分子生物学与基因工程

绪论

分子生物学 广义：研究蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能，也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

狭义：研究生物体主要遗传物质——基因或DNA 的结构及其复制、转录、表达和调节控制等过程的科学。

基因工程：是指将一种或多种生物体的基因或基因组提取出来, 或者人工合成的基因, 按照人们的愿望, 进行严密的设计, 经过体外加工重组, 通过一定的方法, 转移到另一种生物体的细胞内, 使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。

里程碑事件：1944年，Avery 在肺炎双球菌转化实验中证实了DNA 是遗传的物质基础，标志着分子生物学的诞生。

1953年，Watson 和Crick 提出DNA 双螺旋模型，为分子生物学的发展奠定了坚实的基础。 1961年，法国科学家Jacob 和Monod 提出了乳糖操纵子模型。

1972年，Berg 构建了世界上第一个重组DNA 分子，开辟了生物学新领域——遗传工程。 1983年，Mullis 发明了聚合酶链式反应（PCR ）技术，极大地推动了分子生物学的发展。 90年代，开展了“人类基因组计划”和模式生物的基因组测序，分子生物学进入“基因组时代”。目前，分子生物学进入了“后基因组时代”或“蛋白质组时代”。

第二讲

核酸的化学成分：核酸是一种高分子的化合物，它的构成单元是核苷酸，是核苷酸的多聚体。 核苷酸分子由三个部分组成：

碱基：嘧啶、嘌呤 五碳糖：核糖或脱氧核糖 磷酸…………………………………………

脱氧核糖核酸（DNA ）和核糖核酸（RNA ）

（1）DNA 含的糖分子是脱氧核糖，RNA 含的是核糖；

（2）DNA 含有的碱基是腺嘌呤（A ）、胞嘧啶（C ）、鸟嘌呤（G ）和胸腺嘧啶（T ），RNA 含有的碱基前3个与DNA 完全相同，只有最后一个胸腺嘧啶被尿嘧啶（U ）所代替；

（3）DNA 通常是双链，而RNA 主要为单链；

（4）DNA 的分子链一般较长，而RNA 分子链较短。

核酸的分布：真核生物的绝大部分DNA 存在于细胞核内的染色体上，它是构成染色体的主要成分之一，还有少量的DNA 存在于细胞质中的叶绿体、线粒体等细胞器内。 RNA 在细胞核和细胞质中都有，核内则更多地集中在核仁上，少量在染色体上。细菌也含有DNA 和RNA ；多数噬菌体只有DNA ；多数植物病毒只有RNA ；动物病毒有些含有RNA ，有些含有DNA 。 间接证据：（1）一种生物不同组织的细胞，不论年龄大小，功能如何，它的DNA 含量是恒定的，而生殖细胞精子的DNA 含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的DNA 含量是按其染色体倍数性的增加而递增的，但细胞核里的蛋白质并没有相似的分布规律。

（2）DNA 在代谢上较稳定。

（3）DNA 是所有生物的染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质。

（4）DNA 通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿体有其自己的DNA 。

（5）在各类生物中能引起DNA 结构改变的化学物质都可引起基因突变。

直接证据：肺炎链球菌试验；噬菌体侵染实验；烟草花叶病毒侵染烟草实验（RNA ） DNA 结构：多核苷酸链片段（一级）；双螺旋结构（二级）

（

1）两条多核苷酸链以右手螺旋的形式彼此以一定的空间距离，平行地环绕于同一轴上； 核苷 核苷酸

（2）两条多核苷酸链走向为反向平行，即一条链磷酸二酯键为5’－3’方向，而另一条为3’一5’方向，二者刚好相反；

（3）每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键与它互补的碱基相联系。互补碱基对A与T之间形成两对氢键，而C与G之间形成三对氢键。上下碱基对之间的距离为0.34nm；

（4）每个螺旋为3.4nm长，刚好含有10个碱基对，其直径约为2nm；

（5）在双螺旋分子的表面大沟和小沟交替出现。

维持双螺旋结构稳定性的力：（1）氢键（2）疏水作用——碱基堆集力（3）范德华力（4）磷酸基的负电荷静电斥力（5）碱基分子内能

Tm：是指吸收值增加的中点。影响因素：1）DNA序列中G + C的含量或比例，含量越高，Tm值也越大（决定性因素）； 2）溶液的离子强度； 3）核酸分子的长度有关：核酸分子越长，Tm值越大； 4）某些化学物质； 5）溶液pH值

Z-DNA是左手螺旋，每个螺旋含12个碱基对，比A-DNA拧得更紧;双螺旋中不存在深沟，只有浅沟……

DNA的精细结构

（1）依赖于序列的B-DNA构象变化：双螺旋的许多结构参数是随碱基序列的不同而在一定范围内变化的，这称为DNA的局部构象。在DNA中，随碱基序列的不同而变化的参数有许多，其中重要的有螺旋扭转角、螺旋桨扭角、碱基对转动角等，此外碱基对间还会发生滑动。以上这些变化使DNA形成了精细结构。而精细结构正是DNA发挥功能时，相应蛋白质因子与靶位点作专一性识别和结合的标志。

（2）连续AT序列的构象；

（3）含错配碱基对的B-DNA；

（4）DNA的局部构象与DNA结合蛋白：各种酶（如DNA聚合酶、RNA聚合酶等）；调节蛋白（如CAP，Cro阻遏物等）；这些蛋白质与DNA的结合涉及到生物学中的一些基本问题，如遗传和个体发育等，因此，核酸-蛋白质交互作用已成为分子生物学中的一个研究热点。

DNA的超螺旋结构（此处含有一道大题，详见平时的作业本）

DNA结构的变化可以用数学式来表述： L = T ＋ W

L称为DNA的连接数；T称为盘绕数；W为超盘绕数。

天然的DNA都呈负超螺旋，但在体外可得正超螺旋

环形DNA分子会由超螺旋化而变得更为致密，它们在超离心中的沉降速度和在凝胶电泳中的迁移速度都增加，故超螺旋DNA可通过这两种方法来检测和分离。

拓扑异构酶含义：指细胞内存在着一类能催化DNA拓扑异构体相互转化的酶

DNA中的不寻常结构：交替的嘧啶、嘌呤重复序列倾向形成Z-DNA；反向重复序列倾向形成十字形结构；构成镜像重复的同型嘧啶-同型嘌呤序列可能形成三链结构（T-A-T; C-G-C）；富含G的序列可能形成四链结构（端粒酶）G-G

G-G

k对DNA具有特征性，它与DNA的碱基对数目成反相关，因此，Cot曲线提供了一种测定DNA分子量的方法。 Cot曲线也揭示单一来源的DNA所具有的不同复杂性部分。

Southern杂交鉴别DNA

第三讲

染色体的结构特征:染色体是由染色质构成的，染色质是由DNA、RNA和蛋白质形成的复合体。组蛋白在进化中是保守的；组蛋白在翻译后是受到修饰的，其中包括特异精、组、赖、丝和苏氨酸残基的甲基化、乙酰基化和磷酸化。

染色质基本单位核小体。核小体由约200 bp的DNA和H2A，H2B．H3及H4各2分子所组成。念珠状。

C值的含义：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量是恒定的，称之为C值，它是每种生物的一个特性，不同物种的 C值差别很大。

C值悖理：一般认为，一个生物的形态学复杂性应该与其C值的大小大致相关，但是，C值和进化之间的复杂性并没有严格的相应关系。

DNA的形状与大小：DNA一般为长而无分支的双股线性分子，但有些为环型，也有少数为单股环型。不同的DNA大小相差悬殊。虽然一般而言，复杂的有机体需要更多的DNA，但不存在严格的对应关系。

DNA的序列组织：真核生物DNA碱基组成上的异质性主要由于存在着以下3类DNA序列：①高度重复序列（卫星DNA；微卫星DNA：Alu家族）；②中度重复序列（中度重复序列包括rRNA 和组蛋白基因，每一基因组约含 1000拷贝）；③单一序列（包括酶在内的各种蛋白质基因）。简述真核生物基因组特点（此处含有一个问答大题，详见平时的作业本）

