第十四章基因重组与基因工程 一、选择题 1.细菌的F因子是通过哪种方式进行基因转移的 A.接合作用 B.转化 C.转导 D.转染 E.转座 2. 下列关于限制性内切核酸酶作用特性正确的是 A.在对称序列处切开单链DNA B.DNA两链的切点一定不在同一位点 C.酶切部位一定位于识别序列处 D.酶辨认的碱基一般为8～12个 E.酶切后产生的DNA片段多半具有粘性互补末端 3. 限制性核酸内切酶识别的顺序通常是 A.基因的操纵序列 B.启动子序列 C.S-D序列 D.回文结构 E.长末端重复序列 4. 可识别并切割特异DNA序列的酶称为 A.限制性核酸外切酶 B.限制性核酸内切酶 C.核酶 D.核酸酶 E.反转录酶 5. 下列DNA序列属于回文结构的是 A.ATGCCG B.GGCCGG C.CTAGGG D.GAATTC E.TCTGAC TACGGC CCGGCC GATCCC CTTAAG AGACTG 6. cDNA文库包括该种生物 A.某些蛋白质的结构基因 B.所有蛋白质的结构基因 C.所有结构基因 D.结构基因与不表达的调控区 E.内含子和调控区 7. 下列哪种工具酶的出现在基因工程中具有最重要的意义： A.逆转录酶 B.限制性核酸内切酶 C.末端转移酶 D.DNA聚合酶 E.DNA连接酶 8. 常用质粒载体的特点是 A.为线性双链DNA分子 B.为环形单链DNA分子 C.具有自我复制能力 D.含有同一限制性内切酶的多个切点 E.缺乏表达外源基因的能力 9. 基因工程的操作程序可简单地概括为 A.载体和目的基因的分离 B.分、切、接、转、筛、表达 C.将重组体导入宿主细胞，筛出阳性细胞株 D.将载体和目的基因连接成重组体 E.限制性内切酶的应用
一、大肠杆菌质粒DNA的提取 质粒DNA的提取是从事基因工程工作中的一项基本实验技术，但提取方法有很多种，以下介绍一种最常用的方法：碱裂解法。此方法适用于小量质粒DNA的提取，提取的质粒DNA可直接用于酶切、PCR扩增、银染序列分析。方法如下： 1、接1%含质粒的大肠杆菌细胞于2ml LB培养 基。 2、37℃振荡培养过夜。 3、取1.5ml菌体于Ep管，以4000rpm离心3 min，弃上清液。 4、加0.lml溶液I(1％葡萄糖，50mM/L EDTA pH8.0，25mM/L Tris-H Cl pH8.0)充分混合。 5、加入0.2ml溶液 II(0.2 mM/L NaOH，1％ SDS)，轻轻翻转混匀，置于冰浴5 min 。 6、加入0.15m1预冷溶液III(5 mol/L KAc，p H4.8)，轻轻翻转混匀，置于冰浴5 min 。 7、以10，000rpm离心20min，取上清液于另 一新Ep管 8、加入等体积的异戊醇，混匀后于?0℃静置1 0min。 9、再以10，000rpm离心20min，弃上清。 10、用70％乙醇0．5ml洗涤一次，抽干所有 液体。 11、待沉淀干燥后，溶于0．05mlTE缓冲液中 二、质粒DNA琼脂糖凝胶电泳鉴定 琼脂糖是从海藻中提取出来的一种线状高聚物，应选用电泳纯的，琼脂糖此级产品筛除了抑制物和核酸酶，而且用溴化乙锭染色后荧光背景最小。 (1)琼脂糖凝胶电泳装置
由于琼脂糖凝胶电泳既要求不高，而适应性又强，在过去15年里已成功地设计了形形色色及大大小小的电泳槽。对这些装置的选择主要是依据个人的喜恶。使用最普遍的装置是Walt er Schaffner发明的水平板凝胶。 水平板凝胶通常在一块可安放于电泳槽平台的玻璃板或塑料盘上灌制。在有些装置中，则可将凝胶直接铺在平台上。凝胶恰好浸在缓冲液液面下进行电泳。凝胶的电阻几乎与缓冲液的电阻相同，所以有相当一部分的电流将通过凝胶的全长。 （2）琼脂糖凝胶的制备 琼脂糖凝胶的制备是将琼脂糖在所需缓冲液中熔化成清澈、透明的溶液。然后将熔化液倒入胶模中，令其固化。凝固后，琼脂糖形成一种固体基质，其密度取决于琼脂糖的浓度。通贯凝胶的电场接通后，在中性pH值下带负电荷的DNA向阳极迁移。 （3）琼脂糖凝胶的染色 电泳完毕，将琼脂糖凝胶转移入含EB的染液中，染色10分钟，取出紫外灯下观察。 三、质粒DNA热激法转化大肠杆菌 感受态的细胞可以摄入外部溶液中的DNA，而常态的细胞却不能，所以要转化质粒DNA进入大肠杆菌必须首先制备感受态的大肠杆菌细胞。 1、取1%大肠杆菌E.coli接种于含2ml LB培 养基的试管中，37℃振荡培养过夜 2、取0.1ml过夜培养物转种于含10ml LB培 养基的三角瓶中，37℃振荡培养3h至OD600=0. 3 3、然后把培养物倒入1.5ml离心管中，冰浴1 0min。 4、在4℃下以4000rpm离心5min，去上清液 5、把菌体悬浮于15m1冰冷的0.1M CaCl2溶液 中，置冰上30min 6、然后再在4℃下以4000rpm离心10min，去 上清液
【2019最新】精选高考生物二轮复习基因工程与克隆技术学前诊断 分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题： (1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的__________序列发生改变。 (2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________。 (3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的____________，以其作为模板，在______________酶的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需在____________________酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。 (4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取________，用相应的抗体进行__________杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。 解析：(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。(2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，故题中所述不属于蛋白质工程。(3)利用逆转录法获取目的基因时，需先提取mRNA，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需要在限制酶和DNA连接酶的作用下拼接构建成基因表达载体，才可导入受体菌。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。 答案：(1)碱基对(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA 逆转录限制酶和DNA连接(4)蛋白质抗原—抗体 2．下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。请结合相关知识回答
植物基因工程实验技术
编者: 赵 燕
主审: 张学文
湖南农业大学植物科学实验教学中心
2007 年 4 月
前
言
基因工程是现代生物技术的核心, 也是现代分子生物学研究的重 要手段. 掌握基因工程技术对于生物技术专业及其它生物学相关专业 学生都很重要. 基因工程本身是由一系列分子生物学操作技术组成的系统性技 术体系,本实验指导侧重于 DNA 重组操作,将基因工程操作的常用 和核心技术组织起来, 以为我校生物技术本科生及有关专业研究生基 因工程实验提供简单而明确的指导. 为适应基因工程的飞速发展,一些生物技术公司匠心独运,开发 出专门的试剂盒,使一些复杂的实验操作简单化了.这对于实验者来 说自然是好事,但也使实验者动手胜于用脑.对于实验人员来说,一 定应知其然并知其所以然, 才会在实验中运用自己的知识予以创新性 的发展.期望本实验指导不成为实验中的教条.
编
者
2007 年 4 月
1
目
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 附录:
录
大肠杆菌的对照培养,单菌落的分离及菌种保存 ...............3 强碱法小量制备质粒 DNA.....................................................5 琼脂糖凝胶电泳......................................................................7 植物总 DNA 的提取,纯化和检测 ........................................9 DNA 的 PCR 扩增................................................................. 11 植物总 RNA 的分离 .............................................................15 RT-PCR..................................................................................17 体外重组分子的构建,筛选及检测.....................................21 植物表达载体的构建,筛选及检测.....................................22 植物遗传转化技术 ................................................................23 实验中常用的仪器与器皿 .....................................................24
2
农杆菌介导的植物转基因技术 一、实验目的 1 了解低温离心机、恒温振荡培养箱、超净工作台等仪器的使用。 2 学习真核生物的转基因技术及农杆菌介导的转化原理；掌握农杆菌介导转化植物的实验方法，了解转基因技术的操作流程。 二、实验原理 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤。农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将 T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。 实验一培养基配制 一、仪器和试剂 1、仪器：高压灭菌锅，超净工作台 2、药品：Beef extract （牛肉浸膏） 5g/L ，Yeast extract （酵母提取物） 1g/L ，Peptone （蛋白胨） 5g/L ，Sucrose （蔗糖） 5g/L ，MgSO4.7H2O 0.4g/100ml ，Agar （琼脂）1.5g/100ml，MS粉，有机溶液，肌醇，Fe盐，NAA（萘乙酸），6-BA （6-苄氨基腺嘌呤），卡那霉素（kan），利福平（rif ），链霉素（str ）。 二、实验方法 第一组配制YEB固体培养基 1、配制250mlYEB固体培养基：先称取1.25g Beef extract （牛肉浸膏）； 1.25g Peptone （蛋白胨）；0.25g Yeast extract （酵母提取物）；1.25g Sucrose
