一、名詞解釋:

1.基因：基因是位于染色體上的遺傳基本單位，是負載特定遺傳信息的DNA片段，編碼具

有生物功能的產物涉及RNA和多肽鏈。

2.基因表達:即基因負載遺傳信息轉變生成具有生物學功能產物的過程，涉及基因的激活、轉

錄、翻譯以及相關的加工修飾等多個環(huán)節(jié)或過程。

3.管家基因:在一個生物個體的幾乎所有組織細胞中和所有時間段都連續(xù)表達的基因，其

表達水平變化很小且較少受環(huán)境變化的影響。如GAPDH、p一肌動蛋白基因。

4.啟動子：是指位于基因轉錄起始位點上游、可以與RNA聚合酶和其他轉錄因子結合

并進而調節(jié)其下游目的基因轉錄起始和轉錄效率的一段DNA片段。

5.操縱子:是原核生物基因表達的協調控制單位，涉及有結構基因、啟動序列、操縱序列

等。如:乳糖操縱子、色氨酸操縱子等。

6.反式作用因子:指由其他基因表達產生的、能與順式作用元件直接或間接作用而參與調

節(jié)靶基因轉錄的蛋白因子（轉錄因子）。

7.順式作用元件：即位于基因附近或內部的可以調節(jié)基因自身表達的特定DNA序列。是轉

錄因子的結合位點，通過與轉錄因子的結合而實現對真核基因轉錄的精確調控。

8.Ct值：即循環(huán)閾值（cyclethreshold,Ct）,是指在PCR擴增過程中，擴增產物的熒光

信號達成設定的熒光閾值所經歷的循環(huán)數。（它與PCR擴增的起始模板量存在線性對數關

系,由此可以對擴增樣品中的目的基因的模板量進行準確的絕對和（或）相對定量。）

9.核酸分子雜交：是指核酸分子在變性后再復性的過程中，來源不同但互不配對的核酸單

鏈（涉及DNA和DNA,DNA和RNA,RNA和RNA）互相結合形成雜合雙鏈的特性或

現象，依據此特性建立的一種對目的核酸分子進行定性和定量分析的技術則稱為分子雜交

技術。

10.印跡或轉印:是指將核酸或蛋白質等生物大分子通過一定的方法轉移并固定至尼龍膜等

支持載體上的一種方法，該技術類似于用吸墨紙吸取紙張上的墨跡。

11.探針：是一種用同位素或非同位素標記核酸單鏈，通常是人工合成的寡核苜酸片段。

12.基因芯片:乂稱DNA芯片或DNA微陣列，是基于核酸分子雜交原理建立的一種對

DNA進行高通量、大規(guī)模、并進行分析的技術，其基本原理是將大量寡核甘酸分子固定于

支持物上,然后與標記的待測樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強弱進而對待測樣品中的

核酸進行定性和定最分析，

13.基因文庫：是指通過克隆方法保存在適當宿主中的一群混合的DNA分子，所有這些分

子中的插入片段的總和，可代表某種生物的所有基因組序列或所有的mRNA序列，因此基

因文庫事實上是包含某一生物體或生物組織樣本的所有DNA序列的克隆群體。基因文庫

涉及兩類：基因組文庫和cDNA文庫。

14.克隆：是來自同一始祖的相同副本或拷貝的集合。

15.載體：為攜帶的H的基因，實現其無性繁殖或表達放意義的蛋白質所采用的一些DNA

分子。

16.限制性核酸內切酶:辨認DNA的特意序列，并在辨認位點或其周邊切割雙鏈DNA的一

類內切酶。

17.基因工程(GeneticEngineering):又稱基因操作(genemanipulation)、DNA

重組(DNArecombination),是指采用類似于工程建設的方式，按照預先設計的藍圖，將一

種或多種生物體(供體)的基因育載體在體外進行拼接重組構建成雜種DNA分子，然后轉

入另?種生物體(受體)內,以改變生物原有的遺傳特性并表達出新的性狀。獲得新品種，生

產新產品，或是研究基因的結構和功能。因此，供體、受體和載體稱為基因工程的三大要素,

其中相對于受體而言，來自供體的基因屬于外源基因。由于DNA重組分了?大都需在受體

細胞中復制擴增，故還可以將基因工程表征為分子克隆(Molecu1arCloning)或基因

的無性繁殖。

18.目的基因：感愛好的基因或DNA序列。

19.生長因子：(growthfactor)通過質膜上特異的受體，將信息傳遞至細胞內部，調節(jié)