第四讲

丙氨酸Ala A

精氨酸Arg R

天冬酰氨Asn N

天冬氨酸Asp D

半胱氨酸Cys C

谷氨酰胺Gln Q

谷氨酸Glu E

甘氨酸Gly G

组氨酸His H

异亮氨酸Ile I

亮氨酸Leu L

赖氨酸Lys K

甲硫氨酸Met M

苯丙氨酸Phe F

脯氨酸Pro P

丝氨酸Ser S

苏氨酸Thr T

色氨酸Trp W

酪氨酸Tyr Y

缬氨酸Val V

蛋白质概述：蛋白质是由20种左右的α-氨基酸通过肽键相互连接而成的一类具有特定的空间构象和生物学功能的高分子有机化合物。

α—螺旋和双螺旋的异同点（此处含有一个简答题，详见平时作业）

蛋白质功能与结构的关系：蛋白质一级结构是空间结构的基础；一级结构相似的蛋白质，其基本构象及功能也相似；在蛋白质的一级结构中，参与功能活性部位的残基或处于特定构象

关键部位的残基，即使在整个分子中发生一个残基的异常，那么该蛋白质的功能也会受到明显的影响——“分子病”的镰刀状红细胞性贫血仅仅是574个氨基酸残基中，一个氨基酸残基即β亚基N端的第6号氨基酸残基发生了变异所造成的，这种变异来源于基因上遗传信息的突变；蛋白质的空间构象是其功能活性的基础。（此处含有一个简答题，详见平时作业）

蛋白质的别构效应：在生物体内，当某种物质特异地与蛋白质分子的某个部位结合，触发该蛋白质的构象发生一定变化，从而导致其功能活性的变化。

第五、六讲

DNA、RNA合成：（分析题）

SSBP：单链结合蛋白

半保留复制：DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂使两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式为半保留复制。（名词解释）

半不连续复制：DNA复制时，两条链分别作模板，有一条链是连续合成的，这条链称为前导链；而另一条链合成时，只能以5’→ 3’先合成冈崎片段，然后利用DNA连接酶将各个片段连接起来形成随从链。（名词解释）

不对称转录：RNA的转录合成是以DNA的一条链为模板而进行的，这种转录方式又叫做不对称转录（名词解释）

解释复制方向5′→3′：RNA聚合酶在DNA复制起始处做为引物，它们的3′—OH末端提供了由DNA聚合酶催化形成DNA分子第一个磷酸二酯键的位置。DNA聚合酶催化dNTP加到引物的3′OH末端，因而DNA合成的方向是5′→3′（简答题）

DNA复制过程中的酶：拓扑异构酶I DNA解链酶引物酶DNA聚合酶I DNA聚合酶III / DNA连接酶拓扑异构酶II（填空题）

DNA复制时，先由拓扑异构酶作用于DNA双螺旋分子，使之松弛，然后由DNA解链酶作用，解开双链，此时在引发酶的作用下合成一段RNA作为引物，在DNA pol III的聚合作用下连续地合成前导链；随从链的合成依靠多种酶与蛋白质因子的参与：首先在引发酶的作用下合成RNA引物，然后在DNA pol III的聚合作用下合成DNA片段，它们共同形成冈崎片段。RNA引物是靠DNA聚合酶I进行切割的，并由DNA聚合酶I填补RNA引物切除后留下的空隙，最后由DNA连接酶形成一条完整的链。

DNA复制的准确性很高，在原核生物中主要依靠DNA聚合酶I的外切活性来校正复制过程中的碱基错配，而真核生物则依靠DNA聚合酶来完成。

在真核生物中，DNA复制一般有多个起始点，主要依靠DNA聚合酶α和δ来完成，另外还需要PCNA等多种蛋白质因子参与。

DDRP：转录也是一种酶促的核苷酸聚合过程，所需的酶叫做依赖DNA的RNA聚合酶。DDRP：依赖DNA的DNA聚合酶。

第七讲

参与蛋白质生物合成的物质基础：（1）合成原料。自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种，只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。（2）mRNA是合成蛋白质的直接模板。mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息，作为蛋白质生物合成的直接模板，决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。（3）tRNA是氨基酸的运载工具。tRNA是一类小分子RNA，长度为73-94个核苷酸，tRNA分子中富含稀有碱基和修饰碱基，tRNA分子3’端均为CCA序列，氨基酸分子通过共价键与A结合，此处的

结构也叫氨基酸臂。tRNA分子中还有一个反密码环（4）核糖体——蛋白质的合成场所（5）蛋白质生物合成的必需因子。起始因子（IF）。延长因子（EF）。释放因子（RF）。

1968 霍利柯拉那尼伦伯格

遗传密码的特点：（1）起始码（2）终止码（3）密码无标点符号（4）密码的兼并性。一种氨基酸有几组密码子，或者几组密码子代表一种氨基酸的现象称为密码子的兼并性，这种简并性主要是由于密码子的第三个碱基发生摆动现象形成的，也就是说密码子的专一性主要由前两个碱基决定，即使第三个碱基发生突变也能翻译出正确的氨基酸，这对于保证物种的稳定性有一定意义。如：GCU，GCC，GCA，GCG都代表丙氨酸。（5）密码的通用性核糖体作为合成场所的原因：（解释，分析，简答）

任何生物的核糖体都是由大、小两个亚基组成。（1）mRNA结合位点：由几种蛋白质构成一个结构域，负责与mRNA的结合。（2）P位点：又叫做肽酰基tRNA位或给位。它是结合起始tRNA 并向A位给出氨基酸的位置。（3）A位点：叫做氨基酰tRNA 位或受位。是结合一个新进入的氨基酰tRNA 的位置。（4）转肽酶活性部位：位于P位和A位的连接处。（5）结合参与蛋白质合成的起始因子（IF）、延长因子(EF)和终止因子或释放因子(RF)。

蛋白质生物合成的基本过程：（含一道大题，详见平时作业本）

蛋白质翻译后加工修饰：（1）氨基端和羧基端的修饰。氨基端乙酰化；甲酰基经酶水解而除去，蛋氨酸残基由氨肽酶催化而水解除去，包括除去信号肽序列，因此，成熟的蛋白质分子N-端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。（2）共价修饰。羟基化，糖基化，磷酸化，二硫键的形成（3）亚基的聚合。有许多蛋白质是由二个以上亚基构成的，这就需这些多肽链通过非共价键聚合成多聚体才能表现生物活性（成人血红蛋白由两条α链，两条β链及四分子血红素所组成）。（4）水解断链。一般真核细胞中一个基因对应一个mRNA，一个mRNA对应一条多肽链，但也有少数的情况，即一种翻译后的多肽链经水解后产生几种不同的蛋白质或多肽（哺乳动物的鸦片样促黑皮激素）。

第八讲

基因表达指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。

简述大肠杆菌乳糖操纵子的结构、各部分的功能及基因表达调控机理（此处含有一道大题，详见平时作业本）

基因表达组成性表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。其中某些基因表达产物是细胞或生物体整个生命过程中都持续需要而必不可少的，这类基因可称为看家基因，这些基因中不少是在生物个体其它组织细胞、甚至在同一物种的细胞中都是持续表达的，可以看成是细胞基本的基因表达。组成性基因表达也不是一成不变的，其表达强弱也是受一定机制调控的。

基因表达适应性表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导，这类基因被称为可诱导的基因；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏，相应的基因被称为可阻遏的基因。

BAC：细菌人工染色体载体（名词解释）

YAC：是酵母人工染色体，是目前能容纳最大外源DNA片段的载体（名词解释）MAC：乳类人工染色体载体（名词解释）

结构基因群：操纵元中被调控的编码蛋白质的基因可称为结构基因(SG)，各结构基因头尾衔接、串连排列，组成结构基因群。

启动子：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。（填空题）

操纵子：指能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列。

终止子：指给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。

增强子：一种能够提高转录效率的顺式调控元件。

调控基因：它是指编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。

与操纵子结合后能减弱或阻止其调控基因转录的调控蛋白称为阻遏蛋白，其介导的调控方式称为负性调控。与操纵子结合后能增强或起动调控基因转录的调控蛋白称为激活蛋白，所介导的调控方式称为正性调控。

