一、名解
1.DNA的一级结构：指四种脱氧核苷酸（dAMP、dCMP、dGMP、dTMP）按照一定的排列顺序，通过3’,5’磷酸二酯键连接形成的多核苷酸，由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同，故又可称为碱基顺序。
2.DNA的二级结构：即DNA的双螺旋结构，DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。两条链的走向相反。
3.DNA的三级结构：即超螺旋DNA，指DNA双螺旋通过弯曲和扭转所形成的特定构象。
4.分子杂交：两条来源不同，但具有互补序列的核酸（DNA或RNA），按碱基配对原则复性形成一个杂交体，这个过程即杂交。
5.核酸探针：指能与靶分子核酸按碱基互补原则特异性相互作用的一段已知序列的寡核苷酸或核酸。通常是人工合成的。
6.基因芯片：又称 DNA 芯片，指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固定于微小载体后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。
7.反义核酸：根据碱基互补原理，人工合成或生命体合成的特定的DNA或RNA片段，与目的核酸序列互补结合，通过空间位阻效应或诱导RNase活性的降解作用，抑制或封闭
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目的基因的表达。
8.染色体：真核细胞有丝期(M期)高度螺旋化的DNA蛋白质纤维，是间期染色质进一
步紧密盘绕折叠的结果。
9.核小体（nucleosome）:是染色质的基本结构单位,由核心颗粒（core particle）和连接区DNA（linker DNA）二部分组成
10 .重叠基因：是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。
11.断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因
12.复等位基因：每条基因位于染色体的特殊位点上，称为遗传基因座。复等位基因就是该基因座上所发现的不同形式。
13.基因家族：真核生物基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样一组基因称为基因家族。
14.遗传图谱：又称基因连锁图或染色体图。是以具有多态性的遗传标记为界标，以遗传学距离为图距的基因组图。
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15.物理图谱：是以一段已知的特异DNA序列为界标，以碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基(Mb) 为图距所展示的基因组图。它能反映生物基因组中基因或标记间的实际距离。
16.质粒：是指细菌和某些真核生物染色体以外的小分子环状双链DNA。
17.质粒不相容性：同种的或亲缘关系相近的两种质粒不能同时稳定地保持在一个细胞内的现象，称为质粒不相容性。
18.操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵序列及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵子是原核基因表达的一种重要的形式
19.乳糖操纵子 ：是一种典型的可诱导系统，他控制乳糖的分解代谢。乳糖的存在可诱导操纵子的转录，并合成一系列酶，催化乳糖的分解。
20.顺式作用元件：与相关基因处于同一DNA分子上，能起作用的DNA序列，一般不转录任何产物。
21.反式作用因子：为DNA结合蛋白、核内蛋白，识别启动子、启动子近侧元件和增强子等顺式作用元件中的特异性序列。
22.锌指：一个α螺旋与一个反向平行β片层的基部以锌原子为中心，通过与一组保守的氨基酸相连接，在蛋白质中形成相对的功能域。
23.性核酸内切酶：简称酶：是一类能够识别和切割某种特定核苷酸序列并能产生具有二重对称特异序列结构的水解酶。
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24.表达载体：在常用的克隆载体中加入一些与表达有关的元件（DNA序列）即为表达载体，它不仅可携带外源基因片段进入宿主细胞，而且可在宿主细胞中表达外源基因。