細胞生長與增殖的多肽類物質。

20.基因組：泛指一個生命體、病毒或細胞器的所有遺傳物質。

21.蛋白質組：指一個細胞內的全套蛋白質，反映了特殊階段、環(huán)境狀態(tài)下，細胞或組

織在翻譯水平的蛋白質表達譜。

22.人類基因組計劃:是美國科學家于1986年率先提出,1990年正式啟動的，這一計劃的

目的是為30億個堿基對構成的人類基因組精確測序，從而最終弄清楚每種基因產生的蛋白

質及其作用,它的實行將會為結識疾病的分子機制以及診斷和治療提供重要依據。

23.基因診斷：運用現代分子生物學和分子遺傳學的技術方法直接檢測基因結構及其表達水

平是否正常，從而對人體狀態(tài)和疾病做出診斷的方法。

24.基因治療：從廣義來說,將某種遺傳物質轉移到患者細胞內，使其在體內發(fā)揮作用而達

成治療疾病目的的方法均稱為基因治療。

25.基因替換:用正常的基因通過體內基因同源重組，原位替換病變細胞內的致病基因.使細

胞內DNA完全恢復正常狀態(tài)的基因治療方法。

26.自殺基因：某些病毒或細菌的基因所表達的酶能將對人體無毒或低毒的藥物在人體

細胞內轉變?yōu)榧毎拘援a物，從而導致攜帶該基因的受體細胞也被殺死，故稱這類基由于“自

殺基因”。

27.轉錄組:是一個細胞內的一套RNA轉錄物，包含了某一環(huán)境條件下、某一生命階段、某

一生理或病理狀態(tài)下，生命體的細胞或組織所表達的基因種類及水平。

28.癌基因：（oncogene）細胞內控制細胞生長和分化的基因，它的結構異?；虮磉_異常，可

以引起細胞癌變。

29.病毒癌基因:存在于腫瘤細胞中，能使靶細胞發(fā)生惡性轉化的基因。

30.抑癌基因：也稱為抗癌基因。抑癌基因的產物是克制細胞增殖，促進細胞分化，和

克制細胞遷移，因此起負調控作用，抑癌基因的突變是隱性的

（也稱抗癌基因。抑癌基因的產物是克制細胞增殖，促進細胞分化，和克制細胞遷移,因此起

負調控作用，抑痛基因的突變是隱性的。）

31.結構基因組學：是以全基因組測序為目的的基因結構研究，弄清楚基因組中所有基因的

位置和結構，為基因功能的研究奠定基礎。其重要內容就是制作高分辨率的人類基因組的

遺傳圖和物理圖，最終完畢人類其他重要模式牛.物所有基因組DNA序列測定。

二、問答題

I.以乳糖操縱子為模型解釋原核生物轉錄水平的調控模式

轉錄水平的調節(jié)一一操縱子調控模式

(1)操縱子的概念：操縱子是原核生物基因表達的協調控制單位，涉及有結構基因、啟動

序列、操縱序列等。如：乳糖操縱子、色氨酸操縱子等。

(2)乳糖操縱子的結構：乳糖操縱子涉及調節(jié)基因I、一個操縱序列0、一個啟動序列

P以及單個結構基因Z、Y、Ao其中調節(jié)基因I編碼生成阻遏蛋白，后者與操縱序列結合;

