西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教 专业：公共课 2017年6月
课程名称【编号】：生活中的DNA科学【1194】 A卷
大作业 满分：100 分
请从下面的题目中任选4题作答，每题25分。
一、 什么是cDNA文库？如何构建？
答：cDNA文库:某种生物基因组转录的全部mRNA经反转录产生的cDNA片段分别与克隆载体重组，并将其引入到相应的宿主细胞中（一般为E.coli.）繁殖和扩增，理论上此体就包含有该物种的全部mRNA信息，称该生物基因组的cDNA文库颗粒冷却塔
cDNA文库的构建：是指将cDNA与克隆载体DNA体外重组，然后去转化克隆载体DNA静压主轴的
宿主细胞，从而得到一含重组DNA的细菌或噬菌体克隆的过程。这些序列来自并代表一定组织或细胞类型特定发育或分化阶段的整个mRNA体。其过程可概括为：（1）通过反转录酶将各种mRNA转变在cDNA；（2）cDNA与合适的载体重组并导入到宿主中。 1 、mRNA纯化，使得mRNA从RNA分子的混合物中分离出来，方法有三种：寡脱氧胸苷酸亲和层析，溶液杂交，生物素标记寡脱氧胸苷酸和链霉亲和素包被磁性球珠。
2、 cDNA的合成与克隆 ，（1） cDNA第一条链的合成，所有合成cDNA第一条链的方法都要用依赖于RNA的DNA聚合酶（反转录酶）来催化反应，有两个关键的因素，一个是mRNA模板，另一个反转录酶。
（2） cDNA第二条链的合成，合成cDNA第二条链的传统方法是“自身引导法”
（3） cDNA的克隆，dscDNA（双链cDNA）合成后，将此DNA与载体（质粒或噬菌体）组成重组分子，然后转化到受体菌中进行扩增。CDNA文库可用质粒载体或噬菌体载体构建。质粒文库具有易于操作的优点，但质粒文库适于筛选10000到50000个重组子。噬菌体文库更适合于筛选较大数量（>100000）的重组子。
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（4）重组子的筛选与鉴定，基因克隆的最后一道程序是从转化细菌菌落中筛选含有阳性重组子的菌落并鉴定重组子的正确性，通过细菌培养以及重组子的扩增，从而获得所需基因片段的大量拷贝，进一步研究该基因的结构，功能或表达该基因的产物。
构建cDNA文库的新方法：近年来已发展了一些cDNA文库构建的新方法和新技术，主要有：减数cDNA文库、标准化cDNA文库，这2种特殊的cDNA文库构建方法用不同的策略和方法富集特定的cDNA给克隆新基因提供了有力的工具
二、 简述中心法则的主要内容。
答：中心法则是描述遗传信息传递方向和规律的学说，是指遗传信息
从DNA
传递给RNA
，再从RNA
传递给蛋白质，即完成遗传信息
的转录和翻译的过程。也可以从DNA
传递给DNA
，即完成DNA
的复制过程。这是所有有细胞结构
的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA
自我复制（如烟草花叶病毒
等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录
成DNA
的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充 内容
①从DNA流向DNA（DNA自我复制）；
②从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（转录和翻译）；
③从RNA流向RNA（RNA自我复制)；
苯酚丙酮④从RNA流向DNA（逆转录）
其中前两条是中心法则的主要体现，后两条是中心法则的完善和补充
三、 列举三种基于基因工程研发的产品，并对其进行简要描述。
答：胰岛素、干扰素、血清白蛋白
胰岛素：胰岛素，是一种蛋白质激素，由胰脏内的胰岛β细胞分泌。胰岛素参与调节糖代谢，控制血糖平衡，可用于糖尿病。其分子量为5808道尔顿。胰岛素应用于临床数十年，从抗原性较强的第一代动物胰岛素到基因重组但餐前需要等待30分钟的第二代人胰岛素，再发展到现在可以很好模拟生理性人胰岛素分泌模式的胰第三代胰岛素类似物。目前更好模拟正常人体生理降糖模式的胰岛素是第三代胰岛素——胰岛素类似物。1921年7蜡烛杯月2
7日，胰岛素分离成功。胰岛素由A、B两个肽链组成。人胰岛素(Insulin Human)A链有11种21个氨基酸，B链有15种30个氨基酸，共16种51个氨基酸组成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键，使A、B两链连接起来。此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键。
