分子生物学习题集NO13

基因表达的调控和基因工程（一）名词解释1.操纵子；2.启动子；3.增强子；4.衰减子；5.反式作用因子；6.降解物基因活化蛋白；7.克隆技术；8.限制性核酸内切酶；9.基因组DNA文库；10.cDNA文库。（二）填充题1．正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用模式，而真核细胞常用模式。2．在原核细胞中，由同一调控区控制的一群功能相关的结构基因组成一个基因表达调控单位，称为，其调控区包括基因和基因。3.有些基因的表达较少受环境的影响，在一个生物体的几乎所有细胞中持续表达，因此被称为；另有一些基因表达极易受环境的影响，在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是可的基因，相反，如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可的基因。4.在基因重组技术中，切割DNA用，连接DNA用。5.除噬菌体外，和也是分子克隆的常用载体。6.用动物病毒DNA改造的基因载体有和。用于植物基因工程的常用载体是。7.将重组质粒导入细菌称，将噬菌体DNA转入细菌称。8.Southern印迹法、Northern印迹法和Western印迹法是分别用于研究、和转移和鉴定的几种常规技术。（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）1．一个操纵子通常含有A.一个启动序列和一个编码基因B.一个启动序列和数个编码基因C.数个启动序列和一个编码基因D.数个启动序列和数个编码基因E两个启动序列和数个编码基因2．有关操纵子学说的论述，正确的是A.操纵子调控系统是真核生物基因调控的主要方式B.操纵子调控系统是原核生物基因调控的主要方式C.操纵子调控系统由调节基因、操纵基因、启动子和结构基因组成D.诱导物与阻遏蛋白结合启动转录E.诱导物与启动子结合而启动转录3．转录因子是A.调节DNA结合活性的小分子代谢效应物B.调节转录延伸速度的蛋白质C.调节转录起始速度的蛋白质D.调节转录产物分解速度的蛋白质E.促进转录产物加工的蛋白质4．阻遏蛋白（阻抑蛋白）识别操纵子中的A.启动基因B.结构基因C.操纵基因D.内含子E.调节基因5.在下列哪种情况下，乳糖操纵子的转录活性最高A.高乳糖，低葡萄糖B.高乳糖，高葡萄糖C.低乳糖，低葡萄糖D.低乳糖，高葡萄糖E.不一定6.顺式作用元件是指A.基因的5ˊ侧翼序列B.基因的3ˊ侧翼序列C.基因的5ˊ和3ˊ侧翼序列D.基因的5ˊ和3ˊ侧翼序列以外的序列E.具有转录调节功能的特异DNA序列7.反式作用因子是指A.具有激活功能的调节蛋白B.具有抑制功能的调节蛋白C.对自身基因具有激活功能的调节蛋白D.对另一基因具有激活功能的调节蛋白E.对另一基因有调节功能的蛋白质因子8.下列关于限制性内切酶的叙述哪一项是错误的A.它能识别DNA特定的碱基顺序，并在特定的位点切断DNAB.切割点附近的碱基顺序一般呈回文结构C.它能专一性降解经甲基化修饰的DNAD.是重组DNA的重要工具酶E.主要从细菌中获得9.基因工程中，不常用到的酶是A.限制性核酸内切酶B.DNA聚合酶C.DNA解链酶D.DNA连接酶E.反转录酶10下列哪项不能作为表达载体导入真核细胞的方法？A.磷酸钙转染B.电穿孔C.脂质体转染D.氯化钙转染E.显微注射11.重组体的筛选方法有A.抗药标志筛选B.标记补救C.分子杂交D.免疫化学E.酶联免疫检测12.cDNA是指A.在体内合成的与病毒DNA或RNA互补的DNAB.在体外经反转录合成的与DNA互补的DNAC.在体外经转录合成的与DNA互补的RNAD.在体外经反转录合成的与RNA互补的DNAE.在体内经转录合成的与DNA互补的RNA13．建cDNA文库时，首先需分离细胞的A.染色体DNAB.线粒体DNAC.总mRNAD.tRNAE.rRNA（四）判断题1.高等真核生物的大部分DNA是不为蛋白质编码的。2.大多数管家基因编码低丰度的mRNA.3.乳糖可以诱导乳糖操纵子的表达，所以乳糖对乳糖操纵子的调控属于正调控系统。4.