（蔗糖）;1g MgS04.7H2O琼脂粉3.75g ;将上述药品置于250ml三角瓶中，用量筒称取 200ml蒸馏水将其溶解混匀，然后再定容至250ml,用NaOH调pH=7.4。 2、灭菌：将盛有250ml 培养基的三角瓶封口，在三角瓶表面写清培养基名称，用高压灭菌锅进行灭菌。 3、抗生素的加入：高压灭菌后，待培养基温度降到50-60 C时（手可触摸）加入已经过滤好的抗生素（100用/ml kan+50⑷/ml Str+ 50旧/ml rif ）,以免温度过高导致抗生素失效。 4 、倒板：将抗生素与培养基混匀，每个平皿倒15ml 培养基，可以倒16个平皿，倒完后打开平皿盖，在紫外灯下照10min,等待培养基凝固，盖上平皿盖，封口备用。 第二组配制YEB液体培养基 1、配制500mlYEB液体培养基：先称取2.5g Beef extract （牛肉浸膏）;2.5g Peptone （蛋白胨）; 0.5g Yeast extract （酵母提取物）; 2.5g Sucrose （蔗糖）; 2g MgSO4.7H2O将上述药品置于500ml三角瓶中，用量筒称取450ml蒸馏水将其溶解混匀，然后再定容至500ml，用NaOH调pH=7.4。 2、灭菌：将盛有500ml 培养基的三角瓶封口，在三角瓶表面写清培养基名称，用高压灭菌锅进行灭菌。 3、抗生素的加入：高压灭菌后，待培养基温度降到50-60 C时（手可触摸）加入已经过滤好的抗生素（100用/ml kan+50⑷/ml Str+ 50旧/ml rif ），以免温度过高导致抗生素失效。 4 、分装：将培养基分别分装到试管和三角瓶中，每个试管中分装5ml，分 装12个试管。每个三角瓶中倒入35ml，共12个三角瓶。 5、分装好后，封口备用。 第三组配制MS液体培养基 1、配制500mlMS液体培养基：先在500ml三角瓶中加入400ml蒸馏水，称取2.15gMS 粉置于蒸馏水中，搅拌均匀；再向其中加入5ml 100倍Fe盐浓缩液；5ml100倍肌醇浓缩液；5ml有机溶液的混合液，然后混匀定容至500ml,用NaOH 调pH=5.8。
基因重组与基因工程 一、选择题 1．F因子从一个细胞转移至另一个细胞的基因转移过程称为：A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 2．通过自动获取或人为地供给外源DNA使受体细胞获得新的遗传表型，称为：A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 3．溶原菌是指： A．整合了噬菌体基因组的细菌 B．整合了质粒基因组的细菌 C．含有独立噬菌体基因组的细菌 D．含有独立质粒基因组的细菌 E．含有独立噬菌体和质粒基因组的细菌 4．由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为： A．转化 B．转导
C．转染 D．转座 E．接合 5．由整合酶催化、在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称为：A．位点特异的重组 B．同源重组 C．基本重组 D．随机重组 E．人工重组 6．发生在同源序列间的重组称为： A．位点特异的重组 B．非位点特异的重组 C．基本重组 D．随机重组 E．人工重组 7．限制性核酸内切酶切割DNA后产生： A．5'磷酸基和3'羟基基团的末端 B．3'磷酸基和5'羟基基团的末端 C．5'磷酸基和3'磷酸基团韵末端 D．5'羟基和3'羟基基团的末端 E．以上都不是 8．可识别并切割特异DNA序列的称： A．限制性核酸外切酶 B．限制性核酸内切酶
C．非限制性核酸外切酶 D．非限制性核酸内切酶 E．DNA酶 9．限制酶的识别顺序通常是： A．聚腺苷酸 B．聚胞苷酸 C．RNA聚合酶附着点 D．回文对称序列 E．甲基化“帽”结构 10．限制酶： A．从噬菌体中提取而得 B．可将单链DNA任意切开 C．可将双链DNA任意切开 D．可将双链DNA特异切开 E．不受DNA甲基化影响． 11．限制酶的作用特性不包括： A．在对称序列处切开DNA B．同时切开双链DNA C．DNA两链的切点常在同一位点 D．酶切后的DNA片段多具有粘性互补末端 E．酶辨认的碱基一般为4—6个 12．限制酶的特点不包括： A．只识别一种核苷酸序列 B．其识别不受DNA来源的限制
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程 一、选择题 1．F因子从一个细胞转移至另一个细胞的基因转移过程称为： A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 2．通过自动获取或人为地供给外源DNA使受体细胞获得新的遗传表型，称为：A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 3．溶原菌是指：
A．整合了噬菌体基因组的细菌 B．整合了质粒基因组的细菌 C．含有独立噬菌体基因组的细菌 D．含有独立质粒基因组的细菌 E．含有独立噬菌体和质粒基因组的细菌 4．由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为： A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 5．由整合酶催化、在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称为：A．位点特异的重组 B．同源重组 C．基本重组 D．随机重组
E．人工重组 6．发生在同源序列间的重组称为：A．位点特异的重组 B．非位点特异的重组 C．基本重组 D．随机重组 E．人工重组 7．限制性核酸内切酶切割DNA后产生： A．5'磷酸基和3'羟基基团的末端 B．3'磷酸基和5'羟基基团的末端 C．5'磷酸基和3'磷酸基团韵末端 D．5'羟基和3'羟基基团的末端 E．以上都不是 8．可识别并切割特异DNA序列的称： A．限制性核酸外切酶 B．限制性核酸内切酶
