2023年研究生類研究生入學(xué)考試專業(yè)課中國(guó)科學(xué)院碩士分子遺傳學(xué)歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版(共50題)1.比較DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄的異同。2.DNA不連續(xù)復(fù)制3.反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon)4.自私DNA(selfishDNA)5.形態(tài)標(biāo)記(morphologicalmarker)和分子標(biāo)記(molecularmarker)都可用于基因定位，簡(jiǎn)要說明利用這兩種標(biāo)記進(jìn)行基因定位的基本步驟。6.扼要說明原核生物、真核生物啟動(dòng)子(promoter)的結(jié)構(gòu)和功能，并解釋什么叫共有序列(consensussequence)?7.DNA解鏈(熔解)溫度Tm決定于

a.A-T堿基對(duì)的比例；b.G-C堿基對(duì)的比例；c.A-T堿基對(duì)的比例和DNA變性條件；d.G-C堿基對(duì)的比例和DNA變性條件。8.BAC文庫9.噬菌體10.為什么操縱區(qū)(operator)和啟動(dòng)子(promoter)突變總是順式顯性(cis-dominant)、反式隱性(trans-recessive)突變?而編碼阻抑蛋白(repressorprotein)的基因突變，則既是順式顯性、又是反式顯性呢?11.基因表達(dá)調(diào)控可以發(fā)生在諸如轉(zhuǎn)錄、翻譯等許多不同的層次上。請(qǐng)簡(jiǎn)要說明發(fā)生在DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控方式。12.共抑制現(xiàn)象(cosuppression)13.反義RNA(antisenseRNA)14.穿梭載體(shuttlevector)15.依賴于DNA的DNA聚合酶所催化的反應(yīng)的忠實(shí)性要比依賴于RNA的DNA聚合酶所催化的反應(yīng)的忠實(shí)性要高得多。請(qǐng)說明其機(jī)理。16.突變率(mutationrate)17.半保留復(fù)制18.C基因和免疫球蛋白恒定區(qū)19.微衛(wèi)星DNA(microsatellite)20.為什么細(xì)菌的RNA聚合酶能在恰當(dāng)?shù)膮^(qū)域停止轉(zhuǎn)錄?21.某一顯花植物的隱性矮桿突變體是由于基因缺失造成的。試設(shè)計(jì)一可操作的實(shí)驗(yàn)方案克隆它的野生型基因。22.簡(jiǎn)單敘述DNA、染色體、基因和基因組之間的關(guān)系。23.operator;operon24.為什么一個(gè)基因座(locus)forwardmutation的頻率，往往要比其backmutation的頻率高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)?25.大腸桿菌K菌株同時(shí)被兩種不同的rⅡ突變體侵染，細(xì)菌裂解，釋放出正常數(shù)量的T4噬菌體。試問這是功能互補(bǔ)的結(jié)果還是重組的結(jié)果?如何把這兩種原因區(qū)分開來?26.內(nèi)含子27.下面這些蛋白質(zhì)，哪些起正控作用(促進(jìn)基因表達(dá))?哪些起反控作用(抑制基因表達(dá))?哪些起正、反雙重控制作用?(在每種蛋白質(zhì)名稱后面的括號(hào)內(nèi)填“+”、“-”或“±”即可)

1．大腸桿菌

LacI(

)

2．大腸桿菌

AraC(

)

3．大腸桿菌

TrpR(

)

4．大腸桿菌

σ因子(

)

5．大腸桿菌

CRP(cAMPreceptorprotein)=CAP

(cataboliteactivatorprotein)

6．高等動(dòng)物hormonereceptorprotein(

)

7．λ噬菌體

cI

8．λ噬菌體

Cro

9．高等真核生物homoeticgeneproducts

(

)

10．高等動(dòng)物SP1蛋白質(zhì)

28.何謂細(xì)菌的嚴(yán)緊型反應(yīng)(stringentresponse)?是如何產(chǎn)生的?29.基因組工程的完成將使得模式生物的DNA序列被全部測(cè)定，從而使得分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究真正進(jìn)入基因功能鑒定的時(shí)代。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種可以實(shí)際操作的系統(tǒng)性鑒定基因功能的實(shí)驗(yàn)方法。30.hnRNA31.簡(jiǎn)述質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)與復(fù)制特征及其在分子生物學(xué)研究中的應(yīng)用。32.反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon)33.持家基因(housekeepinggene)34.什么叫DNA的黏性末端(cohesiveend或stickyend)?它對(duì)λ噬菌體完成生活史(lifecycle)起什么作用?在遺傳工程上有什么用處?35.E.coli的lac基因是典型的負(fù)調(diào)節(jié)操縱子，在適當(dāng)?shù)牡孜锎嬖跁r(shí)可以合成其產(chǎn)物β-半乳糖苷酶。當(dāng)培養(yǎng)基中存在IPTG(isopropylthiogalactoside)時(shí)

a.lacZ不表達(dá)；b.lacY不表達(dá)；c.lacA不表達(dá)；d.lacZ、lacY、lacA皆表達(dá)。36.雙螺旋DNA有A型、B型、C型以及Z型等結(jié)構(gòu)形式，在正常生理?xiàng)l件下占優(yōu)勢(shì)的形式是

a.A型；b.B型；c.C型；d.Z型。37.動(dòng)原粒(kinetochore)38.primer;probe39.replicon40.在遺傳密碼體外翻譯系統(tǒng)中，多聚U(polyU)譯為多聚苯丙氨酸，多聚A(polyA)譯為多聚賴氨酸。試問在多聚U和多聚A的混合體系中，結(jié)果如何?41.“GC”box42.lysogeniestate43.Leu拉鏈(leucinezipper)44.細(xì)菌核糖體系統(tǒng)中S1蛋白的功能是

a.負(fù)責(zé)啟動(dòng)30S亞基同mRNA的結(jié)合；b.負(fù)責(zé)肽基由P位至A位的移動(dòng)；c.負(fù)責(zé)30S亞基與50S亞基的結(jié)合；d.參與上述各過程。45.順反試驗(yàn)(cis/transtest)46.retrovirus47.E.coliDNApolymeraseⅠ具有3′→5′和5′→3′外切核酸酶活性，這兩種酶活性的區(qū)別在于

a．3′→5′活性只切割堿基配對(duì)處的二酯鍵；b．5′→3′活性只切割堿基不配對(duì)處的二酯鍵；

c．3′→5′活性只切割堿基不配對(duì)處的二酯鍵；

d．兩種活性對(duì)切割處的堿基配對(duì)與否無選擇，只是5′→3′活性一次只切除一個(gè)核苷酸。48.α-complementation49.外顯子50.交換固定(crossoverfixation)第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題黑鉆版1.參考答案：DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄在原理上是基本一致的，體現(xiàn)在：①這兩種合成的直接前體是核苷三磷酸，從它的一個(gè)焦磷酸鍵獲得能量促使反應(yīng)走向合成；②兩種合成都是一個(gè)酶為四種核苷酸工作；③兩種合成都是以DNA為模板；④合成前都必須將雙鏈DNA解旋成單鏈；⑤合成的方向都是5′→3′。

DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄的不同點(diǎn)體現(xiàn)在：①?gòu)?fù)制和轉(zhuǎn)錄所用的酶是不同的，復(fù)制用的是DNA聚合酶，而轉(zhuǎn)錄用的是RNA聚合酶；②所用前體核苷三磷酸種類不同，DNA復(fù)制用四種脫氧核糖核苷三磷酸，即dATP、dGTP、dCTP、dTTP，而RNA轉(zhuǎn)錄用四種核糖核苷三磷酸，即ATP、GTP、CTP、UTP做前體底物；③在DNA復(fù)制時(shí)是A與T配對(duì)，而RNA轉(zhuǎn)錄是A與U配對(duì)；④DNA復(fù)制時(shí)兩條鏈均做模板，而RNA轉(zhuǎn)錄時(shí)只以其中一條鏈為模板；⑤DNA復(fù)制是半不連續(xù)的，可產(chǎn)生岡崎片段，而RNA轉(zhuǎn)錄是連續(xù)的；⑥D(zhuǎn)NA復(fù)制時(shí)需RNA做引物，而RNA轉(zhuǎn)錄無需引物；⑦DNA復(fù)制時(shí)需連接酶的參與，而RNA轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要。2.參考答案：DNA不連續(xù)復(fù)制：在DNA復(fù)制中，先合成短片段(岡崎片段)，然后這些片段再連成完整的DNA分子，所以復(fù)制是不連續(xù)的。3.參考答案：反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon)：真核的許多轉(zhuǎn)座子具有與反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子病毒基因組十分相似的結(jié)構(gòu)，在其兩翼為L(zhǎng)TR，編碼區(qū)包含有還原病毒反轉(zhuǎn)錄酶的同源序列。4.參考答案：自私DNA(selfishDNA)：現(xiàn)稱自在DNA，是一種DNA序列，它的存在與表達(dá)不受其他因素的影響，也不管細(xì)胞的生理狀態(tài)。為了自身的表達(dá)，可以關(guān)閉其他基因。其表達(dá)是自私的，稱為自在DNA。5.參考答案：基因在染色體上有其一定的位置?；蚨ㄎ痪褪谴_定基因在染色體上的位置。確定基因的位置主要是確定基因之間的距離和順序。而它們之間的距離是用交換值來表示的。因此，只有準(zhǔn)確地估算出交換值，并確定基因在染色體上的相對(duì)位置就可把它們標(biāo)志在染色體上，繪制成圖，就構(gòu)成連鎖遺傳圖。

1．利用形態(tài)標(biāo)記進(jìn)行基因定位的主要方法是兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)和三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)。兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)步驟為首先通過一次雜交和一次用隱性親本測(cè)交來確定兩對(duì)基因是否連鎖，然后再根據(jù)其交換值來確定它們?cè)谕蝗旧w上的位置。利用三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)來確定連鎖的三個(gè)基因在染色體的順序時(shí)，首先要在F2中找出雙交換類型，然后以親本類型為對(duì)照，在雙交換中居中的基因就是三個(gè)連鎖基因中的中間基因，它們的排列順序就被確定下來。

2．利用分子標(biāo)記構(gòu)建連鎖圖譜的理論基礎(chǔ)是染色體的交換與重組。兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)和三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)是其基本程序。連鎖圖譜構(gòu)建過程主要包括：(1)選擇和建立適合的作圖群體；(2)確立遺傳連鎖群；(3)基因排序和遺傳距離的確定。具體方法如下：以分子標(biāo)記篩選DNA序列差異較大而又不影響育性的材料作為親本，用具有多態(tài)性的分子標(biāo)記(雙親在等位區(qū)段表現(xiàn)不同的帶型)檢測(cè)該雙親的分離群體(如F2代群體、回交、重組自交系、加倍單倍體等)。如是共顯性標(biāo)記，對(duì)同親本P1具有相同帶型的個(gè)體賦值為1，同親本P2具有相同帶型的個(gè)體賦值為3，具有P1和P2帶型的雜合個(gè)體賦值為2。如是顯性標(biāo)記，因不能區(qū)分顯帶的純合體和雜合體，故對(duì)有譜帶的雜合個(gè)體賦值為1(AA、Aa或aa、aA)，譜帶缺失的賦值為3(aa或AA)。統(tǒng)計(jì)各種帶型的個(gè)體數(shù)，兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)是否連鎖。利用X2檢驗(yàn)時(shí)，那些兩點(diǎn)各自獨(dú)立遺傳而兩點(diǎn)同時(shí)檢驗(yàn)時(shí)偏離孟德爾比例的位點(diǎn)，說明存在連鎖?；驈牡诙€(gè)標(biāo)記開始，檢驗(yàn)是否與前一個(gè)標(biāo)記協(xié)同分離。因?yàn)檫B鎖分析建立在分子標(biāo)記協(xié)同分離的基礎(chǔ)上。根據(jù)分離材料，用最大似然法估計(jì)標(biāo)記位點(diǎn)間的重組率并轉(zhuǎn)換成遺傳圖距(cM)。最后，同時(shí)考慮多個(gè)標(biāo)記基因座的共分離，即多點(diǎn)分析對(duì)標(biāo)記進(jìn)行排列，形成線性連鎖圖譜。生物染色體數(shù)目是特定的，標(biāo)記數(shù)較少時(shí)，其連鎖群可能比染色體數(shù)目多。隨標(biāo)記的增加，一標(biāo)記會(huì)與幾個(gè)連鎖群上的標(biāo)記連鎖，而把它們連成一個(gè)連鎖群。當(dāng)標(biāo)記足夠多時(shí)，標(biāo)記連鎖群的數(shù)目與染色體數(shù)目越趨接近，直至相等。6.參考答案：?jiǎn)?dòng)子是在基因轉(zhuǎn)錄過程中，具有識(shí)別并結(jié)合RNA聚合酶的那段DNA序列，與基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)有關(guān)。

(1)原核生物的基因啟動(dòng)子區(qū)均位于基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游，其啟動(dòng)子可以分為兩部分，上游部分是CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)，下游部分是RNA聚合酶進(jìn)入位點(diǎn)，每個(gè)位點(diǎn)又可以分為兩部分。CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)包括了位點(diǎn)Ⅰ和位點(diǎn)Ⅱ，RNA聚合酶進(jìn)入位點(diǎn)包括結(jié)合位點(diǎn)和識(shí)別位點(diǎn)。

RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，又稱為Pribnow框，存在于起始轉(zhuǎn)錄的上游10bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含TATAAT序列，又稱為-10序列，是RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點(diǎn)。它與RNA聚合酶形成開放性啟動(dòng)子復(fù)合物，從而使RNA聚合酶定向，使之按順流方向移動(dòng)而行使其轉(zhuǎn)錄功能。

RNA聚合酶識(shí)別位點(diǎn)，又稱為Sextama框，存在于起始轉(zhuǎn)錄的上游35bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含TTGACA序列，又稱為-35序列，是RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)。這一序列的核苷酸結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)度。Pribnow框和Sextama框之間的堿基序列并不重要，而這兩段序列間的距離卻十分重要。

CAP-cAMP結(jié)合位點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)是在-70到-50(位點(diǎn)Ⅰ)，另一個(gè)是在-50到-40(位點(diǎn)Ⅱ)。位點(diǎn)Ⅰ包含一個(gè)反向重復(fù)序列，位點(diǎn)Ⅱ是一個(gè)很弱的結(jié)合位點(diǎn)，但當(dāng)cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合于位點(diǎn)Ⅰ時(shí)，位點(diǎn)Ⅱ結(jié)合cAMP-CAP復(fù)合物的能力便顯著提高。一旦位點(diǎn)Ⅱ被占據(jù)，RNA聚合酶就很快與-35序列結(jié)合，然后再與-10序列結(jié)合，并開動(dòng)轉(zhuǎn)錄。

(2)真核生物有三種RNA聚合酶，每一種都有自己的啟動(dòng)子類型。RNA聚合酶Ⅰ只轉(zhuǎn)錄rRNA，只有一種啟動(dòng)子類型；RNA聚合酶Ⅱ負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)基因和部分snRNA基因的轉(zhuǎn)錄，其啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜；RNA聚合酶Ⅲ負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄tRNA和5SrRNA，其啟動(dòng)子位于轉(zhuǎn)錄的DNA序列之內(nèi)，稱為下游啟動(dòng)子。

RNA聚合酶Ⅱ的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)是多部位結(jié)構(gòu)，主要有四個(gè)部位：

帽子位點(diǎn)：即轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，其堿基大多為A，兩側(cè)各有若干個(gè)嘧啶核苷酸。

TATA框：又稱Hogness或Goldberg-Hognessbox，其一致序列為TATAATAAT，基本上由AT堿基對(duì)組成，其兩側(cè)傾向于富含GC堿基對(duì)。TATA框一般位于-25附近，其結(jié)構(gòu)和功能類似于原核生物的Pribnow框，TATA框決定了轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的選擇。

CAAT框：其一致序列為GGCTCAATCT，一般位于-75附近，它可能控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率。

增強(qiáng)子：又稱遠(yuǎn)上游序列，一般都在-100以上，能以組織特異性的方式來增強(qiáng)基因的表達(dá)，位置不固定。

RNA聚合酶Ⅲ的下游啟動(dòng)子，位于轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)，在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游50bp之后。

RNA聚合酶Ⅰ的啟動(dòng)子，可分為兩部分：-40到+5稱為近啟動(dòng)子，其功能決定轉(zhuǎn)錄起始的精確位置；-165到-40稱為遠(yuǎn)啟動(dòng)子，其功能是影響轉(zhuǎn)錄的頻率。

所謂共有序列，是指一種理想化的序列，其中的每一個(gè)核苷酸在一系列可比較的實(shí)際序列中最常出現(xiàn)(保守)，并按一定位置排列。7.參考答案：D8.參考答案：BAC文庫(bacterialartificialchromosome，細(xì)菌人工染色體文庫)：以噬菌體為基礎(chǔ)構(gòu)建的載體能裝載的外源DNA片段只有24kb左右。然而許多基因過于龐大，不能作為單一片段克隆于這些載體中，特別是人類基因組和水稻基因組的工作需要能容納更長(zhǎng)DNA片段的載體，因此人們組建了一系列的人工染色體。BAC是人工染色體的一種，是以細(xì)菌F因子(細(xì)菌的性質(zhì)粒)為基礎(chǔ)組建的細(xì)菌克隆體系。9.參考答案：噬菌體(bacteriophage或phage)：以細(xì)菌、真菌和藻類植物為寄主的病毒，可分為烈性噬菌體和溫和噬菌體。10.參考答案：所謂順式作用，是指對(duì)處于同一條染色體上的基因起作用的現(xiàn)象。反式作用是指通過產(chǎn)生可擴(kuò)散的物質(zhì)(RNA或蛋白質(zhì))來發(fā)生作用。

在順式作用的情況下，操縱區(qū)(現(xiàn)稱操縱基因)或啟動(dòng)子的突變，使RNA聚合酶無法結(jié)合和進(jìn)入該位點(diǎn)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄不能進(jìn)行，基因不能表達(dá)，其效應(yīng)表現(xiàn)為顯性；在反式作用下，RNA聚合酶可選擇沒有突變的操縱基因和啟動(dòng)子結(jié)合，使基因能夠轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，此時(shí)突變的效應(yīng)沒有表現(xiàn)出來，表現(xiàn)為隱性。

無論是順式作用還是反式作用，編碼阻抑蛋白基因的突變，都導(dǎo)致阻抑蛋白的失活。此時(shí)RNA聚合酶可以與操縱基因和啟動(dòng)子結(jié)合，使基因能夠轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，其突變效應(yīng)均可表現(xiàn)出來，即既是順式顯性又是反式顯性。11.參考答案：DNA水平的調(diào)控是真核生物發(fā)育調(diào)控的一種形式，它包括了基因丟失、擴(kuò)增、重排和移位等方式。通過這些方式可以消除或變換某些基因，并改變它們的活性。這些調(diào)控方式與轉(zhuǎn)錄及翻譯水平的調(diào)控是不同的，因?yàn)樗鼜母旧鲜鼓承┘?xì)胞的基因組發(fā)生了改變。

