揚州大學基因工程期末試題-復習要點整理

基因工程期末考試試題復習點整理遺傳工程是20世紀70年代興起的科學，是生物學最具生命力、最引人注目的尖端科學之一，是現(xiàn)代生物技術的代表，也是生命科學領域的重要專業(yè)課。本課程主要介紹基因工程概述、重組DNA基本技術和原理、基因克隆、基因的分離和鑒定、基因工程表達系統(tǒng)、基因工程應用等。通過本課程的學習，使學生將基因工程技術的基本原理和該技術應用于動物、植物、微生物等，今后從事生物學教育、生物工程研究和產(chǎn)品開發(fā)，或者進一步為研究生研究研究打下了堅實的理論和專門基礎。揚州大學考試試卷一、名詞說明：共10個問題，每個問題2分，共20分。1.基因：是DNA分子包含特定遺傳信息的一個核苷酸序列，是遺傳物質的最低功能單位。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制這些基因3.融合基因：是利用DNA in vitro重組技術構建的兩個或多個不同基因核苷酸序列中的一類新基因。4.將轉基因兒子：導入外源DNA后獲得新遺傳標記的細菌細胞或其他受體細胞，也稱為重組體。5.人工連接器：合成雙鏈DNA短序列，具有一個或多個特定的限制性內(nèi)切酶識別和切割序列。6.RT-PCR:是以mRNA通過逆轉錄酶作用合成cDNA第一鏈為模板的PCR。7.ORF :是一個潛在的編碼區(qū)域，它是從AUG開始并在UAA、UGA、UAG結束的連續(xù)密碼子區(qū)域。8.MCS:是一個矢量上的合成DNA片段，包含多個酶緊密排列的DNA片段，這些酶限制了核酸內(nèi)聚酶。9.基因測序：基因工程使用活細胞染色體DNA表達利用外源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10.5race :是通過PCR的cDNA端快速復制技術，是將mRNA逆轉為以mRNA為模板的cDNA的第一條鏈，然后用PCR技術放大特定部位和5端之間的未知序列的方法。第四，斷答式：共4個問題，共20分。1.簡述了獲得目標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)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，然后通過反轉錄酶合成RNA鏈，把互補的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的基因。(4)使用PCR復合：(1點)如果知道目標基因兩端的序列，就可以使用體外合成目標基因的聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)技術。(5)從基因庫中篩選：(1分鐘)首先構建基因組或cDNA庫，然后使用探針從庫中篩選目標復制。分子克隆載體應具有哪些特性？(4點)回答：(1)在宿主細胞內(nèi)，必須能夠自主復制(1分)(2)克隆必須有適當?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)有特定的復選標記(4)為了方便準備(1分)托架，復印的數(shù)量很高Cdna庫和基因組庫的主要區(qū)別是什么？(5分)回答：(1)基因組庫復制所有基因，包括未知功能的DNA序列；CDNA庫復制含有蛋白質產(chǎn)品(包括調(diào)節(jié)基因)的結構基因。(兩點)(2)基因組文庫復制整個遺傳信息，不受時空影響；CDNA庫受開發(fā)和調(diào)節(jié)因子的影響，復制編碼不完整的DNA序列。(1點)(3)基因組庫中的編碼基因是實際基因，包含內(nèi)含子和外顯子，而cDNA庫復制的是無內(nèi)含子功能基因。(兩點)4.質粒載體有Tetr和Kanr的表型，Kan耐藥基因內(nèi)有Bgl I的接觸點。活性Bgl I為基因復制切割載體，(1)轉換后涂上碟子時，需要添加什么抗生素呢？(2)培養(yǎng)后生長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的殖民地，這就是需要的重組體。V.分離問題10分科學家們將人的生長素基因與大腸桿菌的DNA分子重組，在大腸桿菌中成功表達。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基因？(3)檢測大腸桿菌b是否引入了質?；蛑亟M質粒，可用的方法和原因？(4)如果把已經(jīng)引入普通質粒a或重組質粒的大腸桿菌放入含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，會發(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構(2分)(2)反轉錄法(反轉錄法)(2分)(3)在含有氨芐西林的培養(yǎng)基上涂上大腸桿菌b，引入了質粒a或重組質粒，反之則沒有導入。因為一般質粒a和重組質粒都有氨芐西林基因(2分)(4)有可以生長的，也有不能生長導入普通質粒a的細菌的。因為通常質粒a有四環(huán)素耐藥基因；引進重組質粒的細菌不能生長。目的基因插入四環(huán)素耐藥基因，破壞其結構和功能。(4點)六、論述問題：共1個問題，15分。1.基因工程運行過程中使用的復制矢量應具備什么條件？選擇受體細胞的基本原則是什么？答：復制托架必須符合以下條件：(7分鐘)攜帶者攜帶外來性DNA片段(基因)，進入受體細胞，或停留在細胞質中，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)載體具有適當?shù)暮Y選基因標記。(1點)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)載體都要安全。不能有傷害受體細胞的基因，不能隨機轉移到受體細胞以外的其他生物細胞，尤其是人的細胞。(1點)載體本身的分子量比較小，可以容納很多外來性基因片段。(1點)細胞內(nèi)載體的拷貝數(shù)高，才能在細胞內(nèi)大量擴增外源基因。(1點)載體在細胞內(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，包括它的全部核苷酸序列都充分掌握。(0.5分)受體細胞的選擇應具有基本原則：(8分鐘)便于引入重組DNA分子。(1點)方便了重組體的篩選。根據(jù)所用表達載體中包含的選擇性標記是否與受體細胞基因相匹配，可以很容易地篩選重組體。(1點)遺傳穩(wěn)定性好，不影響外來種的表達效率，容易培養(yǎng)或高密度發(fā)酵。