专题 基因工程(一)——基因工程的原理及操作(3) 课后练习一及详解

基因工程原理习题集1、DNA分子克隆技术：克隆，指含有单一的DNA重组体的无性繁殖系,或指将DNA重组体引入宿主细胞建立无性繁殖系的过程。

DNA分子克隆技术也称基因克隆技术，是在体外将DNA分子片段与载体DNA 片段连接,转入细胞获得大量拷贝的过程。

其基本步骤包括：制备目的基因→将目的基因与载体用限制性内切酶切割和连接,制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增和表达.载体在细胞内自我复制，并带动重组的分子片段共同增殖，从而产生大量的DNA分子片段.主要目的是获得某一基因或DNA片段的大量拷贝,有了这些与亲本分子完全相同的分子克隆，就可以深入分析基因的结构与功能，随着引入的DNA片段不同，有两种DNA库,一种是基因组文库，另一种是cDNA库。

2、分子杂交：两条不同来源的DNA(或RNA）链或DNA与RNA之间存在互补顺序时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子,这种分子称为杂交分子。

形成杂交分子的过程称为分子杂交。

3、限制性片段长度多态性：从不同个体制备的DNA，使用同一种限制性内切酶酶切，切得的片段长度各不相同。

酶切片段的长度可以作为物理图谱或者连接图谱中的标记子。

通常是在酶切位点处发生突变而引发的。

4、报告基因：一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因,也就是说,是一个表达产物非常容易被鉴定的基因、5、多聚酶链式反应（PCR）:一种体外扩增DNA的方法.PCR使用一种耐热的多聚酶,以及两个单链引物。

以过高温变性将模板DNA分离成两条链。

低温退火使得引物和一条模板单链结合，然后是中温延伸，反应液的游离核苷酸紧接着引物从5/端到3/端合成一条互补的新链。

而新合成的DNA又可以继续进行上述循环,因此DNA的数目不断倍增。

6、核酸的凝胶电泳：将某种分子放到特定的电场中，它就会以一定的速度向适当的电极移动.某物质在电场作用下的迁移速度叫做电泳的迁移率，它与电场强度成正比，与该分子所携带的净电荷数成正比，而与分子的摩擦系数成反比（分子大小、极性、介质的粘度系数等）。

基因工程原理课后思考题第一篇：基因操作原理第一章：基因工程概述P（12）：1 简述基因操作，基因重组和基因工程的关系？2 为什么说基因工程是生物学和遗传学发展的必然产物？3 简述基因的结构组成对基因操作的影响？第二章：分子克隆工具酶P（38）：1 限制性内切酶可分为哪几种类型，各有何特点？2 哪些酶可用于DNA片段的末端标记？3 DNA聚合酶有哪些类型，各有什么活性？4 在分子克隆中所用的酶主要作用于哪些底物？第三章：分子克隆载体P（69）：1 作为一个最基本载体，它必须具备哪些功能元件？2 何为α-互补，在载体构建中有何作用？3 请简要描述λ噬菌体溶原状态和裂解循环的基因调控模式及其在构建载体中的作用？4 简述M13KO7辅助噬菌体的遗传学特性和生物学功能及其在制备单链DNA中的作用？第四章：人工染色体载体P（84）：1 大容量克隆载体有哪些种类，各有何特点？2 简述用Y AC克隆载体构建基因文库的原理？3 BAC克隆载体有哪些显著的优点？第六章：基因工程操作中大分子的分离和分析P（116）：1 在基因工程操作中有哪些检测核酸和蛋白质相对分子量的常规方法？2 印迹分子杂交有哪些种类，并说明在什么情况下需要使用这些方法？3 核酸分子的标记有哪些方法，各有何特点？4 DNA转化有哪些方法，各有何优点？第七章：基因芯片技术P（132）：1 基因芯片技术与传统的Northern杂交技术相比有何异同？2 简述DNA在芯片上的固定原理及基因芯片的制作过程？3 简述mRNA反转录标记方法的类型及特点？4 结合自己的专业试述cDNA芯片技术的用途及前景？第八章：PCR技术及其应用P（154）：1 如何理解PCR扩增的原理和过程？2 通过PCR技术扩增已知序列侧翼的未知序列的关键问题是什么？用PCR作染色体步查有何特点？3 PCR产物的克隆与一般的DNA片段克隆有何异同点？4 为什么在定量PCR中要引入Ct值的概念？第十章：DNA诱变P（186）：1 DNA诱变有哪些种类，各有何特点？2 什么叫有性PCR？有性PCR导致DNA重组的分子机制与体内重组有何异同？3 简述Kunkel定点诱变的基本原理？第十一章：DNA文库的构建和目的基因的筛选P（209）：1 基因组DNA文库有哪些类型？其相关的特点是什么？2 构建大片段基因组文库过程中需要注意哪些问题？3 均一化cDNA文库构建的基本原理是什么？4 扣除cDNA文库构建的基本原理是什么？主要用途是什么?5全长cDNA文库构建的基本原理和基本类型是什么？6 基因克隆筛选的几种方法和相关技术特征有哪些？第十二章：基因组研究技术P（225）：1 简要叙述真核生物基因组物理图的构建方法和原理？2 鸟枪法和克隆重叠群法这两种基因组测序法各自有何优缺点，适用范围有何不同？3 如何对基因组测序获得的序列进行注解以确定哪些序列为编码序列？对这些预测的基因如何进行功能鉴定？4 讨论基因组研究作为平台技术在基因工程中的应用?5基因组工程利用了哪些技术手段？第二篇：基因工程应用第十三章：植物基因工程P（225）：1 什么叫植物基因工程？试比较植物基因工程与常规植物育种的异同点？2 试阐述植物基因工程快速发展的原因？3 简述植物基因工程的方法及其原理和优缺点？4 转基因植株的鉴定方法有哪些，作为一组完整的转基因植株鉴定的数据至少包含哪些参数？5植物基因工程的发展向世界展现出了一幅壮丽画面，试进行阐述？第十四章：动物基因工程P（272）：1 简述反转录病毒在动物基因工程中的作用？2 试述基因敲除与基因敲入的区别？3 质粒载体和病毒载体有何异同？4 试述转基因动物的鉴定方法？5谈谈你对转基因动物生物安全性的看法？6 真核细胞转染有哪些方法？7 简述转基因小鼠的制备过程？。

