第十三章 基因表达调控.doc

第十三章 基因表达调控本章要求1.掌握基因表达的概念，表达的特点及基本规律，调控的方式和意义。2.掌握基因表达的基本要素：顺式作用元件和反式作用因子及调节蛋白的相互作用3.掌握乳糖操纵子的结构及其调节原理4.了解真核基因表达调控的基本原则。内容提要 基因表达调控的基本内容是介绍细胞或个体生长过程中基因表达的方式、规律及调节机制，以及这些表达规律、调节机制与发育、分化的关系，个体与环境的适应。 一、基因表达的概念及意义 基因表达就是指基因转录和翻译的过程。并非所有基因表达过程都产生蛋白质分子，有些基因只转录合成RNA分子，如rRNA、tRNA等。这些基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。 原核生物，如细菌调节基因表达是为适应环境变化，调节代谢、维持细胞生长与分裂。真核生物，如动物乃至人类在环境变化及个体生长、发育的不同阶段调节基因的表达既为调节代谢、适应环境，也为维持生长、发育与分化。二、基因表达的规律与方式 1.基因表达的规律性 可分为阶段特异性和组织特异性两种： 阶段特异性：按功能需要，原核生物某一特定基因的表达随时间、环境而变化，严格按特定时间顺序发生，这就是基因表达的时间特异性。多细胞真核生物从受精卵到组织器官形成经历不同发育阶段。在各个发育阶段，相应基因严格按一定时间顺序开启和关闭，表现为与分化、发育阶段一致的时间性。因此，多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。 组织特异性：在多细胞真核生物中，同一基因在同一发育阶段的不同组织器官表达水平是不一样的；在发育、分化的特定时期内，不同基因在同一组织细胞内表达水平也不一样，即基因在不同组织空间表达不同，这就是基因表达的空间特异性，又称组织特异性。原核生物基因表达无组织特异性。 2.基因表达的方式 不同基因功能不同，调控机制不同，基因表达的方式也不同。 基本的基因表达：有些基因在生物个体生命全过程的几乎所有细胞中持续表达，称为基本的基因表达。这类基因通常被称之为管家基因。基本的基因表达并非绝对一成不变，其表达也是在一定机制控制下进行的。 诱导与阻遏：大多数基因表达状况极易受外环境变化的影响，有些基因在特定环境中或特殊条件刺激下表达水平增强，称作诱导。这类基因被称为可诱导基因。相反，如果基因在对环境信号应答时表现为表达水平降低，称作阻遏。这类基因就是可阻遏基因。刺激诱导发生的信号分子称为诱导剂，引起阻遏发生的分子称为阻遏剂。 三、基因表达的多级调控 从基因激活至蛋白质合成的各个环节，如基因活化、转录起始、转录后加工、mRNA降解、蛋白质翻译、翻译后加工修饰及蛋白质降解等任一环节发生异常，均会影响某个基因的表达水平。 四、基因表达调控要素 基因表达调控是在多级水平上进行的，其中转录起始是基本控制点。以mRNA转录为例，参与mRNA转录调节的基本要素如下： 1.DNA元件 DNA元件是指具有调节功能的特异DNA序列。原核生物大多数基因的表达通过操纵子机制调控。操纵子由启动序列、操纵序列等调节序列及其下游的编码序列串联组成。启动序列是RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。操纵序列一般与启动序列毗邻或接近，其DNA序列常与启动序列交错、重叠，它是原核阻遏蛋白的结合位点。当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，阻遏转录，介导负性调节。原核操纵子还有一些具有调节功能的DNA序列，可结合基因激活蛋白CAP，介导正性调节。 大多数真核基因调控以正性调节为主，这些调节机制普遍涉及编码序列两侧的、具有调节功能的DNA序列，称为顺式作用元件。根据顺式作用元件在基因中的位置、转录激活作用的性质及发挥作用的方式，可将真核基因的这些机能元件区分为启动子、增强子及抑制子。 2.调节蛋白 大部分属序列特异的DNA结合蛋白。根据调节蛋白的功能，原核调节蛋白分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。特异因子决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别及结合能力，因子就是一种典型的特异因子。阻遏蛋白可结合操纵序列，阻断RNA聚合酶与启动序列的结合，或阻遏RNA聚合酶的转录活性，介导负性调节。激活蛋白可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。