转基因工程复习题与答案

1基因工程原理复习题思考题1、基因工程的定义与特征。2、试述基因工程的主要研究内容。3、基因工程在食品工业上有何应用发展？4、转基因是一把双刃剑，请客观谈谈对转基因及转基因食品安全性的认识。1、原核生物和真核生物的基因表达调控有何差别？2、什么是基因？根据基因的产物，基因可分为哪三类？3、引起核酸变性的因素主要有哪些？核酸变性后性质有何变化？4、DNA复性及其影响因素。1，DNA凝胶电泳中核酸分子分离的机理。2，DNA凝胶电泳中影响电泳迁移率的因素主要有哪些？3，PCR的原理和主要反应过程，并分析影响PCR扩增的影响因素。4，PCR引物设计的原则，若给一指定DNA序列并需要通过PCR扩增此序列，如何设计扩增引物？5，定量PCR的原理？Ct值的含义。6，分子杂交的类型主要有哪些？探针的标记方法与标记类型？常用的双链DNA的标记方法是哪两种？7，Southern杂交一般过程及影响杂交因素。8，基因组文库的构建过程？如何确定文库的大小？9，基因文库的类型包括哪两种？各有什么特点？10，一般质粒DNA的构型有哪几种？在琼脂糖凝胶电泳中的有何特点？11，碱裂解法提取质粒DNA的原理，分析影响试验结果的各种可能因素。12，电泳缓冲液使用一定时间后出现DNA在凝胶中跑不动现象的原因，有何解决办法？13，电泳的指示剂和染色剂有何区别，各自的作用是什么？1限制性核酸内切酶的类型，基因工程常用的是哪种限制性核酸内切酶？2什么是星活性，产生星活性的因素可能有哪些？3结合已做的实验，分析影响酶切的因素。4限制性核酸内切酶命名规则及各字母代表的含义。5简单叙述同尾酶和同裂酶的差别。6连接酶主要有哪些类型？有何异同点？影响连接酶连接效果的因素主要有哪些？7试分析提高平端DNA连接效率的可能方法。8基因工程中常用的DNA聚合酶主要有哪些？1、作为基因工程载体，其应具备哪些条件？2、质粒的不相容性及其分子机理。3、载体的类型主要有哪些？在基因工程操作中如何选择载体？4、质粒转化原理，影响转化率的因素有哪些？5重组体分子的选择方法主要有哪些？并简单阐述其原理1、基因的克隆方法主要有哪些？并阐述其克隆原理（至少3种，都是书上找的，自选哈，建议必选DDRT-PCR和SSH，原因请看下题）2、简单阐述差异显示PCR克隆基因的原理及其优缺点，有何应用？3抑制性差减杂交的原理与应用。24酵母双杂交技术、噬菌体表面展示技术的原理。5、T-DNA标签法克隆基因的一般技术路线。1、通过比较，分析大肠杆菌表达系统和酵母表达系统各有何优缺点。2、如何提高克隆基因的表达水平？3、克隆基因目的蛋白的表达的形式主要有哪些类型？4、启动子从转录模式上可分为哪两种？表达系统常选用哪一种？其机理是什么？5、表达载体和基因工程一般克隆载体在元件构成上有何差别？6、根据表达蛋白用途的不同，设计选择基因的表达策略。1、什么叫转基因植物？植物转基因技术的基本路线主要包括哪些？2、外源基因导入植物的方法主要有哪些？3、运用已学的知识，如何全面分析获得的转基因个体（提示：包括外源基因是否整合，被插入位点分析，外源基因是否表达，表达量如何？等）4、出现转基因沉默现象的可能原因分析。3基因工程绪论1、基因工程的定义与特征。定义：在体外把核酸分子（DNA的分离、合成）插入载体分子，构成遗传物质的新组合（重组DNA），引入原先没有这类分子的受体细胞内，稳定地复制表达繁殖，培育符合人们需要的新品种（品系），生产人类急需的药品、食品、工业品等。特征：1、具跨越天然物种屏障的能力。2、强调了确定的DNA片段在新寄主细胞中的扩增。2、试述基因工程的主要研究内容。1）、目的基因的分离2）、DNA的体外重组（载体、受体系统等）3）、重组DNA分子转移到受体细胞及其筛选4）、基因在受体细胞内的扩增、表达、检测及其分析。3、基因工程在食品工业上有何应用发展？主要是通过基因重组，使各种转基因生物提高生产谷氨酸、调味剂、酒类和油类等有机物的产率；或者改良这些有机物组成成分，提高利用价值。4、转基因是一把双刃剑，请客观谈谈对转基因及转基因食品安全性的认识。