分子诊断学资料

第一章 基因组概论

一、 A型题:

1. 一个典型的基因不包括( ) A. 增强子 B. 5′非编码区 C. 3′非编码区 D. 启始密码子 E. 终止密码子

2. 基因序列中保守性最高的序列( ) A. 内含子 B. 外显子 C. 整个基因 D. 5′非编码区 E. 3′非编码区

3. 基因组最大的生物( ) A. 人 B. 某些藻类 C. 某些细菌

D. 某些显花植物和两栖类动物 E. 某些哺乳动物

4. 基因总数最多的生物( ) A. 人 B. 藻类 C. 水稻

D. 显花植物和两栖类动物 E. 某些哺乳动物

5. HGP研究的主要内容不包括( ) A. 物理图 B. SNP图 C. 连锁图 D. 序列图 E. 遗传图

6. 模式生物基因组计划不包括( ) A. 秀丽线虫 B. 酿酒酵母 C. 黑腹果蝇 D. 小鼠 E. 大鼠

参考答案

一、A型题:

1.A 2.B 3.D 4.C 5.B 6.E 7.B 二、X型题:

1.ABCDE 2.ABCD 3.BCD

7. 后基因组计划的主要目标( ) A. 基因功能比较 B. 基因功能鉴定 C. 基因组测序 D. 基因数据分析 E. 基因结构

二、 X型题:

1. 基因编码的功能产物( ) A. 多肽 B. 蛋白质 C. tRNA D. rRNA

E. 某些小分子RNA

2. 基因组学(Genomics)研究的内容包括( ) A. 基因组作图 B. 核苷酸序列分析 C. 基因定位 D. 基因功能分析 E. 疾病基因定位

3. 功能基因组学的主要特征。( ) A. 高精度 B. 高通量 C. 大规模 D. 计算机分析 E. 高分辩率

三、 名词解释:

1. 开放阅读框 2. 密码子偏爱 3. C值矛盾 4. 基因组学 四、 问答题:

1. 简述基因的特点和鉴别标准。 2. 简述基因组学研究对医学的影响。1

三、名词解释:

1. 开放阅读框(open reading frame, ORF)是由始于起始密码子并终于终止密码子的一串密码子组成的核

苷酸序列。

2. 在不同物种的基因中经常为某种氨基酸编码的只是其中的某一特定的密码子,这种现象称密码子偏爱

(codon bias)。

3. 生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象称为C值矛盾。

4. 基因组学(Genomics)指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱),核苷酸序列

分析,基因定位和基因功能分析的一门科学。 四、问答题:

1. 对于数量很少的编码tRNA、rRNA和某些小分子RNA的基因,我们较易通过核酸序列加以判断。而对于

数量极大的蛋白质编码基因,目前可根据其特点使用五项标准来鉴别:①开放阅读框(open reading frame, ORF)；②序列特征和密码子偏爱；③序列保守性；④转录产物；⑤基因失活。但这些标准使用起来却往往会遇到一些困难。

2. 基因组学研究成果惠泽最多的莫过于医学,基因组学将改变整个医学是必然的趋势。人类基因组中所有基因及其表达产物种类的确认和功能解析,野生型基因或突变型基因及其表达产物与疾病的关系的研究,将会大大加快加深人们对疾病分子机理的认识,并描绘出能准确用于每一种疾病的预测、诊断及预后的基因或蛋白质指纹图谱,将为药物的研究提供更多更有效的作用靶点。人类个体之间DNA序列差异的研究,基因芯片与蛋白质芯片技术及快速测序技术等的发展和普及,将使基因组和蛋白质组范围内的快速、准确的分子诊断成为现实,人们将因此最大限度地了解自身对环境和疾病的易感性,增进健康,延长寿命。医生将根据每个人的“基因特点”开出最优化的个体化处方。另外,基因组学的成就将使基因治疗更为切实可行。随着更安全更有效的载体的研制(这只是时间问题),基因治疗终究会被人们接受并得到普及。蛋白质组学与基因组学相辅相成,优势互补。

第二章 原核生物基因组

A型题:

1. 下列叙述哪项是错误的 ( ) A. 原核生物基因组具有操纵子结构 B. 原核生物结构基因是断裂基因 C. 原核生物基因组中含有插入序列 D. 原核生物基因组中含有重复顺序