高考真题答案与解析【考点23】基因工程一、选择题1．【答案】C【解析】本题考察的是选修3基因工程的有关知识。

水母的绿色荧光蛋白的应用应该说是生物科学研究手段的进步，象同位素原子示踪法一样，可以更直观地揭示微观世界的运动规律。

2．【答案】D【解析】载体上的抗性基因主要起着标记基因的作用，有利于筛选含重组DNA的细胞，并不能促进目的基因的表达。

3．【答案】C【解析】基因控制生物的性状，蛋白质是生物性状的体现者，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的生物合成来实现的。

水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后控制相应绿色荧光蛋白的合成，检测到绿色荧光。

4．【答案】C【解析】若该线性DNA分子在3个酶切位点切断，得到4种长度不同的DNA片段；若在2个酶切位点切断，得到3种长度不同的DNA片段；若在1个酶切位点切断，得到2种长度不同的DNA片段。

因此最多能产生4+3+2=9（种）长度不同的DNA片段。

5．【答案】D【解析】本题考查目的基因的检测与表达，属于考纲理解层次，难度较小。

基因的表达即控制蛋白质的合成，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。

6．【答案】C【解析】本题考查基因工程中限制性内切酶的理解，属于考纲理解层次，难度较小。

限制内切酶主要存在于微生物中。

一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点切割DNA分子，它不能识别和切割RNA。

由于是工具酶，其活性易受温度等外界环境的影响。

7．【答案】B【解析】本题综合考查基因工程的操作步骤，属于考纲理解层次，难度较小。

基因工程中限制性内切酶和DNA连接酶是构建重组质粒必需的工具酶。

质粒作为运载体必须具有标记基因，导入的目的基因不一定能够表达成功，还要进行修饰或其他处理。

8．【答案】D【解析】本题综合考查基因工程的原理技术及转基因技术的讨论，属于考纲理解层次，难度较小。

基因的非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列（主要是RNA聚合酶结合位点），对于抗虫棉基因在棉花细胞中的表达不可缺少。

基因工程的原理与应用例题和知识点总结基因工程，这个听起来充满科技感的词汇，其实已经在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。

它就像是一把神奇的钥匙，打开了生命奥秘的大门，让我们有能力对生物的基因进行改造和重组，从而实现各种奇妙的目标。

接下来，让我们一起深入了解基因工程的原理，并通过一些例题来巩固知识，同时总结其广泛的应用。

一、基因工程的原理基因工程，简单来说，就是在分子水平上对基因进行操作的技术。

它基于几个关键的原理：首先是“中心法则”。

我们知道，遗传信息从 DNA 传递到 RNA，再从 RNA 翻译成蛋白质，这是生命遗传信息传递的基本规律。

基因工程就是要在这个过程中进行干预。

其次，基因是具有特定碱基序列的 DNA 片段。

通过特定的工具，我们能够识别、切割和连接这些片段。

再者，不同生物的基因具有相同的化学本质，这意味着我们可以将一种生物的基因转移到另一种生物中，并使其发挥作用。

而实现基因工程操作的关键工具包括限制酶、DNA 连接酶和载体。

限制酶能够识别特定的碱基序列，并在特定的位点切割 DNA 分子；DNA 连接酶则负责将切割后的 DNA 片段连接起来；载体，如质粒、噬菌体等，能够将目的基因运送到受体细胞中。

