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 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 文库的构建是分子生物学领域的一项重要技术。cDNA 是以 mRNA 为模板，在逆转录酶的作用下，在体外被逆转录为 cDNA 第一链，再以 cDNA 为模板，由大肠杆菌 DNA 聚合酶Ⅰ合成第二链，得到双链 cDNA。由于组织或细胞的总 RNA 或 mRNA 中，含有该细胞的全部 mRNA 分子，因而被合成的 cDNA 产物将是各种 mRNA 拷贝的群体。当它们与质粒重组后并转化至宿主细胞中，将得到一系列克隆群体，每个克隆仅含有一种 mRNA 信息，所有克隆的总和则包含细胞内全部 mRNA 的信息，这种克隆群体则为 cDNA 文库。cDNA 文库的构建 分为六个阶段。阶段 1：反转录酶催化合成 cDNA 第一链；阶段 2：cDNA 第二链的合成；阶段 3：cDNA 的甲基化；阶段 4：接头或衔接子的连接；阶段 5：SepharoseCL-4B 凝胶过滤法分离 cDNA；阶段 6：cDNA 与 λ 噬菌体臂的连接。二、 简述中心法则的主要内容。答：DNA 是生物遗传的主要物质基础。遗传信息以特定的脱氧核苷酸序列贮存在 DNA 分子中。DNA 能准确地自我复制，并把遗传信息转录到 mRNA 分子上，然后通过 mRNA 翻译成为具有特定氨基酸顺序的蛋白质，由蛋白质行使各种生物学功能。Crick 把这种遗传信息的流动称为分子遗传的中心法则。后来人们又发现反转录病毒可以其 RNA 为模板指导合成 DNA；某些病毒 RNA 可进行自我复制，即以自身 RNA 为模板，合成子代RNA，也就是说某些情况下 RNA 也可作为重要的遗传物质。这些发现是对中心法则的补充和发展。中心法则主要包括五个过程：① DNA 复制，②转录，③翻译，④逆转录，⑤RNA 复制。每一个过程都需要模板、原料、酶、能量，也都遵循碱基互补配对原则。具体如下表：比较项目 DNA 复制 转录 翻译 逆转录 RNA 复制场 所 主要在细胞核中 主 要 在 细 胞 核中核糖体—— ——模 板 DNA 的 每 一 条链DNA 的一条链mRNA RNA RNA原 料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 20 种氨基酸 4 种 脱 氧 核苷酸4 种 核 糖 核苷酸酶 DNA 解 旋酶 、 DNA 聚 合酶 、 DNA 连 接酶等DNA 解旋酶、RNA 聚合酶等酶 逆转录酶等 RNA 聚 合 酶等产 物 两 个 相 同 DNA分子mRNA蛋 白 质 ( 多肽)、水DNA RNA- 1 - 能量ATP碱基互补 配对原则G→C，C→GA→T，T→A A→U，T→A A→U，U→A A→T，U→A A→U，U→A工 具—— —— tRNA —— ——实 例 乙肝病毒、动植物等绝大多数生物 绝大多数生物 艾滋病病毒 甲 型 H1N1病毒等三、 列举三种基于基因工程研发的产品，并对其进行简要描述。四、 常用的基因载体有哪些？载体必须满足哪些条件？答：基因工程中常用的载体有五类，分别为质粒(plasmid)、单链 DNA 噬菌体 M13、λ 噬菌体的衍生物、柯斯质粒(cosmid)、动物病毒（virus）。基因工程对载体的要求：（1）在宿主细胞内能独立复制；（2）有选择性标记；（3）有一段多克隆位点.外源 DNA 插入其中不影响载体的复制；（4）分子量小,拷贝数多；（5）容易从宿主细胞中分离纯化。五、 怎么证明遗传物质是 DNA 而不是蛋白质？答：考察 DNA 是遗传物质的证据噬菌体侵染试验。在噬菌体侵染实验中，只有噬菌体 DNA 注入到细菌体内，而噬菌体蛋白质外壳则留在细菌之外。侵染到细菌体内的噬菌体，以自己的 DNA 为模板，以细菌体内的脱氧核苷酸为原料，复制出许多子代噬菌体 DNA，这些 DNA 分子中，大部分含有 32P，极少数含有 31 P。在这些 DNA 的指导下以细菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳，因此蛋白质外壳应全部有 32S 而没有 35S。DNA 作为主要遗传物质的间接证明证据（1）DNA 含量恒定性。配子 DNA=1/2 体细胞，蛋白质含量是不恒定的；（2）DNA 代谢稳定性；（3）DNA 是所有生物染色体所共有的；（4）UV 激发最有效波长是 2600A°，与 DNA 所吸收的 UV 光谱是一致的。六、 试论 DNA 科学在法医检验中的作用。答： DNA 是由许多脱氧单核苷酸组成的线形双螺旋大分子，是细胞内重要的遗传物质，主要分布在细胞核内。近年的研究发现，机体细胞核内 DNA 的平均含量在同一物种的细胞内是恒定的，并于死后发生变性降解，且随死亡时间的延长逐渐下降。由于正常人体染色体数目是恒定的，细胞核 DNA 的含量也相对恒定，且不同组织细胞核中 DNA平均含量基本一致。机体死亡后,组织细胞对自身酶的屏障保护机能消失，细胞内的溶酶体膜破裂，释放出各种水解酶，使细胞成分水解，细胞形态结构因自溶而崩解，该过程中细胞核可出现核浓缩、核碎裂、核溶解，在脱氧核糖核酸酶的作用下，核染色双螺旋结构的 DNA 崩解为小碎片，由于核膜破裂, DNA 碎片分散于胞浆中，最后染色质中残余蛋白质被溶蛋白酶溶 解，核便完全消失，故机体死后一段时间，细胞核 DNA 会发生分解、减少直至消失，即细胞内的 DNA 含量随死亡时间的延长而呈逐渐下降的趋势。基于上述原理，上个世纪 70 年代开始，国内外法医学工作者对死后 DNA 含量变化与死亡时间之- 2 - 间的关系进行了大量的试验性研究，证实死后细胞核 DNA 含量与死亡时间呈负相关系。而骨髓组织受外层坚固的骨皮质包绕，处于相对密闭的环境，受外界条件变化的影响较小，腐败过程亦较为缓慢。因此，可望通过对人死后不同时间骨髓细胞核 DNA 含量的测定来推断较晚期尸体死亡时间。- 3 -