调控基因可以在结构基因群附近、也可以远离结构基因，它是通过其基因产物——调控蛋白来发挥作用的，因而调控基因不仅能对同一条DNA链上的结构基因起表达调控作用，而且能对不在一条DNA链上的结构基因起作用，在遗传学实验上称为反式作用，调控基因就属于反式作用元件，其编码产生的调控蛋白称为反式调控因子。

启动子、操纵子位于紧邻结构基因群的上游，终止子在结构基因群之后，它们都在结构基因的附近，只能对同一条DNA链上的基因表达起调控作用，这种作用在遗传学实验上称为顺式作用，启动子、操纵子和终止子就属于顺式作用元件。

操纵元的基本组成：1）结构基因群；2）启动子；3）操纵子；4）调控基因；5）终止子

基因表达的组织特异性；阶段特异性。一个受精卵含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息，在个体发育分化的各个阶段，显示出基因表达调控在空间和时间上极高的有序性，从而逐步生成形态与功能各不相同、极为协调、巧妙有序的组织脏器。

第九讲

基因工程工具酶的概念：在DNA分子水平的操作中，依赖于一些重要的酶，如限制性核酸内切酶、连接酶等，作为工具对DNA进行切割和拼接，这些酶统称为基因工程工具酶。

工具酶分类：1）核酸水解酶类（核酸内切酶、核酸外切酶）；2）核酸合成酶类（DNA聚合酶、RNA聚合酶、DNA连接酶）；3）核酸修饰酶类（甲基化酶、核苷酸激酶、核苷酸转移酶、磷酸酶）

限制性内切酶定义：指能识别双链DNA分子内部特异位点并在识别位点或附近水解磷酸二酯键的一类内切核酸酶，简称为限制酶。分类：即I型、II型、III型酶三类。

特性：分子质量为60kd，单链多肽，最适pH为6～8。NaCl有抑制作用，能被Mg2+激活，巯基有保护作用。对热不稳定，通常贮存于–20℃环境。为避免反复冻溶使酶失活，商品酶均含有50％甘油，使用时添加相应的缓冲液稀释，降低反应液中甘油的浓度。1）每一种酶都有各自特异识别位点；2）大多数限制酶是错位切割双链DNA，产生5’或3’粘性末端；3）部分限制酶沿识别序列内的对称轴上切割DNA双链，产生平末端根据限制性内切核酸酶来源和菌株进行命名：1、用来源细菌的英文缩写斜体符号命名2、它的第一个字母大写，来源细菌属名的第1个字母3、第二、三字母小写，来源细菌种名的头2个字母4、第四个字母代表菌株5、最后用罗马字母表示同一菌株中不同限制酶的编号。

回文结构：限制性核酸内切酶识别序列具有180°旋转对称的回文结构。

5’-GAATTC-3’

3’-CTTAAG-5’

影响因素：①温度：一般37℃②盐离子浓度：Na＋，Mg2＋③缓冲体系：具有稳定pH环境的Tris-HCl缓冲体系，DTT用于保持酶稳定性和活性④反应体积和甘油浓度：商品化的限制性内切核酸酶均加50％甘油作为保护剂，一般在-20℃保存。⑤反应时间：通常为1h；进行大量DNA酶切反应时一般让酶解过夜⑥DNA纯度和结构：一个酶单位定义：1h内完全酶解1μgλ噬菌体DNA所需的酶量

同尾酶：某些限制酶来源不同、识别序列不同，但可产生相同的粘性末端。（名词解释）

同位酶：识别相同的序列但切割位点不一样的限制性核酸内切酶。（名词解释）

同功异源酶（同裂酶）：来源不同但能识别和切割同一位点的限制酶。（名词解释）

酶的活性单位1个活性单位：在适当的反应条件下(包括温度、pH和离子强度等),1h内在50μl容积中完全酶解1μg特定DNA底物(通常用入DNA)所需要的酶量。（名词解释）DNA连接酶作用机理：连接酶的作用：在双链DNA中，DNA连接酶能催化具有邻近3’—羟基和5’—磷酸基的单链形成磷酸二酯键，促使具有互补粘性末端或平末端的载体和供体DNA片段连接，使之成为一个完整的重组DNA分子。连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。结果：黏性末端（包括平末端）连接起来。

作用过程1）连接酶与辅助因子ATP或NAD＋形成酶-AMP复合物；2）AMP作用于DNA 缺口的5’-末端磷酸基团；3）缺口3’-OH对活跃的磷原子作亲核攻击，形成新的磷酸二酯键，封闭切口

Taq DNA聚合酶：从栖热水生菌中分离纯化的依赖DNA的DNA聚合酶，最适温度75℃-80℃；最适pH7.8(Tris-HCl)；需要Mg2+(10 mmol／L)，在低浓度Mn2+(2 mmol/L)中有低活性，Ca2+使其完全失活，一价阳离子高至0.1 moI／L对活性无影响，而最适浓度NaCl 为40 mmol/L，KCl为60 mmol/L。

第十讲

概念：携带目的基因进入宿主细胞进行复制、扩增和表达的工具称载体。即用于克隆、运载和转移目的基因并能自我复制的DNA分子。

必备条件：★具复制原点：在宿主细胞中不仅能独立地自我复制，而且能与携带的外源DNA 一起复制★能与目的基因连接-——具多个限制酶切点★便于筛选鉴定---具有标记基因，而宿主细胞并不具有★操作简单——分子量小、高拷贝数、转化效率高、容易从宿主细胞中分离纯化

克隆载体：可以克隆和运载目的基因并转移到宿主细胞中进行复制和扩增。细菌质粒载体、噬菌体载体、柯斯质粒载体。

概念：质粒是细菌细胞内独立于细菌染色体而自然存在的、能自我复制、易分离和导入的环

状双链DNA分子〈10kb。分类：F质粒（F因子或性质粒）

R质粒（抗药性因子）

Col质粒（大肠杆菌素因子）

pBR322是以4个不同质粒DNA为基础通过DNA重组技术发展构建而成的克隆载体。pBR322载体的特点：分子量小（4.3kb）、拷贝数高、含四环素和氨苄青霉素两种抗生素抗性基因作为选择标记、对多种常见的限制性内切核酸酶仅有一个切割位点。

pUC载体系统以pBR322为基础，去除了包括四环素抗性基因在内40％的DNA，换用了M13噬菌体的476bp片段，内含LacZ基因的5’-序列以表达半乳糖苷酶的α片段，LacZ 的上游包括乳糖操纵子上的启动子Plac和操纵基因O

命名规则：pUC19

“p”表示质粒（plasmid）

“UC”表示发现或构建该质粒的作者或实验室名称

“19”表示该质粒的实验编号

蓝白斑：如果在多克隆位点中插入外源DNA，打断了β-半乳糖苷酶的部分基因，不再产生α-肽链，就不能和宿主细胞产生的多肽片段结合生成有活性的β-半乳糖苷酶，结果X-gal 保持无色，插入外源DNA菌落呈白色。检测结果：重组子菌落是白（无）色的，而空载体转化的菌落是蓝色的。

噬菌体即细菌病毒一类的总称。〈25kb

柯斯质粒载体又叫粘粒载体，这是一种由人工构建的含有λ噬菌体DNA的cos位点和质粒复制子的特殊类型的杂和质粒载体,具有质粒和噬菌体的双重特征，被称为cosmid，指带有粘性末端位点的质粒〈40kb 。——构建基因文库

表达载体：克隆、运载和转移目的基因到受体细胞中进行复制和扩增,使之表达。

表达载体的特点：具有克隆载体所具有的基本特性；具有可被宿主细胞识别的基因表达调控元件：启动子、核糖体结合位点（RBS）（RBS由SD序列、核糖体小亚基识别序列和起始密码（ATG）组成，但有时也将SD序列称为核糖体结合位点。SD：Shine-Dalgarno，人名）、终止子（依赖ρ因子的转录终止；不依赖ρ因子的转录终止）

第十一、第十二讲

PCR（聚合酶链式反应）定义：在试管中，利用DNA聚合酶、一对引物和四种dNTP，对模板DNA反复多次地进行复制，从而得到大量扩增特定产物的反应过程。

PCR体系：待扩增的DNA（模板），一对寡聚核苷酸引物，耐高温的Taq DNA聚合酶，4种脱氧核苷酸的混合物（dNTP），Mg2+/Thris-HCl

PCR反应程序：变性94℃→退火55℃→延伸72℃

预变性4min

变性

退火30~60秒

延伸

再延伸7min

反转录PCR（RT-PCR）: 反转录PCR即以mRNA作为模板，进行反转录合成cDNA（单链DNA）的PCR方法.。一般分两步进行：第一步用反转录酶将RNA反转录成cDNA，第二步以cDNA为模板进行PCR扩增。

