基因工程复习重点和课后题答案.doc

第一章 1、生物技术：是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。 2、先进的工程技术手段是指：基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。 3、改造生物体：指获得优良品质的动物、植物或微生物品系。 4、生物原料：指生物体的某一部分或生物生长过程产生的能利用的物质，如淀粉、糖蜜、纤维素、生物碱、乙醇等有机物，也包括一些无机化学品，甚至某些矿石。 5、基因工程：指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系。 6、DNA重组技术：将目的基因与载体DNA在体外进行重组，然后把这种重组DNA分子引入受体细胞，并使之增殖和表达的技术。也称基因操作。 7、基因克隆（DNA分子克隆）：在体外重新组合DNA分子的实验过程中，是通过能够独立自主复制的载体分子质粒或噬菌体为媒介的，将外源DNA或外源基因引入到寄主细胞进行增殖，从而获得大量相同的重组DNA分子，或者外源基因表达获得大量的蛋白质。 8、基因工程理论依据：不同生物的基因有相同的物质基础，遗传密码是通用的，基因是可切割的，基因是可以转移重组的，基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。 9、基因工程的操作步骤：获得目的基因，构造重组 DNA 分子，转化或转染，表达，蛋白质产物的分离纯化。 10、基因工程研究的发展可分为：①基因工程的准备阶段（在40年代明确了遗传的物质基础问题；在50年代解决了基因的自我复制和传递的问题；在50年代末期和60年代阐明了遗传信息的流向和表达问题）②基因工程问世（20世纪60年代末70年代初，发现：限制性内切酶和DNA连接酶等工具酶，使DNA分子进行体外切割和连接，即体外重组成为可能。）③基因工程的迅速发展阶段（发展了一系列新的基因工程操作技术，构建各种克隆载体，培育出许多转基因动物、转基因植物，生产了许多生物药品。） 1973年，基因工程诞生元年 转基因动物-体内带有外源DNA的动物转基因小鼠；“乳腺反应器”工程-哺乳动物的乳腺作为反应器；转基因植物-改良植物性状。 基因工程的发展：第一代基因工程蛋白多肽基因的高效表达（经典基因工程）；第二代基因工程蛋白编码基因的定向诱变（蛋白质工程）；第三代基因工程代谢信息途径的修饰重构（途径工程）； 第四代基因工程基因组或染色体的转移（基因组工程） 第二章（基因克隆载体——质粒） 克隆载体：是指运载外源DNA有效进入受体细胞内的工具。载体同外源DNA在体外重组成DNA重组分子，在进入受体细胞后形成一个复制子，即形成在细胞内能独自进行自我复制的遗传因子。 载体的功能及特征：运送外源基因高效转入受体细胞；为外源基因提供复制能力或整合能力；为外源基因的扩增或表达提供必要的条件。 载体的三个基本结构：1） 至少有一个复制起点，因而至少可在一种生物体中自主复制；如果要正确表达还需启动子和终止子；2） 至少应有一个多克隆位点，以供外源DNA插入； 至少应有一个遗传标记基因，以指示载体或重组DNA分子是否进入宿主细胞。 多拷贝DNA有两个好处：一是可以用于大量制备克隆载体DNA分子，以利于外源基因的克隆，这样可大大减少工作量；二是如果载体中插入了外源基因，那么外源基因的拷贝数也就大量增加了，这就有利于大量地表达外源基因，从而获得大量的基因表达产物，这也正是基因工程的目的之一。 6、克隆位点：分子克隆载体的目的就是要将外源基因通过体外重组，形成重组DNA分子，然后再转移到某种宿主细胞内，那么克隆载体就应该有一个位点供外源DNA插入，这个位点就是克隆位点。 克隆位点一定是一个限制酶切位点，而且必须是由6个核苷酸或6个核苷酸以上的序列组成的限制酶识别位点。 为多克隆位点区：具有多个克隆位点的载体，而且将多个克隆位点集中在一个很短的序列内，这种序列常常被称之为多克隆位点区。 当试图把一个载体DNA或重组DNA分子导入某种宿主细胞时，我们如何知道载体或重组DNA分子已经进入了宿主细胞？答：标记基因就能起到这个作用。获得了外源DNA分子进入的细胞被称之为转化细胞。标记基因往往可以赋予宿主细胞一种新的表型，这种转化细胞可明显地区别于非转化细胞：转化细胞有了新的表型，而非转化细胞仍保持原有的表型。 标记基因的功能：①指示哪些细胞是转化细胞，选择标记基因；②标记基因还有一个十分重要的功能，即指示外源DNA分子是否插入载体分子形成了重组子，筛选标记基因。 标记基因的种类：（1）抗性标记基因（可分为抗生素抗性基因、重金属抗性基因、代谢抗性基因），（2）营养标记基因（主要是参与氨基酸，核苷酸及其他必需营养物合成酶类的基因），（3) 生化标记基因（基因的表达