基因工程复习题及参考答案

【基因工程复习题及参考答案】绪论、基因工程基础一、填空题1.基因工程是20世纪70年代发展起来的遗传学的一个分支学科。基因工程技术的诞生使人们从简单地利用现存的生物资源进行诸如发酵、酿酒、制醋和酱油等传统的生物技术时代，走向按人们的需要定向地改造和创造具有新的遗传性品种的时代。2．Cohen等在1973年构建了第一个有功能的重组DNA分子。3．基因工程的两个基本特点是：（1）分子水平上的操作，（2）细胞水平上的表达。4．基因克隆中三个基本要点是：克隆基因的类型、受体的选择和载体的选择。5．克隆基因的主要目的有四个：①扩增DNA；②获得基因产物；③研究基因的表达调控；④改造生物的遗传特性。6．基因工程的基本程序包括DNA制备、体外DNA重组、遗传转化、转化细胞的筛选等方面。7．基因工程又称重组DNA技术/基因操作技术/基因克隆/分子克隆/遗传修饰/新遗传学。8．克隆的进行依赖于各种参与DNA新陈代谢的酶的使用，它们主要是从原核细胞中分离的。限制性内切核酸酶能够将DNA切割成特定大小的片段。各种各样的DNA聚合酶也是克隆所必需的，包括将RNA转录出单链DNA的反转录酶。DNA连接酶用于连接限制性片段。克隆也需要来源于微生物的DNA序列，包括用来运载被被克隆DNA的克隆载体。质粒载体来源于天然细菌质粒，通常携带有抗生素抗性基因。其他载体来源于噬菌体，如λ噬菌体，它们经过修饰后可以运输外源DNA。要想克隆一个感兴趣的真核生物的基因就必须先制作一个能与该基因杂交的探针。人们已经发展了很多有效而精细的技术来分析克隆的DNA。例如，极微量的DNA片段可以通过PCR得到扩增。在感兴趣基因的启动子上连接，如CAT或LacZ之类的报告基因能够定量检测基因的活性。二、选项题（单选或多选）1．因研究重组DNA技术而获得诺贝尔奖的科学家是（C）。A.KornbergAB.GilbertWC.BergPD.McClintock2．第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是（A）。A.EcoRIB.EcoBC.EcoCD.EcoRII3.靶（目的）基因通常是指（A）。A、拟进行研究或利用的基因B、人工合成的基因C、载体DNA分子D、具有编码序列的DNA分子三、判断题1．利用噬菌体或动物病毒作为载体转化细胞的过程称为转移。错误，为转染，质粒DNA为转化2．BergP的创造性的工作是在体外构建了重组DNA分子，所用的载体是一种具有复制能力的细胞质质粒。错误，用的是动物病毒DNA（猿猴病毒SV40）3．克隆即无性繁殖的意思。通过克隆可以在无性的条件下获得遗传结构和表型完全相同的一群个体。错误，不严谨，对分子可以，对细胞或个体不一定4．催生基因工程技术诞生的关键技术是DNA转化技术的突破。错误，II型酶的分离纯化四、问答题1．为什么说基因工程是在上世纪70年代初起发展起来的？答：这是因为：①1967年发现了连接酶；②大肠杆菌的转化技术于1970年获得突破；③限制性内切核酸酶的分离始于1970年；④Berg在1972年构建了第一个重组的DNA分子。2．基因工程操作的基本步骤是什么？①施工材料的准备，即目的基因、载体、工具酶和受体细胞（宿主）的准备。用限制性内切酶分别将外源DNA和载体分子切开。（切）②目的基因与载体DNA的体外重组，形成重组DNA分子。（接）③把重组的DNA分子引入受体细胞，并建立起无性繁殖系。（转和扩）④筛选出所需要的无性繁殖系，并保证外源基因在受体细胞中稳定遗传、正确表达。（检）3．如何理解基因工程的两个特点？答：基因工程的两个基本特点是分子水平的操作和细胞水平的表达。分子水平的操作包括DNA分离、切割和连接（还有其他一些DNA的修饰等）。由于体外重组DNA的最终目的是要改变生物的遗传性，所以分子水平的操作和细胞水平的表达是基因工程的两个最基本的特点。4．什么是动物乳腺生物反应器？答：能够分泌乳汁的转基因动物生产其他来源的基因产品，并通过乳腺分泌出来。5．基因克隆是如何使含有单个基因的DNA片段得到纯化的？