扬州大学基因工程期末试题-复习要点整理

基因工程期末考试试题复习点整理遗传工程是20世纪70年代兴起的科学，是生物学最具生命力、最引人注目的尖端科学之一，是现代生物技术的代表，也是生命科学领域的重要专业课。本课程主要介绍基因工程概述、重组DNA基本技术和原理、基因克隆、基因的分离和鉴定、基因工程表达系统、基因工程应用等。通过本课程的学习，使学生将基因工程技术的基本原理和该技术应用于动物、植物、微生物等，今后从事生物学教育、生物工程研究和产品开发，或者进一步为研究生研究研究打下了坚实的理论和专门基础。扬州大学考试试卷一、名词说明：共10个问题，每个问题2分，共20分。1.基因：是DNA分子包含特定遗传信息的一个核苷酸序列，是遗传物质的最低功能单位。2.定位克隆：获取染色体上基因的位置信息，然后通过多种方法定位和复制这些基因3.融合基因：是利用DNA in vitro重组技术构建的两个或多个不同基因核苷酸序列中的一类新基因。4.将转基因儿子：导入外源DNA后获得新遗传标记的细菌细胞或其他受体细胞，也称为重组体。5.人工连接器：合成双链DNA短序列，具有一个或多个特定的限制性内切酶识别和切割序列。6.RT-PCR:是以mRNA通过逆转录酶作用合成cDNA第一链为模板的PCR。7.ORF :是一个潜在的编码区域，它是从AUG开始并在UAA、UGA、UAG结束的连续密码子区域。8.MCS:是一个矢量上的合成DNA片段，包含多个酶紧密排列的DNA片段，这些酶限制了核酸内聚酶。9.基因测序：基因工程使用活细胞染色体DNA表达利用外源DNA的同源DNA序列和重组特性改造染色体上特定目的基因的技术10.5race :是通过PCR的cDNA端快速复制技术，是将mRNA逆转为以mRNA为模板的cDNA的第一条链，然后用PCR技术放大特定部位和5端之间的未知序列的方法。第四，断答式：共4个问题，共20分。1.简述了获得目标基因常用的几种方法。(5分)回答：(1)直接从染色体DNA分离：(1点)仅适用于原核生物、叶绿体、线粒体基因的分离，并被较少采用。(2)合成：(1分钟)根据已知多肽链的氨基酸序列，利用基因编码表估算其核苷酸序列，进行合成。适用于编码小分子多肽的基因。(3)从mRNA合成cdna:(1分钟)以特定的方法捕捉特定基因的mRNA，然后通过反转录酶合成RNA链，把互补的DNA链合成为DNA聚合酶，得到双链DNA。这种方法通常能获得完全可表达的基因。(4)使用PCR复合：(1点)如果知道目标基因两端的序列，就可以使用体外合成目标基因的聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)技术。(5)从基因库中筛选：(1分钟)首先构建基因组或cDNA库，然后使用探针从库中筛选目标复制。分子克隆载体应具有哪些特性？(4点)回答：(1)在宿主细胞内，必须能够自主复制(1分)(2)克隆必须有适当的酶切部位插入外源DNA片段，而不影响克隆(1分)(3)过滤(1点)有特定的复选标记(4)为了方便准备(1分)托架，复印的数量很高Cdna库和基因组库的主要区别是什么？(5分)回答：(1)基因组库复制所有基因，包括未知功能的DNA序列；CDNA库复制含有蛋白质产品(包括调节基因)的结构基因。(两点)(2)基因组文库复制整个遗传信息，不受时空影响；CDNA库受开发和调节因子的影响，复制编码不完整的DNA序列。(1点)(3)基因组库中的编码基因是实际基因，包含内含子和外显子，而cDNA库复制的是无内含子功能基因。(两点)4.质粒载体有Tetr和Kanr的表型，Kan耐药基因内有Bgl I的接触点。活性Bgl I为基因复制切割载体，(1)转换后涂上碟子时，需要添加什么抗生素呢？(2)培养后生长的殖民地的抵抗基因型是什么？(？(3)怎样用电阻变化筛选含有插入片段的重组体？(？(6分)回答：(1)添加四环素；(2)tetrkans和TetrKanr；(3)只有泰特、戛纳和泰特的在平板电脑上，选择只在泰特平板上生长的殖民地，这就是需要的重组体。V.