分解代谢基因激活蛋白CAP就是一种激活蛋白，介导正性调节。 真核基因转录调节蛋白又称转录(调节)因子，或反式作用因子。这些转录因子又分为基本转录因子、增强子结合因子和转录抑制因子三类。 3.RNA聚合酶 DNA元件与调节蛋白对转录激活的调节作用最终由RNA聚合酶的活性来体现。RNA聚合酶活性受启动序列或启动子的结构、调节蛋白的性质影响。 五、原核基因表达调控 1 原核基因表达及调控的特点 原核基因表达及其调控具有下述特点： (1) 原核基因表达时转录与翻译过程紧密偶联。(2)操纵子调节机制在原核基因调控中具有普遍的意义。（3）在操纵子调节机制中普遍存在阻遏蛋白介导的负性调节。(4)原核基因转录合成多顺反子mRNA。(5)原核基因转录起始是控制基因活性的关键。 2.原核基因表达调控基本原理操纵子 操纵子的概念：所谓操纵子就是由功能上相关的一组基因在染色体上串联、共同构成的一个转录单位。一个操纵子通常含一个启动序列及数个可转录的编码基因，除启动序列和编码序列，操纵子内还含有其它具有调节功能的序列。 乳糖操纵子的结构：大肠杆菌的乳糖操纵子含z、y及a 3个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因i。i基因编码一个阻遏蛋白，后者与O序列结合，操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列P上游还有一个分解代谢基因活化蛋白CAP的结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。结构基因即由这一调控区调节，共同表达或关闭。在乳糖操纵子中，阻遏蛋白介导负性调节；在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。此时，i基因在Pi启动基因操作下表达一种阻遏蛋白，此阻遏蛋白与0序列结合，阻碍RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录起动。当有乳糖存在时，该操纵子即可被诱导，CAP蛋白介导正性调节，分解代谢基因激活蛋白CAP分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性；当有葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。 六、真核基因表达调控 1.真核基因结构特点 (1)真核基因的转录产物为单顺反子，即一个结构基因转录生成一个mRNA分子、翻译合成一条多肽链。 (2)高等真核基因中重复序列比原核更多、更普遍。某些重复序列发生在调控区，对DNA复制、转录调控具有重要意义。 (3)真核基因是不连续的，即在真核基因可转录的基因序列内部有内含子和外显子序列。初级转录本经剪接加工形成成熟的mRNA。不同的剪接方式形成不同的mRNA。因此，转录后产物的剪接过程也是真核基因表达调控的重要环节。 2.真核基因的转录特点 在下述方面真核与原核基因转录存在明显差别。 （1）活性染色体结构变化。 (2)正性调节占主导。 (3)转录与翻译分隔进行。 3.真核基因转录激活调节有关概念 顺式作用元件：是转录调节因子的结合位点或DNA序列，包括启动子、增强子和抑制子。 真核基因启动子是指RNA聚合酶起动位点周围的一组转录控制组件；每个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，转录调节因子即通过这些机能组件对转录起始发挥作用。在这些调节组件中最具典型意义的就是TATA盒子，它通常位于转录起始点上游个转录25bp至30bp，控制转录的准确性和频率。 所谓增强子就是远离转录起始点、决定组织特异性表达、增强启动子转录活性的特异DNA序列，其发挥作用的方式与方向、距离无关。从功能方面讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子，增强子也无法发挥作用。增强子和启动子有时分隔很远，有时连续或交错覆盖。 某些基因有负性调节元件抑制子的存在。有些DNA序列即可作为正性、又可作为负性调节元件发挥顺式调节作用，这取决于不同类型细胞中DNA结合因子的性质。 反式作用因子：又称转录调节因子或转录调节蛋白。按功能特性可将转录因子分为如下 (1)基本转录因子。RNA聚合酶、各有一组转录因子，它们是三种RNA聚合酶结合各自启动子所必需的。例如，TF类转录因子为所有mRNA转录起动共有，故称基本转录因子。 (2)转录激活因子。凡是通过DNA蛋白质、蛋白质蛋白质相互作用起正性转录调节作用的因子均属此范畴。