第一章
二、问答题
1.重组 DNA的含义是什么? ①目的基因的获得。从细菌或动植物细胞中取出染色体的DNA，用内切酶将之切成若干片
段，从中鉴定出目的基因。另一种方法是从细胞中分离到信使核糖核酸核(mRNA)用反转录酶的作用获得该基因的互补DNA(cDNA)。如果预先知道某种蛋白质的氨基酸顺序，可以破译它的遗传密码，用DNA合成的方法获得基因。 ②运载体的选择。运载体一般为质粒，是细菌中染色体以外的DNA。但它不是正常的成分，即没有质粒也完全可以正常生长。质粒是环状的DNA，能自主复制，有若干内切酶切口和某些抗生素的抗药性基因。可以作为转基因的载体。 ③内切酶切割。将目的基因与质粒DNA如pBR322质粒，用相同的内切酶分别进行切割，结果它们都会形成相同的切口。 ④连接酶连接。DNA连接酶，常用的有T4。在三磷酸腺苷(ATP)及镁离子存在的条件下，T4连接酶能将切口相同的两种DNA连接起来，形成一个插入目的基因的质粒，叫重组质粒。 ⑤宿主菌。宿主菌如大肠杆菌作为受体菌，需要培养到旺盛生长阶段，叫感受态细胞。一般在液体培养基中，37℃振荡培养过夜即可。 ⑥重组DNA的转化。将插入目的基因的质粒加入呈感受态的大肠杆菌中，同时加入适当的钙盐(Ca+2)，振荡培养。大肠杆菌将重组质粒吞入胞内。这个过程叫转化。 ⑦转化子的筛选。pBR322质粒的PstI酶切口处插入目的基因时，则会破坏了抗氨苄青霉素的基因。将转化后的大肠杆菌单个菌落，挑取菌体分别接种于含氨苄青霉素及链霉素的培养基中。如在链霉素培养基上生长而在氨苄青霉素培养基上不能生长的菌落即为转化子。
第二章
二、问答题
1.什么是细菌的限制—修饰系统(restriction-modificaton system, R-M system)，细菌的限制—修饰系统有什么意义?
即限制性内切酶和与其对应的甲基化酶系统，称R-M system。限制性内切酶识别特异的DNA序列并打断DNA，同时对应的甲基化酶能把该段特异的序列甲基化，使得限制性内切酶无法识别。
这种系统在细菌中起到了免疫的作用，即外来入侵的DNA在限制性内切酶的作用下被水解，而细菌自身的DNA在甲基化酶的作用下被保护起来。
2.何谓断裂基因( split gene)?何谓重叠基因( overlapping gene)?它们在生物进化与适应上有何意义?
重叠基因：不同基因共用一段相同的DNA序列。
断裂基因：真核生物结构基因，有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或间隔基因。 ①重叠基因生物学意义：
原核生物进化的经济原则(较小的C值编码较多的基因信息)； 遗传信息量的估算、突变效应的鉴定、表达调控的理论发展； 丰富和发展了基因的概念(部分回答 C不等于c)。 ②间隔基因的生物学意义：
有利于生物遗传的相对稳定。在突变随机发生的前提下，间隔基因的内含子突变不会承受自然选择压力；
增加变异概率，有利于生物的进化。间隔基因长度的增加在某种程度上与增加了基因内的重组变换概率，这样可形成蛋白结构域的重新组合；
扩大生物体的遗传信息储量。通过改变读码框或利用内含子编码基因，或对内含子以不同方式剪接；
利用内含子进行代谢调节。例：酵母细胞色素b基因内含子II编码一个成熟酶，利用成熟酶切除未成熟的mRNA中的内含子。
3.什么是顺反子?用“互补”和“等位基因”说明“基因”这个概念。