C．非限制性核酸外切酶 D．非限制性核酸内切酶 E．DNA酶 9．限制酶的识别顺序通常是：A．聚腺苷酸 B．聚胞苷酸 C．RNA聚合酶附着点 D．回文对称序列 E．甲基化“帽”结构 10．限制酶： A．从噬菌体中提取而得B．可将单链DNA任意切开 C．可将双链DNA任意切开 D．可将双链DNA特异切开 E．不受DNA甲基化影响．11．限制酶的作用特性不包括：
植物基因工程真题(2011-2013) 一、名词解释 1. Southern blotting：是指通过吸附或电泳方法将经凝胶电泳分离的大分子物质从胶上转移到固相载体上，再与特定的探针反应从而达到检测或鉴定这些大分子物质的过程。 2. cis-acting elemen t顺式作用元件，存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等。它们的作用是参与基因表达的调控，本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。 3. subcloing: 4. Gene libray 5. Yeast Two-Hybrid Assays: 6. qRT-PCR 7. Shuttle plasmid vector 8. insert in activati on 9. cDNA library 10. RNAi 11. Gene kn ockout 12. Tran sducti on and tran sfect ion 13. DNA probe 14. En zyme-li nked immuno sorbe nt assay 15. Tran spositi onal recomb in ati on 16. EST
17. Fluoresce nee in situ hybridizati on 18. q-per 19. SNP 1. Per 反应原理和步骤；基本反应过程有哪些；反应体系与反应条件？简要介绍 温度和时间设臵间的关系? PCR 反应原理：DNA 的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链 DNA 在多种 酶的作用下可以变性解旋成单链，在 DNA 聚合酶的参与下，根据碱基互补配对原则复制成 同样的两分子挎贝。在实验中发现， DNA 在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又 可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制 DNA 的变性和复性，加入设计引物， DNA 聚合酶、dNTP 就可以完成特定基因的体外复制。 步骤：由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成： ①模板DNA 的变性：模板DNA 经 加热至（90-96C ）左右一定时间后，使模板DNA 双链或经PCR 扩增形成的双链 DNA 解离， 使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA 与引物的退火（复性）： 模板DNA 经加热变性成单链后，温度降至（ 25-65C ）左右，引物与模板 DNA 单链的互补 序列配对结合；③引物的延伸：DNA 模板--引物结合物在（70-75C ）、DNA 聚合酶（如TaqDNA 聚合酶）的作用下，以 dNTP 为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原 理，合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链，重复循环变性--退火--延伸三过程就 可获得更多的 ？半保留复制链？，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环 需2?4分钟，2?3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。 标准的反应体系： 10 X 扩增缓冲液 4种dNTP 混合物 引物 模板DNA Taq DNA 聚合酶 Mg2+ 加双或三烝水至 5ul 各 200mol/L 各 10?100pmol 0.1 ?2 ig 1?2 U 1.5?2.0mmol/L 50 il 反应条件：为温度、 时间和循环次数。 温度和时间设臵间的关系： 基于PCR 原理三步骤而设臵变性-退火-延伸三个温度点。 在 标准反应中采用三温度点法，双链 DNA 在90?95 C 变性，再迅速冷却至 40?60 C,引物 退火并结合到靶序列上，然后快速升温至 70?75 C,在Taq DNA 聚合酶的作用下，使引物 链沿模板延伸。对于较短靶基因（长度为100?300bp 时）可采用二温度点法， 除变性温度外、 退火与延伸温度可合二为一， 一般采用94 C 变性，65 C 左右退火与延伸（此温度Taq DNA 酶 仍有较高的催化活性）。 ① 变性温度与时间：变性温度低，解链不完全是导致 PCR 失败的最主要原因。一般情 况下，93 C ?94 C lmi 足以使模板DNA 变性，若低于93 C 则需延长时间，但温度不能过高， 因为高温环境对酶的活性有影响。此步若不能使靶基因模板或 致PCR 失败。 ② 退火(复性)温度与时间：退火温度是影响PCR 特异性的较重要因素。 变性后温度快速 简单题 PCR 产物完全变性，就会导