對動物細胞選擇的受體細胞培養(yǎng)適應能力強，可以附著或懸浮培養(yǎng)，可以在無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng)。(1點)受體細胞內(nèi)沒有內(nèi)源性蛋白質水解酶基因或蛋白酶含量少，有利于在細胞內(nèi)積累外源蛋白表達產(chǎn)物，促進外源基因高效分泌表達。(1點)安全性高，沒有致病性，不會對外部環(huán)境造成生物污染。選擇致病性缺陷細胞或營養(yǎng)不足細胞作為受體細胞。(1點)重組DNA分子能穩(wěn)定地存在于細胞中。通常最好將受體轉化為合適的形式，選擇特定的限制性核酸內(nèi)切酶缺陷受體細胞，可以防止對重組DNA分子的分解和破壞。(1點)受體細胞在基因編碼中沒有明顯的偏見。(1點)翻譯后處理機制等優(yōu)秀，易于真核目的基因的高效表達。(0.5分)在理論研究和生產(chǎn)實踐中具有很高的應用價值。(0.5分)基因工程原理復習問題基因工程簡介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，形成新的遺傳物質組合(重組DNA)，引入原本沒有這種分子的受體細胞，穩(wěn)定地復制表達繁殖，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、強調(diào)了新宿主細胞中確定的DNA片段的擴增。2、討論基因工程的主要研究內(nèi)容。1)，目標基因的分離2)，DNA的體外重組(向量、受體系統(tǒng)等)3)、重組DNA分子轉移到受體細胞并篩選4)，受體細胞內(nèi)基因的擴增，表達，檢測和分析。3、基因工程在食品工業(yè)中的應用和發(fā)展是什么？主要通過基因重組，增加各種轉基因生物生產(chǎn)谷氨酸、香料、酒精、油等有機物的產(chǎn)量?；蛘吒纳七@些有機化合物的組成，提高利用價值。4、轉基因是雙刃劍，請客觀地說一下對轉基因食品和轉基因食品安全性的認識。轉基因技術帶來的好處很明顯，對人類歷史的進展和發(fā)展起到了積極的作用。第一，通過這項技術，可以提供人們需要的特性，改良和栽培新品種。第二，延長食品保存時間或增加營養(yǎng)成分。第三，將害蟲防治基因轉移到作物上，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。第四，轉基因技術和基因食品在醫(yī)學上得到廣泛的研究和應用。人們對轉基因技術的主要關注是環(huán)境。通過引入外來基因，可以產(chǎn)生新的物種或超級雜草，破壞非對象生物，或者原始生物的動態(tài)平衡和生物多樣性，即轉基因生物存在潛在的環(huán)境安全問題。轉基因作物的大量種植多年來，食用轉基因食品的人至少超過10億人，但至今還沒有轉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)過國家法律批準，接受食品衛(wèi)生部和環(huán)境部的嚴格檢查。只有通過考試，才能投放市場。因此，大眾可以完全安全地消費轉基因食品，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調(diào)控有何不同？(1)原核基因表達調(diào)控的三個層次：轉錄水平調(diào)控、翻譯水平調(diào)控、蛋白質處理水平調(diào)控原核基因表達調(diào)控主要在轉錄水平上進行。2)真核生物基因表達的特點：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)士和翻譯是分開進行的。L 3.基因表達具有細胞特異性或組織特異性。L 4.真核基因表達調(diào)節(jié)在多個層面進行：DNA水平的調(diào)節(jié)，轉錄水平的調(diào)節(jié)，轉錄后水平的調(diào)節(jié)，翻譯水平的調(diào)節(jié)，蛋白質處理水平的調(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核苷酸序列，是分子遺傳學的功能單位。根據(jù)基因的產(chǎn)品，基因可以分為三類：轉錄和翻譯編碼l蛋白的基因：結構蛋白基因，編碼酶基因，調(diào)控基因l轉錄和非翻譯產(chǎn)品基因：TRNA，包括rRNAl不轉錄但功能正常的DNA部分：啟動子，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增長了25%到40%。RNA增加了約1.1%。即可從workspace頁面中移除物件。4、DNA復性及其影響因素。變性DNA在適當?shù)臈l件下，兩個相互分離的單鏈可以重新合成雙螺旋結構，這種過程稱為復性。DNA復性的程度、速度與復性過程的條件有關，與自身的構成和結構有關。分子量越大，復性就越困難。濃度越大，復性就越容易。(附加：熱變性DNA如果低溫突然冷卻，DNA就不能復性。但是如果慢慢冷卻變性的DNA，就可以復性。復性應用：核酸雜交，分子擴增)第二章基因工程操作的基本技術1.DNA凝膠電泳中核酸分子分離機制。在堿性環(huán)境中，核酸分子帶負電荷，在外加電場的作用下，分子在凝膠多孔剛性過濾孔中從陰極游向陽極。因為其中分子篩效果和電荷效果實現(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?。盒〉祀姾蓴?shù)：多快分子構成：超螺旋解螺旋2)電場：直流電場電壓高，速度快電壓太高，結果不準確通用3至5V/CM3)支持的介質類別：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的原理和主要反應過程以及影響PCR擴增的因素。PCR原理：在變質溫度下，DNA雙鏈變質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配對原則與單鏈DNA特異性結合，然后根據(jù)DNA聚合酶的作用，在擴展溫度下不同的脫氧核苷酸按照基本互補配對原則合成補充模板DNA的新鏈，從而實現(xiàn)DNA擴增。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，對純度的要求不高，但含有苯酚、氯仿等雜質，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，過量時非特異性擴增增加，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