25.－修饰现象：细菌能将外来DNA片段在某些专一位点上切断，破坏入侵的外源DNA(如噬菌体DNA等)，使得外源DNA对其的入侵受到；而自身的DNA分子合成后，通过修饰酶的作用：在碱基中特定的位置上发生了甲基化而得到了修饰，可免遭自身性酶的破坏
26.DNA物理图谱（性图谱）：标明酶在DNA分子上的位点数，性片段的大小及排列顺序的图谱。
27.克隆载体：能使插入的外源DNA序列在受体细胞中复制扩增并产生足够量目的基因的载体。
28. 多克隆位点：DNA载体序列上人工合成的一段序列，含有多个内切酶识别位点。能为外源DNA提供多种可插入的位置或插入方案。
29.粘尾质粒：即含有cos位点的质粒。
30. cos位点：当λDNA进入细菌细胞后，便迅速通过黏性末端配对形成双链环状的DNA分子，这种黏性末端结合形成双链的区域称为cos位点。
31.非融合型表达载体：pKK223-3，这类载体表达出的蛋白质不与细菌任何蛋白质或多肽融合在一起。
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32.酵母人工染色体：是利用酵母染色体DNA和大肠杆菌pBR322改造而成，可以插入长达1 000 Kb的外源DNA片断
33.基因组文库：基因组文库是指将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上而形成的集合。
34.穿梭质粒：指一类人工构建的具有两种不同复制起点和选择标记，因而可以在两种不同类群宿主（如原核细胞和真核细胞）中存活和复制的质粒载体。
35.cDNA 文库：以mRNA合成的互补DNA为基础构建的。由某一生物的特定器官或特定发育阶段细胞内总mRNA逆转录成互补cDNA所构成的重组DNA克隆群体。
36.人工接头：指用化学方法合成一段由10～20个核苷酸组成，并具有一个或数个酶识别位点的平头末端双链寡核苷酸短片段。
37.感受态细胞：细胞膜结构改变、通透性增加并具有摄取外源DNA能力的细胞。
38.转化：由于外源DNA的进入而使细胞遗传学发生改变的过程。
39.转染：温和噬菌体、病毒DNA或病毒重组DNA进入宿主细胞的过程称为转染。转染是转化的一种特殊形式。
简答题
1.分子杂交的基本原理是什么？
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序列互补的单链DNA-DN，或ADNA-RNA，或RNA-RNA，根据碱基互补配对原则，借助氢键相连所形成双链杂交分子的过程。
2.反义核酸其在医学领域的应用如何？
反义DNA：是人工合成的与待封闭基因的某一区段互补的正常或化学修饰的DNA片段，用来抑制或封闭这一基因的表达。
反义RNA：序列与靶RNA的序列互补的RNA片段，通过与靶RNA形成双链复合物而影响其正常的修饰、翻译等过程，从而抑制或封闭靶RNA的功能。
3.谈谈对基因的理解
基因是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，是控制性状的基本遗传单位，通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。
4.原核生物基因组结构特点
①基因组较小，平均1kb； ②几乎无蛋白质与核酸结合； ③有操纵子结构； ④有单拷贝和多拷贝两种形式； ⑤有重叠基因形式：病毒和噬菌体有，细菌无； ⑥多顺反子。
5.真核生物基因组结构特点
①基因组庞大； ②与蛋白质结合，形成染色体； ③有重复序列； ④以单拷贝和多拷贝两种形式存在； ⑤基因不连续：断裂基因，基因家族； ⑥单顺反子。
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6.染色体的多级螺旋模型
一级结构：即核小体串珠结构，由直径2nm的DNA双螺旋链绕组蛋白形成直径10nm 的核小体 “串珠” 结构
二级结构：即螺线管纤维，由6个核小体盘绕形成一种中空螺线管，其外径为30 nm。
三级结构：即超螺线管，由螺线管纤维缠绕在一个由某些非组蛋白构成的中心轴骨架上
成。
四级结构：即染色单体，三级包装后，超螺线管纤维进一步包装形成染色单体，这是DNA压缩程度最高的阶段，估计在200-240倍