增强子结合因子就是典型的转录激活因子。这类反式作用因子是某一种或类基因所特有。 (3)转录抑制因子。包括所有通过DNA蛋白质、蛋白质蛋白质相互作用产生负性调节效应的因子。这类因子往往属某一基因所特有。大多数转录因子结构包括不同的功能区，如DNA结合区、转录激活区 顺式作用元件与反式作用因子之间的DNA蛋白质相互作用、反式作用因子之间的蛋白质蛋白质相互作用是转录起始复合物形成过程中重要的反应形式。 mRNA转录激活及其调节：与原核不同，真核RNA聚合酶不能单独识别启动子，而是先由基本转录因子TFD识别TATA元件或启动元件并与之特异性结合，形成TFD启动子复合物，这一过程由TFA促进；接着由TFB加入装配，结合到启动子DNA上。在TFF等参与下，RNA聚合酶与TFD、TFB聚合，形成一个功能性的前起始复合物。在几种基本转录因子中，TFD是唯一具有与位点特异的DNA结合能力的因子，在复合物组装过程起关键性作用。很多特异转录调节因子均以TFD为靶分子控制转录起始。测 试 题一、单项选择题(在备选答案中只有一个是正确的)1.基因表达产物A.是DNA B.是RNAC.是蛋白质D.大多是蛋白质，有些是RNAE.是酶和DNA2.原核基因表达调控的意义是：A.调节生长与分化B.调节发育与分化C.调节生长，发育与分化D.调节代谢，适应环境E.维持细胞特性和调节生长3.真核基因表达调控的意义是：A.调节代谢，适应环境B.调节代谢，维持生长C.调节代谢，维持发育与分化D.调节代谢，维持生长、发育与分化E.调节代谢，适应环境，维持生长、发育与分化4.下述关于管家基因表达描述最确切的是：A.在生物个体的所有细胞中表达B.在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中持续表达C.在生物个体全生命过程的部分细胞中持续表达D.在特定环境下的生物个体全生命过程的所有细胞中持续表达E.在特定环境下的生物个体全生命过 程的部分细胞中持续表达5.基本的基因表达：A.有诱导剂存在时表达水平增高B.有诱导剂存在时表达水平降低C.有阻遏剂存在时表达水平增高D.有阻遏剂存在时表达水平降低E.极少受诱导剂或阻遏剂影响6.紫外线照射引起DNA损伤时，细菌DNA修复酶基因表达反应性增强，这种现象称为A.诱导 B.阻遏 C.基本的基因表达 D.正反馈 E.负反馈7.根据目前认识，大多数基因表达调控基本环节是：A.发生在复制水平 B.发生在转录水平C.发生在转录起始 D.发生在翻译水平E.发生在翻译后水平8.顺式作用元件是指下述的：A.TATA盒和CCAAT盒 B.具有调节功能的DNA序列 C.5侧翼序列 D.3侧翼序列E.非编码序列9.乳糖操纵子中的i基因编码产物是：A.一种激活蛋白B.一种阻遏蛋白C.一种半乳糖苷酶D.透酶E.乙酰基转移酶10.阻遏蛋白结合乳糖操纵子中的：A.0序列 B.P序列 C.i基因 D.Y基因 E.Z基因二、多项选择题(在备选答案中有二个或二个以上是正确的，错选或未选全的均不给分)1.基因表达产物：A.可以是DNA B.可以是tRNAC.可以是mRNA D.可以是rRNAE.可以是蛋白质2.基因的组织特异性表达可表现为：A.在同一组织不同基因表达不同B.在不同组织同一基因表达不同C.在不同组织不同基因表达不同D.在同一组织不同基因表达相同E.在不同组织同一基因表达相同3.直接参与乳糖操纵子调控的因素有A.i基因编码蛋白 B.Z基因编码蛋白C.CAP D.Y基因编码蛋白 E.乳糖4.参与原核基因表达调控的因子可以是A.激活蛋白 B.阻遏蛋白C.基本转录因子 D.特异因子 E.某些小分子化合物5.可用作克隆载体的DNA分子有：A.染色体DNA B.病毒DNA C.细菌DNAD.噬菌体DNA E.质粒DNA6.根据目前认识，基因表达调控可以发生在： A.复制水平B.转录水平C.转录起始D.翻译水平E.翻译后水平 7.顺式作用元件是指下述的：A.TATA盒和CCAAT盒B.具有调节功能的各种DNA序列C.具有调节功能的5侧翼序列D.具有调节功能的3侧翼序列E.所有非编码序列8.反式作用因子：A.指转录调节蛋白而言B.指转录调节因子而言 C.包括RNA聚合酶 D.包括DNA聚合酶E.包括DNA酶I9.真核基因表达调控特点是：A.正性调节占主导B.负性调节占主导C.转录与翻译分隔进行D.转录与翻译偶联进行E.伴有染色体结构变化10.乳糖操纵子在： A.没有半乳糖存在时处于阻遏状态B.有半乳糖存在时处于阻遏状态 C.没有半乳糖存在时处于表达状态D.有半乳糖存在时处于表达状态E.有高浓度半乳糖、低浓度葡萄糖时处于表达状态11.