基因工程复习题答案

基因工程原理复习题思考题

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

1、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；

2、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：

●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

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？

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(260 nm)值升高（增色效应）, 粘度降低等，如DNA增加25－40%. RNA约增加1.1%。。

4、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

Ø分子的大小：小则快

Ø带电荷数：多则快

Ø分子构型：超螺旋>解螺旋

2）电场：直流电场

Ø电压高则快

Ø电压太高则结果不准确

常用3~5V/CM

3）支持物介质

Ø种类：琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶

Ø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

Ü pH值：偏碱性，带负电荷

Ü离子浓度：离子浓度高_ 电流大_发热快_胶溶解

Ü种类：TAE、TBE、TPE、TNE

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。

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

³浓度低，扩增产物不够；

³浓度高，非特异性扩增增加；

³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？（关于如何设计这个问题，靠自己了）

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：log X0= - log(1+Ex) *Ct+ log N Ct 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

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？

Threshold line C(t) value

C(t) value 18.12 - 0.0

阈值线 Ct 值 Ct 值