分子生物学与基因工程题库精简版.doc

一、基础概念与理论（该资料来源于百度百科）（一）名词解释1、DNA限制性内切酶（restriction endonuclease）生物体内能识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。2、增强子(enhancer)指能增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。3、转座子（Transposon）转座子是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。4、cDNA（complementary DNA）就是与某RNA链呈互补的碱基序列的单链DNA，或此DNA链与具有与之互补的碱基序列的DNA链所形成的DNA双链。5、cDNA文库以mRNA为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。5、基因组文库Genomic Library将某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段，并与合适的载体重组后导入宿主细胞进行克隆。这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合，即基因组文库，它包含了该生物的所有基因。6、Ti质粒Ti是在根瘤土壤杆菌细胞中存在的一种染色体外自主复制的环形双链DNA分子。它控制根瘤的形成，可作为基因工程的载体。Ti是英文肿瘤诱发（tumor-inducing）的缩略式。7、T-DNA转移DNA（transferred DNA，T-DNA） 农杆菌Ti(tumor inducing)或Ri(root inducing)质粒中的一段DNA序列,可以从农杆菌中转移并稳定整合到植物核基因组中,已成为植物分子生物学中广泛应用的遗传转化载体。8、有义链DNA双链在转录过程中与转录形成的RNA序列相同（T对应U）的那条链叫做有义链。9、Pribnow盒Pribnow框盒（Pribnow box）：-10序列，其保守序列为TATAAT，故也称TATA Box.该序列是由Pribnow和Schaller发现。位于-10bp左右，A.T较丰富，易于解链。其功能是:(1)RNA pol (RNA 聚合酶)紧密结合;(2)形成开放启动复合体；(3)使RNA pol定向转录。 10、反式作用因子(trans-acting factor)是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。主要包括：1.DNA结合域：a.螺旋-转角-螺旋b.锌指结构c.亮氨酸拉链d.螺旋-突环-螺旋2.转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。随着表观遗传学的发展，研究发现除了蛋白，DNA、RNA也有调控功能，所以现在也称反式调控元件，主要有miRNA，转录因子等11、顺式作用元件(cis-acting element)存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，它们的作用是参与基因表达的调控，本身不编码任何蛋白质, 仅仅提供一个作用位点, 要与反式作用因子相互作用而起作用。顺式作用元件是同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列。按功能特性，真核基因顺式作用元件包括启动子、增强子及沉默子等。 12、拼接体（剪接体）（splicesome）进行RNA剪接时形成的多组分复合物，其大小为60S，主要是由小分子的核RNA和蛋白质组成。13、互补（-complementation）人们发现lacZ基因的突变体M15质粒（缺失氨基酸残基11到41）是没有野生型lacZ基因产物那种分解X-gal能力的。但如果在M15突变体的抽取物中加入-半乳糖苷酶的第3至第92氨基酸残基的肽段（肽）则能恢复M15分解X-gal，而显示蓝色的能力。这样一种基因内互补现象称做互补。14、锌指结构是在很多蛋白中存在的一类具有指状结构的结构域，这些具有锌指结构的蛋白大多都是与基因表达的调控有关的功能蛋白。 锌指蛋白最初在非洲爪蟾的卵母细胞中发现，是识别特定碱基序列的一种普遍性的转录因子结构。15、锌指蛋白锌指蛋白是指含有通过结合2 +稳定的短的可以自我折叠形成“手指”结构的一类蛋白质。由于其自身的结构特点 ,可以选择性的结合特异的靶结构 ,使锌指蛋白在基因的表达调控、细胞分化、胚胎发育等生命过程中发挥重要作用。16、分子伴侣（molecular chaperones）一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。17、酵母双杂交酵母双杂交系统是在真核模式生物酵母中进行的，研究活细胞内蛋白质相互作用，对蛋白质之间微弱的、瞬间的作用也能够通过报告基因的表达产物敏感地检测得到，它是一种具有很高灵敏度的研究蛋白质之间关系的技术。