第三章质粒的分子生物学与质粒载体(精)
质粒及质粒载体复习题及答案.doc
质粒及质粒载体复习题及答案一、填空题1、基因工程中有三种主要类型的载体：质粒DNA、病毒DNA、质粒和病毒DNA杂合体。
2.由于不同构型的DNA插入EB的量不同，它们在琼脂糖凝胶电泳中的迁移率也不同。
SC DNA的泳动速度最快，OC DNA泳动速度最慢，L DNA居中，通过凝胶电泳和EB染色的方法可将不同构型的DNA分别开来。
3.就克隆一个基因（DNA片段）来说，最简单的质粒载体也必须包括三个部分：复制子（含有复制起点）、选择标记（主要是抗性基因）、克隆位点（便于外源DNA插入）。
另外，一个理想的质粒载体必须具有低分子质量。
4.如果两个质粒不能稳定地共存于一个寄主细胞中，则属于同一个不亲和群，这是因为它们的复制机制相同所致。
5.质粒拷贝数是指细胞中质粒的份数同染色体的比值，即质粒/染色体。
6.一个带有质粒的细菌在有EB的培养液中培养一段时间后，一部分细胞中已测不出质粒，这种现象叫质粒消除（或治愈）。
7.PBR322是一种改造型的质粒，它的复制子来源于pMBl ,它的四环素抗性基因来自于pSClOl ,它的氨节青霉素抗性基因来自于PSE2124 （R质粒）。
8.YAC的最大容载能力是1000~2000kb , BAC载体的最大容载能力是300kb 。
9.把那些没有可检测表型的质粒称为隐蔽性质粒。
10.pUC18质粒是目前使用较为广泛的载体。
pUC系列的载体是通过PBR322和M13两种质粒改造而来。
它的复制子来自pMBl , Amp抗性基因则是来自转座子。
11・Ti质粒是自然界存在的植物基因工程的天然载体。
12.既能在夙coll又能在S・cerevisiae中自我复制的载体DNA称为穿梭载体。
二、选项题（单选或多选）1.下面关于松弛型质粒（relaxed plasmid）性质的描述中，（C ）是不正确的。
的制约, 而有较多的拷贝数A.质粒的复制只受本身的遗传结构的控制，而不受染色体复制机制B.可以在氯霉素作用下进行扩增C.通常具有较少的拷贝数D.同严紧型质粒整合后，杂合质粒优先使用松弛型质粒的复制子2.基因工程中所用的质粒载体大多是改造过的，真正的天然质粒载体很少，在下列载体中只有（B ）被视为用作基因工程载体的天然质粒载体。
第三章__质粒载体
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4、影响质粒DNA产量的因素
寄主菌株的遗传背景 质粒的拷贝数及分子大小 寄主菌株的生长条件 培养基的类型等
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1）寄主菌株的遗传背景
使用endA基因发生突变的(endAl)大肠杆菌寄主菌株， 例如DH5,JM109
endA基因突变，使大肠杆菌寄主细胞失去了合成具有 功能活性的核酸内切酶I的能力，增进了质粒DNA分子 的稳定性。所以从这类寄主细胞制备的质粒DNA质量 有所改进，产量也得到了提高。
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质粒作为基因克隆的载体分子，一个重要的条件是获 得批量的纯化的质粒DNA分子。因而寄主细胞的裂解作 用是分离质粒DNA的关键步骤。
通常的裂解是加入溶菌酶或SDS使大肠杆菌细胞裂解。
理想的状况是，使每个细胞都充分破裂到能使质粒DNA 顺利溢出，而又没有污染过多的染色体DNA。
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1、氯化铯密度梯度离心法
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分离纯化质粒DNA的程序
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3、微量碱变性法提取质粒DNA步骤
离心收集细胞沉淀； 细胞悬浮液重新悬浮细胞； 裂解液使细胞裂解，释放出DNA，同时使DNA变性； 中和液使线性质粒和染色体DAN复性； 离心除去染色体DAN、蛋白质及RNA等复活物； 含有质粒超螺旋DNA的上清液用酚臭提除去蛋 白质； 乙醇沉淀收集质粒DNA。
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6、质粒的其他特性
稳定性：维持一定的拷贝数 同源性：不同的质粒有相同的同源区 重组性：质粒间、质粒同染色体间重组 消除和恢复性等特性
