基因工程试题

基因工程试题 基因工程 一、 名词解释 1、基因组DNA文库:将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再全部 转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群，称为基因组DNA文库。 2、DNA的复性:将变性DNA经退火(低于变性温度约25,30?的条件下保温一段时间)处 理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。 3、 克隆化:获取同一拷贝的过程，即无性繁殖。 4、 Tm:加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温 度，就是DNA的变性温度(融解温度，Tm)。 5、 选择标记基因:是指该基因的表达产物对选择剂产生抗性，致使转化细胞不受选择剂影 响，能正常生长、发育、分化，从而把转化体选择出来的一类基因。 6、 基因和基因组 DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因(gene)。一个生物体 的全部DNA序列称为基因组(genome) 7、分子杂交 不同来源的单链核酸(DNA或RNA)，只要它们具有大致相同的碱基序列，经 过退火处理，就能重新形成杂种双螺旋，这一现象称为分子杂交。 8、生物技术:也称生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和 其他基础科学的科学原理，按照预先的设计，改造生物体或加工生物原料，为人类生产 出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 9、载体:把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖或表 达的工具称为载体。 10、cDNA文库:即由mRNA经过反转录成cDNA,然后来构建文库，构建的文库不包含内含子。 11、转化:外源DNA导入宿主细胞的过程称之为转化。 12、黏性末端:指DNA分子在限制性内切酶的作用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连接起来。 13、重叠基因:一个基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。 14、基因组文库:把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中，这个群体即为这种生物的基因组文库。 15、同尾酶识别位点不同，但切割后产生相同末端的酶，称为同尾酶。 16、酶切位点DNA在限制性内切核酸酶的作用下，使多聚核苷酸链上磷酸二酯键断开的位置 被称为酶切位点。 1 二、填空 1、 基因工程技术是生物技术的核心技术。 2、 在质粒载体图谱上，写出下列符号表示的含义:Amp氨苄青霉素抗性基因, LacZβ-半乳糖甘酶基因, ori转录复制起始点 ,MCS多克隆位点。 3、 PCR包括三个步骤_变性，退火，延伸。 4、 核酸具有酸性，粘度大，能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm。吸光度A260/A280 比值 在1.7,2.0之间时，DNA纯度高;比值小于1.7时，表明DNA的纯度不高，可能有蛋 白或酚污染。 5、核酸Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，其含量越高，则Tm越高。 6、基因工程的实施包括四个必要条件:工具酶、基因、载体和受体细胞。 7、 DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于 1953年提出来的一种结构模型。 8、常用的逆转录酶有AMV和M-MLV。 高温、强酸强碱、有机溶剂等。 9、引起DNA变性的因素主要有: 10、在非最适的反应条件下，有些限制性内切酶的识别特异性会降低，识别的序列和切割会发生改变，这就是所谓的星活性。 11、限制性内切酶酶切DNA片断后通常有两类末端:平末端、黏性末端。 12、目的基因与噬菌体DNA进行重组时，可采用插入重组方式，也可采用置换重组方式。 13、 写出下列符号的含义:Bt苏云金芽孢杆菌，ICP(苏云金芽孢杆菌)杀虫晶体蛋白 14、 常用的报告基因有β-半乳糖苷酶基因LacZ、氯霉素乙酰转移酶基因CAT、荧光素酶基 因GUS、β-葡萄糖醛酸酶基因GFP、绿色荧光蛋白基因。 15、生物技术是人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物体或其体系制造人类所需要的产品的一门综合性的学科。 16、柯斯质粒是一类人工构建的质粒-噬菌体杂合载体，它的复制子来自质粒，cos位点序列来自λ噬菌体。 17、基因组文库中包括有内含子和外显子，而cDNA 文库中则不含内含子。 