目前已发现一种rTth酶，既有反转录酶活性又有DNA聚合酶活性。因此做RT-PCR可简单到用一种酶和一种缓冲体系在一个反应管内直接扩增RNA。

生物芯片：是将细胞、蛋白质、DNA及其他生物组分，通过微加工技术和微电子技术集中

点在一个平方厘米大小的固体芯片表面，以实现对它们的准确、快速、高效、敏感的大信息量的检测、分析和处理。特点：高通量、微型化、自动化

生物芯片主要分为基因芯片和蛋白芯片

DNA测序技术：ddNTP，双脱氧核苷酸终止法：原理：利用DNA聚合酶合成DNA，在DNA的聚合过程中在特异性的核苷酸位置终止反应而进行测序。

反应的终止依赖于底物2’,3’-双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）。在DNA聚合酶作用下能通过其5’三磷酸基团掺入到正在增长的DNA链中，形成磷酸二酯键，但由于缺乏3’羟基而不能同后续的dNTP或ddNTP形成磷酸二酯键，因此，一旦ddNTP掺入DNA的新生链中，聚合反应就会终止。

化学修饰法：用4组化学试剂裂解末端标记的DNA分子，其中每一组化学试剂特异地针对一种或一类碱基进行切割，由此产生的4组裂解产物均为不同长度的DNA片段的混合物。每一组反应产物中都有一套带相同标记末端的长短不一的DNA片段

原理：1）放射性同位素标记待测DNA3`末端或5`末端;

2）用特殊的化学试剂处理来裂解具末端放射标记的DNA分子,造成碱基的特异性切割，由此产生一组不同长度的DNA片段

3）然后用电泳分离分析断裂片段的大小，放射自显影，读胶确定DNA序列

转硝酸纤维膜上

Northern杂交Southern杂交

靶核酸RNA DNA

电泳变性电泳非变性电泳

转膜毛细管虹吸法转移前无须中和毛细管虹吸法转移前须中和基因文库: 来自某一生物基因组DNA（或来自某一组织所有不同的mRNA的每一种cDNA 分子）经酶切所形成的全部DNA片段克隆在细菌中增殖后的集合体或应用DNA重组技术构建的含有基因组的全部基因的DNA克隆群体。

基因工程基本流程：1）分离目的基因DNA

2）选择载体DNA

3）重组DNA分子

4）转化（Ecoli、植物、动物）

5）筛选鉴定

cDNA文库构建：

1）分离细胞总RNA，然后利用真核mRNA分子的3’端多聚A结构将mRNA从tRNA 和rRNA中分离出来

2）以mRNA为模板逆转录合成cDNA第一条链

3）合成cDNA第二条链有两种方法:一是用大肠杆菌的RNaseH切割RNA-DNA杂交分子产生RNA短片段，DNA聚合酶I以RNA短片段为引物合成新的DNA链;二是利用cDNA 第一链的3’端出现的发夹环结构，即第一链末端返折为合成cDNA第二条链提供引物。（置换合成法、自身引导法）

4）这些体外合成的cDNA经两端补齐后而具平头末端，在cDNA分子的两端与带有限制性核酸内切酶位点的人工接头连接，然后酶切后与载体(通常是λ噬菌体)连接，导入大肠杆菌，即得cDNA文库。

mRNA →cDNA →双链cDNA →重组DNA分子→ c DNA文库反转录酶复制载体受体菌

第十三讲

HGP（人类基因组计划）的主要内容：

人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。绘制四张图谱（遗传图、物理图、序列图、转录图）。

遗传图（连锁图）：指基因或DNA标记在染色体上的相对位置与遗传距离。

cM（基因或DAN片段在染色体交换过程中分离的频率）

物理图：以已知核苷酸序列的DNA片段为“路标”，以碱基对作为基本测量单位（图距）的基因组图。

转录图: 以EST（expressed sequence tag，表达序列标签）为标记，根据转录顺序的位置和距离绘制的图谱。

EST：通过从cDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分cDNA的5'或3'端序列称为表达序列标签（EST），一般长300-500bp左右

序列图（分子水平的物理图）: 序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图。1m

既包括可转录序列，也包括非转录序列，是转录序列、调节序列和功能未知序列的总和。事例：90年，4岁女童，SCID（中毒联合免疫缺陷症）首例基因治疗美国

分子生物学与基因工程主要知识点

分子生物学与基因工程复习重点 第一讲绪论 1、分子生物学与基因工程的含义 从狭义上讲，分子生物学主要是研究生物体主要遗传物质-基因或DNA的结构及其复制、转录、表达和调节控制等过程的科学。 基因工程是一项将生物的某个基因通过载体运送到另一种生物的活体细胞中，并使之无性繁殖和行使正常功能，从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。 2、分子生物学与基因工程的发展简史，特别是里程碑事件，要求掌握其必要的理由 上个世纪50年代，Watson和Crick提出了的DNA双螺旋模型； 60年代，法国科学家Jacob和Monod提出了的乳糖操纵子模型； 70年代，Berg首先发现了DNA连接酶，并构建了世界上第一个重组DNA分子； 80年代，Mullis发明了聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）技术； 90年代，开展了“人类基因组计划”和模式生物的基因组测序，分子生物学进入“基因组时代”； 目前，分子生物学进入了“后基因组时代”或“蛋白质组时代”。 3、分子生物学与基因工程的专业地位与作用：从专业基础课角度阐述对专业课程的支 撑作用 第二讲核酸概述 1、核酸的化学组成（图画说明） 2、核酸的种类与特点：DNA和RNA的区别 （1）DNA含的糖分子是脱氧核糖，RNA含的是核糖； （2）DNA含有的碱基是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T），RNA含有的碱基前3个与DNA完全相同，只有最后一个胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）所代替； （3）DNA通常是双链，而RNA主要为单链；

（4）DNA的分子链一般较长，而RNA分子链较短。 3、DNA作为遗传物质的直接和间接证据； 间接： （1）一种生物不同组织的细胞，不论年龄大小，功能如何，它的DNA含量是恒定的，而生殖细胞精子的DNA含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的DNA含量是按其染色体倍数性的增加而递增的，但细胞核里的蛋白质并没有相似的分布规律。 （2）DNA在代谢上较稳定。 （3）DNA是所有生物的染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质。（4）DNA通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿体有其自己的DNA。 （5）在各类生物中能引起DNA结构改变的化学物质都可引起基因突变。 直接：肺炎链球菌试验、噬菌体侵染实验 4、DNA的变性与复性：两者的含义与特点及应用 变性：它是指当双螺旋DNA加热至生理温度以上（接近100oC）时，它就失去生理活性。这时DNA双股链间的氢键断裂，最后双股链完全分开并成为无规则线团的过程。简而言之，就是DNA从双链变成单链的过程。增色效应：它是指在DNA的变性过程中，它在260 nm的吸收值先是缓慢上升，到达某一温度后即骤然上升的效应。 复性：它是指热变性的DNA如缓慢冷却，已分开的互补链又可能重新缔合成双螺旋的过程。复性的速度与DNA的浓度有关，因为两互补序列间的配对决定于它们碰撞频率。DNA复性的应用-分子杂交：由DNA复性研究发展成的一种实验技术是分子杂交技术。杂交可发生在DNA和DNA或DNA与RNA间。 5、Tm的含义与影响因素 Tm的含义：是指吸收值增加的中点。 影响因素： 1）DNA序列中G + C的含量或比例含量越高，Tm值也越大（决定性因素）；2）溶液的离子强度 3）核酸分子的长度有关：核酸分子越长，Tm值越大