分离问题10分科学家们将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子重组，在大肠杆菌中成功表达。流程如下图所示回答：(1)为什么人的基因能与大肠杆菌的DNA分子重组？(？(2)过程表明用什么方法获得目标基因？(3)检测大肠杆菌b是否引入了质粒或重组质粒，可用的方法和原因？(4)如果把已经引入普通质粒a或重组质粒的大肠杆菌放入含有四环素的培养基中培养，会发生什么情况？(？分析原因？答： (1)人的基因与大肠杆菌DNA的组成成分有相同的结构(2分)(2)反转录法(反转录法)(2分)(3)在含有氨苄西林的培养基上涂上大肠杆菌b，引入了质粒a或重组质粒，反之则没有导入。因为一般质粒a和重组质粒都有氨苄西林基因(2分)(4)有可以生长的，也有不能生长导入普通质粒a的细菌的。因为通常质粒a有四环素耐药基因；引进重组质粒的细菌不能生长。目的基因插入四环素耐药基因，破坏其结构和功能。(4点)六、论述问题：共1个问题，15分。1.基因工程运行过程中使用的复制矢量应具备什么条件？选择受体细胞的基本原则是什么？答：复制托架必须符合以下条件：(7分钟)携带者携带外来性DNA片段(基因)，进入受体细胞，或停留在细胞质中，自行克隆，或整合在染色体DNA中，与染色体DNA的克隆一起克隆。(1点)载体具有适当的筛选基因标记。(1点)载体都具有插入外源基因的限制性核酸内切部位，即多克隆部位。(1点)载体都要安全。不能有伤害受体细胞的基因，不能随机转移到受体细胞以外的其他生物细胞，尤其是人的细胞。(1点)载体本身的分子量比较小，可以容纳很多外来性基因片段。(1点)细胞内载体的拷贝数高，才能在细胞内大量扩增外源基因。(1点)载体在细胞内稳定性高，才能保证重组体稳定继承，不容易丢失。(0.5分)载体的特点，包括它的全部核苷酸序列都充分掌握。(0.5分)受体细胞的选择应具有基本原则：(8分钟)便于引入重组DNA分子。(1点)方便了重组体的筛选。根据所用表达载体中包含的选择性标记是否与受体细胞基因相匹配，可以很容易地筛选重组体。(1点)遗传稳定性好，不影响外来种的表达效率，容易培养或高密度发酵。对动物细胞选择的受体细胞培养适应能力强，可以附着或悬浮培养，可以在无血清培养基中培养。(1点)受体细胞内没有内源性蛋白质水解酶基因或蛋白酶含量少，有利于在细胞内积累外源蛋白表达产物，促进外源基因高效分泌表达。(1点)安全性高，没有致病性，不会对外部环境造成生物污染。选择致病性缺陷细胞或营养不足细胞作为受体细胞。(1点)重组DNA分子能稳定地存在于细胞中。通常最好将受体转化为合适的形式，选择特定的限制性核酸内切酶缺陷受体细胞，可以防止对重组DNA分子的分解和破坏。(1点)受体细胞在基因编码中没有明显的偏见。(1点)翻译后处理机制等优秀，易于真核目的基因的高效表达。(0.5分)在理论研究和生产实践中具有很高的应用价值。(0.5分)基因工程原理复习问题基因工程简介1、基因工程的定义和特性。定义：在体外将核酸分子(DNA的分离、合成)插入载体分子，形成新的遗传物质组合(重组DNA)，引入原本没有这种分子的受体细胞，稳定地复制表达繁殖，人们所需的新品种(行)，人类迫切需要的药物、食物、工业品等特征：1、跨越自然物种障碍的能力。2、强调了新宿主细胞中确定的DNA片段的扩增。2、讨论基因工程的主要研究内容。1)，目标基因的分离2)，DNA的体外重组(向量、受体系统等)3)、重组DNA分子转移到受体细胞并筛选4)，受体细胞内基因的扩增，表达，检测和分析。3、基因工程在食品工业中的应用和发展是什么？主要通过基因重组，增加各种转基因生物生产谷氨酸、香料、酒精、油等有机物的产量。或者改善这些有机化合物的组成，提高利用价值。4、转基因是双刃剑，请客观地说一下对转基因食品和转基因食品安全性的认识。转基因技术带来的好处很明显，对人类历史的进展和发展起到了积极的作用。第一，通过这项技术，可以提供人们需要的特性，改良和栽培新品种。第二，延长食品保存时间或增加营养成分。第三，将害虫防治基因转移到作物上，使作物本身产生抗病虫害的能力，减少农药的使用，有利于环境保护。第四，转基因技术和基因食品在医学上得到广泛的研究和应用。