遗传课后题补充答案完整版

刘庆昌版《遗传学》答案补充

源酶切割产生相同的末端；有一些同工异源酶对于切割位点上的甲基化碱基的敏感性有所差别，故可用来研究DNA甲基化作用，如SmaI和XmaI；HpaII和MspI；MboI和Sau3AI是成对的同工异源酶；其中HpaII和MspI是一对同工异源酶，其识别位点是CCGG。与同工异源酶对应的一类限制酶，它们虽然来源各异，识别序列也各不相同，但都产生出相同的粘性末端，称为同尾酶（isocaudamers）。常用的限制酶BamHI、BclI、BglII、Sau3AI和XhoII就是一组同尾酶，它们切割DNA之后都形成由GATC4个核苷酸组成的粘性末端。显而易见，由同尾酶所产生的DNA片段，是能够通过其粘性末端之间的互补作用而彼此连接起来的，因此在基因克隆实验中很有用处。但必须指出，由两种同尾酶消化产生的粘性末端，重组之后所形成的序列结构再不能被原来的任何一种同尾酶所识别。 Ⅲ型：功能基本同Ⅰ型，但为特定位点切割。 二、T4 DNA连接酶（T4 DNA ligase）

从T4噬菌体感染的大肠杆菌中分离的。能催化两个DNA片段的3′-OH和5′-磷酸形成3′,5′-磷酸二酯键，将两个片段连接成为一个共价结合的DNA分子。 三、逆转录酶（reverse transcriptase）

又称依赖RNA的DNA聚合酶（RNA dependent DNA polymerase，RDDP）。属于多功能性酶。 1．RDDP：以mRNA为模板，以带3′-OH的DNA片段为引物合成cDNA。 2．外切RNA酶活性：底物是RNA-DNA杂化分子中的RNA链。从RNA链5′-端外切者称为5′→3′ 外切RNA酶；从RNA链3′-端外切者称为3′→5′ 外切RNA酶，也称RNA酶H。 3．依赖DNA的DNA聚合酶：以单链DNA为模板，以带3′-OH的DNA片段为引物，从5′→3′ 方向合成dsDNA。 4. 重组DNA技术包括哪些主要步骤？基因克隆对载体有什么要求？

步骤：①从细胞或组织获得DNA并纯化。②用限制酶切割DNA。③将获得的限制片段连接到载体上。外源DNA片段与载体连接后形成的杂种DNA分子就成为重组DNA分子。④重组DNA导入宿主细胞，在宿主细胞内重组DNA分子复制，产生大量相同拷贝的重组DNA分子，成为克隆。⑤克隆的DNA分子可以从宿主细胞中回收，纯化。⑥克隆的DNA可以转录和翻译，其产品可以被分离出来用于研究和商业开发。

基因克隆的载体一般要求如下：①在宿主细胞中能独立复制，即本身为复制子，有独立的复制起始位点。②载体DNA分子中有一段不影响其复制的非必需区域，既有限制酶切位点，允许外源基因插入且插入后随载体DNA分子一同进行复制和扩增。③有选择标记，便于选择含重组DNA分子的寄主细胞。④分子质量小，多拷贝，易于操作。除了上述特点外，一般还要求载体载荷外源DNA的幅度要宽，具有安全性等。 4.什么叫基因文库和基因组文库？简述cDNA文库构建的原理和过程。

