基因工程复习题及参考答案

基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上基因工程复习题及参考答案基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上１1、什么是移动基因？移动基因又叫转位因子（transposableelements），它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，甚至在不同的染色体之间跃迁，也有称跳跃基因。（或控制因子、结合解离因子）2、什么是断裂基因？在编码序列中间插入无编码作用的碱基序列，从而使一个基因被分隔成不连续的若干区段的基因，这类基因被称为间隔或断裂基因。3、什么是假基因？是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。在真核生物中是很普遍存在，它形成的主要原因是小的碱基对缺失或插入以致不能正常编码。4、什么是重复基因？即在基因组中有多个拷贝的基因。在真核生物基因组中发现这种现象，真核生物中的重复基因可以达到30%。重复基因主要是为了满足生物体快速发育的需要。5、什么是重叠基因？即多个基因共用碱基对的基因。重叠方式有完全重合叠，也有部分重叠。6、什么是基因工程？对DNA的遗传基因进行体外操作，把不同来源的基因按照单元设计的蓝图，重新构成新的基因组合，再把它引入细胞中，构成具有新的遗传特性的生物。7、基因工程的主要研究内容？（1）从复杂的生物有机体基因组中分离出带有目的基因的DNA片段。（2）体外连接重组DNA分子。（3）重组DNA分子转移到适当的受体细胞并增殖。（4）从大量的细胞群体中筛选获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。（5）从受体细胞克隆提取目的基因。（6）将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，产生出人类所需要的物质。8、核酸的凝胶电泳基本原理在直流电场中，带电粒子向带符号相反的电极移动的现象称为电泳。在电场中，推动带电质点运动的力（F）等于质点所带净电荷量（Q）与电场强度（E）的乘积。F＝QE。（1）核酸分子的糖-磷酸骨架中的磷酸基团，是呈离子化状态的，——DNA和RNA的多基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上２核苷酸链可叫多聚阴离子。（2）当核酸分子放置在电场中时，它就会向正电极的方向迁移。（3）由于糖-磷酸骨架在结构上的重复性，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，以同样的速度向正电极方向迁移。（4）在一定电场强度下，DNA分子的迁移速度（电泳的迁移率）取决于核酸分子本身的大小和构型。（5）分子量较小的DNA，比分子量较大的DNA，具有较紧密的结构，其电泳迁移率较快，同时比同等分子量的松散型的开环DNA或线性DNA要快。9、脉冲电场凝胶电泳基本原理原由：随着凝胶的浓度降低，凝胶的孔径相应变大，故原则上，可用低浓度的琼脂糖凝胶分离高分子的DNA片段，但实验表明，即使浓度为0.1%~0.2%的琼脂糖凝胶，亦不能分离分子量大于750kb的DNA大分子，此时，凝胶十分脆弱。（1）脉冲电场凝胶电泳，可分离分子量高达107bp的DNA大分子。（2）在电场中，DNA分子可随时调整其游动的方向，以适应凝胶孔隙的无规则变化。（3）分子量较大的DNA需要更多次数更换其构型和方位，以使其可以按新的方向游动。故迁移速度要慢一些，从而达到分离超大分子量DNA的目的。10、核酸的分子杂交基本原理带有互补的特定核苷酸序列的单链DNA或RNA，当它们混合在一起时，其相应的同源区段将会退火形成双链的结构。如果彼此退火的核酸来自不同的生物有机体，如此形成的双链分子叫杂种核酸分子。11、DNA印迹杂交技术有2个主要过程：（1）将待测定核酸分子通过一定的方法转移并结合到一定的固相支持物（硝酸纤维素膜或尼龙膜）上，即印迹（blotting）；（2）固定于膜上的核酸同位素标记的探针在一定的温度和离子强度下退火，即分子杂交过程。