转基因技术所带来的好处是显而易见的，在人类历史进步和发展中起到了积极作用。首先，通过该项技术可以提供人们所需要的特性，改良培育新品种；第二，延长食品保存时间或增加营养成分；第三，将抗虫防菌基因转入到作物中，使作物本身产生抵抗病虫害侵袭的能力，减少了农药的使用量，有利于环境保护；第四，转基因技术及基因食物在医学方面得到广泛研究和应用。人们对转基因技术的主要担忧在于环境方面。外源基因的导入可能会造就某种强势生物，产生新物种或超级杂草、损害非目标生物、破坏原有生物种群的动态平衡和生物多样性，也即转基因生物存在潜在的环境安全问题。转基因作物的大面积种植已有数年，食用转基因食品的人群至少有10亿之多，但至今仍未有转基因食品对生命造成危害的实例；更何况目前每一种基因工程食品在上市前，都要经过国家法律认可，食品卫生部门和环境部门的严格检测。只有测试合格了，才能投放市场。因此公众完全可以安全地消费、大胆地食用转基因食品。第一章DNA的分子特性与利用5、原核生物和真核生物的基因表达调控有何差别？1）原核基因表达调控的三个水平：转录水平调控、翻译水平调控、蛋白质加工水平的调控原核基因表达调控主要是在转录水平上的调控。2）真核生物基因表达的特点：1．基因组DNA存在的形式与原核生物不同；2．真核生物中转录和翻译分开进行；3．基因表达具有细胞特异性或组织特异性；4．真核基因表达的调控在多个水平上进行：DNA水平的调控、转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控、蛋白质加工水平的调控；6、什么是基因？根据基因的产物，基因可分为哪三类？基因是具有生物学功能的、在染色体上占据一定位置的一段核苷酸序列，是分子遗传的功能单位。根据基因的产物，基因可分为三类：4转录并翻译编码蛋白质的基因:包括结构蛋白基因、编码酶的基因、调节基因转录但不翻译产物的基因:包括tRNA、rRNA不转录但有功能的DNA区段:如启动子、操纵基因7、引起核酸变性的因素主要有哪些？核酸变性后性质有何变化？引起核酸变性的因素：--温度、酸、碱、甲醛和尿素等。DNA变性后，它的一系列性质发生变化，如紫外吸收(260nm)值升高（增色效应）,粘度降低等，如DNA增加25－40%.RNA约增加1.1%。。8、DNA复性及其影响因素。变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。DNA复性的程度、速率与复性过程的条件有关，也与它本身的组成和结构有关：分子量越大复性越难。浓度越大，复性越容易。（附加：注意：将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。但是将变性的DNA缓慢冷却时，可以复性。复性的应用：核酸的杂交，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的机理。在碱性环境下，核酸分子带负电荷，在外加电场的作用下，分子在凝胶多孔性刚性滤孔中从负极向正极泳动，其中主要由于分子筛效应和电荷效应达到分离不同大小核酸分子的目的。2.DNA凝胶电泳中影响电泳迁移率的因素主要有哪些？1）分子本身的影响分子的大小：小则快带电荷数：多则快分子构型：超螺旋解螺旋2）电场：直流电场电压高则快电压太高则结果不准确常用3~5V/CM3）支持物介质种类：琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶凝胶浓度:浓度大，筛孔小，适合小分子电泳；浓度小，筛孔大，适合大分子电泳4）电泳缓冲液pH值：偏碱性，带负电荷离子浓度：离子浓度高电流大发热快胶溶解种类：TAE、TBE、TPE、TNE3.PCR的原理和主要反应过程，并分析影响PCR扩增的影响因素。PCR原理：变性温度下，DNA双链变性双螺旋解开成单链DNA，在退火温度中人工合成的特异引物根据碱基互补配对原则与单链DNA特异结合，然后在DNA聚合酶的作用下，在延伸温度下不同的脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则在引物的引导下合成与模板DNA互5补的新链，实现DNA的扩增。