基因工程的应用和蛋白质工程

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【课 题】专题一——基因工程——第 1．3 基因工程的应用第 1。4 蛋白质工程的崛起
【教学目标】1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认
同基因工程的应用促进生产力的提高。 4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 5.简述蛋白质
工程的原理。 6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【教学流程】
一、知识预习：
1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的
（如
、
、
、
和
等），以及
和
利用植物生产
等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出
，将其导
入
中，使其具有
。用于杀虫的基因主要是
、
、
、
等。
3、引起植物生病的微生物称为
，主要有
、
和
等。抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是
和
；抗真菌转基因植物中可使用的基因有
和
。
4、目前科学家利用一些可以调节
的基因，来提高农作物的抗盐碱和
能力；将鱼的
导入烟草和番茄，提高其耐寒能力；将
导入
作物，使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的
的含量、延长贮存时间、改变花色等，
从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于
，
，
，
。
7、基因工程药物包括
、
、
、
、
等。
8、治疗遗传病的最有效手段是
，这种方法是把
导入病人体
内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到
的目的，可分为
和
两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的
转移到另一种生物体内，使后者产生本不能
产生的
，进而表现出
。其缺点是在原则上只能生产
，而天然蛋白质的
符合
的需要，
却不一定完全符合
的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的
及其与
的关系作为基
础，通过
或
，对
进行改造，或制造
，以满足
的需求。
11、蛋白质工程的途径是：预测蛋白质功能→设计预期的
→推测应有的
→找到相对应的
。
12、蛋白质工程具有
的前景，但
。
-1

基因工程、分子生物学和分子遗传学重要名词解释

基因工程、分子生物学和分子遗传学重要名词解释 5’Cap 5’-末端帽：有时简称帽，是在许多真核生物mRNA5`-末端发现的一种由7-甲基-鸟嘌呤核苷-5`-ppp –末端核苷构成的特殊构成的特殊结构。它是在转录后不久经酶催反应加入到TATA （Hogness）序列的附近，具有保护mRNA稳定性的功能。在原核生物的mRNA分子中不存在 5`-末端帽结构。 A protein A蛋白：他参与λDNA插入噬菌体头部和在粘性末端（cos）位点上裂解多联体DNA 的过程。 abortive lysgeny 流产溶原性：温和噬菌体感染敏感的宿主菌后，既不整合进宿主染色体中，也不进行复制，从而使每一个带有噬菌体的宿主菌分裂产生的两个细胞中，只有一个是溶原性的。abortive transduction 流产转导：这是得到不稳定转导子的一类转导，区别于得到稳定转导子的完全转导。在流产转导中，转导子分裂产生两个细胞时，只有其中的一个获得供体基因，另一 个细胞则仍属受体基因型。 Abundance of an mRNA mRNA丰度：是指每个细胞平均拥有的某一种特定mRNA的分子数,跟据丰度的差异可将分为两种不同的等级：其一是富裕型的，每个细胞拥有的平均考贝数为1000——10000，属于此型的mRNA约有100种；其二是稀少型的，每个细胞拥有平均考贝数仅有1——10个上下，属于这一类行的mRNA达10000多种。 Abzymes 抗体酶: 应用单克隆抗体技术生产的兼具抗体及酶催活性的工程蛋白质。也就是说，其行为如同蛋白酶一样，能够催化化学反应的一类新型的抗体。 Acceptor splicing site 受体拼接位点: 间隔子的右端和与其相连的表达子的左端之间的接合点。Acquired immunodeficiency syndrome, AIDS 获得性免疫缺损综合征: 由人类免疫缺损病毒（HIV）引起的一种疾病，他最早于1980年在美国洛杉叽发现。HIV病毒通过血液和精液在人群中传播，感染了这种病毒之后，会使人体出现严重的免疫抑制和淋巴结病（lymphadenopathy）,并增加对机会病原体（opportunistic pathogen）的敏感性。这种综合征是由于HIV病毒的感染以及cd4类T细胞功能破坏所致。T细胞表面CD抗原CDS4是HIV病毒的受体。HIV病毒的感染使T细胞发生融合形成大的合胞体(syncytia)并最终裂解。AIDS是致命的，目前尚无法有效治 疗也无有效疫苗可用。 activator 活化物：1，在分子生物学中，活化物是一种蛋质，结合在某个基因上游DNA的一个位置上，激活从该基因开始的转录。2，在酶学中，活化物是一种小分子，与酶相结合从 而提高酶的催化活性。 Activator 激活物: 能够通过与结合在启动子上的RNA聚合酶发生相互作用，从而促使RNA聚合酶起动操纵子进行转录反应的一种正调节蛋白质。 Adaptor 接头：即DNA接头，是一类人工合成的非自我互补单链寡核苷酸短片段，当其同街接物(linker)自行退火时，就会形成具有一个平末端和一个粘性末端的双链的接头/衔接物结构。因此，同平端DNA分子连接之后，无需用核酸内切限制酶切割，就会提供符合预先设计要求的 粘性末端。 Adenovirus 腺病毒：一种具双链DNA的动物病毒，大小约为36kb。次种病毒在分子生物学研究中占有突出的位置，许多重要的分子生物学事件，诸如RNA剪辑，DNA复制及转录等，，都是腺病毒研究中发现的。现在腺病毒以被改造用作分离哺乳动物基因的克隆载体。Affinity chromatography 亲和层析：一种根据配体与特异蛋白质结合作用原理建立的层析技 术，该法主要应用于分离与纯化特异的蛋白质。 Agarose 琼脂糖：是从红色海藻的琼脂中提取的一种线性多糖聚合物，可用于配置核酸电泳凝胶。当琼脂糖溶液加热至沸点后冷确凝固，便会形成一种基质，其密度石油琼脂糖浓度决定的。可以被琼脂糖凝胶电泳分离的DNA片段的大小范围为0.2——50kb。经过化学上修饰的低熔点

(整理)分子生物学与基因工程复习题

一、名词解释 1、分子生物学 2、基因工程 3、DNA的变性与复性 4、细胞学说 5、遗传密码的简并性 6、DNA半保留复制、半不连续复制 7、SD序列 8、开放阅读框（ORF） 9、多顺反子 10、蓝白斑筛选 11、中心法则 12、限制修饰系统 13、断裂基因 14、单链结合蛋白 15、核酶 16、密码子家族 17、TA克隆 18、PCR 19、SNP 20、操纵子学说 21、DNA重组技术 22、减色效应-增色效应 23、可变剪接 24、反转录 25、同尾酶 26、加帽反应 27、蓝白斑筛选 28、表观基因组学 29、DNA的溶解温度 30、DNA的大C值 31、重叠基因 32、引物酶 33、逆转录 34、限制性内切酶 35、载体的选择标记 36、DNA甲基化

37、端粒 38、端粒酶 39、前导链 40、启动子 41、反式作用因子 42、同义密码子 43、多克隆位点（MCS） 44、基因组计划 45、C值悖论 46、顺式作用元件 47、胸腺嘧啶二聚体 48、寄主的限制修饰现象 49、拓扑异构酶 50、DNA的溶解 51、拓扑异构体 52、间隔基因 53、假基因 54、同源异型蛋白 55、翻译 56、多重PCR 57、抗终止作用 58、SD序列 59、空载tRNA 60、cDNA RACE 61、分子杂交 62、cDNA文库 63、载体 64、RT-PCR 65、反义RNA 66、延伸tRNA 67、起始tRNA 68、探针 69、反式剪接 70、增强子 71、动物基因工程 72、基因组 73、限制性内切酶 74、单顺反子