原理：酵母双杂交系统的建立是基于对真核生物调控转录起始过程的认识。细胞起始基因转录需要有反式转录激活因子的参与。反式转录激活因子，例如酵母转录因子GAL4在结构上是组件式的（modular），往往由两个或两个以上结构上可以分开，功能上相互独立的结构域（domain）构成，其中有DNA结合功能域(DNA binding domain,DNA-BD)和转录激活结构域（activation domain，DNA-AD）。这两个结合域将它们分开时仍分别具有功能，但不能激活转录，只有当被分开的两者通过适当的途径在空间上较为接近时，才能重新呈现完整的GAL4转录因子活性，并可激活上游激活序列（upstream activating sequence, UAS）的下游启动子，使启动子下游基因得到转录。根据这个特性，将编码DNA-BD的基因与已知蛋白质Bait protein的基因构建在同一个表达载体上，在酵母中表达两者的融合蛋白BD-Bait protein。将编码AD的基因和cDNA文库的基因构建在AD-LIBRARY表达载体上。同时将上述两种载体转化改造后的酵母，这种改造后的酵母细胞的基因组中既不能产生GAL4，又不能合成LEU、TRP、HIS、ADE，因此，酵母在缺乏这些营养的培养基上无法正常生长。当上述两种载体所表达的融合蛋白能够相互作用时，功能重建的反式作用因子能够激活酵母基因组中的报告基因HIS、ADE、LACZ、MEL1，从而通过功能互补和显色反应筛选到阳性菌落。将阳性反应的酵母菌株中的AD-LIBRARY载体提取分离出来，从而对载体中插入的文库基因进行测序和分析工作。18、基因打靶是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。 19、RNA编辑(RNA editing)RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。具体说来，指基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。20、基因芯片（又称 DNA 芯片、生物芯片）该技术系指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。21、RNAi(RNA interference) RNAi即RNA干涉，是指由RNA介导的基因沉默现象。是近年来发现的在生物体内普遍存在的一种古老的生物学现象,是由双链RNA（dsRNA）介导的、由特定酶参与的特异性基因沉默现象,它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。22、Western Blotting即Western免疫印迹，是将蛋白质转移到膜上，然后利用抗体进行检测。与Southern或Northern杂交方法类似，但Western Blot采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针”是抗体，“显色”用标记的二抗。经过PAGE分离的蛋白质样品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，固相载体以非共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反应，再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的表达。23、RT-PCR 为反转录RCR（reverse transcription PCR）和实时PCR（real time PCR）共同的缩写。逆转录PCR，或者称反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR)，是聚合酶链式反应(PCR)的一种广泛应用的变形。在RT-PCR中，一条RNA链被逆转录成为互补DNA，再以此为模板通过PCR进行DNA扩增。实时PCR(real-time PCR)，属于定量PCR（Q-PCR）的一种，以一定时间内DNA的增幅量为基础进行DNA的定量分析。24、Kozak sequence kozak序列： Kozak consensus sequence, Kozak consensus or Kozak sequence Kozak序列是位于真核生物mRNA 5端帽子结构后面的一段核酸序列，通常是ACCACCATGG，它可以与翻译起始因子结合而介导含有5帽子结构的mRNA翻译起始。对应于原核生物的SD序列。核糖体能够识别mRNA上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。注意这段序列并不是ribosomal binding site (RBS)核糖体结合位点，而是帽子结构。25、SD序列（Shine-Dalgarno sequence）mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。