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【摘要】基因重组是自然界常见的一种自然现象，基因重组也是高中生物的一个难点，高中生对此疑问较多，本文拟从基因重组的机理、基因重组的类型方面对基因重组现象进行探索，以期学生们对基因重组有一个正确、全面的理解。
【关键词】基因重组 染色体 转化
高中生物关于基因重组，有这样的定义：基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同形状的基因的重新组合。这样的定义是依据高中学生的知识水平及教材的篇幅而给出的，虽说这句话本身不错，但作为定义，却又失严谨性和科学性，他易给高中生带来片面的理解。
基因重组是自然界普遍发生的一种遗传现象，它可发生在同种生物之间，也可发生在有一定关系的异种生物之间，且随科学水平提高，人们可以打破物种间的限制，在人工条件下实现不同物种间的基因重组。因此，基因重组按其发生原因大致分为自然界的基因重组与人工条件下的基因重组两大类。
一、自然界的基因重组
自然界发生的基因重组非常复杂，有同种生物间的基因重组，有不同种生物间的基因重组，有病毒与原核生物及真核生物间的基因重组。
1.真核生物的基因重组。高中生物学重点讲述了有性生殖中的基因重组，主要表现在减数分裂时同源染色体间交叉时互换及非同源染色体间自由组合中的基因重组，它是导致同种生物多样性的主要原因。
2.原核生物的基因重组。在原核生物中，其基因重组的方式主要有转化、转导和接合几种形式。
（1）转化。转化是受体菌直接吸收来自供体菌DNA片段，通过交换，把它整合到自己的基因组中，在经过复制使其变成一个转化子，它是同种或异种菌株间存在的普遍现象。
（2）转导。通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把吧供体细胞DNA小片段携带到受体细胞，通过交换和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象称为转导。转导现象在原核生物中普遍存在，在低等生物进化中，是一种产生新基因组合的重要方式。
3.转座导致基因重组。在原核生物和真核生物中，还存在转座现象，它是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座中转座单位称转座子，存在于DNA上并可自主复制与位移，根据转座中转座子是否复制把它分为复制型转座子与非复制型转座子，前者是通过复制而拷贝一个新的转座子，而将原始转座子常留在原来位置，拷贝转座子出现于新位点而导致基因的重组；后者是不经复制，原始转座子作为一个可移动实体直接被移到新位点，同样导致基因重组。
转座作用发生频率低，但生物学意义很大，可说明细菌中发现许多基因缺失或倒转现象，转座现象出现于细菌、酵母、果蝇和玉米等不同生物中，导致这些生物体基因组中基因数目不固定。
二、人工条件下的基因重组
自然界的基因重组是生物体在长期进化过程中经过自然选择过程而形成的，它体现在同种生物之间和有一定关系的不同生物之间。但随科学水平的提高，人们已能超越生物体在长期进化中形成的基因重组，按人们的意愿来实现多数生物在自然界所不能完成的基因重组。
1.原生质体融合导致基因重组。通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程，成为原生质体融合。现在原生质体融合的重组频率已大于1/10，可在属间、种间甚至更远缘的微生物或高等生物等生物体的细胞间实现融合，从而达到基因重组。
2.各种人工育种中体现基因重组。随着科技水平的提高，自然界不能结合的异种性细胞，在人工条件下，使其结合而达到培育新品种的目的，这一切都是基因重组的结果。例如，无芒抗病类型水稻及三倍体西瓜的产生。诱变育种是通过基因突变而实现，因其产生新基因，相对于邻近基因也发生了基因重组。例如，“黑农五号”“卫星87—2青椒”“航宇1号水稻”“豫麦13”的产生。
3.基因工程导致基因重组。基因工程是人们在分子生物学理论指导下的一种自觉的、可事先设计与控制的育种新技术，是人工的、离体的、分子水平上的一种遗传重组的新技术，是一种可完成超远缘杂交的育种新技术。基因工程中有条件作为载体的，对原核受体细胞，有细菌质粒与噬菌体两类；对真核动物细胞，主要有SV40病毒；对植物细胞来说，主要是Ti质粒。其中目的基因与载体DNA在体外完成重组，形成一个完整有复制能力的环状重组载体—嵌合体，然后导入相应的受体细胞。
综上所述，基因重组在所有生物体都可发生，在高等生物、细菌和病毒都有，减数分裂可发生，体细胞中的有丝分裂也可发生，细胞核内基因间也可发生基因重组，线粒体、叶绿体的基因之间也可发生基因重组。不但自然条件下同种生物或有进化关系的生物体可发生基因重组，而且在人工条件下人们可以打破物种间的限制，可在微生物间、动植物间任意的、定向的超远缘的实现基因重组。因此，凡是把生物体两个不同位点遗传基因转移到一起，经过遗传物质分子间重新组合，形成新遗传型个体的方式，即是基因重组，同时，基因突变后产生新基因与原基因的邻近基因也是一种基因重组。