“基因工程与克隆技术”学前诊断 考点一基因工程与蛋白质工程 β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题： (1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的__________序列发生改变。 (2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________。 (3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的____________，以其作为模板，在______________酶的作用下反转录合成cDNA。cDNA与载体需在____________________酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。 (4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取________，用相应的抗体进行__________杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。 解析：(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。 (2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，故题中所述不属于蛋白质工程。(3)利用逆转录法获取目的基因时，需先提取mRNA，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。cDNA与载体需要在限制酶和DNA连接酶的作用下拼接构建成基因表达载体，才可导入受体菌。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。 答案：(1)碱基对(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA 逆转录限制酶和DNA连接(4)蛋白质抗原—抗体 2．下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。请结合相关知识回答问题： (1)除图示方法获得目的基因(人胰岛素基因)外，还可通过__________的方法获得目的基因。 (2)图示所获得的人胰岛素基因在大肠杆菌中不能表达，需要质粒为其提供________________等调控因子；质粒含有一个或多个__________切割位点，供目的基因插入
第十七章基因重组和基因工程 一、单项选择题 1.限制性核酸内切酶切割DNA后产生 A. 5′磷酸基和3′羟基基团的末端 B. 5′磷酸基和3′磷酸基团的末端 C. 5′羟基和3′羟基基团的末端 D. 3′磷酸基和5′羟基基团的末端 E. 以上都不是 2. 可识别并切割特异DNA序列的酶是 A. 非限制性核酸外切酶 B. 限制性核酸内切酶 C. 限制性核酸外切酶 D. 非限制性核酸内切酶 E. DNA酶 3. 有关限制性核酸内切酶，以下哪个描述是错误的？ A. 识别和切割位点通常是4～8个bp长度 B. 大多数酶的识别序列具有回文结构 C. 在识别位点切割磷酸二酯键 D. 只能识别和切割原核生物DNA分子 E. 只能切割含识别序列的双链DNA分子 4. 在重组DNA技术中催化形成重组DNA分子的酶是 A. 解链酶 B. DNA聚合酶 C. DNA连接酶 D. 内切酶 E. 拓扑酶 5. 对基因工程载体的描述，下列哪个不正确？ A. 可以转入宿主细胞 B. 有限制酶的识别位点 C. 可与目的基因相连 D. 是环状DNA分子 E. 有筛选标志 6. 克隆所依赖的DNA载体的最基本性质是 A. 卡那霉素抗性 B. 青霉素抗性 C. 自我复制能力 D. 自我表达能力 E. 自我转录能力 7. 重组DNA技术中常用的质粒DNA是 A. 病毒基因组DNA的一部分 B. 细菌染色体外的独立遗传单位 C. 细菌染色体DNA的一部分 D. 真核细胞染色体外的独立遗传单位 E. 真核细胞染色体DNA的一部分 8. 下列哪种物质一般不用作基因工程的载体？ A. 质粒 B. 噬菌体
C. 哺乳动物的病毒 D. 逆转录病毒ＤＮＡ E. 大肠杆菌基因组 9. 关于pBR322质粒描述错误的是 Ａ．有一些限制酶的酶切位点Ｂ．含有1个ori. Ｃ．含有来自大肠杆菌的lacZ基因片段Ｄ．含个氨卞青霉素抗性基因Ｅ．含四环素抗性基因。 10. 以ｍＲＮＡ为模板催化ｃＤＮＡ合成需要下列酶 A. RNA聚合酶 B. DNA聚合酶 C. Klenow片段 D. 逆转录酶 E. ＤＮＡ酶 11. 催化聚合酶链反应需要下列酶 A. RNA聚合酶 B. DNA聚合酶 C. Taq DNA聚合酶 D. 逆转录酶 E.限制性核酸内切酶 12. 关于ＰＣＲ的描述下列哪项不正确？ A. 是一种酶促反应 B. 引物决定了扩增的特异性 C. 扩增产物量大 D.扩增的对象是ＤＮＡ序列 E.扩增的对象是RNA序列 13. 在基因工程中，DNA重组体是指 A. 不同来源的两段DNA单链的复性 B. 目的基因与载体的连接物 C. 不同来源的DNA分子的连接物 D. 原核DNA与真核DNA的连接物 E. 两个不同的结构基因形成的连接物 14. 基因工程操作中转导是指 A. 把重组质粒导入宿主细胞 B. 把DNA重组体导入真核细胞 C. 把DNA重组体导入原核细胞 D. 把外源DNA导入宿主细胞 E. 以噬菌体或病毒为载体构建的重组DNA导入宿主细胞 15. 重组DNA的筛选与鉴定不包括哪一方法 A. 限制酶酶切图谱鉴定 B. PCR扩增鉴定 C. 显微注射 D. 蓝白筛选 E.抗药筛选
植物分子生物学实验技术 班级：研122班 专业：作物生物技术 姓名：陕建国 学号：20122419 授课教师：红英老师