在原核生物中, 核糖体中与mRNA结合位点位于16S rRNA 的3端,mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence),它是1974年由J.Shine 和 L.Dalgarno发现的,故此而命名。SD序列是mRNA中5端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密码AUG的上游3至11个核苷酸处,并且同16S rRNA 3端的序列互补。26、CpG岛(CpG island)CpG表示核苷酸对，其中G在DNA链中紧随C后。在许多基因的发起者（promotor）或“开始”区域周围，甲基化经常被抑制。这些区域包含浓度相对较高的CpG对，与染色体一起称作CpG岛，其长度通常在几百到几千核苷酸的长度内变化。27、CTD of RNA Pol II28、Small interfering RNA (siRNA)是一种小RNA分子（21-25核苷酸），由Dicer加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。 29、弱化子(attenuator)RNA合成终止时，起终止转录信号作用的那段DNA序列。30、Oncogene癌基因是指其编码的产物与细胞的肿瘤性转化有关的基因。它以显性的方式作用，对细胞生长起阳性作用，并促进细胞转化。30、基因敲除（gene knock-out）基因敲除是基因打靶技术的一种，类似于基因的同源重组。指外源DNA与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。基因嵌入技术，基因嵌入又称基因置换，它是利用内源基因序列两侧或外面的断裂点，用同源序列的目的基因整个置换内源基因。目前用于基因敲除和基因嵌入的技术有Cre/Lox P系统、FLPI系统等。31、molecular hybridization使单链DNA或 RNA分子与具有互补碱基的另一DNA或RNA 片断结合成双链的技术。即核酸分子间的杂交。分子杂交（molecularhybridization）确定单链核酸碱基序列的技术。其基本原理是待测单链核酸与已知序列的单链核酸（叫做探针）间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。这种技术可在DNA与DNA，RNA与RNA，或DNA与RNA之间进行，形成DNA-DNA，RNA-RNA或RNA-DNA等不同类型的杂交分子。作为探针的已知DNA或RNA片段一般为3050核苷酸长，可用化学方法合成或者直接利用从特定细胞中提取的mRNA。探针必须预先标记以便检出杂交分子。标记方法有多种，常用的为同位素标记法和生物素标记法。杂交方法又可分为液相杂交和固相杂交。32、human genome project, HGP人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。33、Restriction fragment length polymorphism它是一种以DNADNA杂交为基础的第一代遗传标记。RFLP基本原理：利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA，得到大小不等的DNA片段，所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况。通过凝胶电泳分析这些片段，就形成不同带，然后与克隆DNA探针进行Southern杂交和放射显影，即获得反映个体特异性的RFLP图谱。它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。34、终止密码子使蛋白质合成终止的密码子。终止密码: UAG,UAA,UGA是终止密码子。最近研究发现线粒体和叶绿体使用的遗传密码稍有差异，线粒体和叶绿体终止子是AGA、AGG。根据无义突变的三种昵称，三个终止密码子UAA叫赭石（ochre）密码子（相应于赭石突变）；UAG叫琥珀密码子（相应于琥珀突变）；UGA叫蛋白石（opal）密码子（相应于蛋白石突变）。34、终止子terminator终止子 DNA分子中终止转录的核苷酸序列。终止密码子：UAA.UGA.UAG;起动子和终止子是不能转化为信使RNA。35、Poly A大多数的真核mRNA都具有3末端的多聚(A)尾巴。具有这种特征的mRNA表示为poly(A)+；不具这一特征的则写作poly(A)-。多聚(A)尾巴大约为200b。多聚(A)尾巴不是由DNA编码的。而是在一个300KDa的RNA末端腺苷酸转移酶(RNA terminal riboadenylate transferase)催化之下,以ATP为前体,一个一个地聚合到mRNA的3末端。36、Poly A signal37、Operon操纵子：指包含结构基因、操纵基因以及调节基因的一些相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。但也有的资料上将Operon指与操纵基因相对应的区域称为操纵元。38、Operator指操纵单元，实际就是与操纵基因所对应的区域，它是一段不表达的特定DNA序列，位于与结构基因或受它控制的基因相毗邻的位置上。