杨官品分子生物学试题

1.基因是什么？基因存在什么地方？如何界定？如何记录？能用生物学方法分离大量基因组DNA，为什

么还要进行DNA克隆。

答：

1）基因：包含合成某一特定蛋白质的所有信息的DNA序列，包括上游调节序列、外显子和内含子。

2）经典的基因概念认为，DNA分子是基因的载体（不等于所有生物的基因都是DNA，有的生物eg.某些病毒遗传体系的基础是RNA，而不是DNA。），但是，并非每一段DNA都是基因，而是在染色体或DNA 分子上呈串珠似的排列，并且它们之间有非遗传的物质连接。信息的交换只在基因间进行。基因既是遗传的功能单位也是交换和突变单位。实际上，在现代的遗传学文献中已经把基因与顺反子通用，即一个顺反子就是一个基因，由一个突变单位和重组单位组成的线性结构。

3）DNA克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质—同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子—复制子，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增获得大量同一DNA分子，即。由于早期研究是从较大的染色体分离、扩增特异性基因，因此DNA克隆又称基因克隆。“克隆”某一基因或DNA片段过程中，将外源DNA插入载体分子所形成的复制子是杂合分子--嵌合DNA，所以DNA克隆又称重组DNA。而生物化学获得DNA的方法与之比较起来有几点不同（不足）之处：a.获得的DNA的量于其原始材料有关，不能如DNA克隆一样进行自主扩增；b.提取DNA的纯度受到实验条件，操作步骤的影响；c.不能够将所获得的DNA转化进入新的载体DNA，进行重新组合，不便于基因重组的研究与应用eg.DNA免疫技术的研究等。

2.现在最常用的DNA克隆载体有哪些？基因表达载体与DNA克隆载体是不同的载体吗？

答: 1）克隆载体按材料可分质粒克隆载体、病毒（噬菌体）克隆载体、质粒同病毒（噬菌体）DNA组成的克隆载体、质粒同染色体DNA组成的基因整合克隆载体、叶绿体或线粒体DNA构建的克隆载体等；按用途分成通用克隆载体、大片段DNA克隆载体、CDNA克隆载体、表达克隆载体等；以受体分成大肠杆菌

克隆载体、植物克隆载体、动物克隆载体等。

常用的载体包括三大类，即质粒（常用的有pBR322、pUC系列）单链丝状噬菌体和噬粒（常用的大肠杆菌丝状噬菌体包括M13噬菌体f噬菌体等，噬粒两种.

表达载体:为使插入的外源DNA 序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体

2）基因表达载体与DNA克隆载体的范围是不一样的，后者的范围要较前者更为广泛。DNA克隆载体：为“携带”感兴趣的外源DNA、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA 分子。而基因表达载体是DNA克隆载体中按特殊结构创建的，为使插入特定位点的外源编码DNA序列可以转录，进而翻译成多肽链而设计的克隆载体。

3.什么叫做分子标记？有哪些分子标记？分子标记能被开发利用尽吗？

答：1）广义的分子标记是指可以遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。蛋白质标记包括种子贮藏蛋白和同功酶及等位酶。狭义的分子标记是指DNA分子标记：能反映生物个体或种群间基因组某些差异特征的DNA片段，它是DNA分子上碱基的突变、缺失、插入、易位、倒位或由于长短与排列不一的重复序列等机制而产生的。

2）分子标记种类：

a.限制性片段长度多态性（RFLP）：是发展最早的分子标记技术，原理是检测DNA在限制性内切酶酶

切后形成的DNA片段的大小。凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变（新产生和去除酶切位点）和一段DNA的重新组织（如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化）等均可导致RFLP的产生。

此技术及其从中发展出来的一些变型均包括以下基本步骤：DNA的提取、用限制性内切酶酶切DNA、用凝胶电泳分开DNA片段、把DNA片段转移到滤膜上、利用放射性标记的探针显示特定的DNA片段（通过Southern杂交）、分析结果。

b.如果RFLP探针是来自拷贝数可变重复（VNTR）,则产生另一类因相同或相近序列的拷贝数变化所

引起的多态性。凡是引起重复单位的大小和序列不同、基因组中重复的数目和分布不同等均可导致这

种多态性的产生。在RFLP技术中有特殊用途（成为分子标记）的重复序列包括：小卫星序列和微卫星或简单重复序列(SSR)。

c.随机扩增多态性DNA（RAPD）：用一个（有时用两个）随机引物（一般8－10个碱基）非定点地扩

增DNA片段，然后用凝胶电泳分开扩增片段。

d.特定序列位点：（STS）对由其特定引物序列所界定的一类标记的统称。利用特异PCR技术的最大

优点是它产生的信息非常可靠，而不象RAPD、AFLP和利用随机探针产生的RFLP存在某种模糊性（如难以鉴别片段的来源）。这类分子标记主要有：SSR、加锚微卫星核苷酸、SCAR、CAPS、SPAR、DAMD、ISTR、IFLP、RAMPO、RFLP-PCR。

e.扩增片段长度多态性(AFLP)：其特点是把RFLP和PCR结合了起来。其基本步骤是：把DNA进行

限制性内切酶酶切，然后选择特定的片段进行PCR扩增(在所有的限制性片段两端加上带有特定序列的“接头”，用与接头互补的但3?端有几个随机选择的核苷酸的引物进行特异PCR扩增，只有那些与3’端严格配对的片段才能得到扩增)，再在有高分辨力的测序胶上分开这些扩增产物，用放射性法、荧光法或银染染色法均可检测之。这种技术又称为“选择性限制性片段扩增”。

f. 单核苷酸多态性（SNP）：同一位点的不同等位基因之间常常只有一个或几个核苷酸的差异，因此在

分子水平上对单个核苷酸的差异进行检测是很有意义的。目前SNP作为一种新的分子标记，已有2000多个标记定位于人类染色体上，在植物上也在进行开发研究。可在胶上也可不在胶上就能检测出SNP，但检测SNP的最佳方法是新近发展起来的DNA芯片技术。

（3）分子标记能被开发利用尽。（不知如何解释）

4.如果我们要测定某个细菌的基因组序列，你能设计一个测定序列的策略吗？

答：采用全基因组鸟枪法对该细菌的基因组序列进行测序：

1）建立高度随机、插入片段大小为2kb左右的基因组文库：克隆数目要达到一定的数量，即经末端测序的克隆片段的碱基总数应达到基因组5倍以上。