E. 原核生物结构基因的转录产物为多顺反子型mRNA

2. 可以自我转移的质粒,其分子量一般在( ) A. 1.5×107以上 B. 1.5×107以下

C. 1.5×107与2.5×107之间 D. 2.5×107以下 E. 2.5×107以上

3. 下列哪项不符合转位因子的含义( ) A. 转位因子是DNA重组的一种形式 B. 可在质粒与染色体之间移动的DNA片段 C. 转座子是转位因子的一个类型 D. 可移动的基因成分

E. 能在一个DNA分子内部或两个DNA分子之间移动的DNA片段

4. 质粒的主要成分是( ) A. 多糖 B. 蛋白质 C. 氨基酸衍生物 D. DNA分子 E. 脂类

5. 下列哪项不能被列入可移动基因的范畴( ) A. 插入序列 B. 质粒 C. 染色体DNA D. 转座子 E. 可转座噬菌体

6. 大肠杆菌类核结构的组成是( ) A. 双链DNA B. RNA C. 蛋白质+DNA D. 支架蛋白

E. RNA+支架蛋白+双链DNA 7. 以下哪项描述是错误的( ) A. 细菌是单细胞生物

2

B. 细菌是原核生物 C. 细菌生长快个体小

D. 细菌以有丝分裂的方式增殖 E. 细菌无细胞核结构 8. 操纵子结构不存在( ) A. 细菌基因组中 B. 病毒基因组中 C. 真核生物基因组中 D. 大肠杆菌基因组中 E. 原核生物基因组中 9.下列哪项叙述不正确( )

A. F质粒的主要特征是带有耐药性基因 B. R质粒又称抗药性质粒 C. Col质粒可产生大肠杆菌素 D. F质粒是一种游离基因 E. R质粒在基因克隆中应用最多 10.下列说法正确的是( ) A. 质粒的主要成分是RNA B. 质粒的复制依赖于宿主细胞 C. 宿主细胞离开了质粒就不能生存 D. 质粒的存在对宿主细胞没有任何影响 E. 不同类群的质粒不能共存于同一菌株

五、 B型题: A. 基因重叠现象 B. 类核结构 C. 断裂基因 D. 质粒

E. 可移动基因成分 1. 原核生物具有( ) 2. 真核生物基因是( ) 3. 病毒基因组存在( ) 4. 转座因子是( )

5. 染色体以外的遗传物质是( ) 六、 X型题:

1. 下列哪些属于染色体以外的遗传因子( ) A. 转座子 B. 病毒核酸 C. 细菌的质粒 D. 高等植物的叶绿体 E. 转位因子 F. 插入序列

G．真核生物的线粒体

2.原核生物基因组的特征包括( )

A. 具有类核结构

B. 只有一个DNA复制起点 C. 有大量的基因重叠现象 D. 存在可移动基因成分 E. 基因组中有重复序列存在 F. 结构基因多数是多拷贝的 G．广泛存在操纵子结构

3. 原核生物基因组与真核生物基因组的区别有( )

A. 编码序列所占的比例 B. 操纵子结构 C. 重复序列 D. 内含子 E. 细胞核结构 G．复制起点的个数 4. 质粒的结构特点有( ) A．以环状双链DNA分子存在 B. 质粒DNA有超螺旋结构 C. 以环状单链DNA分子存在 D. 质粒DNA有半开环结构 E. 以环状双链RNA分子存在 F. 质粒DNA有线性结构 G．以线性双链DNA分子存在 5. 质粒按功能分类主要有( ) A. 接合型质粒 B. F型质粒 C. 松弛型质粒 D. 可移动型质粒 E. R型质粒 G．Col质粒

6. 有关R质粒叙述正确的是( ) A. R质粒带有抗性转移因子 B. R质粒又称耐药性质粒 C. R质粒带有抗性决定因子 D. R质粒能决定细菌的性别 E. R质粒具有自我转移能力 G．R质粒能进行自我复制 7. 质粒的生物学性质有( )

A. 质粒携带的遗传性状也能被转移 B. 质粒的复制可独立于宿主细胞 C. 质粒对宿主细胞的生存是必需的 D．质粒带有选择性标志 E. 质粒有不相容性

G．质粒可以与染色体发生整合

3

8. 细菌基因转移的方式有( ) A. 接合 B. 转化 C. 转染 D. 转导 E. 转座

七、 名词解释:

1．质粒 2．类核 3．转座 4．基因组

参考答案

一、A型题:1.B 2.E 3.A 4.D 5.C 6.E 7.D 8.C 9.A 10.B 二、B型题:1.B 2. C 3. A 4.E 5.D

三、X型题:1.ACDEFG 2.ABDEG 3.ABDF 4.CDEF 5. BEG 6.ABCEG 7.ADEG 8.ABDE 四、名词解释:

1．质粒:细菌染色体以外,能独立复制并稳定遗传的共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA,cccDNA)分子称为质粒(plasmid)。

2． 类核:原核生物基因组DNA通常位于菌细胞的中央,与支架蛋白和RNA结合在一起,以复合体的形式

存在,经高度盘旋聚集形成一个较为致密的区域,称为类核(nucleoid)。

3． 转座:转座(transposition)是指遗传物质被转移的现象。这种转移可以发生在同一染色体中也可以发

生在不同染色体之间,被转移的DNA片段称为转座因子(或转座元件)。 4． 基因组:基因组(genome)是一个细胞或一个生物体中的全套遗传物质。

5．基因重叠:(gene overlapping),指基因组DNA中某些序列被两个或两个以上的基因所共用。

6．质粒的不相容性:同一类群的不同质粒通常不能在同一菌株内稳定共存,当细胞分裂时就会分别进入不同的子代细胞,这种现象叫做质粒的不相容性(incompatibility)。 五、问答题:

1．在原核生物基因组中只有一个DNA复制起点。基因组DNA通常是由一条环状双链DNA(double stranded DNA,dsDNA)分子组成。基因组DNA与支架蛋白和RNA结合在一起,以复合体的形式存在。广泛存在操纵子结构。操纵子结构是原核生物基因组的功能单位,在原核基因调控中具有普遍的意义。原核生物的结构基因多数是单拷贝的并且结构基因中没有内含子成分。编码顺序一般不重叠。具有编码同工酶的不同基因。基因组中编码区所占比例为50﹪,不编码区中常常含有基因表达调控的序列。基因组DNA分子中存在多种功能的识别区域,这些区域经常有反向重复序列存在,并能形成特殊的结构。原核生物基因组存在着可移动的DNA序列,这些可移动的DNA序列,通过不同的转移方式发生基因重组,使生物体更适应环境的变化。

2．原核生物与真核生物的主要区别在细胞核上。原核生物没有典型的细胞核结构,基因组DNA位于细胞中央的核区,没有核膜将其与细胞质隔开,但能在蛋白质的协助下,以一定的组织形式盘曲、折叠包装起来,形成类核(nucleoid)也称拟核。类核的中央部分由RNA和支架蛋白(scaffolding protein)组成,外围是双链闭环的超螺旋DNA。在超螺旋结构的基础上,DNA 分子再扭结成许多活结样或花瓣样的放射状结构的DNA环。每个环形的活结状结构代表一个结构域,在各结构域中DNA呈负超螺旋状态。每个DNA环是一个相对独立的功能区,可以独立完成不同区域的基因表达与调控。在类核中80﹪为DNA,其余为RNA 和蛋白质。如果用DNA酶处理后可使基因组DNA链断裂；如果用RNA酶或蛋白酶处理类核,则类核变得松散,不能维持DNA链

八、 问答题:

1. 叙述原核生物基因组的结构特征。 2. 简述原核生物的类核组成。 3. 描述质粒DNA的结构特点。 4. 试述质粒的类型有哪些？

5. 简述原核生物转座子的类型及特点。 6. 通过转座可引起哪些遗传效应？ 5．基因重叠 6．质粒的不相容性

4

的折叠结构,这表明RNA和蛋白质对维持类核分子的折叠以及形成环状结构是必不可少的。

3．多数细菌来源的质粒核酸是环状双链DNA分子,没有游离的末端,每条链上的核苷酸通过共价键头尾相连。质粒DNA分子通常具有三种不同的构型。当其两条核苷酸链均保持完整环形结构时,为共价闭合环状DNA分子,这样的DNA常以超螺旋状态存在；如果两条链中只有一条链保持完整环形结构,另一条链出现一至数个缺口时,为半开环DNA；若两条链均有缺口并发生断裂则成为线性DNA分子。

