一樣，也具有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn): ①遺傳物質(zhì)的變，改變的性狀能穩(wěn)定遺傳，可通過(guò)有性過(guò)程傳遞給后代；②改變的性狀具有相應(yīng)的分子或生化證據(jù)； ②改變的性狀在再生植株和從再生樓株所產(chǎn)生的細(xì)胞墻養(yǎng)物上表達(dá); ④突變的表型在沒(méi)有選排壓力下仍然是穩(wěn)定的；⑤自發(fā)突變率低，通過(guò)誘空可大幅握高突變率，一般在其表型變異原因來(lái)確定之前稱(chēng)為變異體(variant)，不能稱(chēng)為突變體( mutant ). 二.突變體篩選 細(xì)胞突變體的分類(lèi)（根據(jù)分離突變體方法來(lái)分): ①營(yíng)養(yǎng)缺陷型:用誘變劑甲基磺酸乙酯(EMS)處理單細(xì)胞體煙草細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物，然后在基本培養(yǎng)基中加人致死劑量的選擇劑一5-溴脫氧尿苷（UBdR ).由于營(yíng)養(yǎng)缺始型細(xì)胞在基本培上不能生長(zhǎng)，而野生型細(xì)胞能生長(zhǎng)，細(xì)胞中新復(fù)制的DNA有胸苷類(lèi)似物UBdR的入， UBdR滲入后使DNA對(duì)光敏感，當(dāng)培養(yǎng)物轉(zhuǎn)到光照條件下培養(yǎng)后， UBdR的光解作用引起DNA的廣泛損傷，致使攝人了UBdR的野生型細(xì)胞全部死亡。 二.突變體篩選 而在基本墻養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)的缺陷型細(xì)胞由于未損人UBdR，因此對(duì)光不敏感面能存活，這是一種負(fù)選件方法又稱(chēng)間接選擇法或富集法.將這些存活的細(xì)胞轉(zhuǎn)移到分別附加不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱(chēng)富集培養(yǎng)基上，積據(jù)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同，選擇到了依賴(lài)于生長(zhǎng)素、對(duì)氨基苯甲酸、賴(lài)氨酸、精氨酸和脯氨酸等營(yíng)養(yǎng)缺陷型，并從突變細(xì)胞系獲得再生植株。 ②抗性突變體：根據(jù)選擇條件不同，又可將抗性突變體分為多種類(lèi)型，如抗氨酸及其類(lèi)似物的變體，抗除草劑及其類(lèi)似物，和脅迫抗性突變體等。  第六節(jié) 植物原生質(zhì)體培養(yǎng)與細(xì)胞融合 一.原生質(zhì)體培養(yǎng)程序 1.原生質(zhì)體（protoplast)：脫去細(xì)胞壁、裸露的細(xì)胞， 又稱(chēng)原生質(zhì)球原生質(zhì)體是為質(zhì)膜所包圍的裸露細(xì)胞。 用于分離原生質(zhì)體的材料 機(jī)械分離法：先將細(xì)胞放在高滲糖溶液中預(yù)處理，待細(xì)胞發(fā)生輕微質(zhì)壁分離，原生質(zhì)體收縮成球形后，再用機(jī)械法磨碎組織，從傷口處可釋放出完整的原生質(zhì)體。 缺點(diǎn)：獲得完整的原生質(zhì)體的數(shù)量比較少，能夠用此法產(chǎn)生原生質(zhì)體的植物種類(lèi)受到限制。 優(yōu)點(diǎn)：該方法可避免酶制劑對(duì)原生質(zhì)體的破壞作用。 酶解分離法：指將材料放入能降解細(xì)胞壁的混合等滲酶液中保溫一定時(shí)間，在酶液的作用下，細(xì)胞壁被降解，從而獲得大量有活力的原生質(zhì)體的方法。 常用的酶種類(lèi)：纖維素酶類(lèi)（纖維素酶、半纖維素酶、崩潰酶[Driselase]）、果膠酶類(lèi)（果膠酶和離析酶[Macerozyme]）、蝸牛酶和胼胝質(zhì)酶。 