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第二节 质粒DNA的分离与纯化
➢ 氯化铯密度梯度离心法 ➢ 碱变性法 ➢ 微量碱变性法 ➢ 影响质粒DNA产量的因素
质粒载体
质粒载体简介质粒在所有的细菌类群中都可发现，它们是独立于细菌染色体外自我复制的DNA分子。
自然界中，质粒是在营养充足时出现的，它在结构、大小、复制方式，每个细菌的拷贝数，在不同的细菌体内的繁殖力，在菌种之间的转移力等方面都会变化，可能最重要的是质粒所携带的特征的改变。
大多数原核生物的质粒是双链环状的DNA分子；但是无论是在革兰式阳性还是阴性菌体内都可以发现线状质粒。
质粒大小变化很大，可从几个到数百个kb。
质粒依靠宿主细胞提供的蛋白质进行复制，但也可以使宿主细胞获得质粒编码的功能。
质粒复制可以与细菌的细胞周期同步，导致菌体内质粒的拷贝数较低，质粒复制也可独立于细胞周期，使每个菌体内扩增了成百上千个质粒拷贝。
一些质粒在菌种间可自由地转移它们的DNA分子，另一些只转移质粒给同种细菌，而有些却根本不转移它们的DNA。
质粒带有具有许多功能的基因，这些功能包括对抗生素和重金属道德抗性、对诱变原的敏感性、对噬菌体的易感或抗性、产生限制酶、产生稀有的氨基酸和毒素、决定毒力、降解复杂有机分子，以及形成共生关系的能力和在生物界内转移DNA的能力。
人工构建的质粒载体分类高拷贝数的质粒载体ColE1、pMB1派生质粒具有高拷贝数的特点。
适合大量增殖克隆基因，或需要大量表达的基因产物。
低拷贝数的质粒载体由pSC101派生来的载体特点是分子量小的拷贝数。
它有特殊的用途：当有些被克隆的基因的表达产物过多时会严重影响寄主菌的正常代谢活动，导致寄主菌的死亡时，就需要低拷贝的载体。
失控的质粒载体这是一类温度敏感型复制控制质粒。
如pBEU1、pBEU2。
插入失活型克隆载体。
载体的克隆位点位于其某一个选择性标记基因内部。
如pDF41、pDF42。
正选择的质粒载体直接选择转化后的细胞。
只有带有选择标记基因的转化菌细胞才能在选择培养基上生长。
质粒载体的筛选特征选择质粒载体的要素是要了解可用到的载体的特征和预测重组克隆所用于的实验。
所有的质粒载体都有三个共同的特征：一个复制子、一个选择性标志和一个克隆位点。
分子生物学课程教学大纲(精)
分子生物学课程教学大纲课程简介一、课程简介分子生物学主要研究核酸蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、基因表达，以及生物大分子互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊规律的化学和物理的基础。
分子生物化学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势。
医学分子生物学是分子生物学的重要分支，本课程包括三方面的内容：一是介绍分子生物学基本原理；二是阐述某些疾病发生和发展的分子机制；三是介绍分子生物学技术在临床上的应用。
本大纲适用于夜大专升本等专业学生。
二、总体要求通过本课程学习，要求学生做到：1. 掌握、熟悉分子生物学的基本原理以及与相关临床知识的联系。
2. 学会应用基本分子生物学技术进行生物大分子的检测，并能应用于临床。
3. 树立良好的学习态度，培养创新能力与实践能力，注重知识、能力、素质的协调发展。
三、时数分配绪论学习目的和要求通过本章学习，掌握医学分子生物学的定义、内容。
课程内容一、介绍医学分子生物学的定义。
二、介绍医学分子生物学的发展历史。
三、医学分子生物学的现状与未来。
考核知识点一、医学分子生物学的定义。
二、医学分子生物学的内容。
三、医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
四、医学分子生物学的现状与未来。
考核要求一、掌握医学分子生物学的定义。
二、熟悉医学分子生物学主要解决的问题。
三、了解1. 医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。
2. 医学分子生物学的未来发展方向。
第一章基因学习目的和要求通过本章学习，掌握基因的基本概念、基因的结构特点及基因的遗传功能，了解基因突变的机制及其与疾病的关系。
课程内容一、基因的基本概念及基因的结构特点1．核酸是遗传信息的载体大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA, 少数生物（如RNA病毒）中是RNA。