RNA聚合酶與啟動序列結合；分解代謝物基因激活蛋白(CAP)也結合在操縱序列附近；結

構基因Z、Y和A分別編碼三個與乳糖代謝有關的酶，即:。-半乳糖甘酶，透酶和乙酰轉移

酶。這三個酶的基因作為一個整體由同一個調控區(qū)調節(jié)，以實現基因的協調表達。

(3)其調節(jié)機制重要有正性和負性兩種模式。

①阻遏蛋白的負性調節(jié)：當沒有乳糖時，調節(jié)基因表達生成阻遏蛋白，阻遏蛋白結合操縱子

序列出，阻礙RNA結合酶與啟動序列結合，克制結構基因的轉錄啟動，此時操縱子處在阻遏

狀態(tài)；當有半乳糖存在時，乳糖一方面被轉變成半乳糖，半乳糖則作為一種誘導劑與阻遏蛋

白結合，誘發(fā)蛋白質構象改變，使阻遏蛋白從啟動序列上解離下來，從而啟動結構基因的轉

錄,此時操縱子處在誘導狀態(tài)。

②CAP的正性調節(jié)：當沒有前萄糖時,CAMP濃度升高，與CAP結合,CAP進而結合在啟

動序列附近,從而進一步促進結構基因的轉錄。當有葡萄糖時,CAMP濃度減少，結合在啟動

序列附近的CAP減少，結構基因轉錄速率減少。

③協調調節(jié)：實際情況下，上述兩種調節(jié)方式是相輔相成、互相協調的。譬如：在無乳糖且

有葡荷糖時，阻遏蛋白負性調節(jié)起作用，此時結構基因不被轉錄；在有乳糖且有葡萄糖時,

阻遏蛋白負性調節(jié)不起作用，此時結構基因轉錄水平低：在有乳糖且無葡萄糖時，阻遏蛋白的

克制作用不解除,CAP正性調節(jié)被激活，此時結構基因的轉錄水平最高。

2.生長因子的作用機制

生長因子由不同的細胞的細胞合成后分泌，作用于靶細胞上的相應受體,這些受體有的是位于

細胞膜上的，有的是位于細胞內部。生長因子與受體結合后，激活細胞內信號傳遞體系產生

相應的生物學作用。根據受體的分布和對?生長因子不同的響應,生長因子是作用機制分為三

種情況：

①生長因子與具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）活性的跨膜受體結合，TPK被活化，磷酸化相

應蛋白質，產生生理效應。

②與膜上受體結合，通過胞內信息傳遞,產生第二信使，是蛋白激酶活化，再磷酸化相應的效

應蛋白質，這些被磷酸化的蛋白質再活化核內的轉錄因子，引發(fā)基因轉錄，達成調節(jié)生長與

分化的作用。

③與膜內受體結合,形成生長因子-受體復合物，進入胞核活化相關基因，促進細胞生長。

與陶內砂體結合

生長因子-受體復合物

渤江如域加辛苴出

生長因子作用機制示意圖

3.常規(guī)PCR技術的基本原理

基本原理：

類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核甘酸引物。PCR由

變性一一退火一一延伸三個基本反映環(huán)節(jié)構成。

①變性（denature）：模板DNA經加熱至95c左右一定期間后，使模板DNA雙鏈或經

PCR獷增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合,為下輪反映作準備。

②退火（annea1ing）（復性）:模板DNA經加熱變性成單鏈后，將溫度降至引物的Tm值

左右或以下（55C左右），引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合，形成雜交鏈,

③延伸(extension)：DNA模板一引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反

映原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保存復制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補

的半保存及制鏈。

以上三步為一個循環(huán)，約需2~4分鐘，每一循環(huán)的產物作為下一個循環(huán)的模板、如此

循環(huán)30次，大約2~3小時后，新生DNA片段理論上可達成2^1個分子拷貝。

4.定量PCR技術的基本原理

基本原理：將熒光信號強弱與PCR擴增情況結合在一起，通過監(jiān)測PCR反映管內熒

光信號的變化來實時檢測PCR反映進行的情況，PCR反映管內的熒光信號強度達成設定

閾值所經歷的循環(huán)數(即Ct值)與擴增的起始模板最進行準確的絕對和(或)相對定最。

循環(huán)閾侑(cyclethreshold.Ct)是指在PCR擴增過:程中.擴增產物的熒光信號達成設定

的熒光閾值所經歷的循環(huán)數。

熒光閾值(thresh。1d)一般是以PCR反映的前15個循環(huán)的熒光信號作為熒光本底

信號(basciine)，缺省設立是3~15個循環(huán)的熒光信號的標準偏差的10倍。事實上就是

熒光信號開始由本底信號進入指數增長階段的拐點時的熒光信號強度。

5.Sanger測序法的基本原理

Sanger法也稱雙脫氧鏈末端終止法，是目前應用最為廣泛的方法。

基本原理：它巧妙地運用了DNA復制的原理,是運用ddNTP來代替常規(guī)的dNTP作為底

物進行DNA合成反映。在DNA合成時，一旦ddNTP參入到合成的DNA鏈中，由于

ddNTP脫氧核糖的3：位碳原子上缺少羥基而不能與下一位核甘酸的5"立磷酸基之間形成

3',5：磷酸二酯鍵，從而使得正在延伸的DNA鏈在此ddNTP處終止。

6.Southem印跡、Northern印跡的異同

相同點：基本流程相似

不同點：

Southern印跡（雜交）Northem印跡(雜交)