酶解法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：獲得量大，適用廣泛。 缺點(diǎn)：商品酶制劑均含有核酸酶、蛋白酶、過(guò)氧化物酶以及酚類(lèi)物質(zhì)。 會(huì)影響所獲原生質(zhì)體的活力。 沉 降 法 利用比重原理，在具有一定滲透壓的溶液中，先進(jìn)行過(guò)濾然后低速離心，使純凈完整的原生質(zhì)體沉積于試管底部。 優(yōu)缺點(diǎn)： 純化原生質(zhì)體比較簡(jiǎn)單。 由于原生質(zhì)體沉積于試管底部，造成相互 擠壓，常引起原生質(zhì)體的破碎。 又稱(chēng)界面法，采用兩種密度不同的溶液形成不連續(xù)梯度，通過(guò)離心使原生質(zhì)體與破損細(xì)胞分別處于不同液相中，從而純化原生質(zhì)體的方法. 優(yōu)點(diǎn)：可以收集到數(shù)量較大的純凈原生質(zhì)體，同時(shí)避免收集過(guò)程中原生質(zhì)體因相互擠壓而破碎。 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法 化學(xué)融合(chemical fusion) 定義：利用化學(xué)融合劑，促使原生質(zhì)體相互靠近、粘連融合的方法。 主要種類(lèi)： 鹽類(lèi)融合法（NaNO3融合） 高pH-高濃度鈣離子融合法 PEG融合法 電融合(electrofusion) 利用改變電場(chǎng)來(lái)誘導(dǎo)原生質(zhì)體彼此連接成串，再施以瞬間強(qiáng)脈沖使質(zhì)膜發(fā)生可逆性電擊穿而使原生質(zhì)體融合的方法。 融合類(lèi)型 自發(fā)融合 誘發(fā)融合 對(duì)稱(chēng)融合 非對(duì)稱(chēng)融合 核失活 細(xì)胞質(zhì)失活 異核體(heterokaryon)或異核細(xì)胞： 基因型不同的原生質(zhì)體融合成雜交細(xì)胞 同核體(homokaryon)： 基因型相同的原生質(zhì)體融合成的雜交細(xì)胞 非對(duì)稱(chēng)雜種或細(xì)胞質(zhì)雜種 雜種細(xì)胞的篩選 根據(jù)可見(jiàn)標(biāo)記性狀的機(jī)械選擇法 雜種細(xì)胞的篩選 機(jī)械選擇法：利用融合細(xì)胞所具有的可見(jiàn)標(biāo)記，在倒置顯微鏡下，用微管將融合細(xì)胞吸取出來(lái)進(jìn)行選擇的方法. 舉例：常用的可見(jiàn)標(biāo)記為葉肉細(xì)胞的綠色. 應(yīng)用熒光染料標(biāo)記，在熒光顯微鏡下分離或用流式細(xì)胞儀分揀。以親本為對(duì)照進(jìn)行形態(tài)特征、特性鑒定；最好要有明顯的標(biāo)記特征，如氣孔大小及在葉背表皮上分布密度等。 雜種細(xì)胞的篩選 根據(jù)其遺傳和生理生化特性的互補(bǔ)選擇法 雜種細(xì)胞的篩選 互補(bǔ)選擇法：是指利用兩個(gè)親本具有不同遺傳和生理特性，在特定培養(yǎng)條件下，只有發(fā)生互補(bǔ)作用的雜種細(xì)胞才能生長(zhǎng)的選擇方法。 抗性互補(bǔ)選擇法 營(yíng)養(yǎng)代謝互補(bǔ)選擇法 生長(zhǎng)互補(bǔ)選擇法 矮牽牛+爬山虎融合體的選擇 體細(xì)胞雜種選擇及雜種植株鑒定 形態(tài)學(xué)鑒定 細(xì)胞學(xué)鑒定 生化檢測(cè) 分子生物學(xué)鑒定 體細(xì)胞雜種選擇及雜種植株鑒定 細(xì)胞學(xué)鑒定 利用染色體顯帶技術(shù)，以親本染色體為對(duì)照，對(duì)細(xì)胞雜種的染色體數(shù)目、形態(tài)和帶型進(jìn)行觀察。 體細(xì)胞雜種選擇及雜種植株鑒定 同功酶鑒定 根據(jù)親本和雜種同功酶譜的差異來(lái)鑒別雜種。有的呈雙親譜帶的總和、有的出現(xiàn)新譜帶或丟失部分親本譜帶。常用的鑒定酶為：乙醇脫氫酶、乳酸脫氫酶、過(guò)氧化物酶、酯酶等。 