某些蛋白质既可以作为阻遏蛋白又可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。5.准备用原核生物表达真核基因时，最好通过cDNA获取目的基因。6.用原核生物表达真核生物的糖蛋白，其表达产物不会有正常的生物学功能。7.Ti质粒可以随土壤农杆菌进入植物细胞。8.用λ噬菌体作克隆载体时，外源DNA片断越小，克隆的成功率越高。9.基因克隆选择的宿主细胞必须无限制性核酸内切酶。10.采用蓝白斑选择法时，蓝色菌落或噬菌斑是含有重组载体的克隆。（五）分析与计算题1.简述操纵子的基本结构。2.举例说明基因表达的诱导与阻遏，正调控与负调控。3.概述原核生物基因表达调控的特点。4.概述真核生物基因组的特点。5.概述真核生物基因表达调控的特点。6.简答真核生物基因表达的调控方式。7.常用的限制性核酸内切酶有哪些特点？8.在基因克隆中，目的基因有哪些主要来源？9.什么是cDNA文库？cDNA文库与基因组文库有何差别？10.用于DNA重组的载体应具备什么条件？常用的载体有哪一些？各有何特点？11.简述连接目的基因与载体的主要方法？12.概述筛选和鉴定DNA重组体的常用方法。参考答案（一）名词解释1.原核生物的几个功能相关的结构基因往往排列在一起，转录生成一个mRNA，然后分别翻译成几种不同的蛋白质。这些蛋白可能是催化某一代谢过程的酶，或共同完成某种功能。这些结构基因与其上游的启动子，操纵基因共同构成转录单位，称操纵子。顺式调控元件：指可影响自身基因表达活性的真核DNA序列。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，分为启动子、增强子及沉默子等。2.是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，包括至少一个转录起始点。在真核基因中增强子和启动子常交错覆盖或连续。有时，将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。3.是一种能够提高转录效率的顺式调控元件，最早是在SV40病毒中发现的长约200bp的一段DNA，可使旁侧的基因转录提高100倍，其后在多种真核生物，甚至在原核生物中都发现了增强子。增强子通常占100～200bp长度，也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8～12bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。4.在原核生物的Trp操纵子结构中，第一个结构基因与启动子P之间有一个区域含Trp密码子，称衰减子。当环境中Trp浓度很高时，它可通过编码并翻译，使正在转录的mRNA形成终止信号，从而终止Trp操纵子的表达。这种转录衰减实质上是转录与一个前导肽翻译过程的偶联，它是原核生物特有的一种基因调控机制。5.大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用（DNA-蛋白质相互作用），或通过与基它调节因子的相互作用（蛋白质-蛋白质相互作用），反式激活另一基因的转录，故称反式作用蛋白或反式作用因子。6.也就是cAMP受体蛋白（cAMPreceptorprotein,CRP），它与cAMP的复合物可以促进某些原核操纵子（如乳糖操纵子）的转录。7.“克隆”作为名词指相同的分子或细胞构成的群体，或一个共同的祖先通过无性繁殖所得到的群体，作为动词指获取“克隆”的过程。克隆技术特指获取“克隆”的过程，包括分子克隆，细胞克隆等技术。8.就是识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类核酸内切酶。限制性核酸内切酶存在于细菌体内，与相伴存在的甲基化酶共同构成细菌的限制、修饰体系，限制外源DNA，保护自身DNA，对保持细菌遗传物质的稳定具有重要意义。限制性核酸内切酶分为三类，其中的Ⅱ类酶能特异性在一定的核苷酸序列处切割双链DNA，因而在基因工程中得到广泛的应用。9.