1、2012 级基因工程复习题 名词解释 1.限制酶： 是由细菌产生的一类能特异识别双链 DNA 中的特 定碱基序列，并在识别位点切割磷酸二酯键的核酸内切酶。 2.同尾酶： 来源不同、识别序列不同，但切割后能产生相同黏性末端的限制性核酸内切酶。 3.外切核酸酶： 一类从多核苷酸的末端开始逐个降解核苷酸的酶。 4.同切点酶： 一类来源于不同微生物、能识别相同序列的限制性核酸内切酶。 5.反转录酶： 是依赖于 RNA 的 DNA 聚合酶，是分子克隆中重要的核酸酶之一。 6.新裂酶： 识别序列相同、但切割位点与原型酶不同的酶。 7.星号活性 ： 是指当条件改变时，许多酶的识别位点会改变，导致识别与切割序
2、列的非特异性的现象。 8.质粒： 存在于多种宿主细胞、独立于染色体外的可以自主复制闭合环状的 DNA 分子。 9.松弛型质粒： 其复制宿主不偶联，每个细胞中有几十到几百个拷贝数的质粒。 10.隐蔽质粒： 不赋予寄主细胞任何表型或者究竟赋予寄主细胞何种表型，迄今仍未清楚，因此特称这类质粒为隐蔽质粒。（自己搜的，正确性不明确） 11.人工染色体载体： 染色体具有复制功能，利用染色体的复制元件来驱动外源 DNA 片段复制的载体。 12.表达载体： 可携带外源 DNA 片段进入 宿主细胞进行复制并进行转录、翻译的载体，即用于在宿主细胞中高水平表达外源蛋白质的载体。 13.克隆载体 : 克隆和运载目的基
3、因并转移到宿主细胞中进行复制和扩增的载体。 14.平末端： 限制性核酸内切酶在识别序列的对称轴上切割形成的片段末端。 15.黏性末端 ：是指 DNA分子在限制酶的作用之下形成的具有互补碱基的单链延伸末端结构，它们能够通过互补碱基间的配对而重新环化起来 。 16.反向 PCR： 由已知的一段 DNA 序列向两端扩增未知核苷酸序列并能快速获得未知序列的PCR 操作。 17.PCR 平台效应： PCR 反应经过一定 数量的循环后，随着产物的对数积累趋于饱和， DNA片段不再呈指数积累，而进入线性增长期或静止期的过程。 18.简并序列： 同一种氨基酸具有两个或更多个密码子对应，即一段氨基酸序列可以有多
4、个可能的编码序列。 19.终止子： 是为转录提供终止信号的一段 DNA 序列。 20.目的基因： 基因工程中克隆的目标 DNA 分子。 21.基因表达： 遗传信息从 DNA 转到 mRNA，再到蛋白质的过程。 22.RNAi： 双链 RNA 对基因表达的阻断作用称为 RNA 干扰。 23.感受态细胞： 处于能吸收外源 DNA 分子的生理状态的细胞。 24.简并引物 ： 用来编码一段短肽不同碱基序列的混合物。 25.增强子： 是远距离调节启动子并提高转录效率的一段 DNA 序列。 26.启动子： 是 RNA 聚合酶识别、结合并起始转录的一段 DNA 序列。 27.沉默子： 是远距离调节启动子并降
5、低转录效率的一段 DNA 序列。 28.盒式诱变： 是一种定点突变技术，将靶基因的一段 DNA 删掉，并用人工化学合成所具有的突变核苷酸的双链寡核苷酸片段取代的技术。 29.基因治疗： 指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。 30.cDNA 文库： 利用某种生物的总 mRNA 合成 cDNA，再将这些 cDNA 与载体连接，转入细菌细胞中进行保存和扩增，称 cDNA 文库。 31.转化： 细菌获得外源质粒 DNA，产生新的遗传性状的过程。 32.基因漂移 ：指转基因生物中的目的基因在生物个体、种群甚至物种间自发移动是过程。 33.实质等同原则： 是