1．基因丟失。在細(xì)胞分化時(shí)，消除某個(gè)基因活性的方式之一就是從細(xì)胞中除去那個(gè)基因。某些原生動(dòng)物、昆蟲及甲殼綱動(dòng)物細(xì)胞分化過程中就發(fā)現(xiàn)有部分染色體丟失現(xiàn)象。研究在受精卵里只有一對(duì)染色體(2n=2)的馬蛔蟲，發(fā)現(xiàn)當(dāng)個(gè)體發(fā)育到一定階段后，在將分化為體細(xì)胞的那些細(xì)胞中的這對(duì)染色體破碎成許多小染色體。有的小染色體具有著絲粒，在細(xì)胞分裂中得到保留，不具有著絲粒的小染色體因?yàn)樵谝院蟮募?xì)胞分裂中不能分配到下一代中而丟失，在將形成生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞里卻沒有染色體破碎和丟失現(xiàn)象。因此，馬蛔蟲的生殖細(xì)胞核內(nèi)保存著個(gè)體發(fā)育所必需的全部基因(完整的基因組)，而在體細(xì)胞核中卻失去了一部分基因。毫無疑問，這些基因的丟失決定了細(xì)胞的命運(yùn)。原生動(dòng)物和昆蟲(小麥癭蚊)在個(gè)體發(fā)育中也存在類似的部分染色體丟失現(xiàn)象。

因?yàn)樵诟叩壬镏心壳斑€未觀察到基因丟失現(xiàn)象，所以一般認(rèn)為這種調(diào)節(jié)方式可能僅存在于進(jìn)化程度較低的生物中。當(dāng)然也不能肯定高等生物中就不發(fā)生DNA的丟失，要從至少50000個(gè)基因中檢測(cè)出一個(gè)或數(shù)個(gè)基因的丟失實(shí)在不是件容易的事。用蛙卵所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，至少發(fā)育過程中必需的基因是不丟失的。

2．基因擴(kuò)增?；驍U(kuò)增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象，它使得細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。例如，非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中原有rRNA基因(rDNA)約500個(gè)拷貝，在減數(shù)分裂Ⅰ的粗線期，這個(gè)基因開始迅速?gòu)?fù)制，到雙線期它的拷貝數(shù)約為200萬個(gè)，擴(kuò)增近4000倍，可以用來合成1012個(gè)核糖體，以滿足卵裂期間和胚胎期間合成大量蛋白質(zhì)的需要。在基因擴(kuò)增之前，整個(gè)rDNA區(qū)位于單個(gè)核仁中(人們發(fā)現(xiàn)大部分動(dòng)物細(xì)胞中都有這種含rRNA的核內(nèi)小體)。在此細(xì)胞前體發(fā)育成卵母細(xì)胞的過程中(約3周時(shí)間)，不但rDNA數(shù)量猛增，核仁數(shù)量也大大增加，每個(gè)核中可有幾百個(gè)這樣的小核仁。

擴(kuò)增后新生的rDNA并不是一條長(zhǎng)鏈，而是形成許多環(huán)狀的小分子，其中大部分含有2～4個(gè)甚至多達(dá)16個(gè)rDNA基因。rDNA擴(kuò)增機(jī)制現(xiàn)在還不清楚，很可能像大腸桿菌質(zhì)粒那樣進(jìn)行滾環(huán)式復(fù)制。首先以某種方式把rDNA上的一個(gè)重復(fù)單位切割下來，被割離的這段rDNA隨即形成環(huán)狀封閉，然后結(jié)合在核基質(zhì)上進(jìn)行滾環(huán)式復(fù)制。那么，剪下來的單位環(huán)是如何變成多單位環(huán)的呢?研究證明，一個(gè)rDNA單位長(zhǎng)約4.3μm，通過滾動(dòng)環(huán)復(fù)制形成這個(gè)單位長(zhǎng)度的側(cè)鏈大約需要1個(gè)半小時(shí)，基因擴(kuò)增約進(jìn)行72小時(shí)。在這段時(shí)間里，每個(gè)單位環(huán)可產(chǎn)生144個(gè)拷貝，而事實(shí)上rDNA大約被擴(kuò)增了4000倍。所以為了合成更多的rDNA，至少有一部分被切下來的單位必須先被復(fù)制，以產(chǎn)生出進(jìn)一步復(fù)制所需要的模板。

3．基因重排與變換。一個(gè)基因可以通過從遠(yuǎn)離其啟動(dòng)子的地方移到距它很近的位點(diǎn)而被啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，這種方式稱基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是小鼠免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。我們知道，免疫球蛋白的肽鏈主要是由可變區(qū)(V區(qū))、恒定區(qū)(C區(qū))以及兩者之間的連接區(qū)(J區(qū))組成的，而且V基因、C基因和J基因在小鼠胚胎細(xì)胞中是相隔較遠(yuǎn)的。當(dāng)免疫球蛋白形成細(xì)胞(如淋巴細(xì)胞)發(fā)育分化時(shí)，能通過染色體內(nèi)重組，把3個(gè)遠(yuǎn)離的基因緊密地連接在一起，從而產(chǎn)生免疫球蛋白。

此外，日本人本庶佑還提出了一個(gè)“基因變換”模式。他認(rèn)為Gurdon的實(shí)驗(yàn)不能斷言生物體所有細(xì)胞中全部DNA在分化、發(fā)育過程中都不會(huì)發(fā)生變化，可能在一部分細(xì)胞里，DNA會(huì)發(fā)生微小的、不可逆的變化。例如，基因變換可能在細(xì)胞分化的決定性階段起著重要的調(diào)控作用。本庶佑認(rèn)為，在細(xì)胞分化過程中，由于調(diào)節(jié)基因和受體基因的連接可形成“新”的基因，即調(diào)節(jié)啟動(dòng)基因，這種連接是由DNA片段缺失造成的。