2．基因的基本概念基因的现代分子生物学概念。
3．基因的结构特点基因的基本结构包括结构基因和转录调控序列。
原核生物的结构基因是连续的，而真核生物的结构基因是不连续的，由内含子和外显子组成。
质粒载体的知识点
质粒载体的知识点1. 什么是质粒载体？质粒载体是一种常见的DNA分子，在分子生物学研究中广泛应用。
它是一种环状的DNA分子，具有自主复制和传递的能力，能够携带外源DNA序列并在细胞内进行复制和表达。
2. 质粒载体的特点质粒载体具有以下几个特点：•自主复制能力：质粒载体可以独立于宿主细胞的染色体进行复制，从而实现外源DNA的复制。
•传递能力：质粒载体可以在细菌、酵母等微生物细胞中传递，从而实现外源DNA的表达。
•多样性：质粒载体种类繁多，可以根据实验需要选择不同的质粒载体来进行研究。
•多拷贝数：质粒载体通常具有多个拷贝数，使得外源DNA在细胞中得到高效复制和表达。
3. 质粒载体的结构质粒载体通常由以下几个部分组成：•起始子：负责启动质粒载体的复制过程。
•多个限制酶切位点：用于将外源DNA序列插入到质粒载体中。
•选择标记：帮助筛选携带质粒载体的细胞，例如抗生素抗性基因。
•表达元件：包括启动子、终止子和转录调控序列，用于控制外源DNA的表达水平。
4. 质粒载体的应用质粒载体在分子生物学研究中有广泛的应用，包括：•基因克隆：质粒载体可以用于将外源DNA序列引入到细胞中，从而克隆目标基因。
•基因表达：质粒载体可以用于外源基因的表达，从而研究其功能和调控机制。
•基因敲除：质粒载体可以用于引入RNA干扰或基因敲除工具，从而研究基因的功能。
•疫苗研究：质粒载体可以用于构建疫苗候选物，进行疫苗研究和疫苗开发。
5. 质粒载体构建的步骤质粒载体的构建通常包括以下步骤：1.选择质粒载体：根据实验需求选择合适的质粒载体，包括质粒大小、拷贝数和选择标记等因素。
2.线性化质粒载体：使用适当的限制酶切酶将质粒载体线性化，以便后续插入外源DNA序列。
3.插入外源DNA：将目标DNA序列与线性化质粒载体连接，并使用DNA连接酶进行连接反应。
4.转化宿主细胞：将质粒载体导入宿主细胞中，可以使用化学方法或电穿孔等技术实现质粒转化。
5.筛选正品系：根据质粒载体携带的选择标记进行筛选，例如使用抗生素选择培养基筛选带有抗生素抗性的细胞。
基因工程常用的三种载体
基因工程常用的三种载体
基因工程常用的三种载体
基因工程是一种用于改变和改造生物体遗传基因的技术，它是利用分子生物学技术提高生物性状的一种新技术。
在基因工程中，需要使用一种材料将外源基因投入细胞中，这种材料就是载体。
基因工程中常用的载体有以下三种：
1. 质粒载体. 质粒载体是一种比较常见的基因工程载体，具有较强的稳定性，它是一种质粒DNA，也称为质粒DNA，不是单链DNA，它是由细菌质粒的DNA结合其它分子，形成质粒DNA的结构，具有可复制性能，可以在细菌或动物细胞中复制，具有较强的稳定性。
2. 杆状病毒载体. 杆状病毒载体是一种比较常见的基因工程载体，它由病毒的全基因组和其它分子形成，用来转移外源基因到细胞中，可以把外源基因转移到细胞核或任何其它的地方，可以实现基因工程的目的。
3. 化合物载体. 化合物载体是一种新型的载体，它是由多种不同的分子组成的，可以将外源基因转移到细胞核或其它位置，并且可以把这些基因在细胞中表达出来，从而实现基因工程的目的。
现代微生物遗传学-第三章质粒课件
质粒在生物能源开发中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
质粒在生物能源开发中具有重要作用，可以用于构建高效 生物燃料生产菌株。
质粒可以携带与生物燃料生产相关的基因，将其转移至微 生物中，从而构建出能够高效生产生物燃料的菌株。例如 ，可以利用质粒将油脂合成酶基因转移至酵母菌中，构建 出能够高效生产生物柴油的菌株。此外，质粒还可以用于 提高微生物对光能的利用率，从而构建出能够高效生产太 阳能的微生物。因此，质粒在生物能源开发中具有重要作 用。
详细描述
20世纪60年代，科学家们开始对质粒进行更深入的研究，探索其复制机制和遗传特性。他们发现质粒可以在细菌 细胞内独立于染色体复制，并且可以在不同细菌之间转移和遗传。这些发现为后来的基因工程和分子生物学研究 奠定了基础。
质粒的遗传学研究
总结词
质粒的遗传学研究涉及到多个方面，包括质粒的复制、转录、表达以及质粒与宿主细胞 的相互关系等。
代谢能力
质粒携带的基因可以影响细菌的 代谢能力，帮助细菌在特定环境 下生存和繁殖。
质粒与细菌的进化
基因水平转移
