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基因工程期末试题及答案

基因工程期末试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 基因工程是指利用现代生物技术手段对DNA进行操作和控制的一种技术。
2. 基因工程的主要方法包括基因克隆、PCR、DNA测序等。
3. DNA测序是通过测定DNA序列来确定一个基因的具体结构。
4. 在基因工程中,限制性内切酶用于切割DNA分子,产生特定片段。
5. 基因工程可以产生转基因生物,通过对生物基因进行改造,使其具有特定的特性。
6. CRISPR/Cas9是一种常用的基因编辑工具,可以精确地修改基因组中的特定片段。
7. 基因工程在医学领域可以用于基因治疗,通过修复或替换异常基因,治疗遗传性疾病。
8. 在农业领域,基因工程可以用于改良作物,提高产量和抗病虫害能力。
9. PCR是一种常用的基因扩增技术,可以通过复制DNA片段来放大特定基因。
10. DNA梯度离心是基因工程中常用的分离DNA片段的方法。
二、问答题(每题10分,共30分)1. 请简要介绍基因工程的基本原理和主要方法。
基因工程的基本原理是通过对DNA进行操作和控制来改变生物的遗传性状。
其主要方法包括基因克隆、PCR、DNA测序等。
基因克隆是通过将特定DNA片段放入载体中,然后转化到宿主细胞中,使重组DNA在宿主细胞中大量复制。
PCR是一种基因扩增技术,通过在DNA复制过程中加入特定引物,使特定基因片段在体外大量扩增。
DNA测序是通过测定DNA序列来确定一个基因的具体结构。
2. 什么是转基因生物?请举例说明。
转基因生物是指经过基因工程改造,将外源基因导入到目标生物体中,使其具有新的遗传性状的生物。
例如,将耐旱基因导入水稻,使其具有抗旱能力;将Bt毒素基因导入棉花,使其具有抗虫能力。
3. 基因工程在医学领域有哪些应用?举例说明。
基因工程在医学领域可以用于基因治疗、疫苗研发等。
例如,利用基因工程技术可以修复或替换患者体内异常基因,治疗遗传性疾病。
另外,基因工程也可以用于疫苗研发,通过基因工程技术将病原体的基因导入宿主细胞,产生病原体的抗原蛋白,从而刺激免疫系统产生抗体,用于预防传染病。
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基因工程试题一、名词解释(4 ‘*10)1.基因工程技术:按照人们的愿望,进行严密的设计,通过体外DNA 重组和转移等技术,有目的地改造生物种性,使现有物种在较短的时间内趋于完善,创造出新的生物类型。
2.感受态细胞:受体细胞经一些特殊方法(如CaC12、RbCl (KC1) 等化学试剂)处理后,细胞膜的通透性发生了暂时性改变,成为能允许外源DNA 分子进入的细胞状态。
3.cDNA文库:从组织细胞中分离得到纯化的mRNA,然后以mRNA为模板,利用逆转录酶合成其互补DNA,再复制成双链cDNA片段,与适当载体连接后导入受体菌内,扩增,构建cDNA文库。
4.鸟枪法:指将某种生物体的全基因组或单一染色体切成大小适宜的 DNA 片段,分别连接到载体DNA上,转化受体细胞,形成一套重组兑隆,从中筛选出含有目的基因的期望重组子。
5.SD序列(Shine-Dalgarno):位于翻译起始密码了•上游的6-8个核苷酸序列(5’ UAAGGAGG 3’),它通过识别大肠杆菌核糖体小亚基中的16S rRNA 3’端区域3’ AUUCCUCC 5’并与之专一性结合,将mRNA定位于核糖体上,从而启动翻译。
6.包涵体:胞内高效表达时,工程菌因大景合成异源蛋白质所形成的水不溶性积聚物。
7.复合转座子:是由两个重复序列夹着一个或多个结构基因如某些抗药性基因和其它基因组成。
存在于R因子及其它质粒中。
复合转座子两端的组件由IS和类IS组成。
8.菌落原位杂交:是将菌落或噬菌斑转到固相膜上,原位裂解细胞后使核酸固定在膜上,然后与探针杂交。