體細(xì)胞雜種選擇及雜種植株鑒定 DNA分子標(biāo)記鑒定 是在DNA水平上對(duì)親本和雜種植株遺傳差異進(jìn)行鑒定的一種技術(shù)。 依據(jù)DNA的多態(tài)性（polymorphism） 體細(xì)胞雜種選擇及雜種植株鑒定 體細(xì)胞雜種具有一些明顯的遺傳特征: ①染色體不穩(wěn)定性:特別是種屬間的原生質(zhì)體融合后的體細(xì)胞雜種常出現(xiàn)細(xì)胞分裂不同步導(dǎo)致親本之一的染色體大部分丟失或全部丟美，染色體丟失與雙親親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近呈正相關(guān)。四向體細(xì)制雜種染色體變化范圍很大。 ②基因組的變異性:體細(xì)胞雜種中廣泛存在暴四組或質(zhì)基因組的變，雜種基國(guó)多于或少于雙親核DNA總量前者可能是多核融合和核分離不正常所造成，后者與染色體排核的不對(duì)粽性有關(guān)。 ②株的不育性:體細(xì)胞雜交應(yīng)用于作物育種和基因轉(zhuǎn)移的前提是雜種不僅具有再生能力，向且再生植株是可育的。 體細(xì)胞雜交是植物生物工程技術(shù)術(shù)的重要組成部分，在作物品種改良中具有廣國(guó)的應(yīng)用前景，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣遺傳重組，創(chuàng)造新遺傳類(lèi)型，達(dá)到多基因控制的農(nóng)藝性狀的轉(zhuǎn)移。 通過(guò)體胞雜交將一些野生種的抗逆基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物，從而可提高農(nóng)作物的抗逆性，改良作物品質(zhì)。特別是胞質(zhì)雜交在轉(zhuǎn)移細(xì)胞器基因及其所控制的遺傳特性方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，一些由胞質(zhì)基因控制的重要抗逆特性已通過(guò)胞質(zhì)雜交轉(zhuǎn)移成功，為提高農(nóng)作物的逆性提供了重要途徑和有價(jià)值的種質(zhì)資源。 習(xí)題 1．解釋下列名詞解釋 細(xì)胞全能性：細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍具有形成完整有機(jī)體的潛能或特性。 異核體：如使一種類(lèi)型細(xì)胞與另一種類(lèi)型細(xì)胞融合，則可以形成一個(gè)同時(shí)含有二種以上基因型不同的核，但有一個(gè)共同的細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞，這種細(xì)胞稱(chēng)為異核體。 單倍體化：體細(xì)胞單倍體化是指體細(xì)胞（二倍體）被誘導(dǎo)進(jìn)入減數(shù)分裂而使二倍體的染色體形成單倍體的過(guò)程，其能否正常單倍體化是決定體細(xì)胞核移植成功性的關(guān)鍵因素。 有絲分裂交換：減數(shù)分裂中發(fā)生的染色體交叉互換，也可以發(fā)生在某些生物體的有絲分裂中，這種現(xiàn)象稱(chēng)為有絲分裂交換。 HTA選擇：應(yīng)用HTA程序進(jìn)行層次任務(wù)分析來(lái)對(duì)突變體選擇的方式叫HTA選擇。 同線分析：用體細(xì)胞雜種進(jìn)行基因定位有下列兩個(gè)層次：第一，將某個(gè)基因定位于某一條染色體上，這稱(chēng)為染色體（配）位（chromosomalassignment）；第二，將該基因定位于某一染色體的位置上，這稱(chēng)為區(qū)域定（配）位（regionalassignment）。染色體定位的基礎(chǔ)是同線分析（syntenyanalysis） 最小重疊區(qū)：重疊基因的最小重疊方式，這個(gè)區(qū)域叫做最小重疊區(qū)。 DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移：基因或DNA片段在不同生物個(gè)體之間的傳遞。 Ti質(zhì)粒： Ti是在根瘤土壤桿菌細(xì)胞中存在的一種染色體外自主復(fù)制的環(huán)形雙鏈DNA分子。 形態(tài)發(fā)生：形態(tài)形成（形態(tài)建成）亦稱(chēng)形態(tài)發(fā)生，形態(tài)形成指生物發(fā)生中產(chǎn)生新的形態(tài)過(guò)程。 2.鑒定體細(xì)胞雜交有哪些方法？舉例說(shuō)明。 （1）機(jī)械選擇法：利用融合細(xì)胞所具有的可見(jiàn)標(biāo)記，在倒置顯微鏡下，用微管將融合細(xì)胞吸取出來(lái)進(jìn)行選擇的方法.舉例：常用的可見(jiàn)標(biāo)記為葉肉細(xì)胞的綠色。 應(yīng)用熒光染料標(biāo)記，在熒光顯微鏡下分離或用流式細(xì)胞儀分揀。以親本為對(duì)照進(jìn)行形態(tài)特征、特性鑒定；最好要有明顯的標(biāo)記特征，如氣孔大小及在葉背表皮上分布密度等. （2）互補(bǔ)選擇法：是指利用兩個(gè)親本具有不同遺傳和生理特性，在特定培養(yǎng)條件下，只有發(fā)生互補(bǔ)作用的雜種細(xì)胞才能生長(zhǎng)的選擇方法。 舉例：矮牽牛+爬山虎融合體的選擇 3.舉例說(shuō)明植物細(xì)胞突變體的正、負(fù)選擇。 答：例如，用誘變劑甲基磺酸乙酯(EMS)處理單細(xì)胞體煙草細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物，然后在基本培養(yǎng)基中加人致死劑量的選擇劑一5-溴脫氧尿苷（UBdR ).由于營(yíng)養(yǎng)缺始型細(xì)胞在基本培上不能生長(zhǎng)，而野生型細(xì)胞能生長(zhǎng)，細(xì)胞中新復(fù)制的DNA有胸苷類(lèi)似物UBdR的入， UBdR滲入后使DNA對(duì)光敏感，當(dāng)培養(yǎng)物轉(zhuǎn)到光照條件下培養(yǎng)后， UBdR的光解作用引起DNA的廣泛損傷，致使攝人了UBdR的野生型細(xì)胞全部死亡。而在基本墻養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)的缺陷型細(xì)胞由于未損人UBdR，因此對(duì)光不敏感面能存活，這是一種負(fù)選擇方法又稱(chēng) 間接選擇法或富集法.將這些存活的細(xì)胞轉(zhuǎn)移到分別附加不同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱(chēng)富集培養(yǎng)基上，積據(jù)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同，選擇到了依賴(lài)于生長(zhǎng)素、對(duì)氨基苯甲酸、賴(lài)氨酸、精氨酸和脯氨酸等營(yíng)養(yǎng)缺陷型，并從突變細(xì)胞系獲得再生植株，這種方法叫做正選擇方法。 4.什么叫植物試管受精？在實(shí)踐中有何意義？ （1）植物的試管受精：是指植物成熟或?qū)⒊墒斓拇迫镉檬中g(shù)使之脫離母體，進(jìn)行人工授粉完成受精作用的過(guò)程。試管受精又稱(chēng)離體受精。 （2）實(shí)踐中意義： A.離體授粉克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性 B.克服自交不親和性 C.誘導(dǎo)孤雌生殖 D.雙受精及胚胎早期發(fā)育機(jī)理的研究 利用離體受精系線研究細(xì)胞通過(guò)受精而激活的機(jī)制，鈣在受精中的作周，腳胞如何防多料入合子的極性與分裂模式，性組胞質(zhì)在離體受精植株的遺規(guī)律，早射胎發(fā)育過(guò)程中的基表達(dá)，外基固向合子的導(dǎo)入，以及導(dǎo)人基因在合子中的表達(dá)等，離體受精實(shí)驗(yàn)體系的建立，無(wú)論在基礎(chǔ)研究或應(yīng)用研究方面均具有重大意義。 