（作者单位：周口市第一高级中学）
编辑/张俊英
【关键词】基因重组 染色体 转化
高中生物关于基因重组，有这样的定义：基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同形状的基因的重新组合。这样的定义是依据高中学生的知识水平及教材的篇幅而给出的，虽说这句话本身不错，但作为定义，却又失严谨性和科学性，他易给高中生带来片面的理解。
基因重组是自然界普遍发生的一种遗传现象，它可发生在同种生物之间，也可发生在有一定关系的异种生物之间，且随科学水平提高，人们可以打破物种间的限制，在人工条件下实现不同物种间的基因重组。因此，基因重组按其发生原因大致分为自然界的基因重组与人工条件下的基因重组两大类。
一、自然界的基因重组
自然界发生的基因重组非常复杂，有同种生物间的基因重组，有不同种生物间的基因重组，有病毒与原核生物及真核生物间的基因重组。
1.真核生物的基因重组。高中生物学重点讲述了有性生殖中的基因重组，主要表现在减数分裂时同源染色体间交叉时互换及非同源染色体间自由组合中的基因重组，它是导致同种生物多样性的主要原因。
2.原核生物的基因重组。在原核生物中，其基因重组的方式主要有转化、转导和接合几种形式。
（1）转化。转化是受体菌直接吸收来自供体菌DNA片段，通过交换，把它整合到自己的基因组中，在经过复制使其变成一个转化子，它是同种或异种菌株间存在的普遍现象。
（2）转导。通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把吧供体细胞DNA小片段携带到受体细胞，通过交换和整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象称为转导。转导现象在原核生物中普遍存在，在低等生物进化中，是一种产生新基因组合的重要方式。
3.转座导致基因重组。在原核生物和真核生物中，还存在转座现象，它是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座中转座单位称转座子，存在于DNA上并可自主复制与位移，根据转座中转座子是否复制把它分为复制型转座子与非复制型转座子，前者是通过复制而拷贝一个新的转座子，而将原始转座子常留在原来位置，拷贝转座子出现于新位点而导致基因的重组；后者是不经复制，原始转座子作为一个可移动实体直接被移到新位点，同样导致基因重组。
转座作用发生频率低，但生物学意义很大，可说明细菌中发现许多基因缺失或倒转现象，转座现象出现于细菌、酵母、果蝇和玉米等不同生物中，导致这些生物体基因组中基因数目不固定。
二、人工条件下的基因重组
自然界的基因重组是生物体在长期进化过程中经过自然选择过程而形成的，它体现在同种生物之间和有一定关系的不同生物之间。但随科学水平的提高，人们已能超越生物体在长期进化中形成的基因重组，按人们的意愿来实现多数生物在自然界所不能完成的基因重组。
1.原生质体融合导致基因重组。通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并进而发生遗传重组以产生同时带有双亲性状的、遗传性稳定的融合子的过程，成为原生质体融合。现在原生质体融合的重组频率已大于1/10，可在属间、种间甚至更远缘的微生物或高等生物等生物体的细胞间实现融合，从而达到基因重组。
2.各种人工育种中体现基因重组。随着科技水平的提高，自然界不能结合的异种性细胞，在人工条件下，使其结合而达到培育新品种的目的，这一切都是基因重组的结果。例如，无芒抗病类型水稻及三倍体西瓜的产生。诱变育种是通过基因突变而实现，因其产生新基因，相对于邻近基因也发生了基因重组。例如，“黑农五号”“卫星87—2青椒”“航宇1号水稻”“豫麦13”的产生。
3.基因工程导致基因重组。基因工程是人们在分子生物学理论指导下的一种自觉的、可事先设计与控制的育种新技术，是人工的、离体的、分子水平上的一种遗传重组的新技术，是一种可完成超远缘杂交的育种新技术。基因工程中有条件作为载体的，对原核受体细胞，有细菌质粒与噬菌体两类；对真核动物细胞，主要有SV40病毒；对植物细胞来说，主要是Ti质粒。其中目的基因与载体DNA在体外完成重组，形成一个完整有复制能力的环状重组载体—嵌合体，然后导入相应的受体细胞。
综上所述，基因重组在所有生物体都可发生，在高等生物、细菌和病毒都有，减数分裂可发生，体细胞中的有丝分裂也可发生，细胞核内基因间也可发生基因重组，线粒体、叶绿体的基因之间也可发生基因重组。不但自然条件下同种生物或有进化关系的生物体可发生基因重组，而且在人工条件下人们可以打破物种间的限制，可在微生物间、动植物间任意的、定向的超远缘的实现基因重组。因此，凡是把生物体两个不同位点遗传基因转移到一起，经过遗传物质分子间重新组合，形成新遗传型个体的方式，即是基因重组，同时，基因突变后产生新基因与原基因的邻近基因也是一种基因重组。
（作者单位：周口市第一高级中学）
编辑/张俊英