4．根据细菌染色体对质粒复制的控制程度是否严格可将质粒分为:严紧型质粒和松弛型质粒。按转移方式分为:接合型质粒、可移动型质粒、自传递型质粒。按质粒大小分为:小型质粒、大型质粒。按质粒的宿主范围分为:窄宿主谱型质粒、广宿主谱型质粒。按质粒的功能分为:F质粒、R质粒、Col质粒。

5．⑴插入序列(insertion sequence,IS)长度约700bp～2 000bp,由一个转位酶基因及两侧的反向重复序列(16bp～41bp)组成。反向重复序列的对称结构使IS可以双向插入(正向插入或反向插入)靶位点。并在插入后于两侧形成一定长度(3bp～11bp)的顺向重复序列称靶序列(target sequence)IS的转位频率为10-7／拷贝,即在一个世代的107细菌中有1次插入。

⑵转座子 (transposon,Tn)是一类复杂的转位因子。Tn比IS大,约4500～20000bp,除了携带有关转座的必需基因外,还含有能决定宿主菌遗传性状的基因,主要是抗生素和某些药物的抗性基因,转座子中的转位酶称为转座酶(transposase),其功能是介导转座子从一个位点转座到另一个位点,或从一个复制子转座到另一个复制子,其转座过程与IS相似。

⑶Mu噬菌体 是一类具有转座功能的温和性噬菌体。温和性噬菌体有多种,如大肠杆菌λ噬菌体、大肠杆菌Mu-1、P1和P2噬菌体等。这类噬菌体具有整合能力,可以整合到细菌染色体中去,也称可转座的噬菌体(transposable phage)。当它们感染细菌后,其溶源性整合和裂解周期的复制均以转座方式进行,但转座位点是随机的。

6．⑴引起突变 转位可能引起多种基因突变。当转位因子插入一个基因内部,会引起这个基因的插入失活；当插入多顺反子前端的基因中时,可引起下游的所有基因停止转录,因为转位因子中含ρ依赖的转录终止信号；当插入染色体或质粒中时,常引起缺失和倒位突变。

⑵引入新的基因 在插入位点上引入新的基因,如含有抗药基因R质粒的转位因子,转位到染色体中时,可在该部位出现抗药性基因。若将带有Amp+R质粒的细菌与不含R质粒的带有Kan+转座子的细菌进行接合,结果产生了Amp+ Kan+的细菌,并且能够在含有氨苄青霉素及卡那霉素的培养板上生长。经过转位作用,在这种细菌内产生Amp+及Kan+的质粒,经过再次接合作用,即可产生含Amp+ Kan+R质粒细菌。

⑶引起生物进化 基因重排经常发生,转座作用是基因重排的重要机理之一,如通过转座,可将两个本来相隔遥远的基因靠拢,从而进行协调的控制作用,这两段基因顺序经过转座作用连接在一起有可能在进化过程中产生新的蛋白质。

第三章 真核生物基因组

一、选择题:

1.下列哪一个调控序列在断裂基因侧翼序列上不存在 A. B. C. D.

2.下列不属于真核生物染色体基因组一般特征的是 A. B. C.

基因组庞大

线状双链DNA和二倍体 编码区远远多于非编码区 启动子 增强子 终止子 外显子

D.

3.组蛋白家族中核小体组蛋白组蛋白包括 A. B. C. D.

4.线粒体DNA(mt DNA)与核DNA主要不同之处有 A. B. C.

非孟德尔的母系遗传 低突变率

异质性和复制分离 H1、H2A、H2B、H3 H1、H2A、H2B、H3A H2A、H2B、H3、H4 H2A、H2B、H3A、H4 重复序列

5

D.

5.能够引起遗传性视神经病的线粒体病遗传学分类类型是 A. B. C. D.

