华南农业大学农学院生物技术复习题附答案

1、 华南农业大学农学院生物技术复习题（附答案）一、有关名词遗传标记 指可稳定遗传的、易于识别的特殊的遗传多态性形式。遗传多态性 现代遗传学中是指基因组中任何座位上的相对差异或DNA序列的差异。 形态标记 简单性状的遗传（普通遗传学）细胞学标记 染色体变异与细胞学特征（细胞遗传学）生化标记 同工酶与电泳技术（生化遗传学）同工酶 是指具有功能相同而结构及组成有差异的一类酶分子标记 DNA标记，以染色体DNA上特定的核苷酸序列作为标记。PCR 聚合酶链式反应。是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增法。RFLP 限制性片段长度多态性。不同样品DNA经限制性酶酶解所产生片段

2、大小的差异。RAPD 随机扩增多态DNA。是以一个寡聚脱氧核苷酸单链作随机引物(primer) ，通过PCR扩增基因组DNA，获得长度不同的多态性DNA片段，然后用凝胶电泳分离扩增片段，经染色来显示扩增片段的多态性。SSR 简单序列重复。是一类由几个核苷酸组成的基序（motif）为重复单元串联组成的DNA序列，广泛分布于基因组的不同位置。AFLP 扩增片段长度多态性。 是一种通过限制性内切酶酶切DNA产生不同长度DNA片段，再结合PCR技术来检测DNA多态性的分子标记技术。FM遗传图谱 又称遗传连锁图谱。指反映基因组内基因(遗传标记)在染色体上线性排列顺序及其相对位置的图谱。分子遗传图谱 不同

3、分子标记在染色体上的相对位置或排列情况。作图群体 是指用于遗传作图的符合孟德尔定律的分离群体。RIL群体 即重组近交系群体，是由重组近交系组成的分离群体，由F2经多代自交一粒传使后代基因组相对纯合的群体。 DH群体 是由通过对F1进行花药离体培养或通过特殊技术获得单倍体植株再经染色体加倍而获得的加倍单倍体群体。 主效基因 又称主基因，是一类控制质量性状的基因，其性状表现为不连续的变异。微效基因 是一类控制数量性状的基因，因此通常称为数量性状座位QTL，其性状表现为连续的变异。 基因座位 基因在遗传图谱上的位置。等位基因 在相同的基因座上，两种或多种变异基因之一。 基因定位 指通过遗传作图的方法

4、，确定基因与遗传标记之间的关系及其在染色体上的位置。数量性状 在分离群体中表现为连续性变异，表现型与基因型没有明显的对应关系，不能够明显分组的性状；通常受多基因控制，且易受环境影响。QTL 数量性状基因座。指控制数量性状的基因在基因组中的位置。QTL定位 利用分子标记进行连锁分析，可以检测出QTL。MAS 分子标记辅助选择。根据分子标记与基因的连锁关系，借助分子标记对目标性的基因型进行选择。前景选择 是指对目标基因的选择背景选择 指对除了目标基因之外的其他部分（遗传背景）的选择。 基因聚合 将分散在不同品种中的多个有利基因聚合在一起的育种方法。基因转移 指将供体亲本中的有用基因转移或渗入到受体

5、亲本的遗传背景中，从而达到改良受体亲本个别性状的目的。基因工程 实现基因克隆所采用的方法和相关工作，统称为重组DNA技术或基因工程。基因重组 是指在体外用酶学方法将不同来源的DNA进行切割、连接，组成一个新的DNA分子的过程，又称DNA重组基因克隆 将重组DNA分子导入到合适的受体细胞中，使其扩增和繁殖，以获得大量的同一DNA分子，称此为基因克隆、DNA克隆或分子克隆。1、 遗传标记的基本特征和类型。（1）亲本间存在着多态性（即差异），可通过肉眼直接观察到，借助显微镜或可通过电泳等手段观察到，也就是说具有可识别性。（2）亲本间存在的多态性在后代中可以重演，即具有可遗传性。 类型：形态标记：简单

6、性状的遗传（普通遗传学） 细胞学标记：染色体变异与细胞学特征（细胞遗传学） 生化标记：同工酶与电泳技术（生化遗传学） 分子标记：DNA序列变异与检测技术（分子遗传学）2、DNA分子标记的主要类型及其应用。A、基于分子杂交技术的分子标记 RFLP VNTRB、基于PCR技术的分子标记 （1）随机引物：RAPD DAF （2）特异引物：SSR SCAR STS C、基于限制性酶切和PCR技术的分子标记 AFLP CAPS D、基于DNA测序的分子标记 SNP Indels EST FM应用最普遍的是：RFLP、RAPD、AFLP和SSR标记3、与其它遗传标记相比，分子标记有什么优势？ 直接以DNA