75、密码子 76、转录 77、RNA干扰 78、中心法则 79、回环模型 80、TATA box 81、前导链 82、目的基因 83、RFLP 84、RACE 二、判断 1、大肠杆菌DNA生物合成中，DNA聚合酶I主要起聚合作用。( ) 2、DNA半保留复制时，后随链的总体延伸方向与先导链的延伸方向相反。( ) 3、原核生物DNA的合成是单点起始，真核生物为多点起始。（） 4、以一条亲代DNA(3’→ 5’)为模板时，子代链合成方向5’→ 3’，以另一条亲代DNA链 5’→ 3’为模板时，子代链合成方向3’→ 5’。（） 5、RNA的生物合成不需要引物。（） 6、大肠杆菌RNA聚合酶全酶由4个亚基（α2ββ’）组成。( ) 7、大肠杆菌在多种碳源同时存在的条件下，优先利用乳糖。 ( ) 8、在DNA生物合成中，半保留复制与半不连续复制指相同概念。（） 9、逆转录同转录类似，二者均不需要引物。（） 10、真核生物染色体核心组蛋白的乙酰化、组蛋白H1的磷酸化，都会使基因得以失活。（） 11、在原核细胞中，起始密码子AUG可以在mRNA上的任何位置，但一个mRNA上只有一个起 始位点。( ) 12、蛋白质生物合成过程中，tRNA在阅读密码时起重要作用，他们的反密码子用来识别mRNA上的密码子。( ) 13、表观遗传效应是不可遗传的。( ) 14、cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在有葡萄糖及cAMP较高时。( ) 15、DNA甲基化永久关闭了某些基因的活性，这些基因在去甲基化后，仍不能表达。 （） 16、RNA聚合酶催化的反应无需引物，也无校对功能。( ) 17、基因是存在于所有生命体中的最小遗传单位 18、人类基因组中大部分DNA不编码蛋白质 19、蛋白质生物合成过程中，tRNA在阅读密码时起重要作用，他们的反密码子用来识别 mRNA上的密码子。 ( )

现代分子生物学作业

现代分子生物学与基因工程作业 姓名________________班级_____________学号________________ 1、绝大多数的真核生物染色体中均含有HI、H2A、H2B、H3和H4五种组蛋白，在不同物种之间它们的保守性表现在（） A．H3和H4具有较高的保守性，而H2A和H2B的保守性比较低 B. H2A和H2B具有较高的保守性，而H3和H4的保守性比较低 C. H1和H4具有较高的保守性，而H3和H2B的保守性比较低 D. H1和H3具有较高的保守性，而H4和H2B的保守性比较低 2、下列叙述哪个是正确的（） A. C值与生物体的形态学复杂性成正相关 B. C值与生物体的形态学复杂性成负相关 C. 每个门的最小C值与生物体的形态学复杂性是大致相关的 C值指一种生物单倍体基因组DNA的总量。不同物种的C值差异很大，随着生物体的进化 3、真核DNA存在于（） A. 线粒体与微粒体内 B. 线粒体与高尔基体内 C. 线粒体与细胞核内 D.细胞核与高尔基体内 E. 细胞核与溶酶体内 4、在核酸分子中核苷酸之间的连接方式是（） A. 2‵-3‵磷酸二酯键 B. 2‵-5‵磷酸二酯键 C. 3‵-5‵磷酸二酯键 D.糖苷键 5、所有生物基因组DNA复制的相同之处是（） A. 半保留复制 B. 全保留复制 C. 嵌合型复制 D. 偶联型复制 6、复制子是（） A. 细胞分离期间复制产物被分离之后的DNA片段 B. 复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白 C. 任何自发复制的DNA序列（它与复制起始点相连） D. 复制起点和复制叉之间的DNA片段 7、在原核生物复制子中，下列哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核酸（） A.DNA聚合酶I B.DNA聚合酶II C.DNA聚合酶III D. 连接酶

高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第3节蛋白质工程学案3

第三节蛋白质工程 1．简述蛋白质工程。 2．蛋白质的分子设计。(难点) 3．蛋白质工程的应用。(重点) 1．蛋白质工程 (1)依据：蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系。 (2)改造对象：利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列或直接对蛋白质进行有目的的改造。 (3)产物：创造出自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子，也就是产生新的蛋白质。 (4)本质：改造控制该蛋白质合成的基因结构。 2．蛋白质的分子设计 (1)小范围改造 对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换。 (2)蛋白质拼接组装 对不同来源的蛋白质进行拼接组装。 (3)蛋白质从头设计 从氨基酸的排列顺序出发，设计制造出自然界不存在的全新蛋白质。 3．蛋白质工程的基础 蛋白质工程的基础是基因工程。所以蛋白质工程又叫第二代基因工程。 [合作探讨] 蛋白质分子的设计是一项复杂而艰巨的工程，其基本流程可以用下图表示：

探讨1：构建新的蛋白质模型是分子设计的关键环节，你认为构建蛋白质模型的依据是什么？ 提示：构建蛋白质模型的依据是控制这种蛋白质合成的基因以及蛋白质的空间结构。 探讨2：通过DNA合成形成的新基因怎样才能得到准确的表达？ 提示：通过基因工程技术，将新基因导入大肠杆菌等受体细胞中，新基因在受体细胞中指导合成新的蛋白质。 探讨3：有的学者认为，蛋白质工程本身也是研究蛋白质结构和功能的一种有力工具。你是怎么看待的？ 提示：这些学者认识恰当，蛋白质结构直接影响其功能活性，要想研究蛋白质结构与功能的关系，蛋白质工程就是有力工具，利用这种工具可以改变蛋白质的空间结构，探究功能的改变而做出相应的科学结论。 [思维升华] 1．蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，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。 2．蛋白质工程的目标 是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成。 3．蛋白质工程的基本途径 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 1．下列关于蛋白质工程的基本流程中正确的是( ) ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A．①→②→③→④B．④→②→①→③

分子生物学与基因工程原理

分子生物学与基因工程原理复习资料 一、名词解释 1. 分子生物学:是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学；是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。 2. 染色体：是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。 3. DNA 多态性：是指DNA 序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异，主要包 括单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism , SNP)和串联重复序列多态性 ( tandem repeats polymorphism )两类。 4. DNA 的半保留复制：DNA 复制过程中，由亲代DNA 生成子代DNA 时，每个新形成的子代DNA 中，一条链来自亲代DNA ，另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。 5. 冈崎片段：在DNA 复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成5 3 的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。 6.SNP：single nucleotide polymorphism ，单核苷酸多样性，是基因组DNA 序列中单个核苷酸的突变引起的多态性。 7. “基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA 所必需的全部核甘酸序列。 8. 获得性遗传：是有机体在生长发育过程中由于环境的影响而不是基因突变所形成的新的遗传性状。 9. DNA 甲基化：是基因的表观修饰方式之一，指生物体在(DNA methyltransferase ，DNMT)的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程。 10. CDNA文库：以mRNA为模板，经反转录酶催化，体外合成cDNA，与适当的载体 (常用噬菌体或质粒载体)连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖 扩增。这样包含着细胞全部mRNA 信息的cDNA 克隆集合称为该组织细胞cDNA 文库。11. 基因组：是指一个细胞或者生物体所携带的全部遗传信息。生物个体的所有细胞的基因组是固定的。 12. 蛋白质组学：指在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。 13. 转录组：广义上指某一生理条件或环境下，一个细胞、组织或生物体内所有转录产 物的总和，包括信使RNA、核糖体RNA、转运RNA及非编码RNA ;狭义上指细胞中转录出来的所有mRNA 的总和。 14. 基因定点突变技术：通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列的一

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析 一、知识归纳 1．与DNA分子相关的酶 名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切 酶 切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧 酸 DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷 酸 转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录及基因工程 特别注意： （1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。 （2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。 2．基因工程的基本操作程序 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过 克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制（（碱基互补配对） 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内

点 酶 热稳定的DNA聚合酶（Taq 酶） 细胞内含有的DNA聚合酶结果 在短时间内形成大量的DNA 片段 形成整个DNA分子 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 生物 种类 植物细胞动物细胞微生物细胞常用 方法 农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体 细胞 体细胞受精卵原核细胞 转化 过程 将目的基因插入Ti质粒 的TDNA上→农杆菌→导 入植物细胞→整合到受体细 胞的DNA→表达 将含有目的基因的表达 载体提纯→取卵（受精卵） →显微注射→受精卵发育→ 获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态 细胞→重组表达载体与感受 态细胞混合→感受态细胞吸 收DNA分子特别注意：受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必 需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体，原因是它营 寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核和众多的细胞器，不能合成 蛋白质。