点突变

mt DNA的大规模缺失 mt DNA的大规模插入

源于核DNA缺陷引起mtDNA缺失 阈值效应

4. 微卫星DNA 5. 断裂基因 6. 基因家族 7. 假基因 8. 端粒酶 9. 后基因组研究 10. 遗传图谱 11. 单核苷酸多态性 12. 甲基特异性PCR 三、问答题:

1. 真核生物染色体基因组的一般特点？ 2. 真核生物基因组含有的重复序列有哪些？ 3. 线粒体DNA与核DNA有哪些不同之处？ 4. 何谓线粒体病？简述线粒体病的遗传学分类。 5. 假基因的分类及其发生机理。 6. 简述CpG岛与DNA甲基化调控。

7. 作为一种遗传标记,人类短串联重复序列(STR)的主要用途有哪几个方面？

8. 人类单核苷酸的多态性(SNP)的特点及主要用途有哪几个方面？

9. 人类基因组研究的主要内容是什么？ 答案

一、问答题

1.D 2.C 3.C 4.B 5.A 6.A 二、名词解释

1.外显子与内含子: 断裂基因的内部非编码序列称为内含子,编码序列称为外显子。 2.单拷贝基因: 在基因组中仅出现一次的基因称单拷贝基因,多为编码蛋白质的结构基因。

3.单顺反子mRNA: 真核生物中每一个基因单独构成一个转录单位转录而产生的mRNA,仅编码一种蛋白质。

4.微卫星DNA:存在于常染色体由2～6个核苷酸长的重复序列组成,又称简单串联重复序列,以(CA)n、(GT)n、(CAG)n较常见,重复次数多为15～60次,总长度一般在400 bp以下。

5.断裂基因:细胞内的结构基因并非全由编码序列组成,而是在编码序列中插入了非编码序列,这类基因被称为断裂基因。

6.基因家族:一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因,可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生,这一组基因就称为基因家族。

7.假基因:基因家族中一类与具正常功能的基因序列相似,但无转录功能或转录产物无功能的基因称为假基因。

8.端粒酶:一种由蛋白质和RNA两部分组成的以自身的RNA为模板,可合成端粒重复序列而延长端粒的特殊逆转录酶。

9.后基因组研究:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又称后基因组研究。

10.遗传图谱:是指通过计算连锁遗传标志之间的重组频率,得到基因线性排列从而确定相对距离的图谱,又称连锁图。

6.下列哪项与短串联重复序列 (STR) 位点的不稳定性相关 A. B. C. D.

脆性X综合症、重症肌无力和Huntington 舞蹈症

脆性X综合症、重症肌无力和Kearns-sayre综合症

Kearns-sayre综合症、慢性进行性眼外肌瘫痪和Huntington 舞蹈症

Kearns-sayre综合症、慢性进行性眼外肌瘫痪和Kearns-sayre综合症 二、名词解释: 1. 外显子与内含子 2. 单拷贝基因 3. 单顺反子mRNA

6

11.单核苷酸多态性:因单个碱基的变异(主要是置换,也有缺失和插入)引起的DNA序列多态性,在特定核苷酸位置上存在两种不同的碱基,其中最少一种在群体中的频率不小于1%。

12.甲基特异性PCR: DNA经亚硫酸钠处理后,非甲基化的C转变为U,而甲基化的胞嘧啶保持不变,利用两套不同的引物扩增可判断甲基化是否发生的一种特异性PCR。 三、问答题 1答案:

①真核生物基因组远大于原核生物基因组,结构复杂,基因数庞大,具有多个复制起点；②真核细胞的基因组DNA都是线状双链DNA,而不是环状双链分子；③基因组中非编码区多于编码区；④真核基因多为不连续的断裂基因,由外显子和内含子镶嵌而成；⑤存在大量重复序列。 2答案:

(一)高度重复序列

重复频度>105。根据卫星DNA的长度,又可分成3种:卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA。

(二)中度重复序列

这类重复序列主要由比较大的片段(由100bp到几千bp)串联重复组成,分散在整个基因组中,重复频度不等,如Alu家族、rRNA、tRNA和组蛋白等。 3 答案:

(一)非孟德尔的母系遗传

mtDNA 因位于细胞质中,表现为严格的母性遗传, 不服从孟德尔遗传,绝大部分mtDNA 是通过卵细胞遗传。

(二)高突变率

mt DNA突变率约为nDNA的10～100倍,此外mtDNA 与有毒物质的结合频率比核DNA 高数倍至数十倍。

(三)异质性和复制分离

异质性即突变mtDNA与野生型mtDNA 以不同的比例共存于一个细胞内的现象。复制分离即在细胞分裂的复制过程中,突变的和野生型的mtDNA 随机进入子细胞的过程,复制分离的结果使突变mtDNA 杂合体向突变纯合或野生纯合方向转变,但因突变复制具有优势,故易产生突变积累,突变积累的程度不同,突变mtDNA 在群体中的多态性程度也不同。