6、安全评价的起点，是指以有安全食用历史的传统食品为基础，要求转基因食品和它所替代的传统食品至少要同样安全。 34.切口： 两个相邻核苷酸之间缺少一个磷酸二酯键 35.裂口： 缺少一个或几个核苷酸 36.MCS:多克隆位点 37.YAC:酵母人工染色体 38.MAC:哺乳动物人工染色体 39.TAC:可转移人工载体 填空题 1. 基因工程常用的 DNA 连接酶有两种：一个是（ 大肠杆菌 ） DNA 连接酶，由 NAD+供能，另一个是（ T4 ） DNA 连接酶，由 ATP 供能。 2. 在 DNA 保存液中，常加一滴氯仿，主要是起（有效防止细菌和核酸的污染）的作用。 3. 对于双链 DNA 分子，
7、在一条链上失去了一个磷酸二酯键称为（切口），失去一段单链称为（缺口）。 4.限制性内切核酸酶的命名原则，第一个大写字母取自（微生物属名）的第一个字母，第二、三个字母取自（种名）的前 2 个字母，第四个字母用株名表 示。 5.在 LacI 标记基因插入外源基因，经 IPTG 诱导，在 X-gal 培养基中显（白）色，为（阳性）克隆，未插入基因的克隆显（蓝）色，为（阴）性克隆。 6.基因序列经碱基替代、缺失或插入后，可使遗传信息产生三种不同的后果，分别是（同义突变）、（错义突变）、和无义突变。 7.在分离 DNA 时，要戴手套操作，原因是手上有（ 核酸酶 ）。 8.乙醇沉淀 DNA 的原理是（乙醇
8、可以任意比和水相混溶，乙醇与核酸不会起任何化学反应，对 DNA 很安全，是理想的沉淀剂。） 9.依据质粒自身传递的性质可以分为（ 结合型 ）质粒和非结合型质粒，依 据可否引起宿主细胞出现新性状分为显性质粒和（ 隐性质粒 ），根据质粒的复制性可分为严紧型质粒和（松弛型质粒）。 10.抽提含 pBR322 系列质粒的细菌前，需在培养基中加入一定浓度的氯霉素，此氯霉素的作用是（抑制蛋白质合成，阻止细菌染色体复制）。 11.基因工程众多的工具酶可粗略分为（限制酶）、（连接酶）、（聚合酶）、（修饰酶） 4 类。 12.核酸探针可分为 2 类： DNA 探针和 RNA 探针。其中 DNA 探针又分为（单链
9、 DNA 探针）和（双链 DNA 探针） 13.E.coli 感受态出现的生理时期是（对数生长期） 14.在质 粒 pBR322 的抗四环素基因插入一个外源 DNA，转化细菌后，就不可以再用四环素筛选出这种细菌了，这种现象称为（插入失活）。 15.由于不同构型的 DNA插入 EB的量不同，电泳时迁移率也不同， SC DNA的泳动速度最（快），OC DNA 泳动速度最（慢）， L DNA 居中，通过凝胶电泳和 EB 染色的方法可将不同构型的 DNA分别开来。 16.PCR 是（聚合酶链式反应）的简称， PCR 反应体系的基本要素有（缓冲液）、（模板）、(dNTP ）、（引物）等。 17.pBR3
10、22 的构建元件来源于三个亲本质粒： pSE2124： 提供 Ampr 基因； pMB1：提供 Colel 松弛型 (复制子 )(Ori)； pSC101：提供 (Tetr)基因。 简答题、论述题 1.基因工程技术流程有哪些？ 答：基因工程：在体外将外源基因进行切割并与一定的载体连接，构成重组 DNA 分子并导入相应受体细胞，使外源基因在受体细胞中进行复制、表达，使目的基因大量扩增或得到相应基因的表达产物或进行定向改造生物性状的过程。 技术流程环节： 目的基因的克隆 载体的准备 目的基因与载体的连接 重组 DNA 转化 /转染 /转导 重组体的筛选与鉴定 重组体的大量培养 ，外源基因表达效应的
11、分析与开发应用 2.构建克隆载体 应满足的 条件是什么？ 答：（ 1）具有对受体细胞的可转移性，能携带外源基因进入宿主细胞； （ 2）能在宿主细胞中自主复制，并实现外源基因的增殖； （ 3）具有由单一限制性内切酶识别位点组成的多克隆位点，可供外源基因插入； （ 4）具有合适的选择性标记，用于含有重组质粒的宿主细胞筛选。 3.PCR 原理、反应体系和基本过程： 答：聚合酶链式反应（ PCR）：是 Kary Mullis 于 1985 年发明的核酸体外扩增技术。 1) PCR 技术原理： 类似于 DNA 的天然复制过程， 其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。即在体外适合的条件下，在引物、