7.质粒遗传学类型及其特点
F质粒：为性质粒。可将宿主染色体基因转移至另一细胞中
R质粒：为耐药质粒。含有对抗抗生素的抗性基因，当R质粒转移至细菌中，该细菌即可产生对抗抗生素的能力
Col质粒：含有合成大肠杆菌素基因的质粒
质粒噬菌体：质粒DNA和噬菌体DNA整合后产生的嵌合体
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8.质粒DNA的特性
①质粒的复制：质粒DNA的复制由细菌染色体的多种酶系统来完成，不同的质粒在宿主细胞中采用的酶系统不同，复制的程度也有很大的差别。
②质粒的不相容性：当一种新的质粒进入已经含有质粒的细胞中时，若两种质粒同源或近缘，它们就会竞争资源，而竞争的结果就是一个胜利另一个则被消除。此过程需要几代或几十代或更长的细菌繁殖周期，而并不是一个快速的过程。
③质粒的转移性：自然条件下，许多质粒可以通过细菌结合作用将质粒DNA转移到新的宿主细胞中。如F质粒、R质粒
④质粒中的选择性标记：常用的选择性标记是抗生素标记
9.原核生物和真核生物基因表达策略
原核生物的基因：①取决于环境因素及细胞对环境条件的适应；
②在DNA、转录和翻译三个水平上进行；
③操纵子—原核生物转录的主要方式
真核生物的基因：①比原核生物复杂得多（多细胞生物）
②基因表达贯穿于DNA到有功能蛋白质的全过程
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③未发现操纵子的存在
10.乳糖操纵子的结构、功能及其机制
结构：乳糖操纵子由调节基因I，启动基因P、操纵基因O和3个结构基因LacZ、lacY、lacA组成。
功能：乳糖操纵子是一种典型的可诱导系统，他控制乳糖的分解代谢。乳糖的存在可诱导操纵子的转录，并合成一系列酶，催化乳糖的分解。就负而已，当细菌缺乏可利用的底物时，就不必合成大量相关的酶，可通过机制阻断酶的合成，但同时又做好准备，一旦有底物存在时就立即合成这些酶，通过分解代谢满足自己生长繁殖的营养要求。
机制：当缺乏乳糖时，阻遏蛋白以活性状态结合在LacO上，就影响了RNA聚合酶与LacP的结合，并阻遏RNA聚合酶通过LacO，这样结构基因就无法转录：当乳糖存在时，因作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合，改变了它的构象，在成为失活状态后脱离LacO，于是RNA聚合酶可以与LacP结合开始转录，起始于LacZ 5ˊ端，终止于LacA 3ˊ端，3个机构基因转录成单个多顺反子mRAN。
11.色氨酸操纵子的结构及其机制 p244
结构：色氨酸操纵子由5个结构基因和1个控制区组成
机制：色氨酸操纵子受到trp阻遏蛋白的副。当培养基中有丰富的色氨酸存在时，阻遏蛋白能与之结合形成复合物，从而改变构象，这种具有活性的阻遏蛋白就能与trpO结合， 使RNA聚合酶无法与启动子结合，从而关闭操纵子表达。
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当操纵子中缺乏色氨酸时，没有辅料去阻遏物去激活阻遏蛋白，因此这种没有活性的阻遏蛋白不能与trpO结合，此时RNA聚合酶结合与启动子，操纵子表达。
12.真核生物的反式作用因子中常见的DNA结合域
①螺旋-转角-螺旋：两个α螺旋由中间短肽转折形成120o “转折”。 一个α螺旋负责识别DNA的大沟，另一个与DNA主链骨架非特异性结合。
②锌指：一个α螺旋与一个反向平行β片层的基部以锌原子为中心，通过与一组保守的氨基酸相连接，在蛋白质中形成相对的功能域。
③碱性-亮氨酸拉链结构：亮氨酸拉链蛋白肽链C端上每隔6个氨基酸就有一个Leu，这些Leu在α螺旋的同侧排列。两个蛋白单体分子通过Leu，就能以疏水键结合成二聚体。该二聚体的另一端富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。
④碱性-螺旋-环-螺旋结构：两个α螺旋由连接环相连，形成同源或异源二聚体。通过二聚体的氨基端碱性区与DNA相结合。
13.基因工程的主要研究内容？
①目的基因的制备和分离；
②选择或改造表达载体，将目的基因插入到表达载体上；
③重组DNA导入宿主细胞；
