【考研类试卷】研究生入学考试专业课现代分子生物学-3及答案解析.doc
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1、研究生入学考试专业课现代分子生物学-3 及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、论述题(总题数:28,分数:100.00)1.试述基因克隆载体进化过程。 (分数:3.00)_2.试述 PCR 扩增的原理和过程。 (分数:3.00)_3.说说荧光染料 SYBR Green 和 TaqMan 荧光探针的主要不同点。 (分数:3.00)_4.说出基因组 DNA 文库和 cDNA 文库的主要区别。 (分数:3.00)_5.cDNA 合成时的方向性是如何实现的? (分数:3.00)_6.试述不对称交错多聚酶链式反应(TAIL-PCR)的主要技术和原理? (分数:3.00)_7.在基因操
2、作实践中有哪些检测核酸和蛋白质相对分子质量的方法? (分数:3.00)_8.说说用 polyATtract 分离 mRNA 的主要过程。 (分数:3.00)_9.说说 cDNA 差示分析法的原理和主要实验流程。 (分数:3.00)_10.说说 Gateway 大规模克隆技术原理及基本操作流程。 (分数:3.00)_11.说说基因图位克隆法的原理和过程。 (分数:3.00)_12.说出基因组与蛋白质组的主要差别。 (分数:3.00)_13.说出蛋白质质谱技术的主要原理。 (分数:4.00)_14.说说蓝白斑筛选的分子机制。 (分数:4.00)_15.已知一个 cDNA3“端的部分序列,请设计实验
3、流程得到该基因的全长 cDNA。 (分数:4.00)_16.简述 RNA-seq 技术进行转录组学分析的原理。 (分数:4.00)_17.简述 RNA 原位杂交的主要实验过程及应用。 (分数:4.00)_18.简述基因芯片技术对分子生物学研究的意义。 (分数:4.00)_19.说出免疫共沉淀(CoIP)实验的原理与过程,比较酵母双杂交技术和免疫共沉淀技术在研究蛋白质相互作用方面的优缺点。 (分数:4.00)_20.简述 RNAi 原理以及在分子生物学领域应用的前景。 (分数:4.00)_21.简述基因定点突变的原理与实验过程。 (分数:4.00)_22.说出经典遗传学(forward gene
4、tics)与现代遗传学(reverse genetics)的异同。 (分数:4.00)_23.假设某哺乳动物基因可能编码了脂肪脱氢酶,请在酵母细胞中设计试验研究该基因的功能。 (分数:4.00)_24.蛋白质 Pull-down 实验原理与主要步骤。 (分数:4.00)_25.简述染色质免疫共沉淀(ChIP)技术原理与基本过程。 (分数:4.00)_26.什么是完全基因敲除和条件基因敲除? (分数:4.00)_27.简述酵母单、双杂交系统的基本原理与应用。 (分数:4.00)_28.说出凝胶滞缓实验的原理与应用。 (分数:4.00)_研究生入学考试专业课现代分子生物学-3 答案解析(总分:10
5、0.00,做题时间:90 分钟)一、论述题(总题数:28,分数:100.00)1.试述基因克隆载体进化过程。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:自 Coben 等(1973)构建第一个质粒载体 pSC101 作克隆载体以来,随着分子生物学技术的发展,越来越多的克隆载体相继出现,克隆载体的发展划分为三个阶段:第一阶段以质粒(plasmid)、 噬菌体(bacteriophage)、柯斯质粒(cosmid,又称粘粒)为主,主要特点是载体在宿主细胞内稳定遗传、易分离、转化效率高,但是克隆容量有限,一般小于 45kb;第二阶段的克隆载体则突破了上述载体容量,显著特点是载体的容载能力扩大,为 10
6、0350 kb,主要有酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)以及源于噬菌体 P1 的人工染色体(PAC);第三个发展阶段是以近几年发展起来的双元细菌人工染色体(BIBAC)和可转化人工染色体(TAC),这些载体不仅具有较大的克隆容量,而且具备了直接转化植物进行功能互补实验的功能。这些载体的发展推动了结构基因组学和功能基因组学研究。2.试述 PCR 扩增的原理和过程。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:PCR 技术是一种在体外快速扩增特定基因或 DNA 序列的方法。它可以快速将极微量的目的基因或某一特定的 DNA 片段扩增数十万乃至千百万倍。其基本原理是:首先将双链 DNA 分
7、子在临近沸点的温度下加热分离成两条单链 DNA 分子,DNA 聚合酶以单链 DNA 为模板并利用反应混合物中的四种脱氧核苷三磷酸合成新生的 DNA 互补链。新合成的 DNA 链的起点,由加入到反应混合物中的一对寡核苷酸引物在模板 DNA 链两端的退火决定的。DNA 解链(变性)、引物与模板 DNA 相结合(退火)、DNA 合成(延伸)三步,被不断重复。多次循环之后,反应混合物中所含有的双链 DNA 数,即两条引物位点之间的 DNA 区段的拷贝数,理论上的最高值是 2n。3.说说荧光染料 SYBR Green 和 TaqMan 荧光探针的主要不同点。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:(1
8、)TaqMan 荧光探针(2 种荧光,短波长和长波长):PCR 扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR 扩增时,Taq 酶的 5“-3“外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条 DNA 链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与 PCR 产物形成完全同步。 (2)SYBR 荧光染料(1 种荧光):在 PCR 反应体系中,加入过量 SYBR 荧光染料,SYBR 荧光染料特异性地掺入 DNA