用标记的核酸探针,经放射自显影或非放射检测体系,在组织细胞间期染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段。
9.RACE:是一种通过PCR进行cDNA末端快速克隆的技术,是以mRNA 为模板反转录成cDNA第一链后用PCR技术扩增出某个特异位点到3, 或5,端之间未知序列的方法。
10.连续式发酵:即在连续发酵反应器中,细胞的总数和培养液总体积同时维持恒定,前提是由培养液流出所造成的细胞损失正好为细菌分裂所产生的新细胞弥补。
基因工程期末考试试题及答案

基因工程期末考试试题及答案一、选择题1. 基因工程是指:A. 基因的自然突变B. 基因的人工重组C. 基因的自然选择D. 基因的自然淘汰答案:B2. 下列哪项不是基因工程常用的工具酶?A. 限制性内切酶B. DNA连接酶C. 反转录酶D. 聚合酶链反应酶答案:C3. 基因枪技术主要用于:A. 植物基因转化B. 动物基因转化C. 微生物基因转化D. 病毒基因转化答案:A二、填空题1. 基因工程中,常用的载体有________、________和________。
答案:质粒、病毒、人工染色体2. 基因工程中,________是基因表达的调控元件。
答案:启动子三、简答题1. 请简述基因工程的基本步骤。
答案:基因工程的基本步骤包括:目标基因的获取、目标基因与载体的连接、转化宿主细胞、筛选含有重组DNA的宿主细胞、目的基因的表达和检测。
2. 基因工程在医学领域的应用有哪些?答案:基因工程在医学领域的应用包括:生产重组蛋白质药物、基因治疗、疾病诊断、疫苗开发等。
四、论述题1. 论述基因工程对农业生产的影响。
答案:基因工程对农业生产的影响主要体现在以下几个方面:提高作物的抗病虫能力、增强作物的抗逆性、改善作物的营养价值、提高作物的产量和质量、促进农业可持续发展。
2. 基因工程在环境保护中的应用。
答案:基因工程在环境保护中的应用主要包括:开发生物修复技术,用于污染土壤和水体的净化;利用基因工程改造微生物,用于处理工业废水和废气;通过基因工程改良植物,用于重金属污染土壤的修复等。
五、案例分析题1. 某公司利用基因工程技术成功开发了一种抗虫棉,该抗虫棉能够减少农药的使用,降低农业生产成本。
请分析该技术可能带来的社会、经济和环境效益。
答案:该技术可能带来的社会效益包括提高农民的生活质量,减少因农药使用带来的健康风险。
经济效益包括降低农药成本,提高作物产量,增加农民收入。
环境效益包括减少农药对环境的污染,保护生态平衡,促进农业的可持续发展。
基因工程试题(完整)

答案:基因操作。
将在细胞外产生的核酸(物质)分子插入到病毒,质粒或其它载体系统中,再整合到特定的宿主中,从而形成一种新的可连续繁殖的有机体。
名词解释问题: Interrupted genes参考答案:间断基因。
序列中间插入有与氨基酸编码无关的DNA 间隔区,使一个基因分隔成不连续的若干区段。
我们称这种编码序列不连续的基因为间断基因。
名词解释问题: Promotor参考答案:启动子。
DNA 分子可以与RNA 聚合酶特异结合的部位,也就是使转录开始的部位。
名词解释问题: Subcloning参考答案:亚克隆。
当初始克隆中的外源DNA 片段较长,含有许多目的基因以外的DNA 片段时,在诸如表达、序列分析和突变等操作中不便进行,将目的基因所对应的一小段DNA 找出来,这个过程叫“亚克隆”。
填空题问题:基因操作(Gene manipulation)的核心部分是基因克隆(gene cloning),gene cloning 的基本要点有(),()和()。
参考答案:克隆基因的类型;受体的选择;载体的选择填空题问题:()是遗传物质的基本单位,也是作为遗传物质的核酸分子上的一段片段。