(四)阈值效应

每个细胞的mt DNA有多种拷贝,而一个细胞mt DNA编码基因的表现型依赖于一个细胞内突变型mt DNA和野生型mt DNA的相对比例,mtDNA 突变导致氧化磷酸化水平降低,当能量降低到维持组织正常功能所需能量的最低值时即达到了mtDNA表达的能量阈值,可引起某组织或器官的功能异常而出现临床症状,这就是阈值效应。

(五)半自主复制与协同作用

mt DNA虽有自我复制、转录和编码功能,但该过程还需要数十种nDNA编码的酶参加,因此mt DNA基因的表达同时也受nDNA的制约,两者具有协同作用。 4答案:

线粒体病(mitochondriopathy)是指由于线粒体呼吸链功能不良所导致的临床表现多样化的一组疾病。临床表现常见为眼睑下垂、外眼肌麻痹、视神经萎缩、神经性耳聋、痉挛或惊厥、痴呆、偏头痛、类卒中样发作等。

从核基因缺陷和线粒体基因缺陷的角度对线粒体病进行遗传学分类可分为三种类型:点突变,mtDNA的大规模缺失或插入和源于核DNA缺陷引起mtDNA缺失。 5 答案:

与正常功能的基因序列相似,但无转录功能或转录产物无功能的基因称假基因( pseudogene)。根据是否保留相应功能基因的间隔序列(如内含子) , 假基因分两大类:一类保留了间隔序列,称为非加工假基因

7

(non-processed pseudogene),通常因基因的复制修饰,如点突变、插入、缺失和移码突变而导致复制后的基因在转录和翻译时出现异常,丧失正常功能,它与功能基因一般在同一染色体上, 也称复制型假基因( duplicated pseudogene)。假基因中大多数则缺少间隔序列的称为已加工假基因(processed pseudogene),主要是转录过程中mRNA 以cDNA 的方式重新整合进入基因组( 很可能发生在生殖细胞中),在长期进化选择过程中因为随机突变积累而丧失功能,通常这种假基因无内含子,两边有小的侧翼定向重复序列(flanking direct repeat),3'端多具多聚腺苷酸尾。 6 答案:

大约有一半的人类基因富含CpG 的顺序,称为CpG岛(CpG island),CpG 岛常位于转录调控区或其附近,主要存在于看家基因和一些组织特异性表达基因。在正常组织,除印记基因和失活的X染色体外,包括启动子区在内的基因5′端CpG 岛大部分是非甲基化的。DNA甲基化与基因表达呈负相关,DNA甲基化调控基因表达直接的机制可能是因为甲基从DNA分子的大沟中突出,阻止了转录因子与基因相互作用,还可能直接抑制RNA聚合酶活性而抑制基因的表达。间接的机制包括两种类型:①与甲基化DNA结合蛋白结合；②改变染色质结构,这都间接阻碍转录因子与DNA结合而抑制转录。DNA甲基化对胚胎发育非常重要,与X染色体失活,基因组印记,特别是肿瘤密切相关。 7 答案:

主要用途①人类基因遗传图谱的制作。②目的基因筛选和基因诊断。通常目的基因若与STR位点有连锁关系, 则其位置与STR位点邻近, 故通过对STR附近区域克隆测序, 就可能发现目的基因。通过家系和对照研究, 运用连锁和相关分析, 可以找到与疾病高度相关的STR位点。③法医学个体识别和亲权鉴定。法医案例中, 对于量极少和降解严重的生物检材, 通过PCR进行STR位点扩增并将几个STR 位点联合起来分析, 可得到相当高的累积个体识别率和父权排除率。因而STR用于法医学领域有着广阔的前景,为司法侦案、破案提供有利的科学依据。 8答案:

疾病的连锁分析与基因的定位:包括复杂疾病(如骨质疏松症、糖尿病、心血管疾病、精神性紊乱、各种肿瘤等)的基因定位、关联分析,并可用于遗传病的单倍型诊断。

指导用药和药物设计:SNP多态性能充分反映个体间的遗传差异。通过研究遗传多态性与个体对药物敏感性或耐受性的相关性, 可以阐明遗传因素对药物效用的影响, 从而对医生针对性的用药和药物的开发提供指导和依据。