7、的形式表现，在生物体的各个组织、各个发育阶段均可检测到，不受季节、环境限制，不存在表达与否等问题； 数量多，遍布整个基因组，可检测座位几乎无限； 多态性高，自然界存在许多等位变异，无须人为创造特殊的遗传材料； 表现为“中性”，即不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连锁； 许多分子标记表现为共显性，能鉴别出纯合基因型和杂合基因型。4、 PCR的概念、原理及其主要步骤。聚合酶链式反应 PCR：是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增法。 PCR的基本原理:PCR是根据DNA复制的基本原理设计的体外酶促合成（扩增）特定DNA片段的一种方法。模板DNA在高温下解链成为

8、单链模板，人工合成的寡核苷酸引物在低温条件下与模板DNA链互补结合，DNA聚合酶(Taq酶)在适温条件下将单核苷酸从引物3端开始掺入，沿模板由5®3方向延伸，合成DNA新链。主要步骤：1、高温变性（ 94°C ）：置待扩增双链DNA模板于高温下解链成为单链模板。2、低温退火(3065°C) ：人工合成的两个寡聚核苷酸引物在低温条件下分别与目的片段两侧的两条链互补结合，形成局部双链区。 3、适温延伸(72°C) ：DNA聚合酶（ Taq酶）将单核苷酸从引物3端开始掺入，沿模板5®3方向延伸，合成DNA新链，形成两条互补双链，完成第一轮变性、退火和

9、聚合反应循环。4、反复进行这种变性、退火和聚合反应循环，可使两端引物限定范围内的DNA序列以指数形式扩增。5、 影响PCR反应的因素有哪些？A、DNA模板质量：DNA中含杂质多或DNA降解；B、引物：引物设计不合理或合成质量差、引物变质降解；C、Mg2+浓度：过低或过高均会影响PCR扩增D、 Taq DNA聚合酶：酶失活，或忘记加酶；E、 dNTP浓度F、循环参数：变性不完全、退火温度过高影响模板与引物的结合。6、 RFLP、SSR、AFLP的基本原理。RFLP技术的基本原理利用特定的限制性内切酶识别并切割（消化）不同生物个体的基因组DNA，得到许多大小不等的DNA片段（限制性片段）；通过琼脂

10、糖凝胶电泳将这些片段按大小顺序分离开来，然后将它们按原来的顺序和位置转移至尼龙膜或硝酸纤维膜后，用放射性同位素（如P）或非放射性物质（如生物素、地高辛等）标记的DNA作探针，与膜上的DNA进行杂交（即Southern印迹杂交）。若某一位置的DNA酶切片段与探针序列相似，则标记好的探针就结合于这个位置上，经放射性自显影或酶学检测，则可显示出不同材料对该探针的限制性酶切片段多态性情况（形成不同带谱），即反映个体特异性的RFLP图谱。SSR标记的基本原理：由于基因组中某一特定的微卫星的侧翼序列通常是保守性较强的单一序列，因此可将微卫星的侧翼序列的DNA片段克隆、测序，然后根据微卫星两端互补序列 人工

11、设计合成引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，再将扩增产物进行了聚丙烯酰胺凝胶电泳。 由于不同等位基因间微卫星序列的重复次数不同，导致扩增片段长度的不同而产生的多态性，称为简单序列长度多态性。AFLP 是RFLP 和PCR 结合的产物，其基本原理是： 将基因组DNA 进行限制性内切酶双酶切后，形成分子量大小不等的随机限制性片段；在所有的限制性片段两端加上带有特定序列的“接头”，根据接头序列设计引物（接头互补序列+其3端加上几个随机选择的核苷酸），通过接头序列和PCR引物3末端的识别，选择特定的片段进行PCR 扩增，再在高分辨率的测序胶上将这些特异的限制性片段分离开来，这种技术又称为选择性限制性片

12、段扩增。7、 什么是功能标记，发展功能标记需要什么条件？8、 分子遗传图谱构建的主要环节有哪些？（1） 选择适合作图的分子标记，根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合（2）建立作图群体，即具有大量分子标记处于分离状态的分离群体或衍生系（3）群体中不同植株或品系的标记基因型分析（4）借助计算机程序进行标记之间的连锁分析（5）构建饱和连锁图9、 分子遗传图谱构建中，对作图群体有那些基本要求？常用的作图群体有那些？作图群体的基本要求：群体要足够 群体随机分离 双亲间的多态性高常用的作图群体：F2群体 BC1群体（回交一代群体）RIL群体：即重组近交系群体，是由重组近交系组成的分离群体，由F2经多代自交