它可以是连续的,也可以是();可以是(),也可以是RNA;可以存在于染色体上,也可以()参考答案:基因;连续;DNA;存在于染色体之外(如质粒,噬菌体等)填空题问题:基因操作并不是一个法律概念,除了包括基因克隆外,还包括基因的()、()、()和()等与基因研究相关的内容。
参考答案:表达;调控;检测;改造填空题问题:启动子(Promotor)是指()。
通常一个Gene 是否表达,()是关键的一步,是起决定作用的。
在转录过程中,Promoter还是()的结合位点。
参考答案:基因转录过程中控制起始的部位;转录起始;RNA 聚合酶填空题问题:原核生物的RNA polymerase 主要由两部分组成:()和(),其中σ-因子并不参与RNA 的合成,它的作用主要是()。
基因工程考试试题

基因工程一名词解释1、限制与修饰系统:限制酶的生物学功能一般被认为是用来保护宿主细胞不受外源DNA的感染,可讲解外来DNA,从而阻止其复制和整合到细胞中。
一般来说,与限制酶相伴而生的修饰酶是甲基转移酶,或者说是甲基化酶,能保护自身的DNA不被讲解。
限制酶和甲基转移酶组成限制与修饰系统。
简答1.何谓 Star activity?简述 Star activity 的影响因素及克服方法?答:在极端非标准条件下,限制酶能切割与识别序列相似的序列,这个改变的特征称为星星活性。
引起星星活性的的因素:①高甘油浓度〔>5%〕;②酶过量〔>100U/µl〕;③低离子强度〔<25mmol/L〕;④高 pH (>8.0);⑤有机溶剂如 DMSO 〔二甲基亚砜〕、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等;⑥用其它二价阳离子 Mn2+、Cu2+、Co2+ 或 Zn2+ 代替 Mg2+ 。
星星活性的抑制措施:①减少酶的用量,防止过量酶切,减少甘油浓度;②保证反响体系中无有机溶剂或乙醇;③提高离子强度到 100~150mM 〔在不抑制酶活性的前提下〕;④降低反响 pH 至 7.0 ;⑤使用 Mg2+ 作为二价阳离子。
2. 试答复影响限制性内切核酸酶切割效率的因素?〔影响酶活性的因素?〕答:外因:反响条件、底物纯度〔是否有杂质、是否有盐离子和苯酚的污染〕、何时加酶、操作是否恰当,反响体系的选择、反响时间的长短内因:星星活性、底物甲基化、底物的构象3、DNA末端长度对酶切割的影响答:限制酶切割 DNA 时,对识别序列两端的非识别序列有长度要求,也就是说在识别序列两端必须要有一定数量的核苷酸,否那么限制酶将难以发挥切割活性。
在设计PCR引物时,如果要在末端引入一个酶切位点,为保证能够顺利切割扩增的PCR产物,应在设计的引物末端加上能够满足要求的碱基数目。
一般需加 3~4 个碱基对。
4、何为载体?一个理想的载体应具备那些特点?答:将外源 DNA 或目的基因携带入宿主细胞的工具称为载体。
基因工程试题及答案解析

基因工程试题及答案解析一、选择题1. 基因工程中常用的限制酶是:A. 蛋白酶B. DNA聚合酶C. 核糖核酸酶D. 限制性核酸内切酶答案:D2. 基因工程中,用于将目的基因导入植物细胞的方法是:A. 电穿孔法B. 显微注射法C. 农杆菌转化法D. 脂质体介导法答案:C3. 下列哪项不是基因工程的基本步骤?A. 目的基因的获取B. 基因表达载体的构建C. 目的基因的扩增D. 目的基因的检测与鉴定答案:C二、填空题1. 基因工程中,常用的运载体有____、____和____。
答案:质粒、噬菌体、动植物病毒2. 基因工程中,常用的筛选标记基因有____、____和____。
答案:抗性基因、荧光蛋白基因、酶基因三、简答题1. 简述基因工程的应用领域。
答案:基因工程的应用领域包括农业、医学、工业、环境保护等。
在农业中,基因工程可以用于培育抗病、抗虫、抗旱等性状的作物;在医学领域,基因工程可以用于生产重组蛋白药物、基因治疗等;在工业上,基因工程可以用于生产酶、疫苗等;在环境保护方面,基因工程可以用于生物修复、污染物降解等。
