基因工程习题及参考答案01

基因工程习题及参考答案01绪论部分一、填空题1基因工程是 年代发展起来的遗传学的一个分支学科。基因工程技术的诞生，使人们从简单地利用现存的生物资源进行诸如发酵、酿酒、制醋和酱油等传统的生物技术时代，走向 的时代。2随着基因工程技术的诞生和发展，人类可以通过 、 和 等三种主要生产方式，大量取得过去只能从组织中提取的珍稀蛋白，用于研究或治病。3Cohen 等在 年构建了第一个有功能的重组DNA 分子。4基因工程的两个基本特点是： (1) ，(2) 。5基因克隆中三个基本要点是： ； 和 。6 年，美国斯坦福大学 等在 上发表了题为：“将新的遗传信息插入SV40 病毒DNA 的生物化学方法：含有噬菌体基因和Ecoli 半乳糖操纵子的环状SV40 DNA”的论文，标志着基因工程技术的诞生。这一工作具有划时代的意义，但是他们并没有 。7克隆基因的主要目的有四：(1) ；(2) ；(3) ； (4) 。二、选择题(单选或多选)( )1因研究重组DNA 技术而获得诺贝尔奖的科学家是(a)AKomberg (b)WGilbert (c) PBerg (d)BMcClintock( )2第一个作为重组DNA 载体的质粒是( )（a）pBR322 (b)ColEl (c)pSCl01 (d)pUCl8( )3第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是( )(a)EcoRI (b)EcoB (c)EcoC (d)EcoR( )4P Berg 构建SV40 二聚体时用了几种不同的酶，其中( )的作用是制造隐蔽的5端。(a)末端转移酶 (b)外切核酸酶 (c)外切酶 (d)DNA 连接酶三、简答题1为什么说基因工程技术是60 年代末70 年代初发展起来的?2重组DNA 的含义是什么?3如何理解基因工程的两个特点?4在Cohen 构建有生物功能重组体的第一步实验中，用EcoRI 切割了R6-5 质粒，然后转化EcoliC600，在卡那霉素抗性子板上筛选到了pSCl02，它是由R6-5 的三个EcoRI 片段组成，请推测这个质粒具有什么遗传特性?5什么是动物乳腺生物反应器?四、问答题1SN Cohen 于1973 年构建了三个重组体，pSCl02， pSCl05，pSCl09 请说明这三个重组体是如何获得的?各说明了什么?2 基因克隆是如何使含有单个基因的DNA 片段得到纯化的?五、概念题1遗传工程 2生物技术 3基因工程 4细胞工程 5细胞分泌工程6酶工程 7蛋白质工程 8发酵工程 9移动基因 10断裂基因11重叠基因 12假基因绪论部分(参考答案)一、填空题1 70；按人们的需要而定向地改造和创造具有新的遗传性品种2 细菌发酵；真核细胞培养；乳腺生物反应器3 19734 (1)分子水平上的操作；(2)细胞水平上的表达5 克隆基因的类型；受体的选择；载体的选择6 1972；PBerg；ProcNatlAcadSciUSA；证明体外重组的DNA 分子具有生物学功能7 (1)扩增DNA； (2)获得基因产物；(3)研究基因表达调控；(4)改良生物的遗传性二、选择题(单选或多选)1C； 2C； 3a； 4b三、简答题1答：这是因为：(1)1967 年发现了连接酶；(2)大肠杆菌的转化技术是1970 年获得突破；(3)限制性内切核酸酶的分离始于1970 年；(4)Berg 在1972 年构建了第一个重组的DNA 分子。2答：将一个生物的DNA 片段插入到一个载体中，并引入到另一生物体中进行繁殖。3答：基因工程的两个基本特点是分子水平的操作和细胞水平的表达。分子水平的操作包括DNA 分离、切割和连接(还有其他一些DNA 的修饰等)。由于体外重组DNA 的最终目的是要改变生物的遗传性，所以分子水平的操作和细胞水平的表达是基因工程的两个最基本的特点。4答：至少可说明两点：(1)pSC 102 含有复制起点，是一个独立的复制子；(2)重组DNA分子中的卡那霉素抗性基因得到了表达。5答：能够分泌乳汁的转基因动物生产其他来源的基因产品，并通过乳腺分泌出来。四、问答题1答：pSCl02：用EcoRI 切割R6-5，混合转化大肠杆菌，在卡那霉素抗性平板上选择了一个克隆，并从该克隆中分离了重组质粒DNA，命名为pSCl02。该质粒是由质粒R 6-5的EcoRI 酶切片段、V 和在体内连接的，说明可以利用体内连接构建重组体。pSCl05：作者分别用EcoRI 切割质粒pSC 101、pSC 102,然后加入DNA 连接酶进行连接后转化大肠杆菌，在四环素和卡那霉素双抗性的平板上筛选到pSC 105。说明用质粒作为载体，体外连接可得到有功能的重组体。pSCl09：pSC 101 与RSF 1010 的共整合，即用EcoRl 分别切割这两个质粒，然后在体外进行重组。