9、 双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的 sYBR 染料分子不会发射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与 PCR 产物的增加完全同步。4.说出基因组 DNA 文库和 cDNA 文库的主要区别。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:基因组 DNA 文库和 cDNA 文库的建库过程不同,产生的基因结构也不同,因此应用范围也不相同。主要表现在:(1)基因组文库克隆的是任何基因,包括未知功能的 DNA 序列,cDNA 文库克隆的是具有蛋白质产物的结构基因,包括调节基因;(2)基因组文库克隆的是全部遗传信息,不受时空影响,cDNA 文库克隆的是被转录 DNA 序列;(3)基因组文库中的编码基因是含有
10、内含子和外显子,而 cDNA 克隆的基因不含内含子;(4)基因组 DNA 文库可用于分离特定的基因片断、分析特定基因结构、研究基因表达调控、还可用于全基因组物理图谱的构建和全基因组序列测定,cDNA 文库可用于筛选目的基因、大规模测序、基因芯片杂交等功能基因组学研究。5.cDNA 合成时的方向性是如何实现的? (分数:3.00)_正确答案:()解析:在 cDNA 合成过程中,选用活性较高的反转录酶及甲基化 dCTP,在 cDNA 两端加上不同内切酶所识别的接头序列,可以保证所获得双链 cDNA 的方向性。6.试述不对称交错多聚酶链式反应(TAIL-PCR)的主要技术和原理? (分数:3.00)
11、_正确答案:()解析:TAIL-PCR 的基本原理:以基因组 DNA 为模板,利用依照目标序列旁的已知序列设计 3 个较高退火温度的嵌套特异性引物(special prime,SP)和 1 个具有低 T m 值的短的随机简并引物(Arbitrary degenerate prime,AD)相组合,通过 3 轮具热不对称的温度循环的分级反应来进行 PCR 扩增,获得已知序列的侧翼序列。 TAIL-PCR 一般分为 3 次反应: 第一次 PCR 反应是 TAIL-PCR 的重要环节,由 5 次高严谨循环、1 次低严谨循环、15 次热不对称的大循环构成。通过 5 次高严谨循环使 SP1 与已知的序列
12、退火并延伸,提高目标序列的浓度;1 次低严谨循环使简并引物结合到较多的目标序列上,随后进行 15 次 TAIL 循环。经过上述循环得到不同浓度的 3 种类型的产物:特异性序列(两端分别拥有 SP1 和 AD)、非特异性序列(只有 SP1,没有 AD)和非特异性序列(两端均为 AD) 第二次 PCR 反应:将第一次反应的产物稀释 1000 倍作为模板,以 SP2 和 AD 为引物,进行 12 个 TAIL-PCR 循环,特异性序列被选择性地扩增,而非特异性序列被压制到极低的含量。 第三次 PCR 反应:将第二次反应的产物稀释 1000 倍作为模板,以 SP3 和 AD 为引物,通过 15 次热不
13、对称的大循环可以得到较高含量的与已知序列邻近的目标序列。7.在基因操作实践中有哪些检测核酸和蛋白质相对分子质量的方法? (分数:3.00)_正确答案:()解析:凝胶电泳技术、双向电泳技术、质谱分析技术等方法都可用来检测核酸和蛋白质相对分子质量的方法。 (1)凝胶电泳技术。 将某种蛋白质或核酸分子放到特定的电场中,它就会以一定的速度向适当的电极移动,其迁移率与电场强度和该分子本身所携带的净电荷数成正比,由于凝胶为无反应活性的稳定的支持介质,故迁移率与分子的摩擦系数成反比(相对分子质量大小、极性、介质的粘度系数等)。 (2)双向电泳技术。 双向电泳技术是分离混合蛋白质最常用的方法。该方法是依赖于蛋
14、白质的等电点的不同和相对分子质量的不同而构建的,运用等电聚焦和 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,把复杂的蛋白质混合物中的蛋白在二维平面上分离展开。 (3)质谱分析技术。 质谱分析技术是一种超灵敏的鉴定技术,常用的 MALDI-TOF 的工作原理是将从 2-D 胶中分离得到的或其他来源的蛋白质酶解成小肽段后与基质混合,将样品混合物点到金属靶表面上并使之干燥结晶,然后用激光轰击,将呈离子化气体状态的待分析物从靶表面喷射出去。离子化的气体中每个分子带有一个或更多的正电荷,这些气体肽段在电场中被加速后到达检测器的时间由肽段的分子质量和其所带电荷数的比值(m/z)决定。8.说说用 polyATtract 分
15、离 mRNA 的主要过程。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:polyAT tract mRNA 分离系统将生物素标记的寡(dT)引物与细胞总 RNA 温育,加入与微磁球相连的抗生物索蛋白以结合 polyA mRNA,通过磁场吸附作用将 poly(A)mRNA 从总 RNA 中分离。9.说说 cDNA 差示分析法的原理和主要实验流程。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:基本原理:该法充分发挥了 PCR 技术以指数形式扩增双链 DNA 模板的特性,通过降低 cDNA 群体复杂性和更换 cDNA 两端接头等方法,特异性扩增目的基因片段。试验对象和供试探针经 4 碱基切割酶处理,形成平均
16、长度 256bp 的代表群然后通过 PCR 和杂交等步骤获得差异表达的基因。 主要实验流程:将含目的基因的试验对象(Tester,T)与不含目的基因的供试探针(Driver,D)分别用 4 碱基切割酶处理,得到平均长度为 256bp 的代表群,加 12/24 碱基接头,补平末端,以 24 碱基的互补序列为引物进行 PCR,T 改换新接头,D 不加接头,将 T 与 D 按 1:100 杂交,设计新接头引物,通过 PCR,指数扩增产物差异产物。10.说说 Gateway 大规模克隆技术原理及基本操作流程。 (分数:3.00)_正确答案:()解析:基本原理:利用 噬菌体进行位点特异性 DNA 片段重
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