2. 基因工程中,如何确保目的基因在宿主细胞中正确表达?答案:确保目的基因在宿主细胞中正确表达需要考虑以下几个方面:首先,目的基因需要有合适的启动子和终止子,以确保其在宿主细胞中得到正确转录和终止;其次,需要考虑目的基因的密码子偏好性,以确保其在宿主细胞中能被高效翻译;再次,需要考虑目的基因的稳定性,避免其在宿主细胞中被降解;最后,还需要考虑目的基因产物的后翻译修饰和定位。
四、论述题1. 论述基因工程在医学领域的应用及其可能带来的伦理问题。
答案:基因工程在医学领域的应用主要包括生产重组蛋白药物、基因治疗、疾病诊断和基因疫苗等。
重组蛋白药物可以用于治疗糖尿病、侏儒症等疾病;基因治疗可以用于治疗遗传性疾病;疾病诊断可以通过基因检测来实现;基因疫苗可以用于预防某些遗传性疾病。
然而,基因工程的应用也带来了伦理问题,如基因隐私权、基因歧视、基因治疗的安全性和有效性等。
基因工程试题

基因工程试题一、选择题(每题1分,共15分)1、下列有关基因的叙述,错误的是【A 】A 蛋白质是基因表达的唯一产物B 基因是DNA 链上具有编码功能的片段C 基因也可以是RNAD 基因突变不一定导致其表达产物改变结构2、基因工程的单元操作顺序是【B 】A 增,转,检,切,接 C 接,转,增,检,切 3、生物工程的上游技术是【A 】A 基因工程及分离工程 C 基因工程及酶工程 4、下列各组专业术语中,含义最为接近的是 【C 】6、T 4 -DNA 连接酶是通过形成磷酸二酯键将两段DNA 片段连接在一起, 其底物的关键基团是【D 】A 2' -OH 和 5' -PB 2' -OH 和 3' -PC 3' -OH 和 2' -PD 5' -OH 和 3' -P7、下列有关连接反应的叙述,错误的是【A 】A 连接反应的最佳温度为37 ℃B 连接反应缓冲体系的甘油浓度应低于10%C 连接反应缓冲体系的ATP 浓度不能高于1mMD 连接酶通常应过量2-5倍8、原生质体转化方法不大适用于【A 】A 大肠杆菌B 枯草杆菌C 酵母菌D 链霉菌9、下列各常用载体的装载量排列顺序,正确的是【A 】A Cosmid >X-DNA > PlasmidB 九-DNA > Cosmid > PlasmidC Plasmid >X -DNA > CosmidD Cosmid > Plasmid >X-DNA10、若某质粒带有lacZ 标记基因,那么与之相匹配的筛选方法是在筛选培 养基中加入【D 】A 半乳糖B 异丙基巯基-B-半乳糖苷(IPTG )C 蔗糖D 5-溴-4-氯-3-吲哚基邛-D-半乳糖苷(X-gal ) 11、下列各组用于外源基因表达的受体细胞及其特点的对应关系中,错误的 是【C 】 A 大肠杆菌一繁殖迅速 B 枯草杆菌一分泌机制健全 C 链霉菌一遗传稳定 D 酵母菌一表达产物具有真核性12、分子杂交的化学原理是形成【D 】A 共价键B 离子键C 疏水键D 氢键 B 切,接,转,增,检 D 切,接,增,转,检B 基因工程及发酵工程 D 基因工程及细胞工程A 终止子与终止密码子 C DNA 退火与DNA 复性5、根据酶切活性对盐浓度的要求,B 基因表达与基因转译D 重组子与转化子 限制性核酸内切酶可分成【B 】 C 4大类 D 5大类13、某一重组DNA (6.2 kb )的载体部分有两个SmaI酶切位点。
高中基因工程试题及答案

高中基因工程试题及答案一、选择题1. 基因工程是指:A. 基因的自然选择B. 基因的人工选择C. 基因的人工重组D. 基因的自然重组答案:C2. 基因工程中常用的载体是:A. 质粒B. 病毒C. 染色体D. 线粒体答案:A3. 基因枪法属于哪种基因转移技术?A. 化学法B. 物理法C. 生物法D. 机械法答案:B4. 以下哪个不是基因工程的步骤?A. 目的基因的获取B. 目的基因的克隆C. 目的基因的表达D. 目的基因的自然选择答案:D5. 基因工程在医学领域的应用不包括:A. 基因治疗B. 基因检测C. 基因编辑D. 基因克隆答案:D二、填空题6. 基因工程的核心技术是________。