39、顺式调控（cis调控）调控基因与被调控基因位于同一条染色体上，调控基因突变只影响被调控基因本身表达、不影响其它等位基因调控的突变，称顺式调控。（如基因启动子发生突变，使调控蛋白不能识别启动子结构，基因不能表达）40、反式调控（trans调控）调控蛋白发生突变，不能与这个基因的启动子结合，将可影响到与该调控蛋白结合有关的所有等位基因位点表达，这种突变称为反式调控。调控基因与被调控基因在一条DNA上和不在同一条DNA上均可调控。41、琥珀突变amber mutation当mRNA的一个编码某个氨基酸的密码子由于碱基的置换改变为终止密码子UAG时，则肽链合成提前终止，即为琥珀密码子突变，称之为琥珀突变。由于一对或几对碱基对的改变而使决定某一氨基酸的密码子变成一个终止密码子的基因突变叫无义突变。其中密码子改变为UAG的无义突变又叫琥珀突变，密码子改变成UAA的无义突变又叫赭石突变。42、琥珀校正是一种能对琥珀密码子(终止密码子，UAG)作出反应，使氨基酸掺入位于mRNA琥珀密码子位点上的多肽链的抑制基因突变。二、要求回答原理或机制的类型题如“基础理论”部分有些是要求回答原理或机制的，有的则要求结合例子论述的，有些是宏观（全局）问题，有些则为微观（细节）问题。因此在复习“基础理论”时，宏观和微观、原理和实例都要照顾到，并在复习和答题时加以注意。1、质粒的不相容性和相容性的分子基础机制 。质粒不相容性 plasmid incompatibility 同种的或亲缘关系相近的两种质粒不能同时稳定地保持在一个细胞内的现象，称为质粒不相容性。当一种新的质粒进入已经含有质粒的细胞中时，若两种质粒同源或近缘，它们就会竞争资源，而竞争的结果就是一个胜利另一个则被消除。但此过程需要几代或几十代或更长的细菌繁殖周期，而并不是一个快速的过程。质粒被分为两大组，同组中的质粒会相互竞争排斥。2、G蛋白的结构特点及其功能。G蛋白：即鸟苷酸结合蛋白，是一类位于细胞膜胞浆面、能与GDP或GTP结合的外周蛋白，由、三个亚基组成。以三聚体存在并与GDP结合者为非活化型。当亚基与GTP结合并导致二聚体脱落时则变成活化型，可作用于膜受体的不同激素,通过不同的G蛋白介导影响质膜上某些离子通道或酶的活性，继而影响细胞内第二信使浓度和后续的生物学效应。3、核酸电泳常用的染色剂及作用机理。核酸电泳后，需经染色后才能显现出带型，最常用的是溴化乙锭染色法，其次是银染色。溴化乙锭(ethidium bromide，EB)是一种荧光染料，EB分子可嵌入核酸双链的碱基对之间，在紫外线激发下，发出红色荧光。根据情况可在凝胶电泳液中加入终浓度为 0.5ug/ml的EB，有时亦可在电泳后，将凝胶浸入该浓度的溶液中染色1015min.琼脂 糖凝胶EB染色，肉眼可见核酸电泳带，其DNA量一般5ng，当溴化乙锭太多，凝胶染色过深，核酸电泳带看不清时，可将凝胶放入蒸馏水浸泡30min后再观察。银染色液中的银离子(Ag+)可与核酸形成稳定的复合物，然后用还原剂如甲醛 使Ag+还原成银颗粒，可把核酸电泳带染色黑褐色.主要用于聚丙烯酰胺凝胶电泳染色，也用于琼脂糖凝胶染色，其灵敏度比EB高200倍，但银染色后，DNA不宜回收。4、列出真核基因5上游激活基因转录的元件并详细介绍。真核基因顺式作用元件包括启动子、增强子及沉默子等。启动子真核启动子与原核启动子操纵子中启动序列的同义语。是RNA聚合酶结合位点并启动转录的1的DNA序列。启动子包括至少一个转录起始点以及一个以上的机能组件。在这些机能组件中最具典型意义的就是TATA盒，它的共有序列是TATAAAA。TATA盒通常位于转录起始点上游-25 -30 bp，控制转录起始的准确性及频率。TATA盒是基本转录因子TFIID结合位点。除TATA盒外，GC盒（GGGCGG）和CAAT盒（GCCAAT）也是很多基因常见的，它们通常位于转录起始点上游-30 -110 bp区域。此外，还发现很多其它类型的机能组件。由TATA盒及转录起始点即可构成最简单的启动子，即核心启动子元件。增强子就是远离转录起始点（1 30 kb）、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。增强子也是由若干机能组件组成，有些机能组件既可在增强子、也可在启动子中出现。这些机能组件是特异转录因子结合DNA的核心序列。从机能上讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作用。有时，对结构密切联系而无法区分的启动子、增强子样结构统称启动子。通常描述的、具有独立的转录活性和决定基因时间、空间特异性表达能力的启动子就是这类定义的启动子。在酵母基因，有一种类似高等真核增强子样作用的序列，称为上游激活序列（UASs），其在转录激活中的作用类似。沉默子某些基因含有的一种负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 5、SD序列和Kozak序列分别予以介绍。SD序列（Shine-Dalgarno sequence）mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。