二、基因工程的例题为了更好地理解基因工程的原理，让我们来看几个例题。

例 1：假设我们要从一种细菌中获取一个具有抗药性的基因，并将其转移到一种植物细胞中，使其获得抗药性。

首先，我们需要使用特定的限制酶来切割含有抗药基因的细菌 DNA 和植物细胞的 DNA。

然后，用 DNA 连接酶将抗药基因与植物细胞的 DNA 连接起来。

最后，通过适当的方法将重组后的 DNA 导入植物细胞。

例 2：给定一段 DNA 序列，要求找出可能的限制酶切割位点。

这就需要我们熟悉常见限制酶的识别序列，并运用相关知识进行分析。

三、基因工程的应用基因工程的应用范围极其广泛，给人类带来了诸多的好处。

在农业领域，基因工程使得我们能够培育出具有优良性状的农作物。

基因工程复习题题型：名词解释（10个）30分；填空（每空1分） 20分；选择题（每题1分）10分；简答题（4个）20分；论述题（2个）20分。

第一章绪论1.名词解释：基因工程：按照预先设计好的蓝图，利用现代分子生物学技术，特别是酶学技术，对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造，将一种生物（供体）的基因转移到另外一种生物（受体）中去，从而实现受体生物的定向改造与改良。

遗传工程广义：指以改变生物有机体性状为目标，采用类似工程技术手段而进行的对遗传物质的操作，以改良品质或创造新品种。

包括细胞工程、染色体工程、细胞器工程和基因工程等不同的技术层次。

狭义：基因工程。

克隆：无性(繁殖)系或纯系。

指由同个祖先经过无性繁殖方式得到的一群由遗传上同一的DNA分子、细胞或个体组成的特殊生命群体。

2．什么是基因克隆及基本要点?3.举例说明基因工程发展过程中的三个重大事件。

A) 限制性内切酶和DNA连接酶的发现（标志着DNA重组时代的开始）；B) 载体的使用；C) 1970年，逆转录酶及抗性标记的发现。

4.基因工程研究的主要内容是什么？基础研究：基因工程克隆载体的研究基因工程受体系统的研究目的基因的研究基因工程工具酶的研究基因工程新技术的研究应用研究：基因工程药物研究转基因动植物的研究在食品、化学、能源和环境保护等方面的应用研究第二章基因克隆的工具酶1.名词解释：限制性核酸内切酶：一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。

回文结构：双链DNA中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，可形成发夹结构。

同尾酶：来源不同、识别序列不同，但产生相同粘性末端的酶。

同裂酶：不同来源的限制酶可切割同一靶序列和具有相同的识别序列黏性末端：DNA末端一条链突出的几个核苷酸能与另一个具有突出单链的DNA末端通过互补配对粘合，这样的DNA末端，称为粘性末端。

平末端：DNA片段的末端是平齐的。

基因工程原理习题集1、ＤNＡ分子克隆技术:克隆，指含有单一得ＤNA重组体得无性繁殖系,或指将DNA重组体引入宿主细胞建立无性繁殖系得过程。

ＤNＡ分子克隆技术也称基因克隆技术,就是在体外将DNＡ分子片段与载体D ＮA片段连接,转入细胞获得大量拷贝得过程。

其基本步骤包括:制备目得基因→将目得基因与载体用限制性内切酶切割与连接,制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增与表达。

载体在细胞内自我复制,并带动重组得分子片段共同增殖,从而产生大量得DＮA分子片段。

主要目得就是获得某一基因或ＤＮA片段得大量拷贝,有了这些与亲本分子完全相同得分子克隆,就可以深入分析基因得结构与功能,随着引入得DＮA片段不同，有两种DNA库，一种就是基因组文库,另一种就是cDNA库。

2、分子杂交:两条不同来源得DNA(或RNA)链或ＤNA与RNA之间存在互补顺序时,在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子,这种分子称为杂交分子。