影响RNA聚合酶活性的是：A.启动子或启动序列的结构B.调节蛋白的性质C.RNA转录模板的结构D.RNA转录模板的长度E.多聚A序列的长度12.基因表达规律性可表现为：A.阶段特异性 B.组织特异性C.细胞特异性 D.时间特异性E.空间特异性三、填空题1.细菌调节基因表达是为调节代谢，适应 、维持 。2.多细胞真核生物调节基因表达是为调节代谢，适应 ，维持 。3.对环境信号应答时，基因表达水平升高的现象称为 ，引起基因表达水平升高的信号分子被称为 。4.对环境信号应答时，基因表达水平降低的现象称为 ，引起基因表达降低的信号分子被称为 。 5.参与基因表达调控的基本要素是 和 。6.乳糖操纵子的i基因编码一种 ，它与乳糖操纵子的 结合，使操纵子处于关闭状态。7.有葡萄糖存在时，cAMP浓度 ，cAMP与 结合受阻，乳糖操纵子表达下降。8.真核基因启动子是 的结合位点；通常，没有 存在启动子不表现活性。四、名词解释1.启动子 2.增强子 3.操纵子 五、问答题1.基因表达调控的基本模式是什么。2.为什么称真核基因表达的空间特异性为组织特异性?3.试述乳糖操纵子的结构及调控原理。4.论述基因表达调控的意义，参 考 答 案一、单项选择题1.D 2.D 3.E 4.B 5.E 6.A 7.C 8.B 9.B 10.A二、多项选择题1.BCDE 2.ABC 3.AC 4.ABDE 5.BDE 6.ABCDE 7.ABCD 8.AB 9.ACE 10.ADE 11.AB 12.ABCDE三、填空题1.环境 生长2.环境 生长 发育与分化3.诱导 诱导剂4.阻遏 阻遏剂5.DNA序列 调节蛋白(或顺式作用元件 反式作用因子)6.阻遏蛋白 0序列7.降低CAP蛋白(或分解代谢基因激活蛋白)8.RNA聚合酶 增强子四、名词解释1.启动子是指RNA聚合酶结合位点及其周围的DNA序列，至少包括一个转录起始点及一个以上的机能组件。2.决定组织特异性表达、增强启动子转录活性的特异DNA序列，其发挥作用的方式与方向、位置无关。3.由功能上相关的一组基因相互串联组成的转录调节单位。五、简答题1.是DNA-蛋白质 和蛋白质蛋白质之间的相互作用，是基因表达调控的基本模式。2.多细胞真核生物同一基因产物在不同的组织器官、或不同基因产物在同一组织器官含量多少是不一样的，即在发育、分化的特定时期内，基因表达产物依组织细胞的空间分布而表现差异，因此，真核基因表达的空间特异性又称组织特异性。 3.回答问题要点： (1)乳糖操纵子的结构含z、y及a3个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因i。i基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列P上游还有一个分解代谢基因激活蛋白(CAP)结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。 (2)阻遏蛋白的负性调节 在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。此时，i基因在Pi启动基因操作下表达一种阻遏蛋白，此阻遏蛋白与O序列结合，阻碍RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录起动。当有乳糖存在肘，乳糖转变为半乳糖，后者结合阻遏蛋白，使构象变化，阻遏蛋白与O序列解离。在CAP蛋白协作下发生转录。 (3)CAP的正性调节：分解代谢基因激活蛋白CAP分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性提高；当有葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。 4.生物体赖以生存的外环境是在不断变化的。从低等生物到高等生物，包括人体中的所有活细胞都必须对内、外环境变化作出适当反应，调节代谢，以使生物体能更好地适应环境变化。生物体适应环境、调节代谢的能力与蛋白质分子的生物学功能有关，即与基因表达及调控有关。原核生物，如无核的单细胞细菌调节基因表达是为适应化学、物理等环境变化，调节代谢、维持细胞生长与分裂；真核生物，如真菌、植物、动物乃至人类在环境变化及个体生长、发育的不同阶段调节基因的表达，既为适应环境变化调节代谢的需要，也为控制生长、发育及分化的需要。 第十四章 基因重组与基因工程本章要求1.熟悉自然界的基因转移和重组。2.掌握基因工程、基因诊断、基因治疗等基本概念。3.掌握基因工程技术的特点及基本操作过程。4.了解基因工程技术在医学领域中的应用。