干扰素：干扰素 (IFN)是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制乙肝病毒的复制，其类型分为三类，α-(白细胞)型、 β-(成纤维细胞)型，γ-(淋巴细胞)型;同时还可增强自然杀伤细胞(NK细胞)、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，并增强抗病毒能力。干扰素是一组具有多种功能的活性蛋白质(主要是糖蛋白)，是一种由单核细胞和淋巴细胞产生的细胞因子。它们在同种细胞上具有广谱的抗病毒、影响细胞生长，以及分化、调节免疫功能等多种生物活性。抗病毒机理：当干扰素作用于细胞后，促进其第21对染体上的基因表达，产生抗病毒蛋白，主要有3种：2’-5’合成酶（以ATP为底物合成低分子量的2’-5’合成酶，可降解病毒的mRNA）；合成蛋白激酶（可使多种与核糖体相连懂得蛋白质磷酸化，使病毒懂得蛋白质合成受阻）；磷酸二脂酶（抑制病毒肽链的延长和蛋白质的翻译）。
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抗病毒特点：有物种特异性、无病毒特异性；作用于细胞而非作用于病毒；作用的暂时性广谱性等。
抗病毒效能的应用：病毒性肝炎、人毛细胞白血病、肿瘤和其他病毒感染等。
临床应用：
1、IFN降低 恶性实体瘤患者外周血淋巴细胞产生干扰素的能力明显降低，细胞免疫缺陷的患者IFN产生能力下降，如AIDS患者，这也是导致致死性病毒感染的原因之一。
2、IFN升高 自身免疫患者血清中，IFN载体构建水平明显上升，如类风湿性关节炎、硬皮病、活动性红斑狼疮。而非自身免疫患者血清中很少能查到IFN改变，因此血清IFN水平测定能区分是否患自身免疫性疾病，以及了解疾病的活动期。
血清白蛋白：即Serum albumin，常缩写为ALB。血清白蛋白合成于肝脏，是脊椎动物血浆中含量最丰富的蛋白质.人血清白蛋白是由585个氨基酸组成的单链蛋白质，分子量为67kDa。成熟的人血清白蛋白是一个心形分子，由3个结构相似的α-螺旋结构域组成。人血清白蛋白（Human Serum Albumin，简称HSA）是人血浆中的蛋白质，其非糖基化的单链
多肽包含585个氨基酸，分子量为66kD。在血浆中其浓度为42g/L，约占血浆总蛋白的60%。在体液中人血清白蛋白可以运输脂肪酸、胆素、氨基酸、类固醇激素、金属离子和许多分子等：同时维持血液正常的渗透压。在临床上人血清白蛋白可用于休克与烧伤，用于补充因手术、意外事故或大出血所致的血液丢失，也可以作为血浆增容剂.
四、 常用的基因载体有哪些？载体必须满足哪些条件？
答：载体（vector） ，指在基因工程重组DNA技术中将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子。三种最常用的载体是细菌质粒、噬菌体和动植物病毒。
载体必须满足以下条件：
①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制，且对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。
②有多个限制酶（restriction enzymes）切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适于多种限制酶切割的DNA插入。
③含有复制起始位点，能够独立复制；通过复制进行基因扩增，否则可能会使重组DNA丢失。
④有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。一般来说，天然运载体往往不能满足上述要求，因此需要根据不同的目的和需要，对运载体进行人工改建。现在所使用的质粒载体几乎都是经过改建的。
⑤载体DNA分子大小应合适，以便操作。
基因克隆的载体类型：质粒载体，噬菌体载体，柯斯质粒载体，M13噬菌体载体，噬菌粒载体
五、 怎么证明遗传物质是DNA而不是蛋白质？
答：DNA是遗传物质的概念起源于1944年Avery等人首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。他们从有荚膜、菌落光滑的Ⅲ型肺炎球菌（ⅢS）细胞中提取出纯化的DNA，加热灭活后再加入到无荚膜、菌落粗糙的Ⅱ型细菌（ⅡR）培养物中，结果发现前者的DNA能使
一部分Ⅱ火筒式加热炉R型细胞获得合成ⅢS型细胞特有的荚膜多糖的能力。而蛋白质及多糖类物质没有这种转化能力。若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解，也就失去了转化能力。这一实验不可能是表型改变，也不可能是恢复突变，因为ⅡR型菌产生的是ⅢS型的荚膜。它有力地证明DNA是转化物质。已经转化了的细菌，其后代仍保留合成Ⅲ型荚膜的能力，说明此性状可以遗传给后代。
1952年Hershey和Chase等利用大肠杆菌噬菌体实验证实了DNA是遗传物质的本质。在噬菌体中，DNA是惟一含磷的物质，而蛋白质是惟一含硫的物质。利用含P或S的放射性培养基培养噬菌体，得到了放射性标记噬菌体。使标记|的噬菌体吸附细菌，几分钟后离心除去未吸附的噬菌体。然后利用捣碎机捣碎使噬菌体和细菌分开。离心后细菌在沉淀中，而噬菌体在上清液中。这时发现放射性的硫有80%在上清液中，只有20%在沉淀中，而磷的情况则相反。说明在噬菌体感染的过程中，DNA进入了细菌体内，而蛋白质留在细菌体外。证明具有遗传作用的是DNA而不是蛋白质。
六、 试论DNA科学在法医检验中的作用。
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