答：大分子质量的DNA会含有许多特殊限制性内切核酸酶的限制位点，因此用一种限制酶处理一完整染色体或整个基因组会产生许多不同的DNA片段，每一个片段带有基因组的一个不同的基因或一个不同的小片段。当全部片段与用同种限制酶处理过的载体分子混合时（如图所示），每个片段将插入一个不同的载体分子(如一个质粒)。同样地，当用这些质粒转化宿主细胞时，每个宿主细胞将只接收一个质粒DNA分子，而筛选出的含重组质粒的每个菌落实际上会含有某一特异的供体DNA片段的多个拷贝。一旦带有待研究的特定基因的克隆被确认了，此重组DNA分子可从宿主细胞中提取出来进行纯化。6．比较遗传工程、基因工程和生物技术。答：遗传工程是遗传学和工程学相结合的一门技术科学。借用工程技术上的设计思想，在离体条件下，对生物细胞、细胞器、染色体或DNA分子进行按图施工的遗传操作，以求定向地改造生物的遗传性。遗传工程的概念有广义和狭义之分。狭义的遗传工程就是指基因工程。基因工程（geneengineering）又称基因操作（genemanipulation）、重组DNA（recombinantDNA）。基因工程是以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因(DNA分子)，按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性，获得新品种，生产新产品，或是研究基因的结构和功能。生物技术又称生物工艺学，生物工程学。是根据生物学、化学和工程学的原理进行工业规模的经营和开发微生物、动植物细胞及其亚细胞组分，进而利用生物体所具有的功能元件(如基因、蛋白质)等来提供商品或社会服务的一门综合性科学技术。它包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等。限制内切核酸酶一、填空题1．基因工程中把那些具有识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的内切核酸酶统称为限制性内切核酸酶。2．通过比较用不同组合的限制性内切核酸酶处理某一特定基因区域所得到的不同大小的片段，可以构建显示该区域各限制性内切核酸酶切点相互位置的限制酶切图谱。3．II类限制性内切核酸酶分子质量较小，一般在20～40kDa。这类酶的专一性强，它不仅对酶切点邻近的两个碱基有严格要求，而且对更远的碱基也有要求，因此，II类酶既具有切割位点的专一性，也具有识别位点的专一性，一般在识别序列内切割。切割的方式有平切和交错切，产生平末端的DNA片段或突出黏性末端的DNA片段。作用时需要Mg2+作辅助因子，但不需要ATP和SAM。4.完全的回文序列具有两个基本的特点：①能够在中间划一个对称轴，两侧的序列两两对称互补配对；②两条互补链的5’→3’的序列组成相同，即将一条链旋转180°，则两条链重叠。5．II类限制性内切核酸酶一般识别4～6个碱基，也有识别多序列的限制性内切核酸酶。6．个体之间DNA限制性片段长度的差异叫限制性片段长度多态性（RFLP）。7．限制性内切核酸酶是按属名和种名相结合的原则命名的，第一个大写字母取自属名的第一个字母，第二、三两个字母取自种名的前两个字母，第四个字母则用菌株名表示。8．限制性内切核酸酶AcyI识别的序列是5’-GRCGYG-3’，其中R代表A或者T，Y代表G或者C。9．在酶切反应管加完各种反应物后，需要离心几秒钟，其目的是混合均匀和防止部分酶切。10．基因组DNA分子部分酶切消化可采取的措施有：①减少酶量；②缩短反应时间；③增大反应体积等。11．第一个分离得到的限制性内切核酸酶是EcoK，而第一个用于构建重组DNA分子的限制性内切核酸酶是EcoRI。12．限制性内切核酸酶BsuRI和HaeIII的来源不同，但识别的序列都是GGCC,，因此他们属于同裂酶。13．由于DNA是由四种碱基组成的，所以任何限制性内切核酸酶的切割频率的理论值应该是4n。14．部分酶切是指控制反应条件，使得酶在DNA序列上的识别位点只有部分得到切割，它的理论依据是酶切速度是不均衡的。15．