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④重组体筛选和鉴定；
⑤外源基因的在宿主细胞中表达
14.重组体DNA的鉴定和分析方法有哪些？
①生物学法：根据重组载体特征的直接选择， 抗生素抗性标记、噬菌斑形成、遗传互补等
②核酸分子杂交法：菌落原位杂交、DNA、RNA印迹
③免疫分析
④根据DNA酶的酶谱分析
⑤双脱氧终止法测定
15.基因工程载体必须具备的基本条件有哪些？
①有自身的复制子，能复制，目的基因插入不影响载体复制能力；
②必须具备合适的酶切位点，最好含有多种酶的单一切点，多个酶的酶切位点也称多克隆位点，在切点内可以与外源DNA进行连接重组；
③应具有遗传表型或筛选标记，如对抗生素的抗性，噬菌斑的形成等；
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④载体分子量较小，可以携带足够长的外源DNA；
⑤载体DNA中均有一段不影响其复制和生长的非必需区，将外源基因插入该非必需区，而载体本身不受影响。
16.例举几种基因工程相关的工具酶及其工作性质。P308
1.性核酸内切酶（基因剪刀）：能识别双链DNA特异的回文序列，并在此序列内特异切割DNA，切割后产生粘性末端或平末端。
2.DNA连接酶（缝纫针）：催化具有5′-磷酰基与3′-羟基末端而且彼此相邻的两条链形成磷酸二酯键的酶。其作用机制是消除DNA分子之间的断裂以及参与DNA合成、损伤修复和遗传重组中DNA。
3.聚合酶：催化dNTP加到生长中的DNA链的3’－OH末端，DNA的合成方向是5’ →3。
4.DNA和RNA的修饰酶：包括末端脱氧核苷酸转移酶（可以在没有模板链存在的情况下，将核苷酸连接到dsDNA或ssDNA的在3’－OH）和碱性磷酸酶（催化去除DNA、RNA上的5-磷酸基团）
5.核酸酶：除去粘性末端以产生平末端；除去cDNA合成时形成的发夹结构；分析RNA的茎环结构和DNA-RNA分子的杂交情况
17. 例举几种常见的目的基因制备和分离的方法。
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化学合成法：根据已知某种基因的核苷酸序列，或某种基因产物的氨基酸序列（可推导出为该多肽编码的核苷酸短序列），再用DNA合成仪合成目的基因。此法适用于合成分子量较小的目的基因。
聚合酶链反应(PCR)：该法模仿体内DNA的复制过程，首先使DNA变性，两条链解开，然后使引物模板退火，二者碱基配对，DNA聚合酶随即以4种dNTP为底物，在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。重复此过程，DNA以指数方式扩增。
基因文库：将某生物的全部基因组DNA切割成一定长度的DNA片段克隆到某种载体上而形成的集合。
cDNA文库：以mRNA合成的互补DNA为基础构建的。由某一生物的特定器官或特定发育阶段细胞内总mRNA逆转录成互补cDNA所构成的重组DNA克隆群体。
18.大肠杆菌作为基因工程受体菌的优点和缺点是什么？如何提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率。
优点:在于能够在较短时间内获得基因表达产物，而且所需的成本相对比较低廉。
缺点: ①通常使用的表达系统无法对表达时间及表达水平进行;
②有些基因的持续表达可能会对宿主细胞产生毒害作用，过量表达可能导致非生理反应，目的蛋白常以包涵体形式表达，导致产物纯化困难；
③原核表达系统翻译后加工修饰体系不完善，表达产物的生物活性较低。
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提高效率的方法：
优化表达载体
①表达载体应具备外源基因在大肠杆菌中表达所需要的元件：转录起始必需的启动子、翻译起始所必需的SD序列
②复制必需的复制起始序列、筛选标志如抗药性基因等。
改造宿主细胞
大肠杆菌JM109、DH5α、BL21
19.克隆载体的受体细胞时通常要满足下列条件
①宿主细胞必须无性内切酶 ；
②宿主细胞应无重组能力，应为DNA重组缺陷型株；
③易于转化或转导，为感受态细胞；
④目的基因功能缺陷，便于筛选；
⑤符合安全标准，不具有感染寄生性
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