揚(yáng)州大學(xué)基因工程期末試題-復(fù)習(xí)要點(diǎn)整理

基因工程期末考試試題復(fù)習(xí)點(diǎn)整理遺傳工程是20世紀(jì)70年代興起的科學(xué)，是生物學(xué)最具生命力、最引人注目的尖端科學(xué)之一，是現(xiàn)代生物技術(shù)的代表，也是生命科學(xué)領(lǐng)域的重要專業(yè)課。本課程主要介紹基因工程概述、重組DNA基本技術(shù)和原理、基因克隆、基因的分離和鑒定、基因工程表達(dá)系統(tǒng)、基因工程應(yīng)用等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生將基因工程技術(shù)的基本原理和該技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物、植物、微生物等，今后從事生物學(xué)教育、生物工程研究和產(chǎn)品開發(fā)，或者進(jìn)一步為研究生研究研究打下了堅(jiān)實(shí)的理論和專門基礎(chǔ)。揚(yáng)州大學(xué)考試試卷一、名詞說(shuō)明：共10個(gè)問題，每個(gè)問題2分，共20分。1.基因：是DNA分子包含特定遺傳信息的一個(gè)核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最低功能單位。2.定位克?。韩@取染色體上基因的位置信息，然后通過多種方法定位和復(fù)制這些基因3.融合基因：是利用DNA in vitro重組技術(shù)構(gòu)建的兩個(gè)或多個(gè)不同基因核苷酸序列中的一類新基因。4.將轉(zhuǎn)基因兒子：導(dǎo)入外源DNA后獲得新遺傳標(biāo)記的細(xì)菌細(xì)胞或其他受體細(xì)胞，也稱為重組體。5.人工連接器：合成雙鏈DNA短序列，具有一個(gè)或多個(gè)特定的限制性內(nèi)切酶識(shí)別和切割序列。6.RT-PCR:是以mRNA通過逆轉(zhuǎn)錄酶作用合成cDNA第一鏈為模板的PCR。7.ORF :是一個(gè)潛在的編碼區(qū)域，它是從AUG開始并在UAA、UGA、UAG結(jié)束的連續(xù)密碼子區(qū)域。8.MCS:是一個(gè)矢量上的合成DNA片段，包含多個(gè)酶緊密排列的DNA片段，這些酶限制了核酸內(nèi)聚酶。9.基因測(cè)序：基因工程使用活細(xì)胞染色體DNA表達(dá)利用外源DNA的同源DNA序列和重組特性改造染色體上特定目的基因的技術(shù)10.5race :是通過PCR的cDNA端快速?gòu)?fù)制技術(shù)，是將mRNA逆轉(zhuǎn)為以mRNA為模板的cDNA的第一條鏈，然后用PCR技術(shù)放大特定部位和5端之間的未知序列的方法。第四，斷答式：共4個(gè)問題，共20分。1.簡(jiǎn)述了獲得目標(biāo)基因常用的幾種方法。(5分)回答：(1)直接從染色體DNA分離：(1點(diǎn))僅適用于原核生物、葉綠體、線粒體基因的分離，并被較少采用。(2)合成：(1分鐘)根據(jù)已知多肽鏈的氨基酸序列，利用基因編碼表估算其核苷酸序列，進(jìn)行合成。適用于編碼小分子多肽的基因。(3)從mRNA合成cdna:(1分鐘)以特定的方法捕捉特定基因的mRNA，然后通過反轉(zhuǎn)錄酶合成RNA鏈，把互補(bǔ)的DNA鏈合成為DNA聚合酶，得到雙鏈DNA。這種方法通常能獲得完全可表達(dá)的基因。(4)使用PCR復(fù)合：(1點(diǎn))如果知道目標(biāo)基因兩端的序列，就可以使用體外合成目標(biāo)基因的聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction，PCR)技術(shù)。(5)從基因庫(kù)中篩選：(1分鐘)首先構(gòu)建基因組或cDNA庫(kù)，然后使用探針從庫(kù)中篩選目標(biāo)復(fù)制。分子克隆載體應(yīng)具有哪些特性？(4點(diǎn))回答：(1)在宿主細(xì)胞內(nèi)，必須能夠自主復(fù)制(1分)(2)克隆必須有適當(dāng)?shù)拿盖胁课徊迦胪庠碊NA片段，而不影響克隆(1分)(3)過濾(1點(diǎn))有特定的復(fù)選標(biāo)記(4)為了方便準(zhǔn)備(1分)托架，復(fù)印的數(shù)量很高Cdna庫(kù)和基因組庫(kù)的主要區(qū)別是什么？(5分)回答：(1)基因組庫(kù)復(fù)制所有基因，包括未知功能的DNA序列；CDNA庫(kù)復(fù)制含有蛋白質(zhì)產(chǎn)品(包括調(diào)節(jié)基因)的結(jié)構(gòu)基因。