12、模板、 dNTP、 Mg2+存在的情况下，由 DNA 聚合酶催化 dNTP合成 DNA 的反应。 2) PCR 反应体系： 缓冲液 模板 dNTP 耐热的 DNA 聚合酶 引物 最佳反应条件 PCR 由变性 -退火 -延伸三个基本反应步骤构成： 模板 DNA 的变性：模板 DNA 经加热至 93左右一定时间后，使模板 DNA 双链或经 PCR扩增形成的双链 DNA 解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备； 模板 DNA 与引物的退火 (复性 )：模板 DNA 经加热变性成单链后，温度降至 55左右，引物与模板 DNA 单链的互补序列配对结合； 引物的延伸： DNA 模板 -引物
13、结合物在 TaqDNA 聚合酶的作用下，以 dNTP 为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链。 4.影响限制酶活性的因素有哪些？ 答：（ 1） DNA 样品的纯度 （ 2） DNA 样品的甲基化程度 （ 3）缓冲液性质 （ 4）酶切反应的温度 （ 5）酶的纯度 （ 6） DNA 分子的构型 （ 7）酶的星号活性 5.核酸的分子杂交有哪些类型？论述在什么情况下使用这些方法？ 答： Southern 杂交：是将 DNA 片段从琼脂糖转移到滤膜上。检测特点 DNA Northern 杂交：检测某一特定 RNA 分子的方法，可用于 RNA
14、 定性和定量分析。 菌落杂交：挑选出含有插入序列的菌落或噬菌斑。用于重组噬菌斑克隆筛选。 斑点印迹杂交和狭线印迹杂交：主要用于基因组中特定基因及其表达情况的定性或定量研究。 Western 杂交：检测可知被检生物细胞内目的蛋白的表达与否，表达量及分子质量等。 液相杂交：核酸酶 S1 保护分析法、引物延伸分 析法和抑制性消减杂交等。 6.基因克隆会用到连接反应，其影响因素有哪些？ 答：连接反应：在 DNA 连接酶的作用下，将外源基因 DNA 片段和线性质粒 DNA 连接起来构成重组质粒的过程。 影响因素： 反应温度 连接酶浓度 ATP 浓度 DNA 片段末端 插入片段与载体的浓度比例 7.大肠杆
15、菌作为受体系统，其优缺点是什么？ 答：优点： 遗传背景清楚 培养周期短 目标基因表达水平高 抗污染能力强 代谢途径和基因表达调控机制比较清楚 有大量可供选择利用的表达载体 缺点： 缺少真核基因产物的加工系 统，目标蛋白无特定空间构象 内源蛋白质会降解表达产生的目标蛋白，造成目标蛋白不稳定。 8.以噬菌体为例叙述基因文库构建的步骤： 答：目的基因的获得； 基因文库第一条链的合成； 基因文库第二条链的合成，即双链的合成； 噬菌体载体的构建，与目的基因相互连接，形成重组子； 导入宿主细胞中（如大肠杆菌）进行整合、扩增、克隆重组子 重组子的筛选与鉴定 9.基因文库构建的步骤： 答：（ 1）基因组 DN
16、A 的分离制备 （ 2）基因组 DNA 的片段化 （ 3）载体制备 （ 4）重组连接 （ 5） 噬菌体离体包装 （ 6）重组噬菌体感染大肠杆菌 10.cDNA 基因文库构建的步骤： 答：（ 1）细胞总 RNA 的提取和 mRNA 的分离 （ 2）第一条 cDNA 合成 （ RnaseH 的作用） （ 3）第二条 cDNA 合成 （ 4）双链 cDNA 克隆进质粒或噬菌体载体并导入宿主中繁殖 11.目前利用基因差异表达获得目的基因的技术主要有哪些？技术原理是什么？它们各有什么优点和缺点 ? 答：差异显示 PCR：根据绝大多数真核细胞 mRNA3端具有的多聚腺苷酸尾（ polyA）结构，可用含 o