13、一粒传使后代基因组相对纯合的群体。 DH群体：是由通过对F1进行花药离体培养或通过特殊技术获得单倍体植株再经染色体加倍而获得的加倍单倍体群体。 10、 质量性状基因定位的原理及其主要程序。基因定位的基本原理是通过分析分子标记与表现型之间的连锁关系，确定基因在遗传图谱中的位置。基因定位的程序：作图群体(F2)的构建表型调查分子标记基因型检测连锁分析11、 快速筛选与目的基因连锁分子标记的方法及其基本原理。 近等基因系分析法（NIL法）近等基因系除目的基因外，其遗传背景与轮回亲本相似，近等基因系的表现型不受复杂的遗传背景的干扰，其表现比较真实，能较真实地反映基因效应的大小比较轮回亲本、NIL及供体

14、亲本三者的标记基因型，当NIL与供体亲本具有相同的标记基因型，但与轮回亲本的标记基因型不同时，则该标记就可能与目标基因连锁。集团混合分离分析法（BSA法）“混合池”由作图群体中具有相同相对性状个体的DNA组成。利用分子标记对两个混合池及两个亲本一起进行标记基因型分析。当两个亲本的标记带型有差异，而两个混合池的标记带型无差异时，表明该标记与目的基因不连锁；当两个亲本的标记带型有差异，而两个混合池的标记带型也呈相应的差异时，表明该标记与目的基因可能存在连锁关系。 12、 什么是QTL？QTL定位的基本方法有哪些？数量性状基因座。指控制数量性状的基因在基因组中的位置。1) 按采用的标记数目分类: 单

15、标记法 相邻双标记法 多标记法 2) 按使用的统计方法分类: 方差分析法 回归分析法 最大似然分析法 3) 按作图所用区间数分类:零区间作图法 单区间作图法 多区间作图法 13、 作物育种的成效主要取决于哪些方面？（1）发现和创造育种上有利的遗传变异；（2）采用合理先进的育种手段方法，将优良基因重组在一起；（3）应用准确有效的选择鉴定技术，筛选出优良的重组类型。14、 MAS的基本原理、主要条件及其基本方法。分子标记辅助选择的基本原理：分子标记辅助选择（MAS）主要是根据与目标基因的紧密连锁的分子标记基因型的检测来推测、获知目标基因的基因型。分子标记辅助选择技术的发展，是建立在分子标记的发展、

16、遗传图谱的构建和基因定位的基础上的。在分子标记辅助选择中，直接选择的是分子标记的基因型，而不是目的基因的基因型，因此利用分子标记选择目的基因的基因型，只是起辅助选择的作用。分子标记辅助选择的效果取决于标记与目标基因连锁的紧密程度。若标记与基因共分离，则标记的选择直接就是基因的选择。选择正确率随重组率的增加而迅速下降，重组值越小，其错选率越低。分子标记辅助选择应具备的基本条件：与目标基因紧密连锁的分子标记： 共分离或紧密连锁（一般应小于5cM）。简便快捷的标记检测方法，以便于大群体分析及操作： 检测方法要简单、快速、准确、成本低廉； 检测过程（包括DNA的提取、分子标记的检测、数据分析等）最好能

17、自动化； 检测技术在不同实验室或研究者间应有很高的可重复性，且经济实用； 有一套能准确进行多数据处理的计算机分析软件； 最好是以PCR为基础的标记。标记辅助选择的基本方法：（1） 前景选择 是指对目标基因的选择。包括单边标记、双边标记。（2） 背景选择 指对除了目标基因之外的其他部分（遗传背景）的选择。15、 与表型选择相比，MAS的优越性体现在哪些方面？1） 基因型选择，不受环境影响，可准确测定单株基因型，克服性状表现型鉴定的困难。 如，表现型鉴定麻烦或需要特别环境鉴定的性状（如抗病性等）。2）允许早期（幼苗期阶段）选择，可在生长发育任一时期选择；3）能同时选择控制同一性状的不同基因和同一基

18、因的不同等位基因；4）可同时对多个性状/基因进行选择；5）可进行性状非破坏性评价和选择： 如病虫害抗性评价以植株生长不利，严重时收获种子减少甚 至失收； 种子品质性状分析损伤种子生活力。6）可加快育种进程，提高育种效率： 免除了测交或后代测验；早世代选择，减少分离群体种植规模。7）除目标基因外，还可对基因组的其他部分（即遗传背景）进行选择，加快遗传背景回复轮回亲本的速度，实现全基因组选择。16、 举例说明MAS在育种上的应用。（1） 基因聚合 指将分散在不同品种中的多个有利基因聚合在一起的育种方法。 利用分子标记，可先在不同的亲本中进行基因定位，然后通过杂交或回交将不同的基因转移到一个品种中，