環(huán)境條件不僅能影響生物的表型，也能修飾其基因型，即引起遺傳物質(zhì)的永久性變化。有人用栽培亞麻做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)可塑型株系生長(zhǎng)在高溫及特定的水分平衡和土壤pH條件下，根據(jù)養(yǎng)分供應(yīng)情況，它可能轉(zhuǎn)變成大(L)或小(S)的營(yíng)養(yǎng)遺傳型。L和S型在遺傳學(xué)上是穩(wěn)定的，能傳遞給子代。研究指出，核內(nèi)DNA總量及25S、18S和5SrRNA基因數(shù)量等的變化與上述表型變化有關(guān)系。這些由環(huán)境引起的穩(wěn)定變異，很可能起因于某些DNA序列的不等復(fù)制、不等交換或者某些染色體外因子所導(dǎo)致的基因重排。12.參考答案：共抑制現(xiàn)象(cosuppression)：在轉(zhuǎn)基因的研究中，只要轉(zhuǎn)化基因與植物中已有的基因存在序列上的同源性(包括半同源)，則轉(zhuǎn)入的基因和內(nèi)源基因都有可能受到抑制，這種現(xiàn)象稱為共抑制。它具有以下特點(diǎn)：共抑制可以發(fā)生在轉(zhuǎn)化基因及其同源的內(nèi)源基因之間，對(duì)其他非同源基因表達(dá)不發(fā)生影響，即內(nèi)外源基因間同源順序的存在是它產(chǎn)生的基礎(chǔ)。多拷貝外源基因的導(dǎo)入也發(fā)生共抑制。轉(zhuǎn)基因與內(nèi)源基因經(jīng)分離重組發(fā)生分離之后，共抑制現(xiàn)象消失。共抑制與啟動(dòng)子來源無關(guān)。抑制基因在體細(xì)胞中的表達(dá)抑制是隨機(jī)發(fā)生的，并可逆進(jìn)入正常的表達(dá)狀態(tài)。共抑制總是出現(xiàn)在植株的分枝點(diǎn)上，或者說，一個(gè)分枝長(zhǎng)出白色花，另一個(gè)長(zhǎng)出紫色花。13.參考答案：反義RNA(antisenseRNA)：1983年，Miztmo和Simon等人差不多同時(shí)發(fā)現(xiàn)了反義RNA對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用，從而提示了一種新的基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制。反義RNA是指與被調(diào)控的RNA或DNA序列互補(bǔ)的RNA，它通過配對(duì)堿基之間的氫鍵作用與特定的RNA或DNA形成雙鏈復(fù)合物，影響RNA的正常修飾、翻譯等過程，封閉或抑制基因的正常表達(dá)，起到調(diào)控作用。14.參考答案：穿梭載體(shuttlevector)：指既能在真核細(xì)胞中繁殖，又能在原核細(xì)胞中繁殖的載體。它既含有原核細(xì)胞的復(fù)制原點(diǎn)，又含有真核生物的復(fù)制原點(diǎn)，而且又具備可資利用的酶切位點(diǎn)和合適的篩選指標(biāo)。15.參考答案：DNA聚合酶的種類很多，它們?cè)诩?xì)胞DNA復(fù)制過程中起著重要的作用。DNA聚合酶有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類，這些酶的共同特點(diǎn)在于它們都能夠把脫氧核糖核苷酸連續(xù)地加到雙鏈DNA分子引物鏈的3′-OH末端，催化核苷酸的聚合作用，這些酶作用時(shí)需要以DNA作模板，合成產(chǎn)物的序列與模板互補(bǔ)，所以這些酶又稱為依賴于DNA的DNA聚合酶。

反轉(zhuǎn)錄酶是以RNA為模板，按RNA中的核苷酸順序合成DNA，是與一般轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息流從DNA到RNA的方向相反，所以又可稱為依賴于RNA的DNA聚合酶。它最早在致瘤RNA病毒中首先發(fā)現(xiàn)，最普遍使用的則是來源于鳥類骨髓母細(xì)胞瘤病毒的反轉(zhuǎn)錄酶。

依賴于DNA的DNA聚合酶所催化的反應(yīng)的忠實(shí)性要比依賴于RNA的DNA聚合酶所催化的反應(yīng)的忠實(shí)性要高得多。其主要原因是依賴于DNA的DNA聚合酶具有3′→5′外切活性。

3′→5′外切活性可以刪除引物3′末端錯(cuò)誤插入的核苷酸，稱為校正閱讀。這一功能對(duì)于提高DNA合成的真實(shí)性起著重要作用。缺失3′→5′外切活性的大腸桿菌聚合酶Ⅰ催化DNA合成時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤幾率增高5～50倍。因此，3′→5′外切活性可以使DNA真實(shí)性提高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

大腸桿菌DNA聚合酶與DNA結(jié)合可有二種狀態(tài)：一種是聚合狀態(tài)，即引物3′末端在酶的聚合活性附近；另一種是刪輯狀態(tài)，引物3′末端位于3′→5′外切活性位點(diǎn)，當(dāng)酶處于刪輯狀態(tài)時(shí)，引物3′末端拆開至少4bp，3′端才能結(jié)合到3′→5′外切活性位點(diǎn)。引物3′末端局部融開結(jié)合到外切活性位點(diǎn)而被水解。錯(cuò)配對(duì)的末端核苷酸更容易融開，即使在0℃也被水解。因此DNA聚合酶的聚合狀態(tài)與刪輯狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是酶與模板一引物相互作用的結(jié)果。Klenow片段的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域中，大結(jié)構(gòu)域的直徑約2.2～2.4nm的帶正電荷的深溝，DNA結(jié)合在這個(gè)活性部位里并穿過，較小的結(jié)構(gòu)域可能是底物dNTP結(jié)合區(qū)域。當(dāng)DNA結(jié)合到酶深溝內(nèi)，柔性很大的蛋白質(zhì)的次結(jié)構(gòu)域就可以合攏起來。DNA復(fù)制時(shí)DNA只能在溝內(nèi)向前或向后穿滑過去。DNA模板一引物的3′末端如果含有錯(cuò)配對(duì)，末端融化而DNA外形變形，使它不容易滑過直徑2.2～2.4nm的溝，造成阻塞，延長(zhǎng)同3′→5′外切活性的校正接觸，將導(dǎo)致錯(cuò)配對(duì)堿基切除。16.參考答案：突變率(mutationrate)：是指在一個(gè)世代中或其他規(guī)定的單位時(shí)間內(nèi)，一個(gè)細(xì)胞發(fā)生某一突變的概率。自然狀態(tài)下，突變率通常是很低的。17.參考答案：半保留復(fù)制：DNA的復(fù)制主要是以半保留形式進(jìn)行的。實(shí)際上Watson和Wrick提出的DNA模型已為復(fù)制方式奠定了基礎(chǔ)，他們認(rèn)為DNA在復(fù)制過程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋和分開，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩個(gè)DNA分子與原來DNA分子的堿基順序完全一樣。在此過程中，每個(gè)子代分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的，所以這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。18.參考答案：C基因和免疫球蛋白恒定區(qū)：C基因指編碼免疫球蛋白肽鏈恒定區(qū)的基因，所謂恒定區(qū)是指變異最小的區(qū)段(C端)，故可用此來鑒別免疫球蛋白的類型。19.參考答案：微衛(wèi)星DNA(microsatellite)：微衛(wèi)星DNA是指以少數(shù)幾個(gè)核苷酸(多數(shù)為2～4個(gè))為單位多次串聯(lián)重復(fù)的DNA序列，人們也稱之為簡(jiǎn)單序列重復(fù)、短串聯(lián)重復(fù)或簡(jiǎn)單序列長(zhǎng)度多態(tài)性。20.參考答案：RNA聚合酶能在恰當(dāng)?shù)膮^(qū)域停止轉(zhuǎn)錄，是因?yàn)榻K止信號(hào)存在于RNA聚合酶已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過的序列中，這種提供終止信號(hào)的序列就稱為終止子。終止子可以分為兩類：一類是不依賴蛋白質(zhì)輔助因子而能實(shí)現(xiàn)終止作用；另一類是依賴蛋白質(zhì)輔助因子才能實(shí)現(xiàn)終止作用，這種蛋白質(zhì)輔助因子稱為釋放因子，通常又稱為p因子。