该技术是1975年英国爱丁堡大学的E.M.Southern首创的，Southern印迹杂交故因此而得名。杂交流程：（1）待测核酸样品的制备：制备待测DNA；DNA限制酶消化。（2）琼脂糖凝胶电泳分离待测DNA样品。（3）电泳凝胶预处理。（4）转膜：细管虹吸印迹法；电转移法；真空转移法。（5）探针标记。（6）预杂交（prehybridizafion）。（7）Southern杂交。（8）洗膜。（9）放射性自显影检测。基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上３12、RNA印迹杂交技术（1）RNA印迹杂交是一种检测已固定在滤膜上的总RNA或mRNA特定靶序列的技术。（2）由于RNA分子不能同硝酸纤维素滤膜结合，故不能直接用于RNA的吸附转移。RNA转移到叠氮化的或其他化学修饰的活性滤膜上，通过共价交联作用而使它们永久地结合在一起。（3）DNA印迹技术由Southern于1975年创建，称为Southern印迹技术。RNA印迹技术正好与DNA相对应，故被趣称为Northern印迹杂交，与此原理相似的蛋白质印迹技术则被称为westernblot。13、Western印迹杂交技术将蛋白质从电泳凝胶中转移并结合到硝酸纤维素滤膜上，然后同放射性同位素125I标记的特定蛋白质之抗体进行反应，这种技术叫Westernblotting。14、斑点印迹杂交和狭线印迹杂交技术是将被检标本点到膜上，烘烤固定，样品加到孔中，在负压下就会流到膜上呈斑点状或狭缝状，再进行杂交。15、菌落原位杂交是将细菌从一主平板转移到硝酸纤维素滤膜上，然后将滤膜上的菌落裂菌以释放出DNA，将DNA烘干固定于膜上与32P标记的探针杂交，放射自显影检测菌落杂交信号、并与主平板上的菌落对位。16、组织原位杂交组织原位杂交简称原位杂交，指组织或细胞的原位杂交，它与菌落原位杂交不同，菌落原位杂交需裂解细菌释出DNA，然后进行杂交，而原位杂交是经适当处理后，使细胞通透性增加，让探针进入细胞内与DNA或RNA杂交，因此原位杂交可以确定探针互补序列在胞内的空间位置，这一点具有重要的生物学和病理学意义。17、生物芯片的含义基因芯片是指采用原位合成或直接点样的方法将大量的DAN片段或寡核苷酸片段以预先设计的方式排列在硅片、玻璃等介质上形成微矩阵，待检样品用荧光分子标记后，与微距阵杂交，通过荧光扫描机计算机分析即可获得样品中大量的基因序列及表达信息，以达到快速、高效、高通量地分析生物信息的目的。18、生物芯片的种类一般可分为两种类型：点印阵列、直接合成阵列。基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上４按载体材料分类：玻璃芯片、硅芯片、陶瓷芯片。按点样方式分类：原位合成芯片、微距阵芯片（分喷点和针点）和电定位芯片。按DNA种类分类：寡核苷酸芯片和cDNA芯片。按用途分类：表达谱芯片、诊断芯片、指纹图谱芯片、测序芯片和毒理芯片。三维芯片PNA芯片19、基因导入细胞的常用方法（1）转化：是指一种细菌菌株由于捕获了来自另一细菌菌株的DNA，而导致性状特征发生遗传性改变的生命过程。提供转化DNA的菌株叫给体菌株，而接受转化DNA的寄主菌株叫受体菌株。（2）感染：噬菌体进入宿主细菌，病毒进入宿主细胞中繁殖就是感染（infection）。（3）转染：重组的噬菌体DNA也可象质粒DNA的方式进入宿主菌，即宿主菌先经过CaCl2，电穿孔等处理成感受态细菌再接受DNA，进入感受态细菌的噬菌体DNA可以同样复制和繁殖，这种方式称为转染（transfection）。20、什么是转化21、什么是感染22、什么是转染23、什么是基因组细胞内遗传信息的携带者染色体所包含的DNA总体称为基因组。同一物种的基因组DNA含量总是恒定的，不同物种间基因组大小和复杂程度则差异极大，一般讲，进化程度越高的生物体其基因组构成越大、越复杂。24、Sanger双脱氧链终止法的原理（1）DNA的合成总是从5′端向3'端进行的。（2）DNA的合成需要模板以及相应的引导核酸链。（3）DNA的合成过程中，在合成的DNA链的3'末端，依据碱基配对的原则，通过生成新的3',5'－磷酸二酯键，使DNA链合成，产生短的DNA链。