实验一：植物DNA和RNA提取方法的讨论 一、提取植物DNA和RNA的用处 提取植物组织的DNA和RNA，分析其序列，了解序列的排列顺序可以更好的从分子水平上进行研究，从分子水平上改良植物或者说农作物的一些性状、品质等。 （一）提取植物DNA的用处 DNA的提取在植物基因工程以及植物分子生物学研究中占有重要地位，DNA 的提取效率直接决定着后续实验的成败。另外，提取植物DNA在分子育种方面也有很重要的用处。（二）提取植物RNA的用处 提取RNA 可以进行 Northern 杂交、原位杂交、RT-PCR 以及 cDNA 文库构建等很多分子生物学实验。提取RNA也是进行基因表达分析及基因克隆等分子生物学研究的基础。 二、植物组织DNA的提取方法 提取植物DNA的试验原理： 脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）是一切生物细胞的重要组成成分，主要存在于细胞核中，盐溶法是提取DNA的常规技术之一。从细胞中分离得到的DNA是与蛋白质结合的DNA，其中还含有大量RNA，即核糖核蛋白。如何有效地将这两种核蛋白分开是技术的关键。DNA不溶于0.14mol/L 的NaCl溶液中，而RNA则能溶于0.14mol/L 的NaCl 溶液之中，利用这一性质就可以将二者从破碎细胞浆液中分开。制备过程中，细胞破碎的同时就有Dnase释放到提取液中，使DNA因被降解而影响得率，在提取缓冲液中加入适量的柠檬酸盐和EDTA，既可抑制酶的活性又可使蛋白质变性而与核酸分离，再加入阴离子去垢剂0.15％的SDS，经过2h搅拌，或用氯仿－异醇除去蛋白，通过离心使蛋白质沉淀而除去，得到的是含有核酸的上清液。然后用95％的预冷乙醇即可把DNA从除去蛋白质的提取液中沉淀出来。 （一）植物DNA的SDS提取法：（来自You are so late的新浪空间） 试验试剂： 1、研磨缓冲液：称取59.63gNaCl，13.25g柠檬酸三钠，37.2gEDTA－Na分别溶解后合并为一，用0.2mol/L 的NaOH调至pH7.0，并定容至1000ml。 2、10×SSC溶液：称取87.66gNaCl和44.12g柠檬酸三钠，分别溶解，一起定容至1000ml。 3、1×SSC溶液：用10×SSC溶液稀释10倍。 4、0.1×SSC溶液：用1×SSC溶液稀释10倍。 5、Rnase溶液：用0.14mol/LNaCl溶液配制成25mg/ml 的酶液，用1mol/L HCl，pH至5.0，使用前经80℃水浴处理5min（以破坏可能存在的Dnase）。 6 氯仿－异戊醇：按24ml氯仿和1ml异戊醇混合。 7、 5mol/L 高氯酸钠溶液：称取NaClO4．H2O7 0.23g，先加入少量蒸馏水溶解再容至100ml。 8、SDS（十二烷基硫酸钠）化学试剂的重结晶：将SDS放入无水酒精中达到饱和为止，然后在70～80℃的水浴中溶解，趁热过滤，冷却之后即将滤液放入冰箱，待结晶出现再置室温下凉干待用。 9、1mol／L HCl。 10、0.2mol/L NaOH。 11、二苯胺乙醛试剂：1.5g二苯胺溶于100ml冰醋酸中，添加1.5ml浓硫酸，装入棕色瓶，贮存暗处，使用时加0.1ml乙醛液［浓乙醛：H2O＝1：50（V／V）］。
基因工程与克隆技术 考点1 基因工程 1.(2015·浙江10月选考,节选)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA,用 分别切割含目的 基因的DNA 和农杆菌的Ti 质粒,然后用DNA 连接酶连接,形成重组DNA 并导入农杆菌。 2.(2016·浙江4月选考,节选)兔肝细胞中的基因E 编码代谢甲醛的酶,拟利用基因工程技术将基因E 转入矮牵牛中,以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力。请回答: (1)从兔肝细胞中提取mRNA,在 酶的作用下形成互补DNA,然后以此DNA 为模板扩增得到基因E 。在相关酶的作用下,将基因E 与Ti 质粒连接在一起,形成 ,再导入用氯化钙处理的 ,侵染矮牵牛叶片,将被侵染的叶片除菌后进行培养,最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程正确的是 (A.叶片在含合适浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织 B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽 C.再生的芽在细胞分裂素含量高的培养基 上生根 D.愈伤组织在含合适浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株)。 (2)取转基因矮牵牛叶片,放入含MS 液体培养基和适量浓度甲醛且密封的试管中。将试管置于 上,进行液体悬浮培 养。一段时间后测定培养基中甲醛的含量,以判断基因E 是否在转基因矮牵牛中正常表达。培养过程中液体培养基的作用: 一是提供营养;二是 ,从而使叶片保持正常的形态。 3.(2018·浙江4月选考,节选)回答与基因工程和植物克隆有关的问题: (1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR Ⅰ酶切,在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA 片段与切割后的pBI121用DNA 连接酶连接,在两个片段相邻处形成 ,获得重组质粒。 (2)已知用CaCl 2处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl 2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成 实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是 , 从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。 【考点梳理】 1.基因工程的工具 2.基因工程的原理与操作步骤 (1)基因工程的原理 ①基本原理:让人们感兴趣的基因(即目的基因)在宿主细胞中稳 定和高效地表达。 ②基本要素:多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等。 (2)基因工程的基本操作步骤 3.形成重组DNA 分子 (1)单酶切法（如右图）：将同一种限制性核酸内切酶切割的质粒与目的基因片 段混合,加入DNA 连接酶,两两连接的产物(重组DNA 分子)有以下3种:目的基因与目的基因的连接物;质粒与质粒的连接物;目的基因与质粒的连接物。其中,只有目的基因与质粒的连接物才是真正需要的。 (2)双酶切法