影响PCR扩增的影响因素：§(1)Taq酶：常用1U/25µL浓度低，扩增产物不够；浓度高，非特异性扩增增加；酶的活性；§(2)dNTP的浓度：常用100-200µmol/L，不能低于20µmol/L，特异性、保真性；§(3)模板：主要考虑纯度及使用量，对纯度要求不高，但含有酚、氯仿等杂质则难以成功。使用量从几个ng到100ng.§(4)引物浓度：0.1-0.5µmol/L之间，过多则非特异扩增增加，形成引物二聚体；§(5)Mg2+浓度：常用0.5-2.5mmol/L；影响：酶的活性、引物-模板退火、特异性§(6)PCR反应程序设定：变性温度和时间、引物退火温度Tm与时间、引物延伸温度与时间和循环数4.PCR引物设计的原则，若给一指定DNA序列并需要通过PCR扩增此序列，如何设计扩增引物？引物设计原则：1、G+C含量45-55%；2、Tm值高于55；3、引物特异性；4、引物扩增跨度；5、是否形成引物二聚体5.定量PCR的原理？Ct值的含义。原理：通过实时检测PCR每一个循环扩增产物相对应的荧光信号，来实现对起始模板进行定量及定性的分析。初始模板量X0的对数值与C(T)值之间呈线性关系：logX0=-log(1+Ex)*Ct+logNCt值的含义是：每个反应管内的荧光信号开始由本底进入指数增长阶段时到达设定的域值时所经历的循环数（如后图所示，图仅供参考）6.分子杂交的类型主要有哪些？探针的标记方法与标记类型？常用的双链DNA的标记方法是哪两种？ThresholdlineC(t)valueC(t)value18.12+/-0.04阈值线Ct值Ct值6探针的标记方法：切口平移法、随机引物合成法，末端标记法，PCR标记法，体外转录标记法。探针按核酸分子分：DNA探针和RNA探针；按标记物的不同：放射性标记探针和非放射性标记探针。标记类型：按核酸分子的不同：可分为DNA探针和RNA探针根据标记物的不同：可分放射性标记探针和非放射性标记探针；双链DNA探针标记主要方法：切口平移法、随机引物合成法；7.Southern杂交一般过程及影响杂交因素。Southern杂交操作步骤:(1)用限制性内切酶酶切DNA,经凝胶电泳分离各酶切片段；(2)转膜：将DNA片段转移到硝酸纤维素滤膜或尼龙膜上；(3)预杂交：封阻滤膜上非特异性位点；(4)杂交：让探针与同源DNA片段特异性结合；(5)洗脱：去除非特异性结合的探针；(6)自显影检查目的DNA所在的位置。Southern杂交影响因子1）、目的DNA在总DNA中所占的比例2）、探针的大小和标记效率3）、转移到滤膜上的DNA量4）、探针与靶DNA的同源性8.基因组文库的构建过程？如何确定文库的大小？基因组文库的构建过程：1）从生物体提取大片断的基因组DNA；2）用适当的限制性内切酶（常为4碱基识别位点）进行部分酶切或超声波打断基因组DNA；3）在琼脂凝胶电泳上或蔗糖梯度离心筛选适当长度的DNA片断（根据载体的要求）；4）载体的酶切、回收；5）将处理好的基因组DNA片断与载体连接；6）将重组子导入宿主细胞7）文库的鉴定、收集、保存；确定文库大小的方法：以在构建的基因组文库中任一基因存在的概率来衡量文库的质量或完备性，它与基因文库最7低所含克隆数N（即文库大小）之间的关系可用下式表示：N=ln(1–P)/ln(1–f)其中：N：文库所需的总克隆数；P：任一基因被克隆（或存在于基因文库中）的概率；f：克隆片段的平均大小/生物基因组的大小。9.基因文库的类型包括哪两种？各有什么特点？10.一般质粒DNA的构型有哪几种？在琼脂糖凝胶电泳中的有何特点？超螺旋质粒DNA、开环质粒DNA、线状质粒DNA在琼脂糖凝胶电泳的特点是：电泳的泳动速度由大到小分别是：超螺旋质粒DNA线状质粒DNA开环质粒DNA11.碱裂解法提取质粒DNA的原理，分析影响试验结果的各种可能因素。碱裂解法原理：在碱性条件下，双连DNA氢键断裂，结构破坏变性，环状超螺旋质粒不充分变