I类限制酶识别DNA的位点和切割的DNA位点是不同的，切割位点的识别结合有两种模型，一种是限制酶移动，另一种是DNA弯曲。16．限制性内切核酸酶通常保存在50%浓度的甘油溶液中。二、选项题（单选或多选）1．关于宿主控制的限制修饰现象的本质，下列描述中只有(B)不太恰当。A．由作用于同一DNA序列的两种酶构成B．这一系统中的核酸酶都是II类限制性内切核酸酶C．这一系统中的修饰酶主要是通过甲基化作用对DNA进行修饰D．不同的宿主系统具有不同的限制--修饰系统2．RFLP产生自(C)。A．使用不同的限制性内切核酸酶B．每种类型的染色体有两条(二倍体)C．DNA序列中碱基的随机变化D．Southern印迹E．不同探针的使用3．II类限制性内切核酸酶(B)。A．有内切核酸酶和甲基化酶活性且经常识别回文序列B．仅有内切核酸酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供C．限制性识别非甲基化的核苷酸序列D．有外切核酸酶和甲基化酶活性E．仅有外切核酸酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供4．III型限制性内切核酸酶(C)。A．由两个亚基组成，仅识别半甲基化位点。甲基化位点相对于限制位点的位置（上游或下游）决定了DNA是被甲基化还是被限制B．不同亚基的识别位点甲基化和限制活性相互排斥：MS亚基促使甲基化，R亚基促使限制C．由两个亚基组成，在识别位点附近识别并进行甲基化或限制D．在错配修复中起关键作用，因为酶结合到DNA上是以结构扭曲为基础而不是序列错误识别5．分析限制性内切核酸酶切割双链DNA所得到的DNA片段的长度有助于物理作图，这是因为(C)。A．即使只用一种限制酶，因为DNA是线性的，所以也可以迅速确定限制性片段序列B．内切核酸酶在等距离位点切割DNA，同时对于每个生物体的长度是特异的C、DNA的线性意味着单限制酶切片段的长度之和等于DNA的总长，而双酶切产生的重叠片段则产生模糊的图谱D．这些内切核酸酶的消化活性是物种特异的E．这一技术同时为核苷酸序列提供了广泛信息6、通过限制性片段分析，可以对等位基因进行精确的分析比较，其原因是(BD)。A．限制性内切核酸酶只切割两个变异等位基因中的一个B．它利用限制性位点作为遗传标记C、一个特定细胞中等位基因的核苷酸序列不会是相同的D．它不依赖于变异等位基因产物的功能E．限制性内切核酸酶的切点被限制在DNA的编码区域内7、限制性片段长度多态性(RFLP)是(C)。A．用于遗传的“指纹结构”模式分析的技术B．二倍体细胞中的两个等位基因限制性图谱的差别C．物种中的两个个体限制性图谱间的差别D．两种物种个体间的限制性图谱差别E．两种酶在单个染色体上限制性图谱的差别8.下面有关限制酶的叙述哪些是正确的？（BCDE）A.限制酶是外切酶而不是内切酶B.限制酶在特异序列（识别位点）对DNA进行切割C.同一种限制酶切割DNA时留下的末端序列总是相同的D.一些限制酶在识别位点内稍有不同的位置切割双链DNA，产生黏末端E．一些限制酶在识别位点内相同的位置切割双链DNA，产生平末端9．因研究噬菌体的限制与修饰现象的本质而获得诺贝尔奖的科学家是（C）。A.LederbergJB.ArberWC.SmithHD.SangerF10．第一个被分离的II类酶是(C)。A．EcoKB．HindIIIC．HindIID．EcoB11．双链DNA中一段自我互补的序列被称为回文序列，这种序列一般具有(ABC)特征。A、有对称轴B．两条链的5’→3’方向的序列相同C．是Ⅱ类酶的识别序列D．可增强基因的表达12．在下列进行DNA部分酶切的条件中，控制哪一项最好?(B)A．反应时间B．酶量C．反应体积D．酶反应的温度13．在下列试剂中，哪一种可以螯合Ca2+？(D)A．EDTAB．柠檬酸钠C．SDSD．EGTA14．BstBI(TT↓CGAA)消化可产生怎样的末端?(C)A．含5'CGAA3'序列的黏末端B．含5'CG3'序列的黏末端C．含5'AAGC3'序列的黏末端D．平末端E．含5'GC3'序列的黏末端15