用途重要用于檢測基因組DNA重要用于檢測RNA

事先進行限制性內切酶解決需要不需要，可直接電泳

進行堿變性需要不需要，采而是用甲醛變性瓊

脂糖凝膠電泳

7.基因工程中如何選擇載體？

基因工程選擇載體的標準如下：①能自主復制②具有兩個以上的遺傳標記物，便于重組體

的篩選和鑒定③有克隆位點（外源DNA插入點），常具有多個單一酶切位點，稱為多克隆

位點④分子量小，以容納較大的外源DNA

8.重組DNA技術的基本環(huán)節(jié)？

重組DNA技術的基本操作過程可形象的歸納為“分、切、接、轉、篩”，即“目的基因的

獲取一克隆載體的選擇和構建一外源基因與載體的連接一DNA導入受體細胞一重組體的篩

選一克隆基因的表達”。分述如下:①目的基因的獲取。可通過化學合成法、基因組DNA

文庫、cDNA文庫、PCR等方法獲取。②克隆載體的選擇和構建。根據實驗目的和操作基

因的性質選擇合適的載體和改建方法。③外源基因與載體的連接。將外援DNA通過DN

A連接酶進行共價連接。④DNA導入受體細胞。重組DNA分子導入相應宿主細胞后，隨

受體細胞生長、增殖而得以復制、擴增。⑤重組體的篩選根據載體體系、宿主細胞特性及

外源基因在受體細胞表達情況，采用直接選擇法和非直接選擇法進行篩選，獲得具有重組D

NA分子的克隆。⑥克隆基因的表達。克隆的目的基因假如需要對的而大量表達有特殊意

義的蛋白質,則需要建立相應的表達體系，涉及表達載體的構建、受體細胞的建立及表達產物

的分離、純化等。

9.目前基因治療采用的方法分為哪幾種？

基因治療的方法分為以下:①基因矯正,將致病基因的異常堿基進行糾正，而正常部分予以保

存的基因治療方法；②基因置換，用正常的基因通過體內基因同源重組，原位替換病變細

胞內的致病基因，使細胞內DNA完全恢復正常狀態(tài)的基因治療方法；③基因增補，將目

的基因導入病變或其他細胞，不去除異常基因，通過目的基因的非定點整合，使其表達產物

補償缺陷基因的功能或使原有的功能得以加強的基因治療方法；④基因失活,將特定的序列

導入細胞后，在轉錄或翻譯水平阻斷某些基因的異常表達的治療方法;⑤自殺基因的應用，用

某些病毒或細菌的基因所表達的酶能將對人體無毒或低毒的藥物前體在人體細胞內轉變?yōu)?/p>

細胞毒性產物，從而導致攜帶該基因的受體細胞也被殺死，故稱這類基由于“自殺基

因”。

10.基因治療的基本過程？

基因治療的基本過程涉及：①治療性基因的選擇，選擇對疾病有治療作用的特定目的基因

是基因治療的苜要問題；②基因載體的選擇，目前使用的載體分病毒性載體和非病毒性載

體兩類，而一般臨床多選用病毒性載體。H前被用作基因轉移的病毒有逆轉錄病毒、腺病

毒、腺相關病毒；③靶細胞的選擇，根據受體細胞的不同，基因治療可分為體細胞的基因治

療和生殖細胞的基因治療，而目前基因治療嚴禁使用生殖細胞，僅限于使川體細胞為靶細

胞。④基因轉移，如何有效地將外源基因導入受體細胞，是基因治療研究的一個重要環(huán)節(jié)，可

分為非病毒介導的基因轉移和病毒介導的基因轉移；⑤外源基因表達的篩檢,一般運用載體

中的標記基因對轉染細胞進行篩檢，再檢測轉化細胞中的標記基因表達情況;⑥回輸體內，將

治療基因修飾的細胞以不同的方式回輸體內以發(fā)揮治療作用。

H.人類基因組計劃的基本任務及意義

HCG內容涉及人類基因組作圖及序列分析，基因的鑒定、基因組研究技術的建立與創(chuàng)新、

模式生物基因組作圖和測序、信息系統(tǒng)的建土、存儲及相應軟件的開發(fā)、相關產業(yè)的開發(fā)

等。HCG基本任務可用四張圖譜來概括，即遺傳圖、物理圖、轉錄圖（基因圖）、序列圖。

①遺傳圖：又稱連鎖圖,是具有遺傳多態(tài)性的遺傳標記作為“位標”，遺