说明两个独立的复制子体外重组后仍具有生物功能。2答：大分子量的DNA 会含有许多特殊限制性内切核酸酶的限制位点，因此用一种限制酶处理一完整染色体或整个基因组会产生许多不同的DNA 片段，每一个片段带有基因组的一个不同的基因或一个不同的小片段。当全部片段与用同种限制酶处理过的载体分子混合时(图A14.1)，每个片段将插入一个不同的载体分子(比如一个质粒)，同样地，当用这些质粒转化宿主细胞时，每个宿主细胞将只接收一个质粒DNA分子而筛选出的含重组质粒的每个菌落实际上会含有某一特异的供体DNA 片段的多个拷贝。一旦带有待研究的特定基因的克隆被确认了，此重组DNA 分子可从宿主细胞中提取出来进行纯化。图1 基因克隆五、概念题1遗传工程是遗传学和工程学相结合的一门技术科学。借用工程技术上的设计思想，在离体条件下，对生物细胞、细胞器、染色体或DNA 分子进行按图施工的遗传操作，以求定向地改造生物的遗传性。遗传工程的概念有广义和狭义之分。2生物技术又称生物工艺学，生物工程学。是根据生物学、化学和工程学的原理进行工业规模的经营和开发微生物、动植物细胞及其亚细胞组分，进而利用生物体所具有的功能元件(如基因、蛋白质)等来提供商品或社会服务的一门综合性科学技术。它包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等。3基因工程(geneengineering)称基因操作(genemanipulation)、重组DNA(recombinantDNA)。基因工程是以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因(DNA 分子)，按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA 分子，然后导人活细胞，以改变生物原有的遗传特性，获得新品种，生产新产品，或是研究基因的结构和功能。4细胞工程(cellengineering)应用细胞生物学的原理和方法，结合工程学的技术手段，按照用限制酶制备DNA 片断各种片断同载体分子混合带有不同片断的重组体转化细胞具有多拷贝的克隆DNA人们预先的设计，有计划地改变或创造细胞遗传性的技术，以及在体外大量培养和繁殖细胞，或获得细胞产品，或利用细胞体本身的技术领域。主要内容包括细胞融合、细胞拆合、染色体转移、基因转移、细胞或组织培养等。由于所用细胞的来源不同，细胞工程又分为微生物细胞工程、植物细胞工程、动物细胞工程等。5 细胞分泌工程是根据细胞内蛋白质合成和运输理论而发展起来的一项新的细胞工程技术，主要是通过对基因改造，如基因缺失、多效分泌突变、周质泄漏突变或拼接信号肽基因等措施，促进基因产物分泌的技术。6酶工程(enzymeengineering)又称为酶技术。它是围绕着酶所特有的生化催化特性，结合现代化的技术手段，在体外模拟或在常温常压下生成酶反应的产品；以及利用重组DNA 技术定向改变酶，进行酶的修饰，或酶的全人工合成。其主要内容包括酶的化学修饰、酶的固定化、酶反应器等。7蛋白质工程(protein engmeenng)是更广义上的包括酶工程在内的蛋白质修饰操作，通过对蛋白质及酶的化学修饰及基因改造获得具有特殊功能的非天然蛋白质的技术。主要是根据蛋白质的结构和功能间的相互关系，利用基因工程技术，或用化学方法合成基因、改造基因，以便合成新的蛋白质，或改变蛋白质的活性、功能以及溶解性等。8发酵工程(fermentation engineering)又称微生物工程，微生物发酵工程。利用生物主要是微生物的某种特定功能，通过现代化工程技术手段，生产有用物质，或把微生物直接用于某种工业化生产的一种技术体系。主要内容包括菌种选育，发酵生产微生物，或植物细胞的代谢产物，生产微生物菌体，最佳培养条件的优化组合等。9移动基因(movable gene)又叫转座元件(订ansposable element)。是一类可以在同种DNA 或异种DNA 间移动的基因，但这种移动只是移动一个拷贝，在原来的位置仍保留一份拷贝。移动基因最早是BMcClintock 夫人1951 年在玉米中发现，她因此获得1983 年医学和生理学诺贝尔奖。10断裂基因(splitgene，intermptedgene)是被间隔序列间隔成若干部分，而形成不连续形式的基因，是真核基因的普遍形式。断裂基因首先在腺病毒中发现。将断裂基因中不出现在成熟mRNA 中的部分称为内含子(inffon)，出现在成熟mRNA 上的部分称为外显子(exon)。如卵清蛋白基因有7 个内含子。11重叠基因(overlapping gene)是指一个基因的序列中，含有另一基因的部分或全部序列。即一段DNA 序列中含有合成两个或两个以上的多肽的基因。重叠包括编码区和控制区的重叠。基因重叠现象是英国分子生物学家Sanger 1977 年在测定噬菌