基因工程与分子生物学

基因工程与分子生物学重点 1．限制性核酸内切酶：凡是识别切割双链的DNA分子内特定核苷酸序列的酶称为限制性核酸内切酶，简称为限制性酶。 2．限制性核酸内切酶的一般性质：37℃，pH为7.2~7.6，用Tris—HCl，Gly—NaOH两种缓冲液，Mg2+Buffer，5mM，盐浓度，巯基试剂：β-ME，DTT，BSA（牛血清白蛋白，稳定酶的作用）；决定生产的特定的DNA片段的大小，识别顺序具有180°的旋转对称，识别顺序一般是4~6个碱基，也有6个以上的，但是没有4个以下的，产生三种不同的切口:形成平头末端（SmalⅠ）：连接困难，效率较低；形成5’粘性末端（EcoRⅠ）：相对而言，5’突出尾，3’凹末端；形成3’粘性末端（PstⅠ）相对而言，3’突出尾，5’凹末端。 3．星活性：在非标准条件下（低盐和高pH，高甘油浓度>5%），限制酶识别顺序与切割顺序发生改变的现象。 4．大肠杆菌DNA聚合酶I大片段（Klenow片段）：将Pol1切下一个小片段失去5’到3’外切酶活性。补平限制酶切割DNA产生3’凹槽（5’到3’合成），用[32p]dNTP补平3’凹端，对DNA片段进行末端标记，对带3’突出端的DNA进行末端标记（利用置换活性），在cDNA 克隆中，用对和陈那个cDNA的第二条链，在体外诱变中用于从单链模版合成双链DNA，应用Sanger双脱氧末端终止法进行DNA测序，消化限制酶产生的3’突出端，应用于PCR 技术。 5．基因工程的工具酶：T7噬菌体DNA聚合酶，修饰的T7噬菌体DNA聚合酶，TaqDNA 聚合酶（没有校正功能），大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ，大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ大片段，T4噬菌体DNA聚合酶。 6．末端转移酶：将相同的核苷酸依次连接到3’末端，然后两条DNA通过同源多聚尾巴连接在一起，在表达前将ploy(G)切除，否则影响蛋白质的生物活性。 7．T4噬菌体多核苷酸激酶：使DNA的5’端磷酸化，也可以使DNA的5’端去磷酸化。可以发生正向反应，也可发生交换反应。正向反应：5’CTGCAG在酶和ATP（ATP具有α，β，γ磷酸基团，其中γ可给出）的作用下，生成5’pCTGCAG；交换反应：5’pCTGACG在酶和ADP的共同作用下，去磷酸化，将DNA链上的磷酸基团给出，生成5’CTGCAG和ATP，在酶和被标记的A TP作用下使得DNA再次被磷酸化同时被标记，生成ADP和5’*pCTGCAG。 8．基因工程载体种类：质粒，噬菌体的衍生物，科斯质粒或粘粒，噬菌体质粒，单链DNA 噬菌体M13，真核病毒载体，酵母质粒载体，杆状病毒。 9．质粒：在细菌细胞内作为与宿主染色体有别的复制子而进行复制，并且在细胞分裂时能恒定传递给子代细胞的独立遗传因子。 10．质粒作为基因工程载体所必备的条件：1）具有较小的分子量和松弛的复制子，2）基因组上有1~2个筛选标记，便于在平板中区分重组体和非重组体，3）DNA链上有1到几个限制酶的单一识别与切割位点，便于外源DNA的插入，4）具有插入失活（或是插入表达）的筛选标记，便于从平板中直接筛选阳性重组体。 11．Ti质粒：引起植物形成肿瘤—冠瘿瘤的质粒称为诱导肿瘤的质粒。 12．Ti质粒的优点：宿主范围广泛，Ti质粒能过转化所有的双子叶植物，并将外源基因导入植物细胞；整合到宿主细胞ch—DNA上的T—DNA成了染色体的正常遗传成分，永远居留，代代相传；T—DNA上的Opine合成酶基因有一个强大的启动子，能启动外源基因在植物细胞中高效表达。 13．分子杂交（杂交，hybrdization）：核酸研究中一项最基本的实验技术，它是指在一定条件下互补核酸链复性形成双链的过程。 14．分子杂交的原理：(一)DNA的变性：指分子有稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结

分子生物学与基因工程结课论文-Real-TimePCR在分子生物学中的应用讲义

《分子生物学与基因工程》 结课论文 Real-Time PCR在分子生物学中的应用 姓名： 学号： 院系： 班级： 任课教师： 二零一二年十二月

Real-Time PCR在分子生物学中的应用 东北农业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150030 摘要：聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）可对特定基因进行扩增，因此被广泛应用于分子生物学领域中获取特定基因或基因片段。定量PCR已经从基于凝胶的低通量分析发展到高通量的荧光分析技术，即实时定量PCR（real-time quantitative PCR）。该技术实现了PCR从定性到定量的飞跃，且与常规PCR相比，它具有特异性强、灵敏度高、重复性好、定量准确、速度快、全封闭反应等特点，目前实时定量PCR作为一个极有效的实验方法，已被广泛地应用于分子生物学研究的各个领域，成为了分子生物学研究中的重要工具。 关键词：实时定量PCR；基因扩增；分子生物学 1971年Khorana等最早提出PCR理论：―DNA变性解链后与相应引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，重复该过程便可克隆tRNA 基因‖。因当时基因序列分析方法尚未成熟、热稳定DNA聚合酶还未发现及寡聚核苷酸引物合成仍处于手工和半自动阶段，核酸体外扩增设想似乎不切实际，且Smith等已发现了DNA限制性内切酶，使体外克隆基因成为可能，Khorana 等的早期设想被忽视。1985年Mullis等用大肠杆菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段体外扩增哺乳动物单拷贝基因成功以及1988年Saiki等将耐热DNA聚合酶（Taq酶）引入PCR ，使扩增反应的特异性和效率大大提高，并简化了操作程序,最终实现了DNA扩增的自动化，迅速推动了PCR的应用和普及。 自从PCR技术问世便很快成为科研、临床诊断的热点技术。但是传统PCR技术在应用中一是不能准确定量，二是容易交叉污染，产生假阳性。直到1996年由美国Applied Biosystems公司推出的实时荧光定量PCR技术，上述问题才得到较好的解决[1]。实时荧光定量PCR（real-time fluoro-genetic quantitative PCR，FQ-PCR）是通过对PCR扩增反应中每一个循环产物荧光信号的实时检测从而实现对起始模板定量及定性的分析。在实时荧光定量PCR反应中，引入了一种荧光化学物质，随着PCR反应的进行，PCR反应产物不断累计，荧光信号强度也等比例增加。每经过一个循环，收集一个荧光强度信号，这样就可以通过荧光强度变化监测产物量的变化，从而得到一条荧光扩增曲线图。该技术不仅实现了对DNA模板的定量，而且具有灵敏度高、特异性和可靠性强、能实现多重反应、自动化程度高、无污染性、具实时性和准确性等特点，目前已广泛应用于分子生物学研究和医学研究等领域[2]。

基因工程与蛋白质工程知识归纳及试题例析

. 知识归纳及试题例析”“基因工程与蛋白质工程一、知识归纳分子相关的酶1．与DNA作用参与的生理过程应用名称基因工程限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列 基因工程DNA连接酶DNA片段连接两个DNA复制在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA聚合酶转录RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 DNA 解旋酶复制及转录使碱基间氢键断裂 逆转录及基因工程逆转录酶以RNA为模板合成DNA 特别注意：，DNA（1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。对自身的DNA）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定（2 的碱基之间切开。．基因工程的基本操作程序2 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 原理DNA双链复制（（碱基互补配对）相原料同四种游离的脱氧核苷酸 点条件模板、ATP、酶等 解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋不主要在细胞核内场所体外复制同热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的酶DNA聚合酶点在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子结果 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 资料Word .