答案:重组DNA技术7. 基因工程中常用的受体细胞有________和________。
答案:大肠杆菌、酵母菌8. 基因工程在农业上的应用包括________和________。
答案:转基因作物、基因改良9. 基因工程在环境保护中的应用包括________和________。
答案:生物修复、污染物降解10. 基因工程在工业生产中的应用包括________和________。
答案:生物催化剂、生物制药三、简答题11. 简述基因工程的基本原理。
答案:基因工程的基本原理是利用分子生物学技术,将目的基因从一种生物体中提取出来,然后通过重组DNA技术将其插入到另一种生物体的基因组中,使其在新的宿主细胞中表达,从而获得具有特定性状的生物体或生产特定的生物产品。
12. 基因工程在医学领域有哪些应用?答案:基因工程在医学领域的应用包括基因治疗,通过将正常基因导入患者体内以治疗遗传性疾病;基因检测,用于疾病诊断和风险评估;基因编辑,通过修改基因序列来治疗疾病;以及生产生物药物,如胰岛素、干扰素等。
四、论述题13. 论述基因工程的伦理问题及其解决途径。
答案:基因工程的伦理问题主要包括对人类基因组的修改可能带来的未知风险、基因歧视、生物多样性的减少等。
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基因工程一名词解释DNA,1、限制与修饰系统:限制酶的生物学功能一般被认为是用来保护宿主细胞不受外源DNA的感染,可讲解外来从而阻止其复制和整合到细胞中。
一般来说,与限制酶相伴而生的修饰酶是甲基转移酶,或者说是甲基化酶,能保护自身的 DNA不被讲解。
限制酶和甲基转移酶组成限制与修饰系统。
2、各种限制与修饰系统的比较Ⅱ型Ⅰ型Ⅲ型识别位点4~6bp,大多为回文序列二分非对称5~7bp 非对称切割位点在识别位点中或靠近识别位点无特异性,至少在识别位点外100bp 识别位点下游 24~26bp简答1. 何谓 Star activity?简述Star activity的影响因素及克服方法?答:在极端非标准条件下,限制酶能切割与识别序列相似的序列,这个改变的特征称为星星活性。
pH 引起星星活性的的因素:①高甘油浓度(>5%);②酶过量( >100U/μl );③低离子强度( <25mmol/L);④高(> ;⑤有机溶剂如DMSO (二甲基亚砜)、乙醇、乙二醇、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等;⑥用其它二价阳离子星星活性的抑制措施:①减少酶的用量,避免过量酶切,减少甘油浓度;②保证反应体系中无有机溶剂或乙醇;③提高离子强度到100 ~ 150mM(在不抑制酶活性的前提下);④降低反应pH至;⑤使用Mg2+作为二价阳离子。
2. 试回答影响限制性内切核酸酶切割效率的因素?(影响酶活性的因素?)答:外因:反应条件、底物纯度(是否有杂质、是否有盐离子和苯酚的污染)、何时加酶、操作是否恰当,反应体系的选择、反应时间的长短内因:星星活性、底物甲基化、底物的构象3、 DNA末端长度对酶切割的影响答:限制酶切割 DNA 时,对识别序列两端的非识别序列有长度要求,也就是说在识别序列两端必须要有一定数量的核苷酸,否则限制酶将难以发挥切割活性。
在设计PCR引物时,如果要在末端引入一个酶切位点,为保证能够顺利切割扩增的 PCR产物,应在设计的引物末端加上能够满足要求的碱基数目。
一般需加 3 ~4 个碱基对。
4、何为载体?一个理想的载体应具备那些特点?答:将外源 DNA 或目的基因携带入宿主细胞的工具称为载体。
载体应具备:①在宿主细胞内必须能够自主复制(具备复制原点);②必须具备合适的酶切位点,供外源DNA 片段插入,同时不影响其复制;③有一定的选择标记,用于筛选;④其它:有一定的拷贝数,便于制备。
5 抗性基因( Resistant gene)是目前使用的最广泛的选择标记,常用的抗生素抗性有哪几种?并举两例说明其原理?答:氨苄青霉素抗性基因( ampr)、四环素抗性基因(tetr )、氯霉素抗性基因( Cmr)、卡那霉素和新霉素抗性基因( kanr , neor )以及琥珀突变抑制基因supF 。