17、ligo（ dT）的寡聚核苷酸为引物将不同的 mRNA 反转录成 cDNA 优点：速度快，操作简单，灵敏度高而且样品需要量少，一定程度上克服了差减杂交和扣除杂技技术的不足。 缺点：假阳性率高，获得的 cDNA 片段很短，且其 3末端含有非翻译区，使基因分类或功能预测的难度增大。 cDNA 代表性差异分析 优点：假阳性低、特异性强、灵敏度高和重复性好 缺点：操作复杂、实验周期长以及费用高 抑制性消减杂交 优点：假阳性率低、灵敏度高、表达效率高、操作简便。 缺点：只能用于两组样品对照处理，不能提供基因表达数量上的差异。 RNA 任意引物 PCR 原理：先从样本中提 取总 RNA，用随机引物合成 c
18、DNA 的第一链，再用同样或者不同的引物进行 PCR 合成第二链，凝胶电泳可以显示全部的 PCR 产物，再从中回收差异表达的基因片段，进行克隆、测序。 优点：有利于处理较短的 cDNA 片段。 缺点：假阳性率较高 12.植物基因转化受体系统应具备的条件？ 高效稳定的再生能力 较高的遗传稳定性 具有稳定的外植体来源 对选择性抗菌素敏感 对农杆菌侵染有敏感性 13.真核生物基因工程在人类生产生活中的应用： 答：真核生物基因工程包括植物基因工程、动物基因工程、微生物基因工程。 植物 基因工程的应用： 在植物遗传改良中的应用： 植物对生物逆境性的抗性基因工程。 抗非生物性逆境基因工程。 植物抗除草剂基
19、因工程。 作物高产基因工程。 资源利用效率的基因工程改良。 产物的延熟与保险。 品质的改善。 雄性不育系的培育。 植物观赏性状遗传改良。 作为药物生产的反应器。 1. 动物基因工程的应用： 提高动物的生产性能。 提高转基因动物的抗病或抗性性能。 改善畜禽产品品质。基因治疗。 2. 微生物基因工程的应用： 在农业领域的应用（农药、肥料，饲料等）。 在工业领域的应用（发酵工 业、食品添加剂、酿酒等）。 在药物生产上的应用（蛋白质药物、抗生素等）。 在环境保护上的应用（农药残留、石油产品、塑料等方面的降解 )。 14.转基因生物潜在的安全隐患有哪些？请举例说明。 1) 对人类健康的隐患：潜在的致敏性
20、；非预期效应；转基因食品基因水平转移对健康的影响；转基因食品中重组 DNA 对健康的影响；食品营养成分改变对人群营养的影响。 2) 对生态系统的隐患：对生物遗传多样性可能有影响；对物种多样性可能有影响；对生态系统多样性可能有影响。 3) 对农业的隐患：有基因漂移的风险；有杂草化问题； 对病虫害发生可能有影响。 4) 对伦理道德的隐患：基因科研及信息管理的伦理问题；基因治疗的伦理问题；克隆人的伦理问题。 5) 对动物权益的隐患 15.简述转基因生物是生态安全性指标有哪些？如何进行生态安全性评价？ 答：生态安全性指标： 生存竞争性：存活、存留和竞争的能力以及在环境或其他界面中的传播与分布等对生物多
21、样性的影响。 基因漂移：指转基因生物种的目标基因，在生物的个体、种群甚至是物种间自发移动的过程。 对非靶标生物的影响：对近缘野生种、益虫、土壤微生物区系的影响以及遗传修饰体植株及残渣对下一季作物 的影响。 育性和繁殖能力，遗传变异能力，转变成有害生物的可能性。 影响生态学范围的功能。 外源基因产物的特性及其稳定性。 所转基因的稳定性，因插入突变、位点效应、基因多效性及次级效应所导致的转基因植物与受体植物在表型与基因型的不同之处。 安全性评价的方法： 目的基因在 GMO 体内的表达检测 转基因植物效果检测 对非靶标生物的影响 题型 1.名解 2 10 2.填空 1 10 3.选择 2 10 4.简答 8 4 5.论述 18 1