内容提要 重组DNA技术是基于人们对自然界基因转移和重组的认识发展起来的一门分子生物学技术。自然界基因的转移有几种形式：接合作用、转化作用、转导作用、转座。当细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞转移至另一细胞，这种类型的DNA转移称为接合作用。通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞获得新的遗传表型，这就是转化作用。由病毒携带、将宿主DNA片段从一个细胞转移至另一细胞的现象或机制，称为转导作用。由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。在接合、转化、转导或转座过程中，若不同DNA分子之间发生共价连接称重组。这些过程中的基因重组有两种类型，即位点特异的重组和同源重组。依赖整合酶、在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称位点特异的重组。发生在同源序列间的重组称为同源重组，又称基本重组。体外重组DNA技术实质是将不同DNA片段进行人工连接。利用酶学的方法，将不同来源的DNA分子在体外进行特异切割，重新组成一个新的DNA分子，再通过一定的方式导入宿主细胞并在其内进行扩增表达，产生大量的同一基因或其表达产物，称为基因克隆或分子克隆，又称重组DNA技术。一个完整的基因克隆过程应包括：目的基因的获取，克隆基因载体的选择与改造，目的基因与载体的连接，重组DNA分子导入受体细胞，筛选出含感兴趣基因的重组DNA转化细胞。实现上述过程需要一些重要的工具酶，如限制性核酸内切酶及连接酶等。限制性核酸内切酶是一类识别DNA特异序列的内切核酸酶。人们要克隆并研究的基因称目的基因，其来源有几种途径：化学合成，酶促合成cDNA，制备的基因组DNA及PCR技术。外源DNA离开染色体是不能复制的。将外源基因连接到复制子上，构建嵌合DNA，外源基因即可作为复制子的一部分在宿主细胞中复制。这种复制子就是克隆基因的载体。细菌质粒、噬菌体和一些病毒DNA均可被改造成基因克隆的载体。根据采用的克隆载体性质不同，将重组DNA分子导入受体细菌的方法有转化、转染及感染。将重组DNA分子导入受体菌后，通过适当形式的培养板生长即可获得一定的抗药菌落。利用原位杂交、Southern印迹或免疫学方法对抗药菌落进行筛选，获得含目的基因的转化子菌落，再经扩增、分离重组DNA，获得基因克隆。以上过程也可概括为“分、切、接、转、筛”。分离的克隆cDNA或基因与适当表达载体连接后可实现目的基因在E.coli或其他表达体系的表达。重组DNA技术在疾病病因的发现，表达有药用价值的蛋白质，DNA诊断及疾病的预防等方面具有广泛的应用价值，并促进了当代分子医学的诞生和发展。测 试 题一、单项选择题1.关于接合作用正确的是：A.细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，染色体DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）B.细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，某些较大质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）C.细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，噬菌体DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）D.细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，所有类型的质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）E.细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，所有类型的噬菌体DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）2.下列哪种方式保证了免疫球蛋白的多样性？A.转化 B.转染 C.转位 D.转导 E.接合3.基因工程的特点是：A.在分子水平上操作，在分子水平上表达 B.在分子水平上操作，在细胞水平上表达C.在细胞水平上操作，在分子水平上表达D.在细胞水平上操作，在细胞水平上表 达E.以上均可以4.