基因文库是由单一来源的特定组织或器官的DNA或cDNA片段汇总形成的克隆群体。

基因组文库是使用与切割质粒相同的限制性内切酶，将供体生物体的基因组DNA切成许多片段，然后将这些片段连接到载体上而构建的一个重组DNA群体。在这个群体中包含有全部基因组DNA信息。

cDNA 文库是指某生物某发育时期所转录的全部 mRNA 经反转录形成的 cDNA 片段与某种载体连接而形成的克隆的集合.其基本步骤包括：RNA 的提取,要构建一个高质量的 cDNA 文库,获得高质量的 mRNA 是至关重要的.由于 RNA 酶存在所有的生物中,并且能抵抗诸如煮沸这样的物理环境,因此建立一个无 RNA 酶的环境对于制备优质 RNA 很重要.在获得高质量的 mRNA 后,用反转录酶引导下合成 cDNA ,将双链 DNA 克隆到载体中去、分析 cDNA 插入片断,扩增 cDNA 文库、对建立的 cDNA 文库进行鉴定.这里强调的是对载体的选择,常规用的是 λ 噬菌体,这是因为 λ DNA 两端具有由12个核苷酸的粘性末端,可用来构建柯斯质粒,这种质粒能容纳大片段的外源 DNA. 5.简述T-DNA标签克隆基因的原理和技术流程。

6.农杆菌介导的遗传转化需要具备哪些条件？简述其技术流程。影响转化效率的因素有哪些？

成功转化需要具备如下条件：①高效的植物再生体系。选择容易从体细胞再生植株的受体基因型是获得转化成功的关键。②受体植物细胞对农杆菌要有很高的亲和力。③应具有有效的选择系统。④稳定的转化技术和基因表达。 流程：过夜的农杆菌（25~28℃）→稀释菌液→浸泡叶圆片或下胚轴切段（3~5min）→取出植物材料，用无菌纸吸干植物表面的菌液→共培养1~3天→转到加有选择剂和头孢菌素或羧苄青霉素（500mg/L）的培养基上→约一个月后将抗性愈伤组织转入新鲜培养基上繁殖（→抗性愈伤组织的分化与植株再生→再生植株分子检测）＆（→初步分子检测）

影响转化因素：农杆菌介导的遗传转化有严格的寄主限制，比较易于转化双子叶植物，对单子叶植物转化较难，同一种植物的不同基因型转化效率也会有所不同。农杆菌菌株、菌液浓度、植物材料的生理状态、预培养处理等都对

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转化效率有影响。大量实验表明，培养基中加入微量的乙酰丁香酮能明显提高转化率。 7. 简述转基因生物检测与鉴定方法的工作原理。 （1）分子检测

①PCR检测：根据被转移的外源基因设计引物，扩增外源基因片段，如果扩增出的片段与设计的一对引物之间的实际片段在长度上相吻合，说明外源基因已转入受体细胞。

②Southern杂交：一种DNA-DNA杂交，将转基因材料的DNA抽提出来，用限制性酶酶切，然后将经过酶切的DNA片段进行琼脂凝胶电泳，经变性处理后，将DNA转移到一种膜上，再用经过放射性同位素或非放射性同位素标记的探针与膜上的DNA片段杂交，洗去膜上非特异性结合的探针后，用X光片放射自显影检测同位素杂交信号。在X光片上有杂交带的说明是转基因植株。

③Northern杂交：一种RNA-DNA杂交。整合到植物染色体上的外源基因如果能正常表达，则转化植株细胞内有其转录产物——特异mRNA生成。

④Western杂交：为了证明外源基因表达出的mRNA能否翻译出特异的蛋白质。导入植物的外源基因正常表达时，转基因植物细胞总蛋白中应含有目的基因翻译的蛋白质。 （2）生物学性状鉴定

转移目的基因是否表达出目标性状，选择标记基因是否表达出标记性状，转基因生物是否发生其他性状变异。 8. 人们对转基因食品安全性的争议主要体现在哪些方面 （1）外源基因的毒性 （2）潜在过敏反应问题 （3）抗生素抗性风险问题 （4）营养品质改变问题

（5）“超级杂草”及生物多样性

9.综合所学知识，结合实际谈一下基因工程的应用价值及发展趋势 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。，它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 基因工程的应用 农牧业、食品工业

运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。 环境保护

基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。 利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 医学

基因作为机体内的遗传单位，不仅可以决定我们的相貌、高矮，而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。 前景

科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预，要认识它。

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