兩類終止子有共同的序列特征，在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前都有一段回文序列。兩類終止子的不同點(diǎn)是：不依賴ρ因子的終止子的回文序列中富含GC堿基對(duì)，在回文序列的下游方向又常有6～8個(gè)AT堿基對(duì)；而依賴ρ因子的終止子回文序列中的GC堿基對(duì)含量較少，在回文序列下游方向的序列沒有固定特征，其AT堿基對(duì)含量比前一種終止子低。21.參考答案：可采用差別雜交法將其野生型基因克隆出來，具體方案如下：

1)構(gòu)建野生型植株的基因文庫。

2)提取野生型和突變體的mRNA(或是它們的cDNA)作探針。

3)以這兩種探針進(jìn)行平行雜交，對(duì)野生型植株的基因文庫進(jìn)行篩選。

4)當(dāng)使用野生型的mRNA探針時(shí)，所有包含著重組體的菌落都是陽性反應(yīng)。

5)當(dāng)使用突變型的mRNA探針時(shí)，除了含有目的基因的菌落外，其余的所有菌落都是陽性反應(yīng)。

6)比較兩種結(jié)果，便可挑出含有目的基因的菌落，即得到目的基因。

(王永飛

馬三梅答)22.參考答案：DNA是由兩條脫氧核糖核苷酸長(zhǎng)鏈，以相反的方向，按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，形成的一種雙螺旋結(jié)構(gòu)的生物大分子，它是遺傳信息的攜帶者。染色體是由DNA和組蛋白相結(jié)合形成核小體，并在此基礎(chǔ)之上，經(jīng)過高度螺旋化以后所形成的遺傳物質(zhì)，在光學(xué)顯微鏡可見。

基因則指一段能夠表達(dá)和產(chǎn)生產(chǎn)物(蛋白質(zhì)或RNA)的DNA序列。根據(jù)產(chǎn)物的類別可分為蛋白質(zhì)基因和RNA基因兩大類；根據(jù)產(chǎn)物的功能可以分為結(jié)構(gòu)基因(酶和不直接影響其他基因表達(dá)的蛋白質(zhì))和調(diào)節(jié)基因(阻抑蛋白或轉(zhuǎn)錄激活因子)。

基因組則是指某一物種的單倍體細(xì)胞中所含有的遺傳信息的總和，即單倍體細(xì)胞中的所有染色體以及組成染色體的DNA分子，由幾條甚至幾十條組成。這四者之間的關(guān)系可概括如下：

不同的基因組成了DNA分子；DNA分子與組蛋白和非組蛋白組成了染色體；在單倍體細(xì)胞中的染色體組成了基因組。23.參考答案：operon：操縱子。是原核生物基因表達(dá)和調(diào)控的一個(gè)完整單元，其中包括結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因、操作子和啟動(dòng)子。B.Lewin在Genes中這樣定義操縱子：“Operonisacompleteunitofbacterialgeneexpressionandregulation,includingstructuralgenes,regulatorgene(s),andcontrolelementsinDNArecognizedbyregulatorgeneproduct(s).”

operator：操作子。DNA分子上阻抑蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，用以阻止相鄰的啟動(dòng)子上轉(zhuǎn)錄的起始。B.Lewin在Genes中這樣定義操作子：“OperatoristhesiteonDNAatwhicharepressorproteinbindstopreventtranscriptionfrominitiatingattheadjacentpromoter.”24.參考答案：在遺傳學(xué)上，將自然界大量存在的或是實(shí)驗(yàn)室中存在的一種標(biāo)準(zhǔn)品系的野生型等位基因的形式，作為研究生物體變化的一種標(biāo)準(zhǔn)類型或出發(fā)點(diǎn)。任何離開野生型等位基因的變化稱為正向突變(forwardmutation)；與正向突變概念相對(duì)應(yīng)的是任何回復(fù)到野生型的變化，稱回復(fù)突變(backmutation)。

一個(gè)基因座正向突變的頻率比其回復(fù)突變的頻率高很多，至少有以下幾個(gè)原因：①并非所有正向突變都可以自發(fā)地回復(fù)到野生狀態(tài)；②對(duì)于雙重突變，其回復(fù)突變發(fā)生率是兩個(gè)單位點(diǎn)回復(fù)突變的乘積；③對(duì)于大片段的缺失突變，產(chǎn)生完全的回復(fù)突變，幾率幾乎為0，即基本上不可能有回復(fù)突變。25.參考答案：根據(jù)題意，無法斷定是功能互補(bǔ)的結(jié)果還是重組的結(jié)果，可做一個(gè)互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)將它們區(qū)分開。

先用一種突變體感染大腸桿菌K菌株，噬菌體和細(xì)菌在溫?zé)岬沫傊谢旌希坎荚跔I(yíng)養(yǎng)平板上，瓊脂凝固后，在平板上劃出一定位置，再滴加含有另一種突變體的培養(yǎng)基。在這一滴培養(yǎng)基的范圍之內(nèi)，一些細(xì)菌就會(huì)被兩種突變體所感染。如果在這個(gè)范圍內(nèi)形成噬菌斑，就證明這兩種突變體互補(bǔ)，相反就不是因?yàn)楣δ芑パa(bǔ)，而是因?yàn)橹亟M造成的。26.參考答案：內(nèi)含子(intron)：在成熟的mRNA上未反映出的DNA片段。27.參考答案：1．大腸桿菌

LacI(-)

2．大腸桿菌

AraC(±)

3．大腸桿菌

TrpR(-)

4．大腸桿菌

σ因子(+)

5．大腸桿菌

CRP(cAMPreceptorprotein)=CAP(cataboliteactivatorprotein)(+)

6．高等動(dòng)物

horrmnereceptorprotein(+)

7．λ噬菌體

cI

(-)

8．λ噬菌體

Cro(+)

9．高等真核生物

homoeticgeneproducts(+)

10．高等動(dòng)物SP1蛋白

(+)

(胡英考答)28.參考答案：當(dāng)細(xì)菌在不良的營(yíng)養(yǎng)條件下生長(zhǎng)時(shí)，由于缺乏足夠的氨基酸，蛋白質(zhì)合成受到抑制，并由此影響到細(xì)胞的許多生理生化活性，代謝水平下降，生長(zhǎng)速度變慢。細(xì)菌對(duì)于不良的營(yíng)養(yǎng)條件所產(chǎn)生的這一系列的反應(yīng)叫做嚴(yán)緊反應(yīng)(stringentresponse)。細(xì)菌為了渡過困難時(shí)期，在嚴(yán)緊反應(yīng)中關(guān)閉許多生理活動(dòng)。穩(wěn)定RNA(tRNA和rRNA)的合成速度下降了10～20倍，從而使RNA合成水平下降到正常狀態(tài)下的5%～10%。部分種類的mRNA合成減少，但mRNA的總合成量減少約3倍。蛋白質(zhì)降解速度增加，核苷酸、碳水化合物、脂類的合成均明顯減少。嚴(yán)緊反應(yīng)不僅調(diào)控了蛋白質(zhì)合成，而且也調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄、DNA復(fù)制等許多細(xì)胞生理過程。