实验室内常用的连接外源性DNA和载体DNA的酶是：A.DNA连接酶 B.DNA聚合酶 C.DNA聚合酶 D.DNA聚合酶 E.反转录酶5.用来鉴定DNA的技术是：A.Northern印迹 B.Southern印迹 C.Western印迹 D.亲和层析 E.离子交换层析6.用来鉴定RNA的技术是：A.Northern印迹 B.Southern印迹 C.Western印迹 D.亲和层析 E.离子交换层析7.重组DNA技术中常用的工具酶下列哪项不是：A.限制性核酸内切酶 B.DNA连接酶 C.DNA聚合酶 D.RNA聚合酶 E.反转录酶8.F因子从一个细胞转移至另一个细胞的基因转移过程称为：A.转化 B.转导 C.接合 D.转染 E.转位9.限制性核酸内切酶不具有下列哪项特点：A.仅存在于原核细胞中 B.用于重组DNA技术中的为类酶 C.能识别双链DNA中特定的碱基顺序 D.具有一定的外切酶活性 E.辨认的核苷酸序列常具有回文结构10.关于基因工程的叙述，下列哪项是错误的？A.基因工程也称基因克隆 B.只有质粒DNA可作载体 C.重组体DNA转化或转染宿主细胞 D.需获得目的基因 E.需对重组DNA进行纯化、筛选11.有关质粒的叙述，下列哪项是错误的？A.小型环状双链DNA分子 B.可小到2-3Kb，大到数百个Kb C.不能在宿主细胞中进行复制 D.常含有耐药基因 E.常具有多种限制性核酸内切酶的单一切点12.通过自动获取或人为地供给外源DNA使受体细胞获得新的遗传表型，称为：A.转化 B.转导 C.转染 D.转座 E.接合13.由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为：A.转化 B.转导 C.转染 D.转座 E.接合14.由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称：A.位点特异的重组 B.同源重组 C.基本重组 D.随机重组 E.人工重组15.发生在同源序列间的重组称为：A.位点特异的重组 B.非位点特异的重组 C.基本重组 D.随机重组 E.人工重组16.可识别并切割特异DNA序列的称：A.限制性核酸外切酶 B.限制性核酸内切酶 C.非限制性核酸外切酶D.非限制性核酸内切酶 E.DNA酶17.在重组DNA技术中催化形成重组DNA分子的是：A.聚合酶 B.解链酶 C.连接酶 D.拓扑酶 E.内切酶18.重组DNA技术领域常用的质粒DNA是：A.细菌染色体DNA的一部分 B.细菌染色体外的独立遗传单位C.病毒基因组DNA的一部分 D.真核细胞染色体DNA的一部分 E.真核细胞染色体外的独立遗传单位19.基因工程操作应用的许多载体质粒都有抗生素的抗性基因，这是为了便于：A.外源基因插入质粒 B.宿主菌的生物繁殖 C.质粒的转化 D.带有目的基因的宿主菌的筛选 E.目的基因的表达20.以mRNA为模板，催化cDNA合成的酶是：A.RNA聚合酶 B.DNA聚合酶 C.反转录酶 D.限制性核酸内切酶 E.DNA酶21.基因工程的基本过程不包括：A.重组体的序列分析 B.限制酶的切割 C.重组体的筛选 D.载体及目的基因的分离 E.DNA重组体的形成与转化22.下列基因工程中目的基因的来源，最不常用的是：A.人工合成DNA B.从mRNA合成cDNA C.从真核生物染色体DNA中直接分离 D.从细菌基因组DNA中直接分离 E.从基因文库中获取23.下列关于回文结构的序列不正确的是：A.是限制性核酸内切酶的识别序列 B.是某些蛋白质的识别序列 C.是基因的旁侧序列 D.是高度重复序列 E.具有对称轴24.下列步骤不属于Southern印迹法的是：A.用限制性内切酶消化DNA B.DNA与载体进行连接 C.凝胶电泳分离DNA片段 D.DNA片段转移至硝酸纤维素膜上 E.用一个标记的探针与膜杂交25.有关目的基因与载体连接的叙述错误的是：A.可以用同一限制性内切酶产生粘性末端连接 B.不同限制性内切酶切割则不能连接 C.平末端切口可采用“尾接法” D.平末端切口可直接连接 E.均需DNA连接酶参与26.关于翻译，下列哪项不正确？A.重组体由目的基因与载体连接组成 B.重组体能转化细胞 C.重组体的表达在细胞水平 D.重组体有独立繁殖的能力 E.重组体的表达体系有真核和原核两种27.基因重组的方式不包括：A.转化 B.转导 C.转位 D.转换 E.整合28.关于噬菌体错误的是：A.感染大肠杆菌时仅把DNA注入大肠杆菌内 B.有溶源和裂解两种生活方式 C.溶源和裂解两种生活方式可以相互转变 D.噬菌体是由外壳蛋白和DNA组装而成 E.