用于进化和种群多样性的研究:生物界的进化及进化过程中物种多样性的形成与基因组的突变和突变的选择密切相关, 构建整个基因组的SNP 图谱对于直接研究人类的起源、进化具极大意义。对比人群之间SNP 图谱的异同情况可以对人类的起源、迁移等作出估计, 从而理清人类进化过程中源与流的问题。 9答案:

人类基因组研究主要包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又称后基因组研究。

结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,通过基因作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基因定位的科学,包括规模化地测定蛋白质、RNA及其它生物大分子的三维结构等内容,以获得一幅完整的、能够在细胞中定位以及在各种生物学代谢途径、生理途径、信号传导途径中全部蛋白质在原子水平的三维结构全息图。

功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息研究基因功能,使人们有可能在基因组学、蛋白质组学、分子细胞生物学以致生物体整体水平上理解生命的原理。对疾病的防治和机理的阐明有重要应用意义。

第四章 病毒基因组

A型题:

1. 只含小分子量RNA而不含蛋白质的病毒称( ) A. 类病毒(Viroids)

B. 卫星(Satellites)

8

C. 类病毒(viroid) D. 朊病毒(Prions)

2. 只含蛋白质而不含核酸的的病毒称( ) A. 类病毒(Viroids) B. 卫星(Satellites) C. 类病毒(viroid)

3. RNA病毒基因组的帽子结构与第二个核苷酸相连的化学键( ) A. 5＇,5＇-三磷酸二酯键 B. 3＇,3＇-三磷酸二酯键 C. 5＇,5＇-磷酸二酯键 D. 3＇,5＇-磷酸二酯键 E. 以上都不是 4. HBV基因组是( )

A. 完全双链DNA分子 B. 不完全双链DNA分子 C. 完全双链RNA分子 D. 不完全双链RNA分子 E. 单链DNA分子

5. 具mRNA模板活性的病毒基因组是( ) A. 正链DNA病毒 B. 负链DNA病毒

C. 负链RNA病毒 D. 逆转录科的正链RNA病毒 E. 正链RNA病毒(逆转录科的正链RNA病毒除外) 6. 关于逆转录病毒叙述不正确的是( )

A. 迄今发现的RNA肿瘤病毒均属RNA逆转录病毒 B. 嗜肝DNA病毒科属DNA逆转录病毒。 C. 逆转录病毒RNA为正链 D. 病毒颗粒均携带逆转录酶 E. 前病毒DNA可以整合到宿主细胞染色体DNA中 7. 逆转录病毒基因组的结构特点不包括( )

A. 5＇端帽子结构 B. 3＇端poly(A)尾 C. 两端各有一个长末端重复序列(LTR) D. 编码逆转录酶 E. 神经酰胺酶

8. 分段基因组(segmented genome)是指病毒基因组( )

A. 由数条不同的核酸分子组成 B. 由数条相同的核酸分子组成

C. 由数条互补的核酸分子组成 D. 由可分成不同功能区段的一个核酸分子组成

E. 以上都不对

9. HBV基因组序列的利用率(编码基因效率)达( ) A. 90%～100% B. 100%～150% C. 150%～200% D. 200%～250% E. 250%～300%

10. SARS-CoV的分子诊断主要是( )

A. 根据基因组序列设计特异性引物作PCR B. 根据基因组序列设计特异性引物作RT-PCR C. 根据病毒膜蛋白作ELISA D. 根据病毒核衣壳蛋白作ELISA E. 根据病毒滴度 九、 B型题: A. 双链DNA B. 单链DNA C. 双链RNA 1. HBV基因组是( ) 2. 流感病毒基因组是( )

D. 正链RNA E. 负链RNA D. 朊病毒(Prions) E. 拟病毒(virusoid) E. 拟病毒(virusoid)

9

3. 人类免疫缺陷病毒的基因组( ) 十、 X型题:

1. 述一个病毒基因组,应涉及到( )

A.核酸(DNA或RNA)的性质 B.核酸链的数量和核苷酸序列 C.链末端的结构 D.编码基因 E.调控元件

2. 病毒基因组末端重复序列结构有( ) A. 粘性末端 B. 末端插入序列 C. 末端反向重复序列 D. 末端正向重复序列 E. 长末端重复序列

3. 甲型流感病毒亚型的分型依据( )