⑴青霉素抑制细胞壁肽聚糖的合成,与有关的酶结合,抑制转肽反应并抑制其活性。
氨苄青霉素抗性Ampr 编码一个酶,可分泌进入细胞的周质区,并催化β - 内酰胺环水解,从而解除氨苄青霉素的毒性。
⑵四环素与核糖体 30S 亚基的一种蛋白质结合,从而抑制核糖体的转位。
Tetr 编码一个由 399 个氨基酸组成的膜结合蛋白,可阻止四环素进入细胞。
6. 何为α - 互补?如何利用α - 互补来筛选插入了外源DNA 的重组质粒?答:α - 互补指 lacZ 基因上缺失近操纵基因区段的突变体与带有完整的近操纵基因区段的β - 半乳糖苷酶阴性的突变体之间实现互补。
α - 互补是基于在两个不同的缺陷β-半乳糖苷酶之间可实现功能互补而建立的。
实现α- 互补主要有两部分组成:LacZ △ M15 ,放在 F 质粒或染色体上,随宿主传代;LacZ' ,放在载体上,作为筛选标记,当在 LacZ' 中插入一个片断后,将不可避免地导致产生无α- 互补能力的β-半乳糖苷酶片断。
在诱导物IPTG 和底物 X-gal (同时可作为生色剂)的作用下,含重组质粒的菌落不能产生有活性的β-半乳糖苷酶,不能分解 X-gal ,呈现白色,而含非重组质粒的菌落则呈现兰色。
以此达到筛选的目的。
7、试简述λ噬菌体的裂解生长状态Lytic growth 和溶原状态 Lysogenic state 两种循环的分化及其调节过程?答:裂解生长状态是λ噬菌体在宿主中大量复制并组装成子代λ噬菌体颗粒,导致宿主细胞裂解。
溶原状态为λ噬菌体基因组 DNA 通过位点专一性重组整合到宿主染色体DNA 中随宿主的繁殖传到子代细胞。
调节过程:由感染复数和细胞的营养状态决定的,感染复数越高,营养状态越差,则溶源化的频率就越高。
溶源现象的生化媒介可能是3'--5'cAMP,它在细胞内的浓度会随营养条件的变化而改变,当细胞在富营养培养基中生长时,cAMP 的浓度较低,有利于裂解生长;在缺乏cAMP的突变细胞中,更有利于裂解生长另外一个重要的调节因素是噬菌体的CⅡ蛋白,它是噬菌体基因转录的激活子,抑制裂解功能基因的表达,催化噬菌体DNA 整合到细菌的染色体中去。
高浓度的CⅡ蛋白促进溶源化,而低浓度的CⅡ蛋白促进裂解生长。
当CⅡ蛋白浓度足够时,激活CⅠ蛋白和基因int的表达,导致噬菌体 DNA与染色体整合,朝着溶源态生长。
9、 cDNA文库的构建:将来自真核生物的mRNA体外反转录成cDNA,与载体连接并转化大肠杆菌的过程。
⑴细胞总RNA的提取和mRNA的分离⑵第一链合成:由mRNA到 cDNA的过程为反转录,由反转录酶催化。
⑶第二链合成:①自身引物合成法②置换合成法③引导合成法④引物—衔接头合成法⑷双链 cDNA里连接到质粒或噬菌体载体并导入大肠杆菌中繁殖10、文库质量检测答:文库质量是由文库所含克隆的数目、平均插入片段的长度、插入效率、基因组覆盖度和覆盖倍数等因素决定。
克隆数越多、平均插入片段的长度越长、插入效率和基因组覆盖度越高,文库质量越好。
克隆数目可以通过多次转化累加,但并非越多越好,只要达到一定数目的基因组覆盖倍数和覆盖度就行,一般要求达到 4— 6 倍覆盖率。
11、基因覆盖倍数的估算方法答:有两种,一:用公式计算基因组覆盖倍数=平均插入片段的长度ⅹ克隆数/ 基因组 DNA长度二:结合基因覆盖度检测来估算。
基因组覆盖度是指问苦衷克隆覆盖基因组的范围。
即选择一定数目的单拷贝基因作探针来筛选文库。
每个探针筛选的克隆数目,即为该基因位点的覆盖倍数。
12、解释并计算N=ln(1-P)/ln(1-f)式中 N:代表一个基因组文库所包含重组克隆个数P :代表所期望的目的基因在文库中出现的概率f:表示重组克隆平均插入片段的长度和基因组DNA长度的比值计算:大肠杆菌基因组大小约mb,若 P=99%,平均插入片段大小为20kb,f=20kb/4600kb,则 N=1057. 即当期望从一个平均插入片段为 20kb 的大肠杆菌基因组文库中筛选到任意一个感兴趣的基因的概率达99%,该基因文库至少应包含1057 个重组克隆。