当从一个宿主细胞释放出来，再感染另一宿主细胞时，一定发生转导作用29.DNA克隆不包括下列哪项步骤？A.选择一个合适的载体 B.限制性核酸内切酶在特异位点裂解质粒和目的基因 C.用连接酶连接载体DNA和目的DNA，形成重组体 D.用载体的相应抗生素抗性筛选含重组体的细菌 E.重组体用融合法导入细胞30.下列哪项不能作为基因工程重组体的的筛选方法？A.抗药性标志选择 B.宿主菌的营养缺陷标志补救 C.原位杂交 D.Southern印迹 E.PCR技术二、多项选择题1.自然界基因转移可能伴发基因重组的有：A.接合作用 B.转化作用C.转导作用 D.转座E.以上都不是2.在分子克隆中，目的DNA可来自：A.原核细胞染色体DNA B.真核细胞染色体DNA C.真核细胞mRNA反转录获得的cDNA D.聚合酶链反应 E.人工合成的DNA3.可用作克隆基因载体的DNA有：A.细菌质粒DNA B.噬菌体DNA C.病毒DNA D.酵母人工染色体E.真核细胞基因组DNA4.将重组DNA分子导入受体细菌的方法有：A.接合 B.转座 C.转化 D.转染 E.感染5.关于质粒DNA的叙述正确的是：A.是基因组DNA的组成部分 B.具有独立复制能力 C.具有编码蛋白质的功能 D.含有感兴趣的目的DNA E.含有各种抗生素抗性基因6.分子克隆又称：A.单克隆抗体制备 B.DNA提取 C.DNA克隆 D.基因克隆 E.重组DNA7.基因工程基本过程包括：A.目的基因的获取 B.克隆载体的改建 C.目的DNA与载体的拼接 D.将重组分子导入受体菌 E.重组DNA分子转化受体菌的筛选8.对于重组体的筛选，属于直接筛选法的是：A.免疫化学法 B.原位杂交法 C.Southern印迹 D.补救标志筛选 E.抗药性标志筛选9.对于重组体的筛选，属于非直接选择法的是：A.免疫化学法 B.原位杂交法 C.Southern印迹 D.补救标志筛选 E.酶联免疫筛选10.限制性核酸内切酶切割DNA时可产生：A.5粘性末端 B.3粘性末端 C.平末端 D.单链缺口 E.粘性末端11.基因工程中外源基因又称为：A.目的基因 B.目的DNA C.目的RNA D.target DNA E.外源RNA12.重组DNA技术中常用的工具酶有：A.限制性核酸内切酶 B.DNA聚合酶 C.DNA连接酶 D.反转录酶 E.末端转移酶13.使细胞获取新的遗传表型的方式有：A.接合作用 B.转化作用 C.转导作用 D.转座 E.以上均可以14.作为基因工程的载体DNA必须具备的条件是：A.能独立自主复制 B.易转化 C.易检测 D.具有限制性内切酶的切口 E.易提取获得15.将表达载体导入真核细胞的转染方法有：A.磷酸钙转染 B.DEAE葡聚糖介导转染 C.电穿孔 D.脂质体转染 E.显微注射16.可作为重组DNA的目的基因有：A.mRNA B.tRNA C.PCR扩增片段 D.基因组DNAE.rRNA17.较理想的原核表达载体应具有：A.可调控的强启动子序列 B.很强的增强子序列 C.适当的选择标志 D.适当的克隆位点 E.起始密码18.利用限制性核酸内切酶可以：A.切割特异DNA序列 B.修复DNA C.删除特定的DNA片段 D.扩增DNA E.切割外源DNA19.重组体的筛选方法有：A.抗药标志筛选 B.标志补救 C.分子杂交 D.免疫化学 E.PCR技术20.自然界发生的基因转移有：A.转化 B.转导 C.转染 D.转座 E.基因表达21.目前多用作基因载体的有：A.质粒DNA B.噬菌体DNA C.病毒DNA D.cDNA E.rRNA22.在基因工程技术中，常用的工具酶包括：A.限制性核酸内切酶 B.DNA连接酶 C.解链酶 D.DNA聚合酶 E.限速酶23.下述序列属于完全回文结构的是：A.5.CCTAGG.3 B.5.CCATGG.3 C.5.CCTTGG.3 D.5.CGATCG.3 E.5.CGTACG.324.组成PCR反应体系的物质包括：A.RNA引物 B.TaqDNA聚合酶 C.RNA聚合酶 D.DNA模板 E.dNTP25.基因工程中目的基因的来源可以是：A.化学合成 B.PCR合成 C.基因组文库 D.cDNA文库 E.多肽链化学合成三、填空题1.自然界的常见基因转移方式有_、_、_、_。2.不同DNA分子间发生的共价连接称为_，有_、_两种方式。3.某些基因可以从一个位置移动到另一个位置，这些可移动的DNA序列包括_和_。4.由_和_介导的基因移位或重排称为转座。5.反转录病毒整合酶可特异地识别、整合反转录病毒的cDNA的_，转座酶可特异识别转座子的_，发生特异性整合。6.基因工程的载体必须具备的条件有_、_、_。7.