4.IS元件整合到靶位点时会发生什么，IS元件整合到靶位点时会发生什么? IS元件的末端是反向重复序列，这两个重复序列高度同源，由供体提供IS元件的一个拷贝到靶位点，涉及酶切、复制、重组，即通过转座酶与末端IR和受体靶位点序列DNA双链进行特定长度的交错切割，再将IS元件连接到靶位点的凸出单链上，最后由聚合酶填补空缺完成转座。当IS元件整合到靶位点后，插入位点的宿主靶DNA序列被复制，在转座子两端产生宿主靶DNA序列的正向重复，因此IS DNA两侧的IR总是与短的正向重复相连，正向重复序列的长短受控于转座子插入时对靶位点产生错切序列的长短。
5.列出一个转座子插入到一个新位点所要求的步骤。 ① 复制型转座：发生转座的整个DNA序列是原转座因子的一个拷贝，转座伴随着新拷贝的复制。
a.转座酶对供体转座子的末端反向重复序列和受体靶位点序列的DNA双链进行特定长度的交错切割；
b.共同的机制使转座子和靶序列的切口末段发生交叉共价连接，形成单链转移复合体；
c.DNA聚合酶利用连接缺口处的3’-OH末端和模板链填补缺口，完成转座子及正向重复序列的复制，最后将供体复制子与受体复制子分子连接成具有两个转座子的共联体，两个拷贝的转座子位于两个复制子的连接处，方向相同，正向重复；
d.由拆分酶催化在两个转座子拷贝之间的同源重组交换，释放出两个独立的复制子，另一个复制子则获得了被复制的转座子，并在转座子的两端形成与最初发生错切长度相同的，短的正向重复序列。 ②非复制型转座：转座因子作为一个整体直接从原始位点插入转座到新的靶位点，而供体原来的位点上已没有转座因子了。有两种转座机制：
A.利用供体和受体靶DNA序列的直接连接完成转座，只需转座酶，涉及转座子从供体DNA释放和在靶位点上的插入，在供体位点会造成DNA的断裂，转座子的一条单链与靶位点的单链连接，互补链缺口经修复合成填补，完成转座后同样在转座子两侧形成靶位点序列的正向重复。
B.保守转座：转座酶在转座子两端发生剪切，产生双链断裂，完整的转座子从供体中释放出来，转座子与已切断的靶位点连接，复制、修补缺口。
6.比较基因组的大小和基因组复杂性的不同：
—个基因组有两个序列，一个是 A，另—个是 B，各将2000bP长。其中—个是由400bp的序列重复5次而成，另一个则由50bp的序列重复40次而成，问： (1)这个基因组的大小怎样? (2)这个基因组的复杂性如何?
7.被加工的假基因与其他假基因有哪些不同?它是如何产生的？ 功能基因累积突变型假基因：某基因发生了对其表达过程中的一个阶段或全部阶段具有阻断作用的突变，就会使该基因失去活性。这些变化包括消除起始转录的信号，阻止在外显子与内含子的连接点进行剪接或过早地终止翻译等。
加工假基因：基因组中与RNA转录物相似的失活基因。已加工过的假基因有明显的RNA加工反应的印迹，这表明它们在某种程度上经过RNA阶段。形成：①DNA转录前体RNA后经剪接加工形成成熟的RNA,再反转录成cDNA，随后插入到基因中；②DNA转录的前体RNA经加工形成成熟的RNA，进而与DNA形成杂合双链插入到基因中，形成无启动子，无内含子，无终止子的加工型假基因，或反转座假基因。 假基因生物学意义：假基因以基因家族中的一个成员存在，在进化上具有进化的整体性，不承受选择压力；无论其序列是否有功能，基因簇每个成员都会发生重复、缺失和重排。通过对突变体的自然选择，使优良突变基因得以进化；部分回答了生物进化的C值矛盾。
8.请描述 C值矛盾，并举一个例说明。
某生物单倍体基因组DNA的核苷酸数为大C值，受中心法则限定，编码结构基因DNA的核苷酸数为小c值。生物进化的C值矛盾表现为： ①生物体进化程度高低与大C值不成明显相关（非线性）。例：有些哺乳动物的基因组叫两栖类的多数生物还要小； ②亲缘关系相近的生物大C值相差较大。例：昆虫类、两栖类和显花植物类C值相差几乎上百倍 ； ③一种生物内大C值与小c值相差极大。例：Euk. 人体 c = C/10； Prok. Φx174 c ＞C )。
9.跳跃复制的结果是什么?