分子生物学与基因工程复习资料

分子生物学与基因工程 绪论 1、分子生物学与基因工程的含义 从狭义上讲，分子生物学主要是研究生物体主要遗传物质-基因或DNA 的结构及其复制、转录、表达和调节控制等过程的科学。 基因工程是一项将生物的某个基因通过载体运送到另一种生物的活体细胞中，并使之无性繁殖和行使正常功能，从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。 2、分子生物学与基因工程的发展简史，特别是里程碑事件，要求掌握其必要的理由上个世纪50 年 代，Watson 和Crick 提出了的DNA 双螺旋模型； 60 年代，法国科学家Jacob 和Monod 提出了的乳糖操纵子模型； 70 年代，Berg 首先发现了DNA 连接酶，并构建了世界上第一个重组DNA 分子； 80 年代，Mullis 发明了聚合酶链式反应( Polymerase Chain Reaction , PCR)技术； 90 年代，开展了“人类基因组计划”和模式生物的基因组测序，分子生物学进入“基因组时代” 3、分子生物学与基因工程的专业地位与作用。 核酸概述 1、核酸的化学组成 2、核酸的种类与特点：DNA 和RNA 的区别 1) DNA 含的糖分子是脱氧核糖，RNA 含的是核糖； （2）DNA含有的碱基是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）, RNA含有的碱基前3个与DNA完全相同，只有最后一个胸腺嘧啶被尿嘧啶（U）所代

替； （3）DNA 通常是双链，而RNA 主要为单链； （4）DNA 的分子链一般较长，而RNA 分子链较短。 3、DNA 作为遗传物质的直接和间接证据； 间接： （1）一种生物不同组织的细胞，不论年龄大小，功能如何，它的DNA 含量是恒定的，而生殖细胞精子的DNA 含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的DNA 含量是按其染色体倍数性的增加而递增的，但细胞核里的蛋白质并没有相似的分布规律。 （2）DNA 在代谢上较稳定。 （3）DNA 是所有生物的染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质。 （4）DNA 通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿体有其自己的DNA 。 （5）在各类生物中能引起DNA 结构改变的化学物质都可引起基因突变。直接：肺炎链球菌试验、噬菌体侵染实验 4、DNA 的变性与复性：两者的含义与特点及应用 变性：它是指当双螺旋DNA加热至生理温度以上（接近100OC）时，它就失去生理活性。这时DNA 双股链间的氢键断裂，最后双股链完全分开并成为无规则线团的过程。 简而言之，就是DNA 从双链变成单链的过程。增色效应：它是指在DNA 的变性过程中，它在260 nm 的吸收值先是缓慢上升，到达某一温度后即骤然上升的效应。 复性：它是指热变性的DNA 如缓慢冷却，已分开的互补链又可能重新缔合成双螺旋的过程。复

分子生物学与基因工程试题库(19)

分子生物学与基因工程试题库（19） 一、选择题（单选或多选）（每题2分，共计20分） 1.核糖体肽链的合成因( )终止 (a)可读框内编码C末端氨基酸的密码子 (b)可读框内存在不对应氨酰tRNA的密码子 (c)浓度太低或缺少特定的氨酰tRNA (d)释放因子(RF)的GTP依赖性作用，防止A位点中终止密码子与氨酰tRNA的错配结合 (e)末端氨酰转移酶的活性，这个酶蛋白通过将一个赖氨酸或精氨酸残基加到新生多肽 C 末端将肽酰tRNA脱乙酰化 2. 因研究λ噬菌体的限制与修饰现象的本质而获得诺贝尔奖的科学家是：( ) (a)J．Lederberg (b)W.Arber (c)H．Smith (d)F.Sanger 3. EDTA是一种螯合剂，可以抑制大多数酶的活性，但在下列酶中，( )不受它的 影响 (a)外切酶Ⅲ (b)EcoRI (c)Bal31核酸酶 (d)Pstl 4. 关于质粒的相容性，下面哪一种说法不正确? ( ) (a)不同相容群的质粒能够共存于同一个细胞 (b)质粒可以分成若干个不相容群，但不能分成若干个相容群 (c)如果a、b两种质粒不相容，说明它们的复制机制相同 (d)属于同一个不相容群中的质粒，不仅复制机制相同，而且拷贝数和分子量也相同 5. 用SDS-酚来抽提DNA时，SDS的浓度是十分重要的，当SDS的浓度为0．1％时，( ) (a)只能将DNA抽提到水相 (b)只能将RNA抽提到水相 (c)可将DNA、RNA一起抽提到水相 (d)DNA和RNA都不能进入水相 6. 在下列表型中，( )是基因工程上理想的受体菌表型 (a)r+m+rec’ (b)r-m-rec- (C)r-m-rec+ (d)r+m+rec- 7. 微细胞是一种大肠杆菌突变体，( ) (a)它不带任何DNA (b)它的体积为正常细胞的1／10 (c)它带有染色体DNA，但不能表达 (d)它带有质粒DNA，可以表达 8. DNA在中期染色体中压缩多少倍?( ) (a)6倍 (b)10倍 (c)40倍 (d)240倍 (e)1000倍 10000倍 9. 在原核生物复制子中以下哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核苷酸?( ) (a)DNA聚合酶Ⅲ (b)DNA聚合酶Ⅱ (c)DNA聚合酶I (d)外切核酸酶MFl (e)DNA连接酶

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点 1.基因工程培育转基因生物的优点： （1）打破了常规育种难以突破的物种之间的界限（生殖隔离） （2）定向改变了生物的遗传性状。 2.基因工程的应用： （1）用于提高动植物生长速度。 （2）用于改善畜产品的品质。 （3）用转基因动物生产药物。 （4）用转基因动物作器官移植的供体。 3.膀胱生物反应器：将外源基因导入到受精卵膀胱上皮细胞进行表达。优点： 雌雄个体都能生产。 4.乳腺生物反应器或乳房生物反应器缺点：只有雌性个体才能生产药物。 5.干扰素：干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，干扰 素几乎能够抵抗所有病毒引起的感染。 6.基因治疗：是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从 而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 7.基因治疗不能替代原有基因，它替代的是缺陷基因的功能。 8.大肠杆菌是原核生物，生产出来的干扰素没有活性，原核细胞内没有内质网 和高尔基体，只有核糖体，只能合成相应的蛋白质，无法添加糖基，要使干扰素具有活性，还必须经过人工处理，加上糖基。 9.基因诊断：也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基 因，从而对特定的疾病进行诊断。 10.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 11.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质的特定需求，对蛋白质进行分子设计。 12.天然蛋白质的合成过程：按照中心法则进行的，基因→表达（转录和翻译） →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 13.蛋白质工程合成蛋白质的过程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白 质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 14.蛋白质工程中进行基因操作的原因： （1）改造过的蛋白质可以遗传。 （2）对基因的改造比对蛋白质直接改造容易操作，难度少的多。 15.蛋白质工程：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关 系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。原理是改造基因，实质是对编码蛋白质的基因进行改造。

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析讲解学习

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳 名称作用参与的生理过程应用 限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程 DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA 逆转录及基因工程特别注意： （1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。 （2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。 2．基因工程的基本操作程序 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过克 隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制（（碱基互补配对） 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 点 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内 酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶 结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法

分子生物学与基因工程复习提纲

分子生物学与基因工程复习提纲 第一章绪论 1、分子生物学简史 理论上的三大发现 生物的遗传物质是DNA DNA双螺旋模型 遗传信息的传递方式 技术上的三大发现 基因操作的工具酶的发现 载体的应用 逆转录酶的发现 2、证明遗传物质是DNA的三大经典实验 肺炎双球菌转化实验 噬菌体感染实验 病毒重建实验 3、1953年，Watson/Crick 提出了DNA双螺旋结构模型。 4、遗传信息的传递方式的发现 1961 年Monod 和Jacob 提出了操纵子学说； 1964 年Nirenberg 等提出了“三联体密码说”； Crick 提出了遗传信息流向和表达的中心法则。 5、限制性核酸内切酶的定义、特点以及在基因工程中的意义；DNA连接酶 6、克隆载体和表达载体 第二章染色体与DNA 1、核酸、核苷酸、核苷、碱基、嘌呤、嘧啶、DNA、RNA、磷酸二酯键 2、染色体、核小体、组蛋白、非组蛋白 3、基因组大小与C值矛盾、重复序列 4、真核基因组结构的特点；与原核基因组的差异 5、DNA双螺旋结构的要点、氢键、碱基堆集力、A、B、Z型结构 6、超螺旋结构、正/负超螺旋 7、DNA复制、半保留复制、半不连续复制、冈崎片段、拓扑异构酶、Klenow片段 8、真核生物DNA复制的特点 9、转座、转座子、转座子的分类和共同特点、转座的遗传效应 第三章RNA合成 1、转录、转录泡、有义链、反义链、RNA聚合酶 2、启动子、终止子、增强子、依赖ρ因子的终止、不依赖ρ因子的终止 3、原核生物转录的过程 4、真核生物mRNA转录后的加工 5、真核生物成熟mRNA的结构特点 第四章蛋白质的合成 1、遗传密码、密码子、反密码子、密码子偏好性、简并性