19、通过检测与不同基因连锁标记的基因型，来判断一个体是否含有某一基因，以帮助选择。单性状多个基因的聚合：把控制同一性状的多个基因聚合在一起，使某一性状表现更加突出。例如，把多个水稻抗稻瘟病基因聚合在一起，培育出具有高抗、广谱抗性和持续抗性的水稻新品种。 多个性状基因的聚合：把控制不同性状的多个基因聚合在一起，使新品种具有多个优良性状。例如，把水稻抗白叶枯病基因与抗稻瘿蚊基因聚合在一起，培育出既抗白叶枯病、又抗稻瘿蚊的水稻新品种。 （2）基因转移 基因渗入。 指将供体亲本中的有用基因转移或渗入到受体亲本的遗传背景中，从而达到改良受体亲本个别性状的目的。 方法：多代回交结合前景选择（正选择）和背景选择

20、（负选择）17、 与表型选择相比，分子标记辅助选择技术具有许多独特的优势，但目前在育种中的应用还很不够，为什么？ 一些作物的基因作图研究进展缓慢，重要性状的基于 PCR技术的分子标记数量有限；育种家与分子遗传学家沟通不够，基因定位研究与标记 辅助选择应用相脱离； 数量性状的基因（QTL）定位技术难度还很大，有待进一步开发快速、准确定位QTL和评价各QTL贡献率以及QTL互作关系的方法； 标记分析技术在实用性和成本方面还有待进一步改进； 多基因选择技术体系有待完善。基因工程1 举例说明基因工程在农业生产上的应用利用基因工程生产转基因抗虫棉。苏云金芽孢杆菌的代谢过程中能产生一种Bt杀虫蛋白，它对多

21、种害虫具有毒杀作用。通过根癌农杆菌介导等方法将Bt基因转入棉花植株的细胞中后，棉株体内也能合成Bt杀虫蛋白。棉铃虫等害虫取食后，Bt蛋白在昆虫的碱性肠道中转变为毒素，从而使害虫的肠道细胞受到破坏，短时间内使害虫死亡。 2 简述基因重组的操作程序分获取目的基因和载体接目的基因与载体的连接转重组DNA导入宿主细胞筛重组DNA的筛选与鉴定3 获取目的基因的主要途经有哪些？目的基因是指所要研究或应用的基因，也是需要克隆或表达的基因。目的基因来源1）制备基因组DNA 2）制备cDNA3）聚合酶链反应 4）人工合成基因4 筛选重组DNA分子的方法有哪些？（筛选含重组体的阳性菌落，一般有下列几种方法）1）平

22、板筛选：插入失活（当外源DNA序列插入质粒中某一抗药基因内，使该基因失活，转化细胞就不能生长在含相应抗生素的培养平板上。）；蓝白筛选（当在质粒中插入外源DNA产生白色菌落）2）限制酶切图谱筛选3）PCR筛选重组体（抽提少量重组DNAPCR扩增电泳鉴定序列分析）4）原位杂交技术5 植物基因转移的方法有哪些？并举例说明植物基因转移的原理。1.农杆菌介导法2.以原生质体或细胞（组织）作为受体的直接基因转移如基因枪法（简称PB）、聚乙二醇法（PEG）、电击、脂质体、磷酸钙DNA共沉淀（CaP）、微注射、超声波法。3.种质系统介导基因转化：如花粉管通道法、生殖细胞浸泡法和胚囊、子房注射法。基因枪法基本原

23、理是将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面，然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。微粒上的外源DNA进入细胞后，整合到植物染色体上，从而实现基因的转化。花粉管通道法原理：授粉后使外源DNA沿着花粉管渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞6 利用农杆菌进行植物基因转移时，T-DNA是如何被导入到植物细胞体内的？农杆菌侵染植物细胞、细菌与植物细胞共培养、在筛选培养基上筛选、获得转化细胞克隆、转化细胞分化并再生植株。7 举例说明农杆菌介导植物基因转移的过程。在农杆菌介导烟草基因转移的过程中，农杆菌附着到细胞后，只留在细胞间隙中。Ti质粒分子受到烟草组织产生的乙酰丁香酮的激活作用之后，virD基因编码的一种核酸内切酶，先在T-DNA的RB序列中的第3和第4碱基之间切开一个单链缺口，随后在T-DNA同一条链的LB序列中切出第二个单链缺口。T-DNA便以单链形式释放出来，并在RB序列的引导下定