形成杂交分子得过程称为分子杂交。

３、限制性片段长度多态性:从不同个体制备得DNＡ,使用同一种限制性内切酶酶切，切得得片段长度各不相同。

酶切片段得长度可以作为物理图谱或者连接图谱中得标记子。

通常就是在酶切位点处发生突变而引发得。

4、报告基因:一种编码可被检测得蛋白质或酶得基因,也就就是说,就是一个表达产物非常容易被鉴定得基因、5、多聚酶链式反应(PCR）:一种体外扩增DＮA得方法。

PCR使用一种耐热得多聚酶，以及两个单链引物。

以过高温变性将模板ＤNA分离成两条链。

低温退火使得引物与一条模板单链结合,然后就是中温延伸，反应液得游离核苷酸紧接着引物从5／端到3/端合成一条互补得新链。

而新合成得DNA又可以继续进行上述循环,因此DNA得数目不断倍增。

6、核酸得凝胶电泳:将某种分子放到特定得电场中，它就会以一定得速度向适当得电极移动。

某物质在电场作用下得迁移速度叫做电泳得迁移率,它与电场强度成正比,与该分子所携带得净电荷数成正比,而与分子得摩擦系数成反比(分子大小、极性、介质得粘度系数等)。

基因工程技术的原理与应用例题和知识点总结一、基因工程技术的原理基因工程技术，简单来说，就是在分子水平上对基因进行操作的技术。

其核心原理包括以下几个关键步骤：1、目的基因的获取目的基因是我们想要研究或应用的特定基因片段。

获取目的基因的方法多种多样，常见的有从基因文库中筛选、通过 PCR 技术扩增以及人工化学合成等。

2、基因载体的选择基因载体就像是一辆“运输车”，负责将目的基因运送到受体细胞中。

常用的基因载体有质粒、噬菌体和病毒等。

它们具有能够在宿主细胞中自主复制、稳定存在等特点。

3、基因重组将获取的目的基因与选择好的基因载体进行连接，形成重组 DNA分子。

这个过程需要用到特定的限制性内切酶和 DNA 连接酶，以确保目的基因能够准确无误地插入到载体中。

4、重组 DNA 导入受体细胞将构建好的重组 DNA 分子导入到受体细胞中，使其能够在受体细胞内稳定遗传和表达。

导入的方法包括转化、转导、显微注射等。

5、目的基因的检测与鉴定导入受体细胞后，需要对目的基因是否成功导入、是否表达以及表达水平等进行检测和鉴定。

常用的方法有核酸分子杂交、PCR 检测、蛋白质检测等。

二、基因工程技术的应用例题1、胰岛素的生产糖尿病患者需要定期注射胰岛素来控制血糖。

传统的胰岛素提取方法产量低、成本高。

通过基因工程技术，科学家将人的胰岛素基因导入到大肠杆菌中，让大肠杆菌能够大量合成胰岛素，大大提高了胰岛素的产量，降低了成本，为糖尿病患者带来了福音。

2、转基因抗虫棉棉花在生长过程中常常受到棉铃虫等害虫的侵害。

利用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌中的 Bt 毒蛋白基因导入到棉花细胞中，使棉花能够自身合成毒蛋白，从而具有抗虫的特性，减少了农药的使用，保护环境的同时提高了棉花的产量。

3、基因治疗对于一些由于基因突变导致的遗传性疾病，如血友病、囊性纤维化等，基因治疗为患者带来了新的希望。

通过将正常的基因导入患者的细胞中，以替代或修复突变的基因，从而达到治疗疾病的目的。

基因工程的应用课后篇巩固提升基础巩固1.下列有关基因工程应用的说法,正确的是( )A.用基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒B.基因工程在畜牧业上的应用主要是培育体型巨大的动物C.基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物D.科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物中,或者改变这些氨基酸的合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量,不能抗病毒。

基因工程用于畜牧业主要是为了改良动物品种,改善畜产品的品质。

科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。

2.利用基因工程,可将酵母菌制成“工程菌”, 用于生产乙肝疫苗,在制作“工程菌”时,应向酵母菌中导入( )A.乙肝病毒的表面抗原B.抗乙肝病毒的抗体的基因C.抗乙肝病毒的抗体D.乙肝病毒的表面抗原基因3.治疗复合型免疫缺陷症、白化病、囊性纤维化病等人类遗传病的最有效手段是( )A.口服化学药物B.注射化学药物C.利用辐射或药物诱发致病基因突变D.采用基因治疗法纠正或弥补缺陷基因带来的影响4.番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜之一。

普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐储存。

科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。

下列关于培育抗软化番茄的叙述,错误的是( )A.质粒可作为载体B.受体细胞是番茄细胞C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因D.目的基因的表达延缓了细胞的软化,目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因,受体细胞是番茄细胞。