五种常用的植物转基因技术 杂粮作物2010 . 30(3):186～189RainFedCrops''…… 文章编号:1003—4803(2010)03—0186—04 五种常用的植物转基因技术 汪由,吴禹,王岩,李兆渡,王光霞 (1.辽宁省农业科学院创新中心,辽宁沈阳110161;2.沈阳市东陵区白塔街道办事处,辽宁沈阳110167) 摘要:从原理,基本步骤和优缺点等几个方面对农杆茵介导法,基因枪法,超声波介导法,子房注射法和花粉管 通道法等5种常用的植物转基因技术进行了简要介绍. 关键词:农杆菌介导法;基因枪法;超声波介导法;子房注射法;花粉管通道法;原理;基本步骤;优缺点 中图分类号:$336文献标识码:B 植物转基因技术是通过各种物理的,化学的和生物的 方法将从动物,植物及微生物中分离的目的基因整合到植 物基因组中,使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物 预期性状的一种生物技术方法.1983年,首例抗病毒转 基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技 术改良农作物.目前,植物转基因技术已在作物改良和育 种领域发挥了重要作用.通过植物转基因技术,一些来自 于动物,植物及微生物的有益基因如抗病/虫基因,抗非生 物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以 改良现有的农作物和培育新的农作物品种.以DNA重组 技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的 来源,打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障.植
物转基因技术已应用到玉米,水稻,小麦,大豆和棉花等许多农作物.同时,该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中"J.目前,根据转基因植物的受体类型, 植物转基因方法可以分为3大类:以外植体为受体的基因转化方法,如农杆菌介导法,基因枪法和超声波介导法;以原生质体为受体的基因转化方法,如聚乙二醇法,电击法, 脂质体法及磷酸钙?DNA共沉淀法;以种质系统为受体的基因转化方法,如子房注射法和花粉管通道法j.由于以 原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大, 培养过程繁杂,培养工作量大且培养技术不易掌握;原生质体再生植株的遗传稳定性差,再生频率低并且再生周期长;相关的转化方法的转化率低,效果不理想等缺点,所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用.本文将对农杆菌介导法,基因枪法,超声波介导 法,子房注射法和花粉管通道法的原理,基本步骤和优缺点作以简要介绍. 1以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用,最实用有效并且具有最多 成功实例的一种植物转基因方法J.农杆菌是一类普遍 存在于土壤中的革兰氏阴性细菌.目前,用于植物转基 因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌.某些根癌 农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200—800bp的结构和功能相似的质粒和Ri质粒J.Ti质粒和Ri质粒含 有3个功能区:参与农杆菌侵染植物过程的vir区,参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区,在农杆菌中启动质粒复制的orj区.在vir区上的vir操纵子群作用下,rrj质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内,而后将T—DNA整合到植物基因组中J.T-
第十四章基因重组与基因工程 内容提要： 细菌的基因转移包括接合作用、转化作用、转导作用等。当细胞与细胞或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞转移至另一个细胞，这种类型的DNA转移称为接合作用。通过自动获取或人为的供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，这就是转化作用。由病毒携带将宿主DNA片段从一个细胞转移至另一细胞的现象或机制，称为转导作用。在接合、转化、转导或转座过程中，不同DNA分子间发生的共价连接即为重组。 重组DNA技术是在人们对自然界基因转移和重组的认识基础上创立的新技术。为研究基因的结构与功能，从构建的基因组DNA文库或cDNA文库分离、扩增某一感兴趣的基因就是基因克隆或分子克隆，又称重组DNA技术。一个完整的基因克隆过程应包括：1．分，即目的基因的获取及基因载体的选择。目的基因指科学家感兴趣的外源基因，其来源有几种途径：化学合成、PCR技术、基因组文库或cDNA文库中获得。载体是目的基因的携带者，常用的载体有质粒、噬菌体等。2．切，即限制性核酸内切酶的应用。限制性内切酶是识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶，是实现重组DNA技术的重要的工具酶。3．