分子生物学实验复习题附答案

分子生物学复习题实验一DNA的制备（1）为什么分子生物学实施时要担心EB？溴化乙锭（Ethidiumbromide）是DNA诱变剂，溴化乙锭可以嵌入碱基分子中，导致错配。具有高致癌性(接触致癌)（2）DNA加样缓冲液的用途是什么？由于植物细胞匀浆含有多种酶类(尤其是氧化酶类)对DNA的抽提产生不利的影响，在抽提缓冲液中需加入抗氧化剂或强还原剂(如巯基乙醇)以降低这些酶类的活性。（3）DNA电泳时所用的琼脂糖凝胶其浓度是如何决定的？1．核酸分子大小与琼脂糖浓度的关系（2）琼脂脂糖的浓度不同大小的DNA需要用不同浓度的琼脂糖凝胶进行电泳分离。琼脂糖浓度与DNA分离范围琼脂糖浓度/%0.30.60.70.91.21.52.0线状DNA大小/kb60-520-110-0.87-0.56-0.44-0.23-0.1（4）琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理是什么DNA分子在pH值高于其等电点的溶液中带负电荷，在电场中向阳极移动。DNA分子在电场中通过琼脂糖凝胶而泳动，除了电荷效应以外，还有分子筛效应。由于DNA分子可片段的相对分子质量不同，移动速度也不同，所以可将相对分子质量不同或构象不同的DNA分离。DNA片段迁移距离（迁移率）与碱基对的对数成反比，因此通过已知大小的标准物移动的距离与未知片段的移动距离时行比较，便可测出未知片段的大小。但是当DNA分子大小超过20kb时，普通琼脂糖凝胶就很难将它们分开。此时电泳的迁移率不再依赖于分子大小，因此，就用琼脂糖凝胶电泳分离DNA时，分子大小不宜超过此值。（5）琼脂糖凝胶电泳时胶中DNA是靠什么发出荧光的？为什么？溴化乙锭是一种高度灵敏的荧光染色剂,可插入DNA双螺旋结构的两个碱基之间，形成一种荧光络合物。在254nm波长紫外光照射下，呈现橙黄色的荧光。用溴化乙啶检测DNA，可检出10-9g以上的DNA含量。（6）制备基因组DNA时用到的以下试剂分别起什么作用？CTAB等离子型表面活性剂，能溶解细胞膜和核膜蛋白，使核蛋白解聚，从而使DNA得以游离出来氯仿有机溶剂，能使蛋白质变性，并使抽提液分相，因核酸(DNA、RNA)水溶性很强，经离心后即可从抽提液中除去细胞碎片和大部分蛋白质。无水乙醇上清液中加入无水乙醇使DNA沉淀，沉淀DNA溶于TE溶液中，即得植物总DNA溶液。75%乙醇,乙醇轻轻洗涤管壁实验二RNA的制备1.制备RNA时通常要注意些什么？为什么？应该要注意(1)不要徒手操作,必须带手套;(2)加样时不能够大声说话,防止唾液等进入;由于RNA分子的结构特点，容易受RNA酶的攻击反应而降解，加上RNA酶极为稳定且广泛存在，因而在提取过程中要严格防止RNA酶的污染，并设法抑制其活性，这是本实验成败的关键。2.制备的RNA通常有哪些用途？制备的DNA通常又有哪些用途？研究基因的表达和调控时常常要从组织和细胞中分离和纯化RNA。质粒DNA构建克隆载体,分离目的基因3.RNA制备好后是通过什么方法检测其有没有降解的？从胶上检测什么指标来判断RNA质量好坏？为什么？ 1.2%琼脂糖凝胶电泳。在紫外检测仪下观察，完整的总RNA样品应呈现三条带：28S、18S、和5SrRNA。其中28SrRNA条带的亮度应该为18SrRNA条带的1.5~2倍。反之，说明部分28SrRNA已经降解成18SrRNA。若无清晰条带，则说明样品RNA已严重降解。若加样孔内或孔附近有荧光区带，则说明有DNA污染。4.RNA制备好后通过什么方法测定其含量？RNA通常用分光光度计测量，通常在A260的读书在0.15-1.0之间才是可靠的，A260为1相当于RNA的浓度为40微克/ml实验三质粒DNA的制备1.