质粒是细菌间基因水平转移的主要载体，有 助于细菌获得新的遗传物质和进化。
协同进化
质粒上的基因与其他细菌基因协同进化，形成复杂 的基因网络，影响细菌的进化方向。
适应性进化
质粒携带的基因可以促进细菌的适应性进化 ，使其更好地适应不断变化的环境。
终止子的作用
终止子是一个特殊的DNA序列，它能够终止复制子的复 制，确保质粒的复制不会无限进行下去。
质粒的复制
复制的起始
复制的调控
质粒的复制起始于复制起始位点，该 位点通常是一个特定的DNA序列，能 够被质粒编码的复制蛋白识别并与之 结合。
质粒的分子生物学与质粒载体
质粒的分⼦⽣物学与质粒载体第三章质粒的分⼦⽣物学与质粒载体⼀、填空题1．基因⼯程中有3种主要类型的载体：——-------、------------⼀、-----------.2.由于不同构型的DNA插⼊EB的量不同，它们在琼脂糖凝胶电泳中的迁移率也不同，SC DNA的泳动速度—----------—，OC DNA泳动速度—---------—，L DNA居中，通过凝胶电泳和EB染⾊的⽅法可将不同构型的DNA分别开来。
3.质粒的复制像染⾊体的复制⼀样，是从特定的起始点区开始的。
然⽽，质粒的复制可以是—---—向的、或是—----—向的。
在杂种质粒中，每个复制⼦的起点都可以有效地加以使⽤。
但是在正常条件下只有⼀个起点可能居⽀配地位。
并认为：当某些具有低拷贝数的严紧型质粒与松弛性质粒融合后，在正常情况下—------—的复制起点可能被苯闭。
4.就克隆⼀个基因(DNA⽚段)来说，最简单的质粒载体也必需包括三个部分：—-----—、—---------—、—----------------—。
另外，⼀个理想的质粒载体必须具有低分⼦量。
5.如果两个质粒不能稳定地共存于同⼀个寄主细胞中，则属于—---------—群，这是因为它们的——————————所致。
6.质粒拷贝数是指细胞中—------------------------—。
7.复制⼦由三部分组成：(1)—-----------------—---(2)——-----------————(3)—--------------—。
8.酵母的2µm质粒有------------，可以配对形成哑铃结构。
9.⼀个带有质粒的细菌在有EB的培养液中培养⼀段时间后，⼀部分细胞中已测不出质粒，这种现象叫----------------。
10.pBR322是⼀种改造型的质粒，它的复制⼦来源于----——，它的四环素抗性基因来⾃于—-----------—，它的氨苄青霉素抗性基因来⾃于—---------—。
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5.如果两个质粒不能稳定地共存于同一个寄主细胞中，则属于—---------—群，这是因为它们的——————————所致。
3.质粒的复制像染色体的复制一样，是从特定的起始点区开始的。然而，质粒的复制可以是—---—向的、或是—----—向的。在杂种质粒中，每个复制子的起点都可以有效地加以使用。但是在正常条件下只有一个起点可能居支配地位。并认为：当某些具有低拷贝数的严紧型质粒与松弛性质粒融合后，在正常情况下—------—的复制起点可能被苯闭。
(b)可以在氯霉素作用下进行扩增
(c)通常带有抗药性标记
(d)同严紧型质粒融合后，杂合质粒优先使用松弛型质粒的复制子
3．基因工程中所用的质粒载体大多是改造过的，真正的天然质粒载体很少，在下列载体中只有( )被视为用作基因工程载体的天然质粒载体
(a)pBR322 (b)pSCl01
(c)pUBll0 (d)pUCl8
4．插入元件(1S)也是一种转座元件，它除了有转座酶基因外，还有附加基因。
5．如果两个不同的质粒可以稳定地共存于同一个细胞中，这两种质粒则属于同一个不亲和群。
6．一个带有反向重复序列的双链DNA经变性后，复性时其单链可形成发夹环。
7．能够在不同的宿主细胞中复制的质粒叫穿梭质粒。
8．任何一种质粒都可以用氯霉素扩增的方法，增加它的拷贝数。
9．只有完整的复制子才能进行独立复制，一个失去了复制起点的复制子不能进行独立复制。
10．CsCl-EB密度梯度离心法纯化SC DNA原理是根据EB可以较多地插入到SC DNA中，因而沉降速度较快。
11．质粒ColEl同pSCl01共整合后，得到重组质粒pSCl34，具有两个复制起点，这两个起点在任何细胞中都是可以使用的。
第三章质粒的分子生物学与质粒载体
一、填空题
1．基因工程中有3种主要类型的载体：——-------、------------一、-----------.