接，即将目的基因与载体连接形成重组体（或重组DNA）。4．转，即将重组体导入宿主菌（或细胞），根据采用的载体性质不同，将重组体导入宿主菌的方法有转化、转染及感染。5．筛，即重组体的筛选与鉴定，将重组体导入宿主菌后，通过适当形式的培养板生长即可获得一定的抗药菌落。利用原位杂交，和Southern印迹或免疫学方法对抗药菌落进行筛选，获得含目的基因的转化子菌落，再经扩增、分离重组DNA获得基因克隆。重组DNA 技术在疾病基因的发现，表达有药用价值的蛋白质，DNA诊断及疾病的预防等方面具有广泛应用价值，并促进了当代分子医学的诞生和发展。 一、选择题 【A型题】 1．下列DNA序列属于回文结构的是（） A．ATGCCG TACGGC B．GAA TTC CTTAAG C．GGCCGG CCGGCC D．TCTGAC AGACTG E．CTAGGG GA TCCC 2．DNA经限制性内切核酸酶切割后，断端易于首尾相接，自行成环。这是因为存在着（） A．钝性末端B．平端C．粘性末端D．5’端E．3’端 3．限制性内切核酸酶的通常识别序列是（） A．粘性末端B．聚腺苷酸 C．回文对称序列D．RNA聚合酶附着点E．甲基化“帽”结构 4．pBR322是（）
五种常用的植物转基因技术 植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法。1983年，首例抗病毒转基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技术改良农作物。目前，植物转基因技术已在作物改良和育种领域发挥了重要作用。通过植物转基因技术，一些来自于动物、植物及微生物的有益基因如抗病／虫基因、抗非生物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以改良现有的农作物和培育新的农作物品种。以DNA重组技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的来源，打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障。植物转基因技术已应用到玉米、水稻、小麦、大豆和棉花等许多农作物。同时，该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中‘1’纠。目前，根据转基因植物的受体类型，植物转基因方法可以分为3大类：以外植体为受体的基因转化方法，如农杆菌介导法、基因枪法和超声波介导法；以原生质体为受体的基因转化方法，如聚乙二醇法、电击法、脂质体法及磷酸钙-DNA共沉淀法；以种质系统为受体的基因转化方法，如子房注射法和花粉管通道法。由于以原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大，培养过程繁杂，培养工作量大且培养技术不易掌握；原生质体再生植株的遗传稳定性差、再生频率低并且再生周期长；相关的转化方法的转化率低、效果不理想等缺点，所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用。本文将对农杆菌介导法、基因枪法、超声波介导法、子房注射法和花粉管通道法的原理、基本步骤和优缺点作以简要介绍。 1以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用、最实用有效并且具有最多成功实例的一种植物转基因方法。农杆菌是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌。目前，用于植物转基因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌。某些根癌农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200 -800bp的结构和功能相似的Ti质粒和Ri质粒。Ti质粒和Ri质粒含有3个功能区：参与农杆菌侵染植物过程的vir区、参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区、在农杆菌中启动质粒复制的ori区。在vir区上的vir操纵子群作用下，Ti 质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内，而后将T-DNA整合到植物基因组中。T— DNA 是质粒上一段10—30kb的序列，它的两端各有一段高度保守的25bp的同向重叠序列。由于T-DNA 转化无序列特异性，因此可用任何基因片段代替原来的T-DNA基因片段进行。 农杆菌介导法的原理是：在农杆菌基因ehvA，chvB， pscA，and att家族所编码的蛋白和植物伤口产生的酚类物质和糖类物质的共同作用下，农杆菌识别并附着在宿主细胞壁上。virD4和virB基因编码蛋白组成的type IV分泌系统将单链VirD2-T-DNA复合体运送到宿主细胞内。此外，VirE3、VirE2和VirF蛋白也通过该系统进入宿主细胞质中。在宿主细胞质中，VirE2蛋白与VirD2-T-DNA复合体结合。在VirD2核定位信号、某些农杆菌蛋白和宿主细胞蛋白的共同作用下，VirD2-T-DNA复合体进入细胞核。在VirD2、VirE2、某些宿主细胞核蛋白如AtKu80和DNA连接酶的作用下，T-DNA被整合到宿主基因组中，但具体过程不详。 农杆菌介导法的基本步骤是：(1)诱导目标植物外植体；(2)构建含有目的基因的质粒；(3)质粒导人合适的农杆菌菌株中及该菌株的活化过程；(4)植物愈伤组织的微伤口处理及农杆菌侵染；(5)共培养及脱菌处理；(6)愈伤组织筛选、分化与植株再生；(7)再生植株及其后代的外源基因及其表达产物的分子检测；(7)转基因T1代的目标性状鉴定。 农杆菌介导法具有操作简单、转化效率较高、重复性好、单拷贝整合、基因沉默现象少、转育周期