作业集
第一章 绪论
【思考题】
1. 名词解释：
基因工程：基因工程是通过基因操作，利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离出感兴趣的基因，或是用人工合成的方法获取基因，然后经过一系列切割、加工、修饰。将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物细胞，通过复制、转录、翻译外源目的基因以及蛋白质的活性表达，使是转基因生物获得新的遗传性状的操作。
基因操作：泛指对基因进行酶切、连接、转化等分子生物学操作，是基因工程的技术基础。
遗传工程：广义的遗传工程是指所有能改变生物遗传性状的技术，包括常规的游行杂交育种、染色体工程、细胞工程以及基因工程等。
基因克隆：是指对基因进行分离和扩大繁殖等操作过程，其目的在于获得大量的基因拷贝。
2. 什么是基因工程？它包括哪些环节？
基因工程是通过基因操作，利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离出感兴趣的基因，或是用人工合成的方法获取基因，然后经过一系列切割、加工、修饰。将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物细胞，通过复制、转录、翻译外源目的基因以及蛋白质的活性表达，使是转基因生物获得新的遗传性状的操作。
它包括以下几个环节：
1) 目的基因克隆 2) 载体的准备
3) 目的基因与载体的连接 4) 重组DNA转化/转染/转导 5) 重组体的筛选与鉴定
3. 基因工程的基本条件有哪些？它们各自在基因工程中起着什么作用？
从技术流程来看，基因工程包括四个基本条件：目的基因、载体、工具酶和宿主细胞。
1) 目的基因：目的基因是开展基因工程的目标和物质基础。
2) 载体：外源基因往往不能自行复制，也很难稳定存在于受体细胞，需要
特殊的运载工具将其引入宿主细胞才能进行复制或表达，这种工具就是载体。
3) 工具酶：以DNA重组技术为基础为核心的基因工程的诞生和发展是以
各种核酸酶的发现和应用为基础的，特别是限制性内切酶和DNA连接酶的发现和应用，才使DNA分子的体外切割和连接真正成为可能。 4) 受体细胞：受体细胞是能摄取外源重组DNA并使其稳定维持和表达，
或有待于实施遗传改良的细胞。
4. 基因工程的技术策略有哪些？
1) 强化基因的表达，改善生物性状
a) 增加目标性状有关的代谢途径中限速酶基因的拷贝数，提高
相应表达酶的活性，达到改善特定代谢途径的限速酶步骤以提高目标产物的含量，实现目标性状的改良。
b) 使用强启动子驱动目标基因，使目标基因转录合成更多的
mRNA，并翻译出更多的关键分子，进而提白哦产物的合成量。
c) 提高目标途径激活因子的表达。
2) 关闭特定基因的表达，改善生物性状
a) 关闭目标代谢途径的抑制蛋白的编码基因或应用不受反馈
抑制的突变基因。
b) 阻断与目标基因途径相竞争的代谢途径。 c) 基因治疗。
3) 基因的异源表达赋予生物新的功能
a) 具有特定功能的蛋白质编码基因的异源表达，使转基因生物
能合成目标蛋白。
b) 利用已有的途径构建新的代谢支路。
c) 专一特定途径多个酶的编码基因，使转基因生物获得新的目
标产物和成新的能力。
5. 基因工程的理论基础有哪些？它包括哪些主要技术？
理论基础：
1) 1860-1870年孟德尔根据豌豆杂交实验提出了遗传因子的概念以及孟德
尔遗传规律。
2) 1909年约翰逊首次提出“gene”名词。
3) 1910年摩尔根的实验结果第一次将代表某一性状的基因同染色体联系
起来。
4) 1944年埃弗利等的细菌转化实验证实了遗传物质就是DNA，明确了遗
传的物质基础。
5) 1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型。 6) 1958年克里克提出了中心法则。
7) 1966年Nirenberg和Khorena等破译了全部的遗传密码。 主要技术：
1) 基因转移载体的发现； 2) 工具酶的发明；
3) DNA合成和测序的发明； 4) DNA体外重组的发明； 5) PCR技术的发明。
第二章 基因工程的酶学基础
【思考题】
1. 名词解释：
核酸酶：通过切割相邻两个核苷酸残基之间的磷酸二酯键，从而使核酸分子多核甘酸链发生水解断裂的酶。
限制性内切核酸酶：简称限制酶，是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并切割DNA双链结构的内切核酸酶。
限制-修饰系统：限制修饰系统（Restriction modification system 或 R-M系统）是一种存在于细菌（可能还有其他原核生物），可保护个体免于外来DNA（如噬菌体）侵入的系统，主要由限制内切酶和甲基化酶组成的二元系统。
黏性末端：是指DNA分子在限制性内切核酸酶的作用下形成的具有互补碱基的单链延伸形成的末端结构，他们能够通过互补碱基间的配对而重新连接起来。
平末端;若限制性内切核酸酶的识别序列的对称轴上切割，形成的片段末端。 同切点酶：又称同裂酶，是一类来源不同的微生物、能够识别相同靶序列的限制性内切核酸酶。
同尾酶：有一类限制性内切核酸酶，它们来源各异，是别的靶序列也各不相同，但切割后能产生相同的粘性末端。
酶的星号活性：当条件改变时，许多酶的识别位点会改变，导致识别与切割序列的非特异性。
基因工程