什么是质粒？质粒有什么主要用途？染色体外小型（1-200kb）的共价、闭合、环状的双链DNA分子（cccDNA），能自主复制并能稳定遗传的遗传因子。常常编码一些对宿主有利的酶的基因，这些基因的表型包括抗生素抗性、产生抗生素、限制酶、修饰酶等用途:把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖和表达的工具叫载体(Vector)。细菌质粒是重组DNA技术中常用的载体。2.分子生物学实验中用的质粒是由野生型改建而来的，它必须具备哪三个基本要素？1环状DNA分子能够自我复制，或整合到染色体上，随染色体复制。2有多个限制酶切点(便于切割)3有标记基因(便于进行检验)3.制备的质粒DNA在琼脂糖凝胶上通常以三种形式条带存在，它们分别是什么？哪种条带形式的质粒DNA其转化或转染效率最高？三种结构：线形、开环、闭环超螺旋。实验四感受态细菌的制备及质粒DNA的转化（1）什么是感受态细菌？感受态细菌的主要用途是什么？感受态细胞：处理后，细胞膜的通透性发生变化，成为能容许外源DNA分子通过时细胞的状态。感受态细菌吸收异源DNA分子，使受体细胞获得新的遗传性状.（2）什么是转化？转化与转染的主要区别是什么？转化（transformation)感受态细菌捕获质粒DNA的过程转染（transfection)细菌捕获噬菌体DNA的过程（3）有哪些主要因素决定质粒DNA的转化效率？1.细菌的生长状态和密度：OD006=0.3~0.5细菌出于对数期或者对数前期2.质粒DNA：数量：质粒DNA不超过感受态细胞体积的5%大小：分子量越大转化效率越低，超过30Kb的质粒DNA很难转化成功构型：超螺旋的DNA具有较高的转化效率，重组DNA效率低一些，环状DNA相比线性DNA转化效率高一些3.所用试剂纯度、质量、器皿的洁净程度4.防止杂菌和其他外源DNA的污染（4）质粒DNA的转化过程可分为哪几个阶段？每个阶段中主要发生了什么事件？1吸附阶段：完整的双链DNA分子吸附于感受态细胞表面。 2转入阶段：双链DNA分子解链，以单链形式进入细胞，而另一链则被降解。3自身稳定阶段：外源质粒在细胞内又复制成双链环型DNA4表达阶段：即目的基因随质粒的复制子一起复制，并被转录及翻译。（5）什么是转化子？什么是非转化子？转化子：带有异源DNA分子的受体细胞非转化子:不带有异源DNA(质粒)分子的受体细胞实验五质粒DNA的酶切与鉴定（1）限制性核酸内切酶天然存在于什么生物体内？是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并在识别序列内或附近特异切割双链DNA的核酸内切酶。限制性内切酶天然存在于细菌体内（2）什么是细菌的限制-修饰系统？限制-修饰系统对细菌有什么用途？限制性内切酶,与相伴存在的甲基化酶共同构成细菌的限制-修饰系统（Restriction-ModificationSystem）。用途:降解外来DNA分子，以限制（restriction）或阻止病毒侵染，是细菌细胞为防御异源遗传物质进入的一种有效方式。（3）限制性内切酶有几类？这几类限制性内切酶各有什么特点？可作为工具酶的限制性内切酶是哪一类？为什么？Ⅰ型限制性内切酶功能：限制、修饰特点：需Mg2+、ATP和S-腺苷蛋氨酸为辅助因子；识别位点和切割位点不一致，没有固定切割位点（随机性）应用：不常用。Ⅱ型限制性内切酶功能：功能：识别并特异切割DNA分子,即通常所指的DNA限制性核酸内切酶。特点：仅需Mg2+作为催化反应的辅助因子，能识别双链DNA的特殊序列，并可特异切割DNA，产生特异性的片段。应用：种类繁多,分子克隆最常用的内切酶。