(兩點(diǎn))(2)基因組文庫(kù)復(fù)制整個(gè)遺傳信息，不受時(shí)空影響；CDNA庫(kù)受開發(fā)和調(diào)節(jié)因子的影響，復(fù)制編碼不完整的DNA序列。(1點(diǎn))(3)基因組庫(kù)中的編碼基因是實(shí)際基因，包含內(nèi)含子和外顯子，而cDNA庫(kù)復(fù)制的是無(wú)內(nèi)含子功能基因。(兩點(diǎn))4.質(zhì)粒載體有Tetr和Kanr的表型，Kan耐藥基因內(nèi)有Bgl I的接觸點(diǎn)?；钚訠gl I為基因復(fù)制切割載體，(1)轉(zhuǎn)換后涂上碟子時(shí)，需要添加什么抗生素呢？(2)培養(yǎng)后生長(zhǎng)的殖民地的抵抗基因型是什么？(？(3)怎樣用電阻變化篩選含有插入片段的重組體？(？(6分)回答：(1)添加四環(huán)素；(2)tetrkans和TetrKanr；(3)只有泰特、戛納和泰特的在平板電腦上，選擇只在泰特平板上生長(zhǎng)的殖民地，這就是需要的重組體。V.分離問題10分科學(xué)家們將人的生長(zhǎng)素基因與大腸桿菌的DNA分子重組，在大腸桿菌中成功表達(dá)。流程如下圖所示回答：(1)為什么人的基因能與大腸桿菌的DNA分子重組？(？(2)過程表明用什么方法獲得目標(biāo)基因？(3)檢測(cè)大腸桿菌b是否引入了質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒，可用的方法和原因？(4)如果把已經(jīng)引入普通質(zhì)粒a或重組質(zhì)粒的大腸桿菌放入含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，會(huì)發(fā)生什么情況？(？分析原因？答： (1)人的基因與大腸桿菌DNA的組成成分有相同的結(jié)構(gòu)(2分)(2)反轉(zhuǎn)錄法(反轉(zhuǎn)錄法)(2分)(3)在含有氨芐西林的培養(yǎng)基上涂上大腸桿菌b，引入了質(zhì)粒a或重組質(zhì)粒，反之則沒有導(dǎo)入。因?yàn)橐话阗|(zhì)粒a和重組質(zhì)粒都有氨芐西林基因(2分)(4)有可以生長(zhǎng)的，也有不能生長(zhǎng)導(dǎo)入普通質(zhì)粒a的細(xì)菌的。因?yàn)橥ǔＹ|(zhì)粒a有四環(huán)素耐藥基因；引進(jìn)重組質(zhì)粒的細(xì)菌不能生長(zhǎng)。目的基因插入四環(huán)素耐藥基因，破壞其結(jié)構(gòu)和功能。(4點(diǎn))六、論述問題：共1個(gè)問題，15分。1.基因工程運(yùn)行過程中使用的復(fù)制矢量應(yīng)具備什么條件？選擇受體細(xì)胞的基本原則是什么？答：復(fù)制托架必須符合以下條件：(7分鐘)攜帶者攜帶外來(lái)性DNA片段(基因)，進(jìn)入受體細(xì)胞，或停留在細(xì)胞質(zhì)中，自行克隆，或整合在染色體DNA中，與染色體DNA的克隆一起克隆。(1點(diǎn))載體具有適當(dāng)?shù)暮Y選基因標(biāo)記。(1點(diǎn))載體都具有插入外源基因的限制性核酸內(nèi)切部位，即多克隆部位。(1點(diǎn))載體都要安全。不能有傷害受體細(xì)胞的基因，不能隨機(jī)轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞以外的其他生物細(xì)胞，尤其是人的細(xì)胞。(1點(diǎn))載體本身的分子量比較小，可以容納很多外來(lái)性基因片段。(1點(diǎn))細(xì)胞內(nèi)載體的拷貝數(shù)高，才能在細(xì)胞內(nèi)大量擴(kuò)增外源基因。(1點(diǎn))載體在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定性高，才能保證重組體穩(wěn)定繼承，不容易丟失。(0.5分)載體的特點(diǎn)，包括它的全部核苷酸序列都充分掌握。(0.5分)受體細(xì)胞的選擇應(yīng)具有基本原則：(8分鐘)便于引入重組DNA分子。(1點(diǎn))方便了重組體的篩選。根據(jù)所用表達(dá)載體中包含的選擇性標(biāo)記是否與受體細(xì)胞基因相匹配，可以很容易地篩選重組體。(1點(diǎn))遺傳穩(wěn)定性好，不影響外來(lái)種的表達(dá)效率，容易培養(yǎng)或高密度發(fā)酵。