利用限制性核酸内切酶将染色体DNA切割成一定大小的片段，将这些片段分子与适当的克隆载体拼接成重组DNA分子，继而转入受体菌，使每个细菌内都携带一种重组DNA分子。不同细菌中的重组DNA分子可能包含不同的染色体DNA片段，这样，只要得到的转化细菌所携带的重组DNA分子种类足够多，则全部转化细菌所携带的各种染色体片段就代表了染色体的整个基因组。存在于转化细菌内，由克隆载体所携带的所有基因组DNA片段的集合称基因组DNA文库。基因组DNA文库涵盖了基因组的全部基因信息。10.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。基因组含有的基因在特定的组织细胞中只有一部分表达，而且处在不同环境条件、不同分化时期的细胞其基因表达的种类和强度也不尽相同，所以cDNA文库具有组织细胞特异性。cDNA文库显然比基因组DNA文库小得多，能够比较容易从中筛选克隆得到细胞特异表达的基因。另外，对真核细胞来说，从基因组DNA文库获得的基因与从cDNA文库获得的不同，基因组DNA文库所含的是带有内含子和外显子的基因组基因，而从cDNA文库中获得的是已经过剪接，去除了内含子的cDNA。一般来说，从cDNA文库获得的基因，因不含内含子而片段较小，更适合于用作基因工程的目的基因。由于原核生物不存在将hnRNA加工成mRNA的酶系统，若用原核生物表达真核基因，则目的基因一定要通过cDNA获取。（二）填充题1．负调控，正调控；2.启动子，启动，操纵；3.管家基因，诱导，阻遏；4.限制性核酸内切，DNA连接；5.质粒，病毒；6.腺病毒载体，反转录病载体，Ti质粒。7.转化，转导；8.DNA，RNA，蛋白质；（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案）1.（B）操纵子均含有数个编码基因，但启动序列只有1个。2.（B，C，D）操纵子调控系统由调节基因，操纵基因，启动子和多个结构基因组成，是原核生物基因表达调控的主要方式，诱导物与组遏蛋白结合启动转录。诱导物不能直接与启动子结合。真核生物不存在操纵子调控系统。3.（C）转录因子是调节转录起始的蛋白质，对转录延伸的速度，转录产物分解的速度和转录产物的加工均无影响。4.（C）操纵基因位于启动基因与结构基因之间，阻遏蛋白与操纵基因结合后，与启动基因结合的RNA聚合酶不能转录结构基因。5.（A）参与乳糖代谢的三种酶的表达同时受控于正负调控两种机制，只有在正调控发挥作用，负调控不起作用的时候，这三种酶才能有效的表达。当培养基中加入乳糖的时候，参与负调控的阻遏蛋白将失去活性，但如果培养基中含有葡萄糖，则细菌优先利用葡萄糖，这时参与乳糖代谢的酶仍然不能有效的表达，这是因为葡萄糖降低了细胞内的cAMP水平，而cAMP浓度的降低，导致降解物激活蛋白丧失活性，正调控的机制失去作用，这时三种酶不可能正常的表达。6.（E）顺式作用元件是对某基因自身有调节功能的DNA序列，其中的启动子多在基因的5ˊ侧翼，但增强子既可以在5ˊ侧翼，又可以在3ˊ侧翼，一般距基因较远。有些顺式作用元件甚至可以在基因内部。7.（E）反式作用因子是指对另一基因的表达有激活或抑制作用的蛋白质因子。8.（C）限制性核酸内切酶主要存在于细菌，它可以水解外源DNA，而自身DNA因在特定位点被甲基化而可以免遭水解。限制性核酸内切酶由于可识别特定的碱基序列并在特定的位点切割双链DNA，因而在基因工程中得到广泛的使用。9.（C）DNA聚合酶可用来获取目的基因，测序和PCR等项工作，限制性核酸内切酶用于DNA酶切片段长度的多态性分析，载体和目的基因的特异性切割等工作，DNA连接酶可用于基因重组的连接反应。DNA解链酶在基因工程中几乎用不到。10.（D）CaCl2处理受体细胞是提高细菌转化率的常用方法，不适用于真核生物，题中列出的其余4种方法均可用于将表达载体导入真核细胞。11.（A，B，C，D，E）题中列出的5种方法均可用于重组体的筛选。12.（D）cDNA指在体外经反转录合成的与RNA互补的DNA。13．（C）cDNA文库应包含某一细胞在某一状态下所表达的基因，因此，构建cDNA文库首先要分离细胞的总mRNA。（四）判断题1.对。高等真核生物的DNA中含有不少高度重复序