5.下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述,不正确的是( )A.器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题B.猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似C.灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪D.无论以哪种动物作为供体,都需要在其基因组中导入某种调节因子,以抑制抗原决定基因的表达,或设法除去抗原决定基因,应在器官供体基因组中导入某种调节因子,或设法除去抗原决定基因,以培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。

基因工程技术的原理与应用例题和知识点总结一、基因工程技术的原理基因工程，也称为重组 DNA 技术，是一种在分子水平上对基因进行操作和改造的技术。

其基本原理是在体外将不同来源的 DNA 分子进行剪切、拼接和重组，然后将重组的 DNA 分子导入到受体细胞中，使其在受体细胞中表达和遗传。

基因工程的操作主要包括以下几个步骤：1、目的基因的获取从生物体的基因组中直接分离：对于一些结构和功能比较清楚的基因，可以通过限制性内切酶将其从基因组 DNA 中切割下来。

人工合成：如果已知基因的核苷酸序列，可以通过化学方法人工合成目的基因。

PCR 扩增：利用聚合酶链式反应（PCR）技术，以少量的 DNA 为模板，快速扩增出大量的目的基因。

2、基因载体的选择和构建基因载体是能够携带目的基因进入受体细胞的工具。

常用的基因载体有质粒、噬菌体和病毒等。

载体需要具备自我复制能力、多个限制性内切酶切点、标记基因等特点。

3、目的基因与载体的连接通过限制性内切酶切割目的基因和载体，产生相同的黏性末端或平末端。

然后利用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组 DNA 分子。

4、将重组 DNA 分子导入受体细胞常用的导入方法有转化（细菌）、转染（动物细胞）和农杆菌介导转化（植物细胞）等。

5、重组体的筛选和鉴定由于导入受体细胞的重组体中可能存在未成功重组的分子，因此需要进行筛选和鉴定。

常用的筛选方法有抗性筛选、标记基因筛选、核酸分子杂交筛选等。

二、基因工程技术的应用例题1、基因工程在农业领域的应用抗虫棉的培育：将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中，培育出具有抗虫特性的棉花品种。

举例：某地区常年遭受棉铃虫的侵害，导致棉花产量大幅下降。

科研人员通过基因工程技术，将一种能够编码产生杀虫蛋白的基因导入棉花植株中。

经过筛选和培育，获得了抗虫棉新品种。

在种植过程中，这种抗虫棉能够有效地抵御棉铃虫的危害，减少了农药的使用量，提高了棉花的产量和质量。

作业一：一、名词解释：1、基因:是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。

2、基因组该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子3、操纵子:原核生物的几个功能相关的结构基因往往排列在一起，转录生成一个mRNA，然后分别翻译成几种不同的蛋白质.这些蛋白可能是催化某一代谢过程的酶，或共同完成某种功能.这些结构基因与其上游的启动子,操纵基因共同构成转录单位,称操纵子.4、启动子：是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，包括至少一个转录起始点.在真核基因中增强子和启动子常交错覆盖或连续。

有时，将结构密切联系而无法区分的启动子、增强子样结构统称启动子。

5、增强子：是一种能够提高转录效率的顺式调控元件，最早是在SV40病毒中发现的长约200bp的一段DNA，可使旁侧的基因转录提高100倍,其后在多种真核生物,甚至在原核生物中都发现了增强子.增强子通常占100～200bp长度,也和启动子一样由若干组件构成，基本核心组件常为8～12bp,可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。

6、基因表达：是指细胞在生命过程中,把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。

二、简答题1、说明限制性内切核酸酶的命名原则要点.答:限制性内切核酸酶采用三字母的命名原则，即属名+种名+株名的各一个首字母,再加上序号. 基本原则: 3—4个字母组成，方式是：属名+种名+株名+序号；首字母：取属名的第一个字母，且斜体大写;第二字母: 取种名的第一个字母，斜体小写;第三字母：（1）取种名的第二个字母,斜体小写；（2)若种名有词头,且已命名过限制酶,则取词头后的第一字母代替。

第四字母：若有株名，株名则作为第四字母，是否大小写，根据原来的情况而定,但用正体。

顺序号: 若在同一菌株中分离了几种限制酶，则按先后顺序冠以I,Ⅱ，Ⅲ,…等，用正体.2、什么是限制性内切核酸酶的星号活性?受哪些因素影向？答：Ⅱ类限制酶虽然识别和切割的序列都具有特异性，但是这种特异性受特定条件的限制,即在一定环境条件下表现出来的特异性。