對(duì)動(dòng)物細(xì)胞選擇的受體細(xì)胞培養(yǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，可以附著或懸浮培養(yǎng)，可以在無(wú)血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(1點(diǎn))受體細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)源性蛋白質(zhì)水解酶基因或蛋白酶含量少，有利于在細(xì)胞內(nèi)積累外源蛋白表達(dá)產(chǎn)物，促進(jìn)外源基因高效分泌表達(dá)。(1點(diǎn))安全性高，沒有致病性，不會(huì)對(duì)外部環(huán)境造成生物污染。選擇致病性缺陷細(xì)胞或營(yíng)養(yǎng)不足細(xì)胞作為受體細(xì)胞。(1點(diǎn))重組DNA分子能穩(wěn)定地存在于細(xì)胞中。通常最好將受體轉(zhuǎn)化為合適的形式，選擇特定的限制性核酸內(nèi)切酶缺陷受體細(xì)胞，可以防止對(duì)重組DNA分子的分解和破壞。(1點(diǎn))受體細(xì)胞在基因編碼中沒有明顯的偏見。(1點(diǎn))翻譯后處理機(jī)制等優(yōu)秀，易于真核目的基因的高效表達(dá)。(0.5分)在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。(0.5分)基因工程原理復(fù)習(xí)問題基因工程簡(jiǎn)介1、基因工程的定義和特性。定義：在體外將核酸分子(DNA的分離、合成)插入載體分子，形成新的遺傳物質(zhì)組合(重組DNA)，引入原本沒有這種分子的受體細(xì)胞，穩(wěn)定地復(fù)制表達(dá)繁殖，人們所需的新品種(行)，人類迫切需要的藥物、食物、工業(yè)品等特征：1、跨越自然物種障礙的能力。2、強(qiáng)調(diào)了新宿主細(xì)胞中確定的DNA片段的擴(kuò)增。2、討論基因工程的主要研究?jī)?nèi)容。1)，目標(biāo)基因的分離2)，DNA的體外重組(向量、受體系統(tǒng)等)3)、重組DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并篩選4)，受體細(xì)胞內(nèi)基因的擴(kuò)增，表達(dá)，檢測(cè)和分析。3、基因工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展是什么？主要通過基因重組，增加各種轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)谷氨酸、香料、酒精、油等有機(jī)物的產(chǎn)量?；蛘吒纳七@些有機(jī)化合物的組成，提高利用價(jià)值。4、轉(zhuǎn)基因是雙刃劍，請(qǐng)客觀地說(shuō)一下對(duì)轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因食品安全性的認(rèn)識(shí)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來(lái)的好處很明顯，對(duì)人類歷史的進(jìn)展和發(fā)展起到了積極的作用。第一，通過這項(xiàng)技術(shù)，可以提供人們需要的特性，改良和栽培新品種。第二，延長(zhǎng)食品保存時(shí)間或增加營(yíng)養(yǎng)成分。第三，將害蟲防治基因轉(zhuǎn)移到作物上，使作物本身產(chǎn)生抗病蟲害的能力，減少農(nóng)藥的使用，有利于環(huán)境保護(hù)。第四，轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因食品在醫(yī)學(xué)上得到廣泛的研究和應(yīng)用。人們對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要關(guān)注是環(huán)境。通過引入外來(lái)基因，可以產(chǎn)生新的物種或超級(jí)雜草，破壞非對(duì)象生物，或者原始生物的動(dòng)態(tài)平衡和生物多樣性，即轉(zhuǎn)基因生物存在潛在的環(huán)境安全問題。轉(zhuǎn)基因作物的大量種植多年來(lái)，食用轉(zhuǎn)基因食品的人至少超過10億人，但至今還沒有轉(zhuǎn)基因食品危害生命的例子。此外，目前，各基因工程食品在上市前要經(jīng)過國(guó)家法律批準(zhǔn)，接受食品衛(wèi)生部和環(huán)境部的嚴(yán)格檢查。只有通過考試，才能投放市場(chǎng)。因此，大眾可以完全安全地消費(fèi)轉(zhuǎn)基因食品，果斷地食用。第一章DNA的分子特性和利用1、原核生物和真核生物的基因表達(dá)調(diào)控有何不同？