（4）测序工作中，平行进行四组反应，每组反应均使用相同的模板，相同的引物以及四种脱氧核苷酸；（5）在四组反应中各加入适量的四种之一的双脱氧核苷酸，使其随机地接入DNA链中，使链合成终止，产生相应的四组具有特定长度的、不同长短的DNA链。基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上５（6）这四组DNA链再经过聚丙烯酸胺凝胶电泳按链的长短分离开，经过放射自显影显示区带，就可以直接读出被测DNA的核苷酸序列。25、Maxam-Gilbert化学修饰法原理（1）硫酸二甲酯(dimethylsulphate)是碱性化学试剂，能使DNA链中鸟嘌呤的N7和腺嘌呤的N6位发生甲基化，在中性PH环境中就能使糖苷键发生水解，并引起DNA链的断裂。（2）肼(hydrazine)在碱性条件下，能特异性切割C和T。（3）1mol/L的NaCl，只有C被特异性切割。如右图所示：26、基因化学合成的方法（1）磷酸二酯法合成寡核苷酸（方法1）原理：将2个在5’或3’各带有适当保护性基团的脱氧单核苷酸连接起来，形成一个带有磷酸二酯键的脱氧二核苷酸分子。化学合成的寡聚核苷酸链，可以通过逐步的缩合反应得以延长。为保证向3’-5’方向，其他碱基必须保护和消除保护。（2）磷酸三酯法合成寡核苷酸（方法2）与磷酸二酯法一样．都使用了在单核苷酸的3或5端加保护基团的做法．以防在这两个末端之间形成磷酸二酯键，但在磷酸三酯法中，参加缩台反应的单核苷酸是一种核苷3’-单磷酸的衍生物。在它的磷酸分子上有一个羟基（P—OH）己经带上了适当的保护基团（通常是邻氯苯基和对氯苯基），因此事实上已经是一种磷酸二酯，而余下的另一个P—OH，仍具有反应活性，可以同另一个带有3-末端保护基团之单核苷酸的5-OH缩合形成具磷酸三酯键的二核苷酸分子。（3）固相亚磷酸三酯法合成寡核苷酸（方法3）第一步，脱三苯甲基作用。用酸处理法．除去与核苷酸1的5’—OH基团偶联的保护基团DMT。第二步，偶联反应。通过一种弱喊——四唑的催化反应，使加进来的第二个核苷酸2同已附着在固相载体上的核苷酸1之暴露的5’—OH基缩合。第三步，封端反应，由加入的乙酸酐激发的乙酰化作用没反应的OH封闭起来。第四步，氧化作用。在核苷酸1和2之间新形成的亚磷酸三酯键十分活跃：利用碘液催化作用，使之被氧化成为相当稳基因工程复习题及参考答案好好学习、天天向上６定的磷酸三酯键。这四个步骤为一个循环周期。在下一个合成周期之前，要把附着在最后一个偶联核苷酸上的二甲氧基三苯甲基（DMT）移去，以保证它的5端OH基团能够暴露出来，同下一个活化的脱氧单核苷酸进行偶联反应。DMT是一种显色指示剂，所以它的释放可以用来检测偶联反应的效率。合成终止时，固相载体上携带着被完全保护的寡聚脱氧核苷酸，因此需要使它们有系统地去掉保护基团，并从固相载体上释放出来．成为游离的寡核苷酸。用乙醇沉淀法纯化这些寡核苷酸，再用凝胶电泳法使之进一步纯化，并同未完成的较短的片段分开，最后得到真正需要的产物。27、用寡核苷酸片段组装基因的方式利用长的寡聚体能够直接组装成长度为1500—2000bp的基因；遗憾的是用这种办法构建的基因，其突变频率相当高。平均每隔500一800bp就会出现一个突变。一种替代方法是，把一个完整基因的全序列分解成少数几个片段。然后分别组装这些亚片段，经克隆验正其序列结构正确无误之后，再应用标准的克隆技术。将这些亚片段基因的正确顺疗连接在一起，最后得到所需的基因序列。如右图：28、寡核苷酸化学合成的实际用途（1）作为合成基因的元件。（2）作为核苷酸序列分析的引物。（3）作为核酸分子杂交的探针。（4）用于基因的定点诱变研究。（5）作为PCR扩增反应的引物。（6）作为重组DNA连接构件。29、基因的定点诱变与经典诱变的区别体外特异性改变某个碱基的技术叫做定点诱变。经典（古典）的方法是，用能够修饰DNA分子的化学诱变剂或物理诱变剂处理生物体。经典诱变特点：（1）经受诱变剂处理的生物体．它的任何基因都有可能发生突变，而目的基目的突变频率又可能相当低，因此突变体的筛选工作大。（2）即便分离到了具有期望表型的突变体，也无法证实突变确