Ⅲ型限制性内切酶限制、修饰特点：需Mg2+、ATP和S-腺苷蛋氨酸为辅助因子；特异切割，切割位点在识别位点外，距识别位点3`端24-26bp处应用：数量很少，分子克隆中无实际作用（4）限制性内切酶的识别序列有什么特点？称为什么序列？II型限制性核酸内切酶的识别序列通常是对称的，识别位点序列长度为4-8个核苷酸对。这种对称序列称为回纹序列（palindrome）。（5）酶通常在什么温度中保存？为什么酶在该温度下保存不会结冻？酶最后工作的时候其甘油浓度必须低于多少？限制性内切酶需保存于-20℃，操作时应将酶保持在冰浴中，避免长时间置于高温中。限制性内切酶溶液通常含有50%甘油（6）1个单位（1U）的限制性内切酶代表什么意思？酶活力单位的量度。1961年国际酶学会议规定：1个酶活力单位是指在特定条件（25℃，其它为最适条件）下，在1min内能转化1μmol底物的酶量，或是转化底物中1μmol的有关基团的酶量。实验六目的基因的PCR扩增（1）PCR反应液中主要成分是哪些？在PCR反应过程中各起什么作用？ DNA模板、反应缓冲液、dNTP、MgCl2、两条合成的DNA引物、耐热DNATaq聚合酶。（2）为什么在PCR反应过程中，使用三个不同的温度变化？高温变性、低温退火、中温延伸3个阶段。1、变性：加热使模板DNA在高温下（94-95℃）变性，双链间的氢键断裂而形成两条单链，即变性阶段。2、退火：在体系温度降至37-65℃，模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合，使引物与模板链3’端结合，形成部分双链DNA，即退火阶段。3、延伸：体系反应温度升至中温72℃，耐热DNA聚合酶以单链DNA为模板，在引物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸（dNTP），按5’到3’方向复制出互补DNA，即引物的延伸阶段。（3）用PCR扩增目的基因，要想得到特异性产物需注意哪些事项？由于PCR灵敏度非常高，所以应当采取措施以防反应混合物受痕量DNA的污染。1.所有与PCR有关的试剂，只作PCR实验用，而不挪作它用。2.操作中所用的PCR管、离心管、吸管头等都只能一次性使用。3.每加一种反应物，应换新的枪头。实验七DNA重组及转化实验（1）什么是T-载体？聚合酶链反应产物的克隆运载体，线性化后两侧3′端各多出一个脱氧胸苷酸(T)。由于PCR产物两侧3′端通常含单个脱氧腺苷酸(A)，与T载体之间的A-T互补性可提高PCR产物克隆的效率。（2）什么是T-A克隆？TA克隆方法（Original TA Cloning Kit）把PCR片断与一个具有3‘-T突出的载体DNA连接起来的方法。（3）T-A克隆DNA重组实验的主要步骤有哪些？切,接,转,增,检（4）目前获取目的基因的常用方法有哪些？一直接获取目的基因：1、从供体细胞直接获取 （鸟枪法--用限制性内切酶处理DNA）2、从基因组文库中获取二合成法获取目的基因：1、利用mRNA反转录形成2、人工合成即根据蛋白质的氨基酸的序列推导出mRNA的核糖核苷酸序列，再推导出DNA的脱氧核苷酸的序列，最后用化学合成法合成目的基因  3、PCR扩增（5）蓝-白斑筛选的原理是什么？n由α-互补产生的Lac+ 细菌较易识别，它在生色底物X-gal(5-溴-4氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)存在下被IPTG(异丙基-β-D-半乳糖苷)诱导形成蓝色菌落。n当外源片段插入到pUCm-T质粒的多克隆位点上后会导致读码框架改变， 表达蛋白失活，产生的氨基酸片段失去α-互补能力，因此在同样条件下含重组质粒的转化子在生色诱导培养基上只能形成白色菌落。此为α-互补现象筛选。