缺乏任何一種氨基酸或引起任何一種氨酰tRNA合成酶失活的突變都能導(dǎo)致嚴(yán)緊反應(yīng)。這就說明嚴(yán)緊反應(yīng)的觸發(fā)器是位于核糖體A位的無負(fù)載的tRNA。當(dāng)這種無負(fù)載的tRNA進(jìn)入A位以后，無法形成新的肽鏈，而GTP卻在不斷地消耗，這就是所謂空轉(zhuǎn)反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)反應(yīng)時(shí)，就發(fā)出一種報(bào)警信號(hào)，這就是鳥苷-5′-二磷酸-3′-二磷酸(ppGpp)和鳥苷-5′-三磷酸-3′-二磷酸(pppGpp)。人們很早就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大腸桿菌處于氨基酸饑餓時(shí)，在體內(nèi)出現(xiàn)了兩種異常的核苷酸，在薄層層析圖譜上的遷移率與常見的核苷酸不同，人們稱之為魔斑Ⅰ和魔斑Ⅱ。后來才知道，魔斑Ⅰ就是ppGpp，魔斑Ⅱ就是pppGpp。

ppGpp和pppGpp又是如何產(chǎn)生的呢?人們通過遺傳學(xué)方法分離到不表現(xiàn)嚴(yán)緊反應(yīng)的突變體，即所謂松弛型突變體。各種松弛型突變位點(diǎn)分布在幾個(gè)不同的基因中，其中大部分分布在relA基因中。relA基因編碼一種蛋白質(zhì)，稱為嚴(yán)緊因子。在正常情況下relA基因表達(dá)很少，大約200個(gè)以上的核糖體中才有一個(gè)核糖體結(jié)合有一個(gè)嚴(yán)緊因子。當(dāng)氨基酸饑餓時(shí)，relA基因的表達(dá)反而增加。松弛型突變除了發(fā)生在relA基因以外，還可以出現(xiàn)在核糖體50S亞基蛋白質(zhì)L11的基因中以及tRNA基因的TC相應(yīng)位置。這就說明，生成魔斑的反應(yīng)不僅需要relA基因產(chǎn)物，而且還需要核糖體蛋白L11和tRNA的TC區(qū)。relA-松弛型細(xì)胞提取液不能合成ppGpp和pppGpp，而只有加入嚴(yán)緊因子就能合成。人工合成的四核苷酸的TC能夠代替tRNA產(chǎn)生魔斑，而L11并不能代替核糖體，可能魔斑的合成需要核糖體的整體結(jié)構(gòu)或涉及到L11以外的其他核糖體蛋白質(zhì)。29.參考答案：鑒定基因功能的方法主要有以下幾種：

1．基于DNA芯片的基因功能分析。利用“反向Northern”技術(shù)，把對(duì)應(yīng)于不同基因或cDNA的DNA片段或寡核苷酸固定在固相支持物上，使它們與來自總mRNA的探針雜交，每個(gè)點(diǎn)的雜交信號(hào)可進(jìn)行自動(dòng)化的定量分析，從而反映出對(duì)應(yīng)的mRNA在總mR-NA中的相對(duì)豐度。利用這種技術(shù)，我們可以了解每個(gè)基因?qū)Σ煌∠x害、逆境或其他環(huán)境條件的反應(yīng)，哪些基因與激素、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除草劑或其他農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)(如化肥和農(nóng)藥)的作用有關(guān)等；還可以鑒定突變的基因表達(dá)情況，了解基因產(chǎn)物和代謝途徑的關(guān)系。因此，該技術(shù)為我們研究基因功能特別是預(yù)測(cè)基因的未知功能提供了新的途徑和方法。這種技術(shù)的基礎(chǔ)是認(rèn)為控制相同生物過程的基因有相似的表達(dá)類型，基于在不同條件下基因表達(dá)的相對(duì)水平的相似性對(duì)基因進(jìn)行分類，然后根據(jù)該類中其他基因的已知功能來預(yù)測(cè)基因的未知功能。

2．基因產(chǎn)物——蛋白質(zhì)的表達(dá)分析?！暗鞍踪|(zhì)組(proteome)”指由基因組表達(dá)出的全套蛋白質(zhì)，“蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)”即研究蛋白質(zhì)組的學(xué)科。相對(duì)而言，蛋白質(zhì)的表達(dá)分析比mRNA的表達(dá)分析更困難。雙向PAGE技術(shù)是目前廣泛使用的研究蛋白質(zhì)豐度和翻譯后修飾的方法。最近，這個(gè)分離系統(tǒng)的分辨率和重復(fù)性均得到很大改善，同時(shí)還能自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)定量分析，用MS技術(shù)可以對(duì)N端和內(nèi)部進(jìn)行微測(cè)序(根據(jù)蛋白質(zhì)酶處理后片段的分子量的大小測(cè)序)，與蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可以知道該序列是哪一個(gè)蛋白質(zhì)的片段，從而建立起一個(gè)生物特異的全蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫。

3．利用正向和反向遺傳學(xué)技術(shù)研究基因功能。

(1)用插入突變建立突變體庫，研究功能基因組學(xué)。分析基因功能最有效的方法之一是利用突變體。經(jīng)典的化學(xué)/物理誘變使我們獲得了大量突變體，遺傳圖譜和物理圖譜的構(gòu)建及全序列的測(cè)序使圖位克隆已比較容易，基于“作圖芯片(mappingchip)”的新作圖技術(shù)將加快該進(jìn)程。另一種突變方法是利用插入突變，即用轉(zhuǎn)座子(主要是玉米的Ac/Ds、En/Spm或Mu轉(zhuǎn)座子)或根癌農(nóng)桿菌的T-DNA隨機(jī)插入染色體，以獲得失去功能的突變體。由于插入序列是已知的，我們可以用各種克隆或PCR策略鑒定基因。與其他誘變策略一樣，插入突變策略的成功依賴于突變體的飽和程度，而飽和程度與基因組的大小和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，若一個(gè)基因至少需要一個(gè)突變，在擬南芥上估計(jì)需要12萬個(gè)獨(dú)立插入的突變體才能保證95%的可能來分析每一個(gè)基因。