2.由于不同构型的DNA插入EB的量不同，它们在琼脂糖凝胶电泳中的迁移率也不同，SC DNA的泳动速度—----------—，OC DNA泳动速度—---------—，L DNA居中，通过凝胶电泳和EB染色的方法可将不同构型的DNA分别开来。
9.一个带有质粒的细菌在有EB的培养液中培养一段时间后，一部分细胞中已测不出质粒，这种现象叫----------------。
10.pBR322是一种改造型的质粒，它的复制子来源于----——，它的四环素抗性基因来自于—-----------—，它的氨苄青霉素抗性基因来自于—---------—。
11.质粒的消失同染色体基因的突变是不同的，前者不能恢复，后者可以通过—------—恢复该基因的性状。
三、选择题(单选或多选)
1．线性质粒复制的引物来自于( )
(a)细胞中合成的小分子RNA
(b)自身末端的端粒序列
(c)外加的寡聚DNA
(d)自身断裂的小分子DNA
2．下面关于松弛型质粒(relaxedplasmid)性质的描述中，( )是不正确的
(a)质粒的复制只受本身的遗传结构的控制，而不受染色体复制机制的制约，因而有较多的拷贝数
16．某一染色体DNA经内切酶SalI切割后，产生了若干个具有黏性末端的DNA片段，将这些片段分别在T4 DNA连接酶的作用下自身连接成环，然后导人受体细胞，都可以进行独立地复制。
17．如果细菌的某种表型特征在UV处理下丧失后不再恢复，这种表型有可能是质粒赋予的。
18．基因克隆中，低拷贝数的质粒载体是没有用的。
6.质粒拷贝数是指细胞中—------------------------—。
7.复制子由三部分组成：(1)—-----------------—---(2)——-----------————(3)—--------------—。
8.酵母的2μm质粒有------------，可以配对形成哑铃结构。
4．下列哪种克隆载体对外源DNA的容载量最大?( )
(a)质粒(b)黏粒ຫໍສະໝຸດ (c)酵母人工染色体(YAC)
(d)λ噬菌体
(e)cDNA表达载体
5．反向重复序列：( )
(a)可以回折形成发夹结构(b)可以是某些蛋白的结合位点
(c)参与转座子的转座(d)12 1-说法都不对
12.ColEl质粒复制的起始需要三种酶，即—-----------—、一------------和一------。
13．YAC的最大容载能力是—-----------—，BAC载体的最大容载能力是—---------—。
14．pSCl01是一种---------——复制的质粒。
15．把那些没有可检测表型的质粒称为—--------------—。
12．pBR322可以用于黏性末端连接、平末端连接和同聚物接尾法连接，无论用哪种方法连接，都可以用同一种酶回收外源片段。
13．所谓穿梭质粒载体是能够在两种以上的不同宿主细胞中复制的质粒，所用的复制起点不同。
14．一般情况下，质粒既可以整合到染色体上，也可以独立存在。
15．ColEl是惟一用作基因工程的自然质粒载体，它具有四环素抗性标记，因而很容易选择。
18．在基因型的表示中，符号Ω表示—-----------—；符号△表示—--------------—。
二、判断题
1．迄今发现的质粒DNA都是环状的。
2．线性质粒同环状质粒一样都不带有宿主必需的基因。
3．有a、b、c三个质粒，因为a和b能够共存于一个细胞，a和c也可共存于同一个细胞，所以b和c一定能够共存于同一个细胞。
16．转座子主要由下列部分组成：(1)—-----————————(2)---------------——
(3)—----------------—。
17．pUCl8质粒是目前使用较为广泛的载体。pUC系列的载体是通过——---------和——两种质粒改造而来。它的复制子来自—----------—，Amp抗性基因则是来自—--------—。