A. 核衣壳蛋白(nucleocapsid protein,NP) B. 基质蛋白(matrix protein,M)

C. 血凝素(hemagglutinin,HA)的抗原性 D. 神经酰胺酶(neuraminidase,NA)的抗原性 E. 宿主种属

4. 逆转录病毒编码的基本结构基因( )

A. gag(编码核心蛋白) B. pol(编码逆转录酶等) C. rex(编码rex调节蛋白) D. tax(编码tax调节蛋白) E. env基因(编码包膜蛋白)

5. HIV基因组编码的附加基因和调节基因( ) A. Vif B. vpr

C. nef D. tat E. rev 6. HIV-1( )

A. 引起AIDS B. 主要攻击辅助性T淋巴细胞 C. 导致免疫系统紊乱和免疫缺陷 D. 属逆转录病毒 E. 使被感染的细胞丧失功能但不会死亡 十一、

名词解释:

3. 抗原漂移 4.前病毒DNA

1. 重叠基因 2. 分段基因组 十二、

问答题:

1. 病毒的基本结构成份主要有哪些？

2. 国际病毒分类委员会(ICTV)将病毒分成哪几类？ 3. 简述长病毒末端重复序列的特点和作用。

参考答案

一、A型题:1.C 2.D 3.A 4.B 5.E 6.D 7.E 8.A 9.C 10.B 二、B型题:1.A 2.E 3.D

三、X型题:1.ABCDE 2.ACDE 3.CD 4.ABE 5.ABCDE 6.ABCD 四、名词解释:

5. 许多病毒基因组的一段DNA序列有两个或两个以上的开放读码框架,可以编码两种或两种以上的多肽

链,称为重叠基因(overlapping gene)

6. 分段基因组(segmented genome)是指病毒基因组由数条不同的核酸分子组成。分段基因组多见于正链

RNA病毒、负链RNA病毒及双链RNA病毒。

7. 当宿主细胞同时感染两种不同亚型的病毒时,毒株之间会发生基因重配现象,子代病毒可获得两个亲代

病毒的基因片段,导致子代病毒表面抗原发生变化,从而逃避机体免疫系统的攻击,这种现象又称为抗原漂移(antigen shift)。

10

8. 当逆转录病毒感染敏感细胞后,首先以其自身的RNA为模板,在逆转录酶的催化下合成DNA中间体,这种

DNA分子称原病毒或前病毒DNA(provirus DNA)。 五、问答题:

2. 毒没有完整的细胞结构,由四种基本结构成份组成:①由一种核酸(DNA或RNA)组成的病毒基因组。②由

病毒基因组编码的衣壳蛋白组成的衣壳。③来源于宿主细胞质膜系统(细胞膜、内质网膜或高尔基体膜)的包膜。④病毒颗粒中的其它内容物,包括酶、核酸结合蛋白及金属离子等。

2. 国际病毒分类委员会(ICTV)制定了《国际病毒分类与命名原则》。根据病毒的基因组组成及复制方式,可将病毒分为如下几类: DNA病毒(DNA Viruses)

第一组:双链DNA病毒(Group I: dsDNA Viruses) 第二组:单链DNA病毒(Group II: ssDNA Viruses) RNA病毒(RNA viruses)

第三组:双链RNA病毒(Group III: dsRNA Viruses) 第四组:正链RNA病毒(Group IV: (+)ssRNA Viruses) 第五组:负链RNA病毒(Group V: (-)ssRNA Viruses)

DNA与RNA逆转录病毒(DNA and RNA Reverse Transcribing Viruses)

第六组:RNA逆转录病毒(Group VI: RNA Reverse Transcribing Viruses) 第七组:DNA逆转录病毒(Group VII: DNA Reverse Transcribing Viruses) 亚病毒因子(Subviral Agents)

卫星(Satellites) 类病毒(Viroids) 朊病毒(Prions)

3. 逆转录病毒基因组RNA在逆转录后生成的双链DNA中,两端有长末端重复序列(long terminal repeat,LTR)结构。LTR在结构与功能上与上述重复序列不同。LTR中的重复序列只占一部分,另外还包括单一序列。5＇端的LTR包含许多特定的基因表达调控区域,是一组真核生物增强子和启动子单位,而3＇端的LTR具有转录终止的作用。另外,逆转录病毒基因组利用LTR中的重复序列形成环状结构,在整合酶作用下整合入宿主细胞基因组内。

第五章 蛋白质组学

一．A