SD序列：在细菌mRNA 起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3端识别，帮助从起始AUG处开始翻译。在原核生物中, 核糖体中与mRNA结合位点位于16S rRNA 的3端,mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence),它是1974年由J.Shine 和 L.Dalgarno发现的,故此而命名。SD序列是mRNA中5端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密码AUG的上游3至11个核苷酸处,并且同16S rRNA 3端的序列互补。kozak序列： Kozak consensus sequence, Kozak consensus or Kozak sequence Kozak序列是位于真核生物mRNA 5端帽子结构后面的一段核酸序列，通常是ACCACCATGG，它可以与翻译起始因子结合而介导含有5帽子结构的mRNA翻译起始。对应于原核生物的SD序列。核糖体能够识别mRNA上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。注意这段序列并不是ribosomal binding site (RBS)核糖体结合位点，而是帽子结构。6、试述核型intron拼接中spliceosome的形成及拼接简单机制剪接体splicesome是进行RNA剪接时形成的多组分复合物，其大小为60S，主要是由小分子的核RNA和蛋白质组成。剪接体本身需要一些小核RNA参与。这些小核RNA不会翻译出任何蛋白，但对于调控遗传活动起到重要作用。由多个核蛋白聚集而成，具有识别mRNA前体的5剪接位点、3剪接位点和分支点的功能，GT-AG规则7、apoptosis的特征与其生理及病理意义 细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。8、简述转录因子Leucine Zipper Protein的结构和功能 亮氨酸拉链(leucine zipper)是由伸展的氨基酸组成，每7个氨基酸中的第7个氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨基酸，排列在。螺旋的一侧，所有带电荷的氨基酸残基排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。在“拉链”式的蛋白质分子中，亮氨酸以外带电荷的氨基酸形式同DNA结合。9、从分子水平上解释多抗、单抗的产生？怎样理解产生抗体的多样性？由一种克隆产生的特异性抗体叫做单克隆抗体。单克隆抗体能目标明确地与单一的特异抗原决定簇结合。由好几种克隆来产生抗体，形成好几种单克隆抗体混杂物，称为多克隆抗体。10、聚丙烯酰胺凝胶电泳与琼脂糖电泳在DNA电泳中有何不同和特点。琼脂糖凝胶分离DNA片度大小范围较广,不同浓度琼脂糖凝胶可分离长度从200bp至近50kb的DNA片段。琼脂糖通常用水平装置在强度和方向恒定的电场下电泳。聚丙烯酰胺分离小片段DNA(5-500bp)效果较好,其分辩力极高,甚至相差1bp的DNA片段就能分开。聚丙烯酰胺凝胶电泳很快,可容纳相对大量的DNA,但制备和操作比琼脂糖凝胶困难。聚丙烯酰胺凝胶采用垂直装置进行电泳。目前,一般实验室多用琼脂糖水平平板凝胶电泳装置进行DNA电泳。11、Sanger原理双脱氧法测序的基本原理是什么？其原理是：核酸模板在核酸聚合酶、引物、四种单脱氧碱基存在条件下复制或转录时，如果在四管反应系统中分别按比例引入四种双脱氧碱基，只要双脱氧碱基掺入链端，该链就停止延长，链端掺入单脱氧碱基的片段可继续延长。如此每管反应体系中便合成以共同引物为5端，以双脱氧碱基为3端的一系列长度不等的核酸片段。反应终止后，分四个泳道进行电泳。以分离长短不一的核酸片段(长度相邻者仅差一个碱基)，根据片段3端的双脱氧碱基，便可依次阅读合成片段的碱基排列顺序。12、Southern印迹的基本原理及其应用。 Southern印迹杂交是进行基因组DNA特定序列定位的通用方法。一般利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段，将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤或者紫外线照射固定，再与相对应结构的标记探针进行杂交，用放射自显影或酶反应显色，从而检测特定DNA分子的含量。主要应用：遗传病诊断，DNA图谱分析，PCR产物分析。13、试述两种转基因方法并说明其原理。遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。 农杆菌介导转化法农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。 