基因组学复习题

第1章1)什么是C-值悖理?什么是N-值悖理?C-值悖理：生物基因组的大小同生物进化所处地位的高低无关的现象。

N-值悖理：基因数目与进化程度或生物复杂性的不对应性，称之为N值悖理2)什么是序列复杂性?基因组中不同序列的DNA总长，用bp 表示。

3)RNA分子有哪些种类?mRNA tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA 小分子干扰RNA4)不编码蛋白质的RNA包括哪些类型?tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA 小分子干扰RNA5)什么是假基因?假基因是如何形成的?来源于功能基因但已失去活性的DNA序列，有沉默的假基因，也有可转录的假基因。

产生假基因的原因有很多，如编码序列出现终止密码子突变，或者插入和缺失某些核苷酸使mRNA移码，造成翻译中途停止或者异常延伸，合成无活性的蛋白质。

6)假基因能否表达? 为什么?能，假基因相对于原来的基因已经失去功能但是可能产生新的功能。

最初人们认为, 假基因是不能转录的基因, 随着基因组数据的积累, 现在已知有不少假基因仍然保持转录的活性, 特别是起源于重复基因的假基因和获得启动子加工的假基因，但假基因的转录产物已失去原有的功能, 如产生残缺蛋白质。

7)如何划分基因家族? 什么是超基因家族?基因家族：将来自共同的祖先，因基因加倍或变异产生了许多在DNA序列组成上基本一致而略有不同的成员划分为一个基因家族。

超基因家族：起源于共同祖先，由相似DNA序列组成的许多基因亚家族或相似的基因成员构成的群体，它们具有相似的功能。

8)低等生物与高等生物基因组组成有何差别?为什么会产生这些差别?低等生物：1)结构紧凑，一般不存在内含子（古细菌除外）；2)大小在5 Mb以下；3)缺少重复序列；4)很少非编码序列。

高等生物：1)结构松弛，含有大量重复序列；2）基因大多为断裂基因，由内含子和外显子构成；3)由线性DNA与蛋白质组成染色体结构； 4)含有细胞器基因组。

9）有哪些结构异常的基因？举例说明。

重叠基因：编码序列彼此重叠的基因。

1.单个的mRNA可以编码2种或多种蛋白质。

例如：大肠杆菌噬菌体ΦX174基因组长5386bp，共编码11个基因，有7个基因为重叠基因，其中3个重叠基因A，A*和B共享部分3’端序列。

2.由不同的启动子转录的彼此重叠的mRNA，各自编码不同的蛋白质。

例如：人类核基因组INK4a/ARF座位有2个蛋白质产物p16和p19，他们利用同一座位的不同启动子，第一个外显子不同，但共享第二和第三个外显子，产生两个不同读框的mRNA。

基因内基因：一个基因的内含子中包含其他基因。

例如：线虫基因组中一个编码甘氨酸合成酶的基因FGAM 有21个内含子，内含子9中含有一个独立的基因，内含子11中含有4个独立的基因。

反义基因：与已知基因编码序列互补的负链编码的基因。

例如：大麦有3个可在种胚糊粉层专一性表达的α-淀粉酶基因，2个为A型，一个为B型，由赤霉素诱导表达。

基因组中已检测到编码A型α-淀粉酶反义RNA基因，它的表达受控于脱落酸，这是脱落酸拮抗赤霉素的分子机制之一。

第2章名词解释遗传图、物理图、重叠群、小卫星、微卫星问答题：1.理想的遗传作图标记应该满足哪些条件？RFLP、SSLP和SNP标记各有什么特点和优缺点？2. 造成遗传图发生偏离的因素有哪些？1)什么是遗传图？遗传作图的理论基础是什么？遗传图是应用遗传学分析方法将基因或其他DNA序列标定在染色体上构建的连锁图。

基础：孟德尔1865年首次描述的遗传学原理。

2）什么是分子标记？有哪些分子标记? 各有什么特点?是指以DNA片段为标记，通过DNA片段的电泳使DNA产生多态性。

限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphisms,RFLP）特点：1）.处于染色体上的位置固定。

2）.同一亲本及其子代相同位点上的多态性片段特征不变。

3）.同一凝胶电泳可显示同一位点不同的多态性片段，具有共显性特点。

4）.有两种等位形式。

简单序列长度多态性（simple sequence length polymorphisms,SSLP）具有多等位性。

又可分为可变串联重复（variable number of tandem repeat,VNTR）特点：多态信息含量较高，但数量有限，而且在基因组上分布不均匀，不适合PCR扩增。

简单串联重复序列（single sequence repeat,SSR）特点：1) 染色体上的位置相对固定;2) 操作简单，可以用PCR扩增；3) 同一凝胶电泳可显示不同多态性片段,表现为共显性；4) 有多种等位形式。

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNP）特点：1)理论上同一碱基位置SNP等位形式最多为4，但多数为2.2)直接从STS 测序中可寻找到SNP.3)数量极大,4)SNP与人类易感性疾病有关, 涉及药物基因组学.5)编码区SNP主要分布在密码子的第3个碱基位置.3）什么是RFLP？为什么会产生RFLP?限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphisms）：由于同源染色体同一区段DNA 序列的差异，当用限制酶处理时，可产生长度不同的限制性DNA片段，这些DNA片段经琼脂糖凝胶电泳分离，可直接显示不同个体同一位点的DNA组成的差异。

凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变和一段DNA的重新组织（如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化）以及碱基突变等均可导致RFLP的产生4）什么是SSR标记? 为什么会产生SSR？SSR标记有哪些优点?SSR标记：是一类由几个核苷酸（一般为1~6个）为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。

主要产生于DNA复制时出现的“滑序”事件以及SSR序列等位形式之间的不等交换。

优点：1) 染色体上的位置相对固定，数量丰富且分布均匀;2) 操作简单，可以用PCR扩增；3) 同一凝胶电泳可显示不同多态性片段,表现为共显性；4) 有多种等位形式。

5)什么是SNP?基因组中单个核苷酸的突变。

6)是什么原因造成染色体不同区段之间交换频率的差别?同源染色体之间的不均等交换。

7)什么是重组热点?染色体上某些比其他位点有更高交换频率的位点。

第3章名词解释限制性作图、序列标记位点、序列标记位点作图、作图试剂、、克隆文库、指纹问答物理作图的主要方法有哪些？原理分别是什么？各有什么优缺点？什么叫序列标记位点？序列标记位点需要具备什么条件？如何在基因组当中寻找序列标记位点？如何组建克隆重叠群？1）什么是基因组物理图? 物理图与遗传图有何不同?有了遗传图为什么还要绘制物理图？直接检测DNA标记在染色体上的实际位置。

前者是描述的基因相对位置,后者是具体的碱基位置因为遗传图存在以下缺点：1.遗传学图谱分辨率有限。

2.遗传学图的覆盖面较低。

3.遗传图分子标记的排列会出现偏差。

2)如何制备与分离大分子DNA?采用脉冲凝胶电泳（pulsed-filed gel electrophoresis ,PFGE）将一个方向不断变换的电场，取代简单的单一电场（单向电场)使电泳中受阻的DNA分子在电场改变时扭转迁移方向，较小的分子比较大的分子重新排列的快，以此达到分离的目的。

分辨率达到10Mb。

3)何谓限制性作图?将限制性酶切位点标定在DNA分子的相对位置。

4)什么是YAC载体? 它有什么优缺点?酵母人工染色体（yeast artificial chromosome,YAC），具有酵母染色体的特性，以酵母细胞为宿主，能在酵母细胞中复制。

优点: 容量大, 插入片段可达1400 kb.缺点: 转化效率低；插入子稳定性差；嵌合克隆比例高, 达48%；插入DNA的制备相当困难。

5)什么是BAC载体? 它有什么优缺点?细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)，具有细菌染色体的特性，以细菌细胞为宿主，能在细菌细胞中复制。

优点：单拷贝复制，不会因重组发生嵌合；采用类似制取质粒的方法直接克隆DNA，便于机械化操作。

6)什么是重叠群（contig）? 如何构建重叠群?相互重叠的DNA片段组成的物理图成为重叠群。

最早采用染色体步移法，首先丛集引文库中挑选一个随机或者指定的克隆，将该克隆的起始末端序列分离纯化作为探针，然后再基因文库中找到与之重叠的第二个克隆。

在第二个克隆的基础上重复操作程序寻找第三个克隆，一次延伸，直到完成所需要的重叠群。

7)STS作图依据的原理是什么?两个STS出现在同一片段的机会取决于他们在基因组中的距离，彼此靠的越近，分离的几率越小。

两个STS之间相对距离的估算与连锁分析的原理一样，它们之间的图距根据它们的分离频率来算。

8)什么是DNA指纹? 有哪些DNA指纹?DNA指纹：指确定DNA样品所具有的特定DNA片段组成。

种类：限制性带型（restriction pattern）指纹；重复序列（repetitive DNA）指纹；重复序列DNA PCR(repetitive DNA PCR)或者分散重复序列PCR（interspersed repeat element PCR, IRE-PCR）;STS作图（STS content mapping）指纹。

第4章名词解释：顺序间隙、物理间隙、支架、覆盖面问答：自动化测序的原理？基因组测序与组装有哪些策略？他们各有什么优缺点？重叠群之间的间隙有哪两种？1)DNA测序中采用的DNA多聚酶与细胞的DNA多聚酶有什么差别?1.高酶活性2.无5’→3’外切酶活性3.无3’→5‘外切酶活性2）鸟枪法测序与作图法测序有何差别?鸟枪法测序把基因组全部打散成短序列，测序后通过程序寻找互相覆盖的部分进行连接得到整个的序列结果。

适合小，简单，重复序列少的基因组，测序速度快，并且无须提供相关的遗传图谱和物理图谱，效率高。

作图法先将DNA分解成长序列，然后把长序列通过mapping定位到染色体上某段位置,再把长序列打散成短序列进行测序，适合大分子DNA克隆，测序时间长，依赖遗传图谱和物理图谱，效率低。

3)为何原核生物基因组更适合鸟枪法测序?因为原核生物基因组结构紧凑，一般不含有内含子（古细菌除外），大小在5Mb以下，缺少重复序列，很少非编码的序列。

而鸟枪法适合基因组小，简单，重复序列少的测序。

4)图解说明BAC克隆测序与序列组装的过程.书82页5)为何BAC克隆测序和全基因组鸟枪法测序都会留下间隙（gap）?任何基因组的测序都不可避免的会出现序列间隙和物理间隙。

6)什么是物理间隙? 什么是序列间隙? 如何填补这两类间隙?物理间隙：构建基因组文库被丢失的DNA序列，他们从已有的克隆群体中永远的消失。