18、生物技术主要是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程。 19、生物技术具有的基本特征为高效益、高智力、高投入、高竞争、高势能、高风险。 20、生物技术可分为传统生物技术和现代生物技术。 21、现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志。 2 22、现代生物技术以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 23、通过基因工程技术对生物进行基因转移，使生物体获得优良品性，称为转基因技术，通 过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。 24、细胞工程包括植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术、克隆技术、 干细胞技术。 25、酶工程包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术、酶的修饰改造技术、酶反应器的设计 等技术。 26、基因工程以DNA为基本。 27、基因工程操作流程主要包括目的基因分离、与克隆载体重组、转入受体细胞、 筛选和鉴定克隆子。 28、分离目的基因常采用PCR技术从基因组DNA中扩增含目的具有的DNA片断，或者用分子杂交等方法从构建的cDNA文库或基因组文库中获得含目的基因的克隆子。 29、克隆载体有质粒载体和病毒(噬菌体)载体等，供不同实验要求选择使用。 30、在DNA连接酶的作用下，含目的基因的DNA片断与克隆载体连接成为重组DNA分子。 31、重组DNA导入植物细胞常采用农杆菌介导的Ti质粒载体转化法、电穿孔法、微弹轰击法、花粉管通道法。导入动物细胞常用的方法有病毒颗粒介导的病毒载体转导法、磷酸钙转染法、显微注射法等。 32、筛选克隆子常采用克隆子携带的克隆载体携带的选择标记基因、供体DNA携带的报告基因等方法。 33、现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志。 34、克隆载体有质粒载体和病毒(噬菌体)载体等，供不同实验要求选择使用。。 35、基因工程操作流程主要包括目的基因分离、与克隆载体重组、转入受体细胞、筛选和鉴定克隆子。 三、判断 1、 基因是不可分割的最小的重组单位和突变单位。(×) 2、 B型双螺旋DNA的稳定因素为氢键和碱基堆砌力。(?) 3、 cDNA文库不包含内含子。(?) 4、 Western杂交是DNA—RNA之间的杂交。(×) 5、 DNA双酶切时，要先低盐缓冲液，后高盐缓冲液。(?) 6、如果需要得到真核生物基因的完整序列，必须用基因组文库方能达到。(?) 7、基因是不可分割的最小的重组单位和突变单位。(×) 3 8、克隆的本质特征是生物个体在遗传组成上的完全一致性。(?) 9、假基因不能合成功能蛋白质，是相应的正常基因突变引起的。(?) 10、Northern杂交是DNA-RNA之间的杂交。(?) 11、核酸Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，碱基数相同的情况下，其含量越高，则 Tm越高。(?) 12、 农杆菌介导法和基因枪法是植物转化的主要方法(?) 13、(?)有一些来源不同的限制性内切酶识别的是同样的核苷酸序列，这类酶称为同裂酶。 14、检测外源基因的导入时，PCR的准确性要高于Southern杂交的准确性。(×) 15、转基因食品目前存在的最大问题是我们无法检测某种食品到底是不是转基因食品。(×) 16、转基因生物直接食用的，称为“转基因食品”，而作为加工原料生产的食品，则不能被 称为“转基因食品”。 (×) 17、质粒DNA进行电泳时，其三种构型中，开环DNA跑的最快，共价闭环形DNA跑得最慢。(×) 18、在生物技术的五大工程中，生化工程是核心技术，它能带动其他技术的发展。(×) 19、cDNA是以DNA为起始材料，经过复制得到的互补DNA。(×) 20、DNA的复制是全保留不连续复制。(×) 21、基因是一个功能单位，但不是一个不可分割的最小的重组单位和突变单位。(?) 22、Western杂交可以检测外源DNA的导入与否。(×) 23、生物技术是一门新兴的学科。(×) 24、生物技术是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力，它将是21世纪高技术 革命的核心。(?) 25、生物技术是由多学科综合而成的一门新学科。(?) 26、自1996年11月我国正式公布实施《农业生物基因工程安全管理实施办法》以来，我国 已批准6种转基因植物商品化。(?) 27、1977年，美国首先采用大肠杆菌生产了人类第一个基因工程药物——人生长激素释放 抑制剂激素。(?) 28、生物技术是一门新兴学科，它包括当代生物技术和现代生物技术两部分.(?) 29、生物技术主要包括五项技术(工程)。(?) 