基因枪介导转化法利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 花粉管通道法在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由我国学者周光宇提出，我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。14、试述双元载体的概念及其构件原理。双元载体系统又叫二元载体系统，是指农杆菌中用于把区域转入受体细胞的双质粒系统。其中一个质粒带有毒性基因，另一质粒带有改造过的区域，用于携带外源基因。双元载体系统的构建的原理是Ti质粒上的Vir基因可以反式激活TDNA 的转移。15、试述AFLP的原理及其应用。AFLP（amplified fragment length polymorphism）技术是一项分子标记技术，是基于PCR技术扩增基因组DNA限制性片段，基因组DNA先用限制性内切酶切割，然后将双链接头连接到DNA片段的末端，接头序列和相邻的限制性位点序列，作为引物结合位点。限制性片段用二种酶切割产生，一种是罕见切割酶，一种是常用切割酶。AFLP具有可靠性好，重复性强，可信度高等优点，近年来广泛应用于遗传育种研究，在动物遗传育种、动物基因组研究中有着广泛的应用前景。如：构建遗传连锁图谱、利用AFLP快速鉴别与目的基因紧密连锁的分子标记、AFLP辅助的轮回选择育种、利用AFLP技术研究基因表达与调控、分类和进化研究、甲基化研究。16、试述Phagemid和cosmid作为载体的特点。噬粒(phagemid或phasmid)是由质粒载体和单链噬菌体载体构建成的。它们既有质粒的复制起点，又有噬菌体的复制起点。因此，在大肠杆菌细胞里，可以按正常的双链质粒分子进行复制，生成双链DNA；当存在辅助噬菌体的条件时，在噬菌体基因蛋白质的作用下，又可像单链噬菌体M13一样按滚环模型复制出单链DNA，并在包装成噬菌体颗粒后释放出宿主细胞。cosmid 是英文 cos site-carrying plasmid 的缩写, 也称粘粒、柯斯载体。本意是带有粘性末端位点的质粒, 因此, 柯斯质粒是人工建造的的含有DNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体。这是一类用于克隆大片段DNA的载体，它是由噬菌体的cos（cohesive）末端及质粒（plasmid）重组而成的载体。cosmid载体带有质粒的复制起点、克隆位点、选择性标记以及噬菌体用于包装的cos末端等，因此该载体在体外重组后，可利用噬菌体体外包装的特性进行体外包装，利用噬菌体感染的方式将重组DNA导入受体细胞。但它不会产生子代噬菌体，而是以质粒DNA的形式存在于细胞内。17、试述因子和因子在转录过程中的作用。因子对识别DNA链上的转录信号是不可缺少的,它是核心酶和启动子之间的桥梁。因子与RNA聚合酶核心酶的结合是原核生物RNA合成的关键步骤。因子是依赖于DNA的RNA聚合酶的一个亚基。含因子的全酶与DNA上被限定的特定部位（启动子）牢固地结合，使RNA的合成能从正确的部位开始进行。在转录起始阶段，亚基（又称因子）识别特异启动序列；不同的因子决定特异编码基因的转录激活，也决定不同RNA（mRNA、rRNA和tRNA）基因的转录。亚基在转录延长时脱落。因子为存在于大肠杆菌中的，在遗传信息转录的终止阶段起作用的蛋白性因子。因子是一种分子量为46kDa的蛋白质，以六聚体为活性形式。依赖因子的终止位点，未发现有特殊的DNA序列，但因子能与转录中的RNA结合。因子的六聚体被约7080 nt的RNA包绕，激活因子的ATP酶（ATPase）活性，并向RNA的3端滑动，滑至RNA聚合酶附近时，RNA聚合酶暂停聚合活性，使RNADNA杂化链解链，转录的RNA释放出来而终止转录。18、试述16srRNA的分子大小、结构特点和生物学作用。16srRNA含有1540个核苷酸，只有原核生物的核糖体含有16s RNA，rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体（ribosome），如果把rRNA从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。原核生物的核糖体所含的rRNA有5S、16S及23S三种。16SrRNA的3端与SD(Shine-Dalg-arno)序列互补配对,促使核糖体结合到mRNA上,有利于翻译的起始。19、何谓双元载体，简述其组装过程及其作用机理？双元表达载体系统主要包括两个部分：一部分为卸甲Ti质粒，这类Ti质粒由于缺失了TDNA 区域，完全丧失了致瘤作用，主要是提供Vir基因功能，激活处于反式位置上的TDNA的转移。另一部份是微型Ti质粒(Mini-Ti plasmid)，它在TDNA左右边界序列之间提供植株选择标记如NPTII基因以及Lac Z基因等。 双元载体系统的构建的原理是Ti质粒上的Vir基因可以反式激活TDNA 的转移。与共整合载体所不同的是，它不依赖两个质粒之间的同源序列，不需要共整合过程就能在农杆菌内独立复制。20、基因组DNA有时会产生G：T错配，DNA复制时有时会发生A：C错配，他们产生的原因是什么，各怎么修复？