5.動(dòng)、植物的培養(yǎng)與微生物的培養(yǎng)有何異同點(diǎn)？ 微生物培養(yǎng)一般都是采用培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，有在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的，也有在試管中培養(yǎng)的.對(duì)于不同的微生物有不同的培養(yǎng)方式，比如光照、搖床等.但是動(dòng)植物培養(yǎng)的要求就更高了，比如植物培養(yǎng)，需要加入各種植物生長(zhǎng)激素，比如生長(zhǎng)素，細(xì)胞分裂素等.而動(dòng)物培養(yǎng)往往需要控制好PH值在7.2-7.4，溫度也應(yīng)該要恒溫，而且要加入適當(dāng)?shù)难�清，因�(yàn)槠渲泻�有一些生長(zhǎng)因子. 6.單克隆抗體有何特點(diǎn)？有什么用處？舉例說(shuō)明。 （1）單克隆抗體是由單一B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對(duì)某一特定抗原表位的抗體，稱(chēng)為單克隆抗體。通常采用雜交瘤技術(shù)來(lái)制備。 （2）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn) A.雜交瘤可以在體外“永久”地存活并傳代，只要不發(fā)生細(xì)胞株的基因突變，就可以不斷地生產(chǎn)高特異性、高均一性的抗體。 B.可以用相對(duì)不純的抗原，獲得大量高度特異的、均一的抗體。 C.由于可能得到“無(wú)限量”的均一性抗體，所以適用于 標(biāo)記抗體特點(diǎn)的免疫學(xué)分析方法，如IRMA和ELISA等。 D.由于單克隆抗體的高特異性和單一生物學(xué)功能，可用于體內(nèi)的放射免疫顯像和免疫導(dǎo)向治療。 單克隆抗體的局限性 A.單克隆抗體固有的親和性和局限的生物活性限制了它的應(yīng)用范圍。由于單克隆抗體不能進(jìn)行沉淀和凝集反應(yīng)，所以很多檢測(cè)方法不能用單克隆抗體完成。 B.單克隆抗體的反應(yīng)強(qiáng)度不如多克隆抗體。 C.制備技術(shù)復(fù)雜，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)工，所以單克隆抗體的價(jià)格也較高。 (3)應(yīng)用： A.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)診斷試劑 應(yīng)用單克隆抗體制作的商品化試劑盒廣泛應(yīng)用于： ①病原微生物抗原、抗體的檢測(cè)； ②腫瘤抗原的檢測(cè)； ③免疫細(xì)胞及其亞群的的檢測(cè)； ④激素測(cè)定； ⑤細(xì)胞因子的測(cè)定。 B.蛋白質(zhì)的提純 單克隆抗體是親和層析中重要的配體.將單克隆抗體吸附在一個(gè)惰性的固相基質(zhì)（如2B、4B、6B)上，并制備成層析柱 C.腫瘤的導(dǎo)向治療和放射免疫顯像技術(shù) 將針對(duì)某一腫瘤抗原的單克隆抗體與化療藥物或放療物質(zhì)連接，利用單克隆抗體的導(dǎo)向作用，將藥物或放療物質(zhì)攜帶至靶器官，直接殺傷靶細(xì)胞，稱(chēng)為腫瘤導(dǎo)向治療。另外，將放射性標(biāo)記物與單克隆抗體連接，注入患者體內(nèi)可進(jìn)行放射免疫顯像，協(xié)助腫瘤的診斷。單克隆抗體主要為鼠源性抗體，異種動(dòng)物血清可引起人體過(guò)敏反應(yīng)。因此，制備人-人單克隆抗體或人源化抗體更為重要，但此方面仍未取得明顯進(jìn)展。St9紅軟基地

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