限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列的个数为_、_和_，其切口有_端和_端。8.基因工程常用的载体DNA分子有_、_和_。9.一个完整的DNA克隆过程应包括_、_、_、_、_。10.目的基因获取的途径或来源有_、_、_、_、_。11.基因克隆真核生物表达体系常见的有_、_、_表达体系。12.根据重组体DNA的性质不同，将重组体DNA导入受体细胞的方式有_、_、_等。13.当细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，_就可以从一个细胞（细菌）转移到另一细胞（细菌），这种类型的DNA转移称为_作用。14.重组DNA技术中常用的工具酶有_、_、_、_。15.常用的外源基因与载体的连接方式有_、_、_、_。四、名词解释1.基因工程（genetic engineering） 2.接合作用（conjugation） 3.转化作用（transformation） 4.转导作用（transduction）5.转座（transposition） 6.同源重组（homologous recombination）7.基本重组（general recombination） 8.DNA克隆（DNA cloning）9.限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）10.目的基因（target gene） 11.质粒（plasmid）12.基因组DNA文库（genomic DNA library）13.载体（vector）14.cDNA文库（cDNA library）五、问答题1.什么叫基因克隆？简述基因克隆的步骤。2.限制性内切核酸酶有哪些特点？3.简述重组DNA技术中目的基因的获取来源和途径。4.基因工程中重组体筛选的方法有哪些？5.基因工程E.coli表达体系的表达载体必须符合哪些标准？6.作为基因工程的载体必须具备哪些条件？7.简述-互补筛选重组体质粒细菌的原理。8.常用的真核表达体系有哪些？常用于细胞转染的方法有哪些？参 考 答 案一、单项选择题1.B 2.D 3.B 4.A 5.B 6.A 7.D 8.C 9.B 10.B11.C 12.A 13.D 14.A 15.C 16.B 17.C 18.B 19.D 20.C21.A 22.D 23.D 24.B 25.B 26.D 27.D 28.E 29.E 30.E二、多项选择题1.ABCD 2.ABCDE 3.ABCD 4.CDE 5.BC 6.CDE 7.ABCDE 8.BCDE 9.AE 10.ABCE 11.ABD 12.ABCDE 13.ABC 14.ABC 15.ABCDE 16.CD17.ACD 18.ACE 19.ABCD 20.ABD 21.ABC 22.ABD 23.ABDE 24. BDE25.ABCD三、填空题1.接合作用，转化作用，转导作用，转座 2.基因重组，位点特异的重组，同源重组 3.插入序列，转座子 4.插入序列，转座子 5.长末端重复序列，反向末端重复序列 6.能独立复制，便于检测，可导入宿主细胞 7.4，6，8，粘，平 8.质粒DNA，噬菌体DNA，病毒DNA 9.目的基因的获取，基因载体的选择与构建，目的基因与载体的拼接，重组体导入受体细胞，筛选与坚定出阳性克隆 10.人工合成，基因组DNA，cDNA，聚合酶链反应，基因文库 11.酵母，昆虫，哺乳动物细胞 12.转化，转染，感染 13.质粒DNA，接合作用 14.限制性核酸内切酶，DNA连接酶，DNA聚合酶，反转录酶 15.粘性末端连接，平末端连接，同聚物加尾连接，人工接头连接四、名词解释1.基因工程是指将DNA重组体引进受体细胞中，建立无性系的过程。因此，又称为基因克隆。克隆某一基因或DNA片段过程中，将外源DNA插入载体分子所形成的复制子是杂合分子嵌合DNA，所以又称为重组DNA。2.当细胞（细菌）与细胞（细菌）相互接触时，质粒DNA就可以从一个细胞（细菌）转移到另一个细胞（细菌），这种类型的DNA转移称为接合作用。3.由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变的过程（或使宿主细胞获得新的遗传表型）称为转化作用。4.当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来，再次感染另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。5.转座即是指一个或一组基因从一个位置转到基因组