G：T错配发生的原因是5-甲基胞嘧啶（C）发生脱氨基反应，氨基被酮基取代，从而变成胸腺嘧啶（T）。生物体都有修复系统，G：T突变要么被修复为G：C，要么发生突变，变成A：T。DNA复制是A：C的产生，是因为碱基的错误渗入，由错配修复系统修复。（有一个PPT，你可以看一下，里面有好多DNA突变的内容）21、大肠杆菌的启动子（或操纵子）活性有无强弱之分，如果有，决定其强弱的因素什么？用于原核表达系统的强启动子LacLacuv5TrpTacPLT7 诱导物22、有哪些第二信使，其来源以及在转录中的作用。细胞内有五种最重要的第二信使:cAMP、cGMP、Ca2+、1,2-二酰甘油(diacylglycerol,DAG)、1,4,5-三磷酸肌醇(inosositol1,4,5-trisphosphate,IP3)等。（一）第二信使的生成 激素受体第二信使调节系统的膜内装置包括三部分：受体、G蛋白和催化第二信使形成的酶。G蛋白是一系列鸟苷酸结合调节蛋白。形成激素受体复合物后，受体变构，导致复合物与结合着GDP的专一G蛋白结合，形成三元复合物，然后G蛋白变构，复合物解体，生成G-GTP复合物，此复合物再与有关酶结合，使其活化，形成第二信使。最后G蛋白的GTP酶活性将GTP水解为GDP，释放出无活性的酶，准备下一次反应。 在专一性G蛋白的转导下，腺苷酸环化酶与鸟苷酸环化酶分别催化cAMP、cGMP的生成。磷脂酶C催化二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解，生成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)。 （二）第二信使的作用 多数第二信使通过直接活化蛋白激酶发挥调节作用。蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化修饰的激酶，在生物调控中起重要作用。蛋白激酶的种类很多，根据底物被磷酸化的氨基酸残基不同，可分为丝氨酸或苏氨酸激酶和酪氨酸激酶；根据其调节因子可分为cAMP依赖性蛋白激酶（简称A激酶，PKA）、cGMP依赖性蛋白激酶（简称G激酶，PKG）Ca2+依赖性蛋白激酶（简称C激酶，PKC）等。cAMP和cGMP分别变构活化A激酶和G激酶，三磷酸肌醇使Ca2+浓度升高，二酰甘油提高C激酶对Ca2+的敏感性。 G激酶系统的调节效应，常与A激酶系统相反，组织中cAMP和cGMP的浓度变化也常互相消长。二者构成对立统一的调控系统。cAMP和cGMP分别在各自的磷酸二酯酶催化下水解灭活。 三磷酸肌醇作用于细胞内的钙储存库（线粒体、内质网），促进钙的释放，使其浓度急剧升高。钙作为胞内化学信使，通过活化C激酶和钙调蛋白，发挥其调节作用。PKC可以磷酸化多种蛋白，如糖原合成酶，磷酸化后活性降低。钙调蛋白(CaM)是一种钙依赖性调节蛋白，广泛存在于一切真核细胞中，结构十分保守。它是一种小分子酸性蛋白，分子量16700，有4个钙结合部位。钙调蛋白与钙结合后被活化，可刺激多种酶的活性，包括C激酶、腺苷酸环化酶、磷酸二酯酶和糖原磷酸化酶、糖原合成酶激酶等15种酶。 三磷酸肌醇和二酰甘油的寿命都很短。前者被水解生成肌醇，后者被磷酸化生成磷脂酸，通过磷脂酰肌醇循环，使二磷酸磷脂酰肌醇得以再生。 23、什么是基因印记（imprinting），它是怎么遗传的？举例说明。基因印记（genomic imprinting）是一种不遵循孟德尔定律、依靠单亲传递某些遗传学性状的现象,也就是某些基因呈亲源依赖性的单等位基因表达,另一等位基因不表达或表达极弱。经典孟德尔遗传学认为所有父系及母系等位基因有同等表达，但随着对遗传学研究的深入，人们发现了一种成为基因印记的非孟德尔遗传现象，它指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达方式，又称遗传印记或配子印记。它是一种伴有基因组改变的非孟德尔遗传形式，可遗传给子代细胞，但并不包括DNA序列的改变。例如：胰岛素样生长因子2基因（insulin-like growth factor 2, IGF2）只表达源自父亲的等位基因，母源等位基因被抑制。相反的例子，胰岛素样生长因子2受体基因（insulin-like growth factor 2 receptor, IGF2R）为源自父亲的等位基因不表达，只表达母源等位基因。24、为什么说“ribosome is a ribozyme”? 因为核糖体中催化肽键生成的亚基是RNA，所以也把核糖体叫做核酶，但因为核糖体是RNA 与蛋白质的复合体，所以严格的说应该叫核酶复合体。25、试述Z-DNA和回文序列的结构特点和功能的。Z-DNA又称Z型DNA，是DNA双螺旋结构的一种形式，具有左旋型态的双股螺旋（与常见的B-DNA相反），并呈现锯齿形状。Z-DNA为三种具生物活性的DNA双螺旋结构之一，另两种为A-DNA与B-DNA。其结构每两个碱基对重复出现一次。大小螺旋凹槽之间的差别较A型及B型小，只在宽度上有些微差异。这种型态并不常见，但某些特定情况可增加其存在的可能，如嘌呤-嘧啶交替序列、DNA超螺旋，或盐份与某些阳离子浓度高时。