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。1、 哪些证据证明 DNA 是主要的遗传物质？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。2、DNA 科学在生活中有哪些主要应用？答：基因工程又称基因拼接技术和 DNA 重组技术，是以分子遗传学为理论基础， 以分子生物学和微生物学的现代方法为手段， 将不同来源的基因(DNA 分子)，按预先设计的蓝图， 在体外构建杂种DNA 分子， 然后导入活细胞， 以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。基因工程在生活中应用广泛，主要应用在转基因动植物、环境保护、基因工程药品的生产、基因治疗。我国以生产出生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼；阿根廷生产出乳汁中含有人生长激素的转基因牛；转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯、不会引起过敏的转基因大豆；基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg 胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每 2000L 培养液就能产生 100g 胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了 30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L 血才提取 1mg！其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素 α-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素 α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。运用基因工程设计制造的“DNA 探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。3、转基因涉及的主要步骤有哪些?答：现在最常见的转基因植物有：大豆，我国比较著名的是抗虫棉，能抵抗叶子不受害虫的伤害。其他的也很多，例如一些水果蔬菜等。 转基因的方法，也就是基因工程，亦称转基因技术。 步骤： 1）获取目的基因 2）通过载体将其导入宿主细胞 3）使其在宿主细胞内表达 4）检验表达其中有限制性内切酶，DNA 连接酶，质粒等。工具酶十分重要。4、如何将 DNA 科学应用到在法医学？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。- 1 - 5、列举三种主要基于 DNA 科学的基因工程药物。答：目前,通过重组 DNA 产生的工程菌已大量高效地 合成出许多人体中的活性多肤,如干扰素,白介素,促红 细胞生成素,人生长激素,集落刺激因子和胰岛素等,基 因工程药物为人体战胜多种疑难疾病提供了有力的武 器,也是国际医药工业发展的新的增长点,如单就 a 型 干扰素而言,目前已有 49 个国家批准销售,年销售额约 3 亿美元,它可用以治疗 14 种严重疾病,包括:肝炎,毛 细胞性白血病,卡波济肉瘤,多发性骨髓瘤,外阴部庆, 乳头瘤病,肾癌,髓细胞性白血病,非何术金氏淋巴瘤,膀胧癌,基底细胞癌,疙疹,眼传染病和覃样菌病等. 2.2 新型基因工程疫苗的生产控制 1 种疾病的有效 手段,目前主要靠疫苗.现在我们所使用的许多疫苗主 要是由被杀死或减毒的病源微生物,或细菌毒素组成, 由于减毒不充分或大量培养病毒过程中所出现的间题 等原因,有些疫苗具有副作用,重组 DNA 技术的发展 使得设计新的无毒副作用的疫苗成为可能,并已取得了 突破性进展.目前,正在开发研制的疫苗种类繁多,细菌 方面有霍乱弧菌,百日咳杆菌,麻风杆菌,淋球菌,绿脓 杆菌,脑膜炎双球菌,链球菌和志贺菌属的一些菌种等; 病毒方面有流感病毒,人免疫缺陷病毒(HIV),甲肝病 毒,乙肝病毒,带状疤疹病毒和巨细胞病毒等;寄生虫方 面有疟原虫,丝虫,血吸虫和利什曼原虫等;另外,关于 癌症,也已有科学家进行其疫苗的研制工作.杆菌,脑膜炎双球菌,链球菌和志贺菌属的一些菌种等; 病毒方面有流感病毒,人免疫缺陷病毒(HIV),甲肝病 毒,乙肝病毒,带状疤疹病毒和巨细胞病毒等;寄生虫方 面有疟原虫,丝虫,血吸虫和利什曼原虫等;另外,关于 癌症,也已有科学家进行其疫苗的研制工作. 2.3 蛋白质工程和基因治疗的进展蛋白质工程是指， 根据蛋白质的立体结构,采用基因工程等各种手段,根 据人们的意愿对天然蛋白质进行修饰改造,使之在多种 性能方面优于天然蛋白质.在医学方面,可望通过某些 单克隆抗体免疫球蛋白与毒素队融合,来制造"生物导 弹"药物,用以攻克肿瘤及其他疾病的治疗等。6、简述聚合酶链式反应 PCR 的原理。答 ：聚合酶链式反应 PCR 的原理，就是 DNA 半保留复制。过程是：1.DNA 变性（90 -96℃ ℃）：双链 DNA 模板在热作用下,氢键断裂,形成单链 DNA 2.退火（25 -65℃ ℃）：系统温度降低,引物与 DNA 模板结合,形成局部双链. 3.延伸（70 -75℃ ℃）：在 Taq 酶（在 72℃左右,活性最佳）的作用下,以 dNTP 为原料,从引物的 5′→3′ 端延伸,合成与模板互补的 DNA 链.还有就是体外快速 DNA 复制，以及 PCR 反应五要素：参加 PCR 反应的物质主要有五种即引物(PCR 引物为 DNA 片段,细胞内 DNA 复制的引物为一段 RNA 链)、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中需要 Mg2+)。- 2 -