(2)應(yīng)用反向遺傳學(xué)方法研究功能基因組學(xué)。研究基因功能最直接的方法是在獲得失去功能的突變體后研究該突變體的表型。但是利用同源重組方法(為反向遺傳學(xué)方法之一)來進(jìn)行定點(diǎn)突變十分困難。由于大量的基因重復(fù)并且緊密連鎖，用遺傳重組技術(shù)產(chǎn)生雙突變體也不容易，這就要求我們尋求其他方法。在獲得插入突變體后，可以用寡核苷酸引物做PCR來檢測(cè)插入突變，在群體中大規(guī)模篩選突變體株系。其中一個(gè)主要策略是利用建池方法。另外，通過RNA-DNA雜種可能產(chǎn)生點(diǎn)突變，通過把終止密碼子引入重復(fù)基因的保守區(qū)域，可能產(chǎn)生多基因家族的若干個(gè)無義突變。對(duì)那些轉(zhuǎn)化技術(shù)還存在問題的植物來說，病毒誘導(dǎo)的基因沉默可能是抑制基因功能的有效方法之一。用含有植物基因一部分的重組病毒接種植株，則可能使內(nèi)源基因快速沉默，這也可用于基因功能分析。

(王永飛

馬三梅答)30.參考答案：hnRNA

核內(nèi)不均一RNA31.參考答案：質(zhì)粒載體是以細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)組建而成的基因工程載體。細(xì)菌質(zhì)粒是雙鏈閉合環(huán)狀DNA分子，其分子大小可從1kb到200kb。質(zhì)粒的復(fù)制和遺傳獨(dú)立于細(xì)菌染色體，但其復(fù)制和轉(zhuǎn)錄依賴于宿主所編碼的蛋白和酶。質(zhì)粒按其復(fù)制方式分為松弛型質(zhì)粒和嚴(yán)緊型質(zhì)粒。前者的復(fù)制不需要質(zhì)粒編碼的功能蛋白，其復(fù)制完全依賴于宿主提供的半衰期較長(zhǎng)的酶(如DNA聚合酶Ⅰ、Ⅲ，依賴于DNA的RNA聚合酶以及宿主基因dnaB、C、D、Z的產(chǎn)物等)來進(jìn)行。因此，在一定的情況下即使蛋白質(zhì)合成并非正在進(jìn)行，質(zhì)粒的復(fù)制依然進(jìn)行。當(dāng)在抑制蛋白合成并阻斷細(xì)菌染色體復(fù)制的氯霉素或壯觀霉素等抗生素存在時(shí)，其拷貝數(shù)可達(dá)2000～3000。后者的復(fù)制則要求同時(shí)表達(dá)一個(gè)由質(zhì)粒編碼的蛋白質(zhì)，所以這類質(zhì)粒的拷貝數(shù)不能通過諸如氯霉素等蛋白合成的抑制劑來增加。利用松弛型復(fù)制子組建的載體叫做松弛型載體(如pBR322，其復(fù)制區(qū)來源于ColE1質(zhì)粒的復(fù)制子)；而利用嚴(yán)緊型復(fù)制子組建的載體叫做嚴(yán)緊型載體(如由pSC101為基礎(chǔ)組建的載體)。大多數(shù)基因工程工作使用松弛型載體，因?yàn)樗鼈冊(cè)趩挝惑w積的培養(yǎng)物中所得到的DNA收率更高，用這些載體組建的表達(dá)載體，外源基因產(chǎn)物的得率也高，然而嚴(yán)緊型載體可以用來表達(dá)一些其高表達(dá)可能使宿主細(xì)胞受毒害致死的基因。松弛型質(zhì)粒(如pMBI或ColE1)的單向復(fù)制從特異的起點(diǎn)開始，由一個(gè)RNA引物所引導(dǎo)，而該引物的啟動(dòng)子位于復(fù)制起始點(diǎn)上游大約550bp處。DNA模板鏈與新生的RNA間形成穩(wěn)定的雜交體作為RNaseH的底物，由RNaseH切割前引物從而產(chǎn)生引導(dǎo)DNA合成的引物RNAⅡ。RNAⅡ的成熟則由另一個(gè)不翻譯的RNAⅠ來控制，RNAⅠ由編碼RNAⅡ的同一區(qū)段的DNA互補(bǔ)鏈轉(zhuǎn)錄而來，它可以與RNAⅡ結(jié)合，并阻止RNAⅡ折疊為三葉草結(jié)構(gòu)，而這三葉草結(jié)構(gòu)又是同DNA形成DNA-RNA雜交體所必需。一個(gè)由63個(gè)氨基酸組成的Rop蛋白的存在可以強(qiáng)化RNAⅠ對(duì)復(fù)制的負(fù)調(diào)控作用。

因此，要想增加帶有pMBI或ColE1的復(fù)制子載體的拷貝數(shù)，可以通過突變RNAⅠ或缺失Rop基因來減弱RNAⅠ對(duì)RNAⅡ的結(jié)合效率來實(shí)現(xiàn)。PUC質(zhì)粒(復(fù)制子為pMBI)的拷貝數(shù)之所以高就是因?yàn)槭筊NAⅠ轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)產(chǎn)生G→A的突變所致。pKKH質(zhì)?？截悢?shù)增加，外源基因表達(dá)效率的提高是由于rop基因缺失所致。值得指出的是，質(zhì)粒上編碼的RNAⅠ、RNAⅡ和Rop蛋白的區(qū)段也決定兩個(gè)不同的質(zhì)粒是否可以在同一細(xì)菌細(xì)胞中共存。把利用同一復(fù)制系統(tǒng)的不同質(zhì)粒不能穩(wěn)定的共存的現(xiàn)象，稱為質(zhì)粒的不相容性。在基因工程的操作中要注意這一情況。32.參考答案：反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon)：是指必須有反轉(zhuǎn)錄酶參入的一類轉(zhuǎn)座子，如還原病毒。其共同特點(diǎn)是：RNA在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的反轉(zhuǎn)錄和雙鏈DNA的合成，以及與細(xì)胞基因組的整合過程全部由反轉(zhuǎn)錄酶催化。反轉(zhuǎn)錄的雙鏈DNA可以作為細(xì)胞基因組的一部分，隨細(xì)胞基因組的復(fù)制而傳遞，也可以以它為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生新的RNA。如新的病毒RNA。33.參考答案：持家基因(housekeepinggene)：在各類不同的細(xì)胞中均在表達(dá)的一組相同的基因。高等真核生物中其數(shù)目約在10000左右。34.參考答案：黏性末端是指DNA分子在限制性內(nèi)切核酸酶的作用下形成的、具有互補(bǔ)堿基的單鏈末端結(jié)構(gòu)。它可以與同一D