回文序列（palindrome）双链DNA中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，可形成发夹结构。这段序列被称为回文序列。其特点是在该段的碱基序列的互补链之间正读反读都相同（并非在同一条链上正读反读）。例如5GGTACC3 3CCATGG5回文结构序列是一种旋转对称结构，在轴的两侧序列相同而反向。当然这两个反向重复序列不一定是连续的。短的回文结构可能是一种特别的信号，如限制性内切酶的识别位点。较长的回文结构容易转化成发夹结构,此种结构的形成可能有助于DNA与特异性DNA结合蛋白结合。26、转录过程中进行起始定位的因子是什么？该因子在转录全过程是否都存在？为什么？现已经体外克隆并纯化该蛋白，它能否单独与DNA结合？为什么？27、什么是“epigenetic mutation”？如何导致的？表观遗传学是研究没有DNA序列变化的可遗传的基因表达的改变。它主要通过DNA的甲基化、组蛋自修饰、染色质重塑和非编码RNA调控等方式控制基因表达。近年发现，一个等位基因被另外一个等位基因在转录水平上沉默的副突变现象可能包含有表观遗传性质的变化。28、为什么核酸和蛋白都是有方向的? 这是由DNA的复制、转录与翻译的规则决定的29、试述信号转导的cAMP通路 。细胞外信号与相应受体结合，通过调节细胞内第二信使cAMP的水平而引起反应的信号通路。信号分子通常是激素，对cAMP水平的调节，是靠腺苷酸环化酶进行的。该通路是由质膜上的五种成分组成：激活型受体(stimulate receptor, RS)，抑制型受体(inhibite receptor, Ri)，激活型和抑制型调节G蛋白(Gs和Gi)和腺苷酸环化酶C。30、什么是内切酶的星号活性 ？在非理想的条件下，内切酶切割与识别位点相似但不完全相同的序列，这一现象称内切酶的星号活性。31、可以磷酸化的氨基酸是哪三个？丝氨酸，苏氨酸及酪氨酸32、带苯环的氨基酸是哪三个？苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸。33、DNA在多少nm有最大的光吸收，为什么?DNA 在260nm有最大的光吸收。这是由于DNA中的碱基的嘌呤和嘧啶环上的共轭双键。34、转座子标签法克隆植物基因的原理。其原理是利用转座子的插入造成基因突变，以转座子序列为基础，从突变株的基因文库中筛选出带有此转座子的克隆，它必定含有与转座子序列相邻的突变基因的部分序列，再利用这部分序列从野生型基因文库中获得完整的基因。35、在DNA复制过程中会形成一种复制体（replisome）的结构，它是由哪几部分组成的？包含DNA聚合酶，引发酶，解旋酶，单链结合蛋白和其它辅助因子36、AP-PCR和普通PCR的区别。37、RNAi（RNA干涉）的作用机理和应用。RNAi是将与靶基因的mRNA 同源互补的双链RNA(dsRNA ) 导入细胞,能特异性地降解该mRNA ,从而产生相应的功能表型缺失, 属于转录后水平的基因沉默。 一个反转录病毒载体被用于导入siRNA，以抑制人类胰腺肿瘤细胞中的癌基因K-ras等位基因（18）。负调控癌细胞中K-ras基因的表达使得它们在注入无胸腺的裸鼠皮下之后不再具有形成肿瘤的能力。一个重要的突破是发现短的双链RNA分子可用于哺乳动物细胞中特异性沉默基因表达。这个方法与传统的反义技术比效率明显更高，并且一些体内实验的数据已经发表。因此，反义技术有望广泛应用于对未知功能基因的研究、药物靶标的确认和治疗。38、试述基因芯片的种类和工作原理。基因芯片又称为DNA微阵列(DNA microarray)，可分为三种主要类型：1）固定在聚合物基片（尼龙膜，硝酸纤维膜等）表面上的核酸探针或cDNA片段，通常用同位素标记的靶基因与其杂交，通过放射显影技术进行检测。2）用点样法固定在玻璃板上的DNA探针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。3）在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进行检测。基因芯片的工作原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。39、叙述功能基因组学的内容与意义。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包括：生物学功能；细胞学功能；发育上功能。采用的手段包括经典的减法杂交，差示筛选，cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等，但这些技术不能对基因进行全面系统的分析，新的技术应运而生，包括基因表达的系统分析，cDNA微阵列，DNA 芯片和序列标志片段显示技术、微流控芯片实验室等。功能基因组学又被称为后基因组学（Postgenomics），它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能研究。40、试述植物基因组和动物基因组结构有何区别。动物基因组一般包括常染色体和性染色体（如X