选择合适的载体系统和挑去一定的阳性克隆是构建基因组文库时首先考虑的问题。
论述题1、 cDNA文库的均一化处理两条途径:基因组DNA饱和杂交法和基因组DNA饱和杂交法⑴基因组DNA饱和杂交法原理:利用不同表达水平的基因对应的基因组拷贝数相对一致的特点,可以对cDNA文库进行均一化处理步骤①将基因组DNA用限制性内切酶消化固定,消化后的基因组DNA扁形为相对较短的单链且最大可能的覆盖基因组。
②分离纯化独立cDNA文库的混合质粒③文库 cDNA与固定的基因组DNA充分饱和杂交,固定住相应的cDNA,并将它洗脱重新转化受体菌。
优点:应用简单、没有一仪器上的限制缺点:由于基因组DNA相对很复杂,很难获得覆盖基因组的单链DNA片段,导致基因丢失;在基因组DNA与文库 DNA杂交的过程中,文库DNA自身杂交的速度会很快,导致基因丢失。
⑵基因组DNA饱和杂交法原理:双链 DNA在加热变后再复性形成双链DNA的速度遵循二次复性动力学原理。
即与组分中的单链DNA浓度有关,浓度越小,复性所需时间越长。
cDNA文库中高丰度的cDNA复性所需要的时间短,低丰度的cDNA复性所需的时间长。
通过对复性时间的控制,可以使高丰度的cDNA复性成双链状态,低丰度的cDNA保持单链状态。
利用羟基磷灰石柱很容易将单链和双链cDNA分开,再用得到的单链cDNA转化宿主细菌,即可得到均一化cDNA文库。
优点:几乎不会导致文库中cDNA的丢失;均一化效果明显缺点:基因组 DNA饱和杂交法成功率高,而基因组DNA饱和杂交法在参数控制上存在着比较多的因素。
2、扣除杂交cDNA文库原理:利用分子杂交原理,去除非差异表达基因的待测样本tester:待测样本的总cDNA。
对照样本cDNA,保留差异表达的基因的cDNA用于制备文库。
driver:表达谱背景一致但不含目的基因的总cDNA。
tester 与过量的driver 杂交,用特定方法将二者共同表达的cDNA去除。
如:抑制性扣除杂交(suppression subtractive hybridization, SSH)原理:含目的基因的cDNA称为供体 tester,不含目的基因的在体外独立反转录成的。
同时利用识别 4 个碱基的限制性内切酶为二,分别接上二种不同的接头。
第一轮杂交:过量的驱动cDNA分别与带有 2 中不同接头的供体cDNA会形成 4 种类型的cDNA片段:cDNA称为驱动driver。
它们是由对应的mDNA组分RsaΙ将这些 cDNA消化成平末端小片段。
将供体一分cDNA杂交,在 2 个独立的杂交体系中,供体与驱动a、供体中既没有与供体杂交,也没有与驱动杂交的cDNA分子。
b、供体中自身杂交的cDNA分子。
c、供体与驱动中共同表达的基因杂交形成的双链cDNA分子。
d、驱动中自身杂交和不能自身或与供体杂交的cDNA分子。
第二轮杂交:将第一轮杂交的两个体系混合,再加入过量的驱动cDNA,进入第二轮杂交。
杂交结果进一步形成了a、b、 c、 d。
也形成了e(带不同接头 a 形成的)。
将第二轮杂交的产物进行末端补齐,再进行两轮PCR扩增。
在扩增过程中,由于a、d 两端没有引物结合位点而不能再扩增。
b 两端带有相同的接头序列,形成蜗柄结构,不能进行指数扩增。
c 只有一个引物接头,只能被线性扩增。
只有 e 是均一化的,差异表达的基因。
用巢式引物进行第二轮PCR,降低 PCA产物的背景,富集差异的基因。
最后将PCR产物用 T/A 克隆载体进行克隆构建扣除杂交cDNA文库3、烟草酸性焦磷酸酶法构建全长cDNA文库原理:烟草酸性焦磷酸酶(TAP),能特异性地识别真核生物mRNA的 5’端帽子结构并将其去除。
暴露出切口5’端的磷酸基团,可在该切口处连接一段特异的接头来引导cDNA第二链的合成。