30、现代生物技术是所有自然科学领域中涵盖范围最广的学科之一。(?) 31、本世纪初，遗传学的建立及其应用，产生了遗传育种学，并于60年代取得了辉煌的成 就，被誉为“第一次绿色革命”。( ?) 32、人类基因组英文简称为 HGP.(?) 33、无论用哪种转化方法均可用PBR322作载体(×) 4 34、进入细菌的外来DNA之所以被降解，是因为细菌只修饰自身DNA，不修饰外来DNA(×) 35、只有粘粒端才可以被连接起来(×) 36、用自身作引物合成的cDNA链，往往cDNA并不完整(×) 37、所谓半保留复制就是以DNA亲本链作为合成新子链DNA的模板，这样产生的双链DNA 分子由一条旧链和一条新链组成。(?) 38、任何细胞都可用作受体细胞。(×) 39、克隆子就是重组子。(×) 40、原核生物细胞是最理想的受体细胞。(?) 41、目的基因来源于各种生物，其中真核生物染色体基因组是获得目的基因的主要来源。(?) 42、E.coli DNA连接酶只能催化双链DNA片断互补黏性末端之间的连接。(?) 四(简答 1、基因工程操作过程的主要步骤有哪些, ?分离或合成基因; ?通过体外重组将基因插入载体; ?将重组DNA导入细胞; ?扩增克隆的基因; ?筛选重组体克隆; ?对克隆的基因进行鉴定或测序; ?控制外源基因的表达; ?得到基因产物或转基因动物、转基因植物 2、一种理想的用作克隆载体的质粒必须满足的条件是什么, (1)具有转录复制起始点。 (2)具有抗菌素抗性基因。 (3)具有若干限制酶切单一识别位点。 (4)具有较小的分子量和较高的拷贝数。 3、PCR反应系统应包括哪几部分, PCR反应系统应包括: ?耐热DNA聚合酶(Taq酶): ?模板DNA:即待的目的DNA， ?两种引物:需要两种引物，分别位于两条互补模板DNA链的3`-端。 5 ?四种脱氧核糖核苷酸 ?缓冲溶液; 2+?Mg; ?超纯水或双蒸水; 4、载体DNA与外源基因片段的连接方法主要有哪几种? ? 粘性末端DNA分子间的连接(包括一种限制性内切酶酶切位点的连接和不同限制性 内切酶酶切位点的连接); 平末端DNA分子间的连接; ? ? 同聚物加尾法连接; ? 人工接头连接法连接。 5、重组子筛选所用的核酸分析法的内容是什么, (一)核酸杂交法 ?菌落印迹原位杂交; ?斑点印迹杂交; ?Southern印迹杂交 (二)聚合酶链式反应法 (三)DNA测序法 6、基因工程研究的理论依据是什么, (1)不同基因具有相同的物质基础。 (2)基因是可切割的 (3)基因是可以转移的 (4)多肽与基因之间存在对应关系 (5)遗传密码是通用的 (6)基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代 7、分离目的基因的途径有哪些, (1)酶切法 (2)PCR法 (3)化学合成法 (4)基因组或cDNA文库法 8、谈谈你对转基因食品的看法。 转基因食品的优点: 6 (1)可延长蔬菜的货架期及感官特性。 (2)提高食品的品质。 (3)提高食品的营养。 (4)提高肉、奶和畜类产品的数量和质量。 (5)增加农作物抗逆能力，增加农业产量。 (6)生产可食性疫苗或药物 (7)生物功能性食品 转基因食品的安全性 (1)目前有一些证据指出转基因食品具有潜在的危险。 2)但更多科学家的试验表明转基因食品是安全的 ( 任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验，国家和政府有相关的法律法规进行约束，而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，转化的基因是经过筛选的、作用明确的，所以转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。 9、目的基因克隆的基本方法有哪些, (1)直接从染色体DNA中分离: 仅适用于原核生物、叶绿体和线粒体基因的分离，较少采用。 (2)人工合成: 根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。 (3)从mRNA合成cDNA: 采用一定的方法钓取特定基因的mRNA，再通过逆转录酶催化合成其互补DNA(cDNA)，除去RNA链后，再用DNA聚合酶合成其互补DNA链，从而得到双链DNA。这一方法通常可得到可表达的完整基因。 (4)利用PCR合成: 如已知目的基因两端的序列，则可采用聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR) 技术，在体外合成目的基因。 (5)从基因文库中筛选: 首先建立基因组或cDNA文库，利用探针从文库中筛选目的克隆。 10、请简述PCR技术的原理。 7 双链DNA分子首先在高温下变性分离成两单链DNA分子，然后降低温度退火，引物结合到模板DNA上，再次升高温度，从引物开始，在DNA聚合酶作用下进行延伸。经过n次循环，使靶 DNA扩增10n倍。 11、cDNA文库和基因组文库的主要差别有哪些, (1)基因组文库克隆的是任何基因，包括未知功能的DNA序列;cDNA文库克隆的是具有蛋白质产物的结构基因，包括调节基因。 (2)基因组文库克隆的是全部遗传信息，不受时空影响;cDNA文库克隆的是不完全的编码DNA序列，因它受发育和调控因子的影响。 (3)基因组文库中的编码基因是真实基因，含有内含子和外显子，而cDNA文库克隆的是不含内含子的功能基因。 简述一项可以授予专利的发明必须满足的条件。 12、 (1)具有新颖性 (2)具有创造性 (3)具有应用价值 (4)在申请专利书对发明做详尽的描述，使在同一领域的其他人能够了解执行。 13、重组DNA 导入受体细胞方法 (1)化合物诱导法 (2)电穿孔法 (3)农杆菌介导基因转化法 (叶盘法) (4)微弹轰击法 (5)超声波处理法 (6)脂质体介导法 (7)体内注射转化法 (8)精子介导法 14、简述现代生物技术在人类生产生活中的作用 (1)改善农业生产、解决食品短缺 ?提高农作物产量及其品质(培育抗逆的作物优良品系、植物种苗的工厂化生产 、提 高粮食品质、生物固氮，减少化肥使用量 、生物农药，生产绿色食品 ) ?发展畜牧业生产(动物的大量快速无性繁殖 、培育动物的优良品系 ) (2)食品生产、食品加工、食品检测 8 (3)提高生命质量、延长人类寿命(开发制造奇特而又贵重的新型药品 、疾病的预防和 诊断、基因治疗 ) (4)解决能源危机、治理环境污染(解决能源危机 、环境保护 ) (5)制造工业原料、生产贵重金属 (制造工业原料 、生产贵重金属 ) 五、论述 1.基因工程中常用的工具酶通常有哪几类,说明每一类中主要酶的特性或功能。 答:依酶催化反应的类型分为4大类: (一)核酸酶: 用于切割或降解核酸分子。核酸酶又分为: 1(核糖核酸酶:降解RNA分子成核苷酸，用于清除DNA制备物中的污染的RNA分子， 如RNase A,B 2(脱氧核糖核酸酶: 又分为 (1)核酸外切酶:从DNA分子外部降解DNA分子成核苷酸 (2)核酸内切酶:从DNA分子内部切割DNA分子。核酸内切酶又分为: 非限制性核酸内切酶:在DNA分子内部、不识别特定的序列、任意位置、随即切割。 ? ?限制性核酸内切酶:具有识别特定DNA序列的特性。限制性内切酶又分为三类: 类型I: 识别的DNA序列长约十几个bp，酶切位点在识别位点1000 kb左右，非 特异性; 类型II: 识别位点和酶切位点一致，具特异性。是基因操作中最常用的酶。 类型?: 酶切位点在识别位点附近或相邻位置，非特异性。 (二)连接酶:用于连接核酸分子。 E.coli DNA ligase: 连接粘端、缺刻。T4 DNA ligase: 连接粘端和平端，缺刻， 但二者不连接单链。T4 RNA ligase: 作用于单链的RNA之间、单链的DNA之间、单链 的RNA和DNA之间的连接。 (三)聚合酶:用于合成核酸分子。分为DNA聚合酶和RNA聚合酶。 1(DNA聚合酶:又分为 ?以DNA为模板，催化合成互补的新链。常用的有Taq DNA 聚合酶和Pfu 高保真 DNA 聚合酶，用来扩增目的基因序列。 ?逆转录酶:以RNA为模板，催化合成互补的新链。常用的有AMV和M-MLV。 2(RNA聚合酶:体外合成RNA ，用作探针，进行Northern杂交 9 (四)修饰酶:用于给核酸分子加上或减去某些化学基团或核苷酸 1(碱性磷酸酶: 功能:催化RNA、DNA 5’端游离磷酸基团水解脱落。用途:去5’端 磷酸基团，防止基因重组时相同末端连接，尤其用于防止载体自环化。 2(端脱氧核苷转移酶:同聚物加尾，用于基因重组时产生粘性末端。 3(甲基化酶 :对DNA甲基化 4(RNase H :特异性地降解RNA:DNA杂交链中的RNA分子。 5(S1核酸酶:切割单链DNA成单个寡核苷酸。 切双链DNA分子中的发夹结构。 (拓扑异构酶:在DNA上产生一个缺刻，使DNA解螺旋后再封闭。 6 2、重组子的筛选和鉴定方法。 重组子的筛选和鉴定方法主要依据载体、受体细胞和外源基因三者的不同遗传与分子生物学特性来进行，一般可分为遗传学直接筛选方法和分子生物学的间接筛选方法两大类，具体方法包括以下内容: (一)遗传检测法 (1)根据载体表型特征的筛选 载体分子都含有选择性记号，最典型的是抗药性记号。 (2)根据插入基因遗传性状的筛选 (二)核酸分析法 (1)核酸杂交法 利用碱基配对的原理进行分子杂交是核酸分析的重要手段，也是鉴定基因重组体的常用方法。核酸杂交法主要有菌落印迹原位杂交、斑点印迹杂交和Southern印迹杂交。。 (2)PCR法 根据含目的基因两端或两侧已知核苷酸序列，设计引物，以重组子的 总DNA为模板进行PCR扩增，根据扩增的片断进行鉴定。 (3)DNA测序法 根据重组子的DNA测序结构，来判断目的基因是否存在重组子中，进行鉴定，这是最可靠的核酸分析法方法。 (三)物理检测法 (1)凝胶电泳检测法 通过凝胶电泳检测重组质粒DNA分子的大小，从而对重组子进行筛选和鉴定。 (2)R环检测法 10 (四)目的基因转录产物检测 根据目的基因转录的mRNA，进行RNA印迹分析。 (五) 目的基因翻译产物检测 根据目的基因翻译的蛋白质，进行蛋白质印迹分析。 11