(1)原核基因表達(dá)調(diào)控的三個(gè)層次：轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、翻譯水平調(diào)控、蛋白質(zhì)處理水平調(diào)控原核基因表達(dá)調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行。2)真核生物基因表達(dá)的特點(diǎn)：L 1.基因組DNA的存在形態(tài)與原核生物不同。L 2.在真核生物中，戰(zhàn)士和翻譯是分開進(jìn)行的。L 3.基因表達(dá)具有細(xì)胞特異性或組織特異性。L 4.真核基因表達(dá)調(diào)節(jié)在多個(gè)層面進(jìn)行：DNA水平的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)，翻譯水平的調(diào)節(jié)，蛋白質(zhì)處理水平的調(diào)節(jié)；什么是基因？根據(jù)基因的產(chǎn)品，基因可以分為哪三類？基因是生物功能，在染色體中占有一定位置的一個(gè)核苷酸序列，是分子遺傳學(xué)的功能單位。根據(jù)基因的產(chǎn)品，基因可以分為三類：轉(zhuǎn)錄和翻譯編碼l蛋白的基因：結(jié)構(gòu)蛋白基因，編碼酶基因，調(diào)控基因l轉(zhuǎn)錄和非翻譯產(chǎn)品基因：TRNA，包括rRNAl不轉(zhuǎn)錄但功能正常的DNA部分：?jiǎn)?dòng)子，基因操作引起核酸變性的主要因素是什么？核酸變性后的性質(zhì)如何變化？核酸變性的原因：-溫度、酸、堿、甲醛、尿素等。DNA變性后，紫外線吸收(260 nm)的值增加(增色效果)，粘度減少等一系列特性發(fā)生變化。例如，DNA增長(zhǎng)了25%到40%。RNA增加了約1.1%。即可從workspace頁(yè)面中移除物件。4、DNA復(fù)性及其影響因素。變性DNA在適當(dāng)?shù)臈l件下，兩個(gè)相互分離的單鏈可以重新合成雙螺旋結(jié)構(gòu)，這種過程稱為復(fù)性。DNA復(fù)性的程度、速度與復(fù)性過程的條件有關(guān)，與自身的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。分子量越大，復(fù)性就越困難。濃度越大，復(fù)性就越容易。(附加：熱變性DNA如果低溫突然冷卻，DNA就不能復(fù)性。但是如果慢慢冷卻變性的DNA，就可以復(fù)性。復(fù)性應(yīng)用：核酸雜交，分子擴(kuò)增)第二章基因工程操作的基本技術(shù)1.DNA凝膠電泳中核酸分子分離機(jī)制。在堿性環(huán)境中，核酸分子帶負(fù)電荷，在外加電場(chǎng)的作用下，分子在凝膠多孔剛性過濾孔中從陰極游向陽(yáng)極。因?yàn)槠渲蟹肿雍Y效果和電荷效果實(shí)現(xiàn)了分離大小不同的核酸分子的目的。2.在DNA凝膠電泳中，影響電泳遷移率的因素主要是什么？1)分子本身的影響分子的大小：小但快電荷數(shù)：多快分子構(gòu)成：超螺旋解螺旋2)電場(chǎng)：直流電場(chǎng)電壓高，速度快電壓太高，結(jié)果不準(zhǔn)確通用3至5V/CM3)支持的介質(zhì)類別：瓊脂糖凝膠，聚丙烯酰胺凝膠凝膠濃度：濃度，適用于小屏，小分子電泳；適合小濃度、大屏、大分子電泳4)電泳緩沖液PH:部分堿性，負(fù)電荷離子濃度：高離子濃度_大電流_快速熱_粘合劑溶解類別：TAE、TBE、TPE、TNE3.分析了PCR的原理和主要反應(yīng)過程以及影響PCR擴(kuò)增的因素。PCR原理：在變質(zhì)溫度下，DNA雙鏈變質(zhì)雙鏈雙螺旋分解為單鏈DNA，在退火溫度下合成的特定引物按照基本互補(bǔ)配對(duì)原則與單鏈DNA特異性結(jié)合，然后根據(jù)DNA聚合酶的作用，在擴(kuò)展溫度下不同的脫氧核苷酸按照基本互補(bǔ)配對(duì)原則合成補(bǔ)充模板DNA的新鏈，從而實(shí)現(xiàn)DNA擴(kuò)增。影響PCR放大的因素：(1)Taq酶：常用1U/25L濃度低，放大產(chǎn)物不足。濃度高，非特異性擴(kuò)增增加；酶活性；(2)dNTP濃度：常用100-200mol/L，20mol/L以下，特異性，保真度；(3)模板：主要考慮純度和使用情況，對(duì)純度的要求不高，但含有苯酚、氯仿等雜質(zhì)，就很難成功。使用量在幾ng到100ng之間。(4)引物濃度：0.1-0.5mol/L之間，過量時(shí)非特異性擴(kuò)增增加，形成引物二聚體；(5)Mg2濃度：通常為0.5-2.5 mmol/l；影響：酶活性，引物-模板退火，特異性(6)P