人们对转基因技术的主要关注是环境。通过引入外来基因，可以产生新的物种或超级杂草，破坏非对象生物，或者原始生物的动态平衡和生物多样性，即转基因生物存在潜在的环境安全问题。转基因作物的大量种植多年来，食用转基因食品的人至少超过10亿人，但至今还没有转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经过国家法律批准，接受食品卫生部和环境部的严格检查。只有通过考试，才能投放市场。因此，大众可以完全安全地消费转基因食品，果断地食用。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达调控有何不同？(1)原核基因表达调控的三个层次：转录水平调控、翻译水平调控、蛋白质处理水平调控原核基因表达调控主要在转录水平上进行。2)真核生物基因表达的特点：L 1.基因组DNA的存在形态与原核生物不同。L 2.在真核生物中，战士和翻译是分开进行的。L 3.基因表达具有细胞特异性或组织特异性。L 4.真核基因表达调节在多个层面进行：DNA水平的调节，转录水平的调节，转录后水平的调节，翻译水平的调节，蛋白质处理水平的调节；什么是基因？根据基因的产品，基因可以分为哪三类？基因是生物功能，在染色体中占有一定位置的一个核苷酸序列，是分子遗传学的功能单位。根据基因的产品，基因可以分为三类：转录和翻译编码l蛋白的基因：结构蛋白基因，编码酶基因，调控基因l转录和非翻译产品基因：TRNA，包括rRNAl不转录但功能正常的DNA部分：启动子，基因操作引起核酸变性的主要因素是什么？核酸变性后的性质如何变化？核酸变性的原因：-温度、酸、碱、甲醛、尿素等。DNA变性后，紫外线吸收(260 nm)的值增加(增色效果)，粘度减少等一系列特性发生变化。例如，DNA增长了25%到40%。RNA增加了约1.1%。即可从workspace页面中移除物件。4、DNA复性及其影响因素。变性DNA在适当的条件下，两个相互分离的单链可以重新合成双螺旋结构，这种过程称为复性。DNA复性的程度、速度与复性过程的条件有关，与自身的构成和结构有关。分子量越大，复性就越困难。浓度越大，复性就越容易。(附加：热变性DNA如果低温突然冷却，DNA就不能复性。但是如果慢慢冷却变性的DNA，就可以复性。复性应用：核酸杂交，分子扩增)第二章基因工程操作的基本技术1.DNA凝胶电泳中核酸分子分离机制。在碱性环境中，核酸分子带负电荷，在外加电场的作用下，分子在凝胶多孔刚性过滤孔中从阴极游向阳极。因为其中分子筛效果和电荷效果实现了分离大小不同的核酸分子的目的。2.在DNA凝胶电泳中，影响电泳迁移率的因素主要是什么？1)分子本身的影响分子的大小：小但快电荷数：多快分子构成：超螺旋解螺旋2)电场：直流电场电压高，速度快电压太高，结果不准确通用3至5V/CM3)支持的介质类别：琼脂糖凝胶，聚丙烯酰胺凝胶凝胶浓度：浓度，适用于小屏，小分子电泳；适合小浓度、大屏、大分子电泳4)电泳缓冲液PH:部分碱性，负电荷离子浓度：高离子浓度_大电流_快速热_粘合剂溶解类别：TAE、TBE、TPE、TNE3.分析了PCR的原理和主要反应过程以及影响PCR扩增的因素。PCR原理：在变质温度下，DNA双链变质双链双螺旋分解为单链DNA，在退火温度下合成的特定引物按照基本互补配对原则与单链DNA特异性结合，然后根据DNA聚合酶的作用，在扩展温度下不同的脱氧核苷酸按照基本互补配对原则合成补充模板DNA的新链，从而实现DNA扩增。影响PCR放大的因素：(1)Taq酶：常用1U/25L浓度低，放大产物不足。浓度高，非特异性扩增增加；酶活性；(2)dNTP浓度：常用100-200mol/L，20mol/L以下，特异性，保真度；(3)模板：主要考虑纯度和使用情况，对纯度的要求不高，但含有苯酚、氯仿等杂质，就很难成功。使用量在几ng到100ng之间。(4)引物浓度：0.1-0.5mol/L之间，过量时非特异性扩增增加，形成引物二聚体；(5)Mg2浓度：通常为0.5-2.5 mmol/l；影响：酶活性，引物-模板退火，特异性(6)P