基因的重复可以通过跳跃复制产生，复制后的拷贝发生突变和突变累积，然后 形成基因簇，最后分化成执行不同功能的基因。重复序列的突变在某种意义上又进一步抑制了不对称交换，维持了进化所选留的新基因的相对稳定。
10.列举一个已知的 DNA序列编码一种以上蛋白质的三种方法。 出现在重叠基因中：
①在核糖体结合位点之后含有多重起始位点，或终止密码的漏读（其中UGA、UAG易被漏读、错读，UAA能严格终止），例如两种蛋白质均从同一起始密码开始起译，其中一种蛋白在遇到第一个终止密码是就停止翻译，另一种蛋白由于发生漏读，核糖体继续翻译到下一个终止密码处； ②以不同的读码框架对同一条mRNA进行识读和翻译； ③选择不同的起始密码AUG，但按同一个读码框架对同一条mRNA进行识读和翻译； ④编码在同一DNA区段不同极性单链上的重叠基因，即反向重叠基因； ⑤真核生物内含子选择性剪接可由同一初级转录物产生多种蛋白质，即同源异型蛋白。
另一个版本：
①在核糖体结合位点之后含有多重起始位点 ②在一两个碱基的移码方式出现重叠的可读框 ③不同的剪接方式，产生不同的mRNA方式
第三章
二 问答题:
1.设计实验克隆大肠杆菌的复制子。
用荧光物质特异性标记大肠杆菌的复制子，利用相同的限制性内切核酸酶分别酶解E.coli DNA复制子和具有抗生素基因（例如Ampr）质粒DNA，根据荧光标记筛选出切下的的E.coli DNA复制子片段，与质粒DNA片段连接后，转化缺乏
Ampr基因的受体菌（Amps），接种于含有氨苄青霉素的培养基中，选择能正常生长的菌落，即可克隆到E.coli 复制子的DNA片段，因为只有同时具有复制子和Ampr的基因组DNA的菌落才能既检测到荧光标记，由能在含有氨苄青霉素的培养基中正常繁殖。
2.试证明一个基因中只有一条 DNA链作为模扳被转录。 分子杂交试验：分别将体外双向转录体系和体外不对成体系（与体内相同方向的单向转录）中分离得到的转录物与体内转录物杂交，如果能检测到杂交双链产物，则可证明体内的目标片段是按双向转录模式进行转录的，反之，就是以不对称转录方式进行单向转录。
3.描述 Matthew Meselson-Franklin Stahl试验，说明这一实验加深我们对遗传理解的重要性。
①将N加入到培养E.coli的培养基内，标记合成的新生DNA单链； ②将E.coli转移到N14培养基内，经一个世代后，提取E.coli DNA Cscl密度梯度离心，测定DNA分子密度。
15 分析：如果为全保留复制，则出现两条不同密度DNA带纹； 如果为随机复制，则出现一条中等密度DNA； 如果为半保留复制，则出现一条中等密度DNA. 实验结果将全保留复制否定；
③提取在N14培养基内复制一代后的DNA（即第二世代），密度梯度离心
1的N15随机分布在4条双DNA链中，出现一4条低密度DNA；如果为半保留复制，则出现两条低密度DNA，两条中等密度DNA ④将这些DNA分子热变性，单链DNA密度梯度离心
分析：如果为随机复制，则出现一条带纹；如果为半保留复制，则出现一条高密度带纹和一条低密度带纹； ⑤让E.coli再继续复制第三代、四代，两条带纹中，低密度DNA带纹逐渐变宽，中等密度DNA始终为两条带两种放射性标记的双链DNA.
分析：如果为随机复制，则占
4.什么是质粒的相容性?什么是不相容群?机制是什么?
质粒的相容性是指两种质粒是否可以共存于同一个细胞，如果能够共存则叫相容（又叫亲和），不能共存则称为不相容。从本质上说，能够共存于同一个细胞中的质粒具有不同的复制机制，因而复制时互不干涉，并保持稳定。根据质粒的这一特性将质粒分为若干个不相容群。同一个不相容群中的质粒不能共存于同一个细胞，因而他们的复制机制相同，因此凡能共存于同一个细胞中的质粒属于不同的不相容群，因而他们的复制机制不同
不相容性质粒：具有共同的复制调控机制(相互竞争, 相互制约)；
相容性质粒( F, ColEI )：复制调控机制完全不同(和平共处, 互不干扰)。
5.解释在DNA复制过程中，后随链是怎样合成的。
双链DNA分子复制起始时RNA聚合酶从复制原点处使双链DNA分子局部开链，前导链在一段RNA引物的发动下按连续合成的模式完成合成过程：在合成10-12个核苷酸的RNA片段之后，再由DNA聚合酶完成前导链DNA的合成，在完成近1000-2000个核苷酸的DNA合成后，后随链才在引发酶的作用下开始启动冈崎片段的引物RNA的合成：引发酶往往与其他相关酶类结合在一起形成引发体合成RNA引物分子，为DNA聚合酶III合成DNA分子提供了启动聚合的3’-OH末端，冈崎片段聚合完成后，DNA聚合酶I利用其外切和聚合功能降解RNA引物分子，同时利用前一个冈崎片段DNA的3’-OH聚合DNA,完成类似切口平移的过程，填补切除引物分子后的缺口，最后由DNA连接酶将冈崎片段连接。
6.描述滚环复制过程及其特征。
过程：单链DNA经复制成为双链复制型（RF），复制的起始是在RF型DNA分子的正链（+）上形成一个切口，当有3’末端外露，5’末端游离后，以另一单环负链（-）为模板开始启动新生正链的前导链合成，游离的5’端按冈崎片段方式启动后随链的合成；随模板链（-）的滚动，新生正链不断在3’末端延伸（共价延伸方式），当其完全游离出亲本单环负链后，自身立即作为模板链按不连续方式合成冈崎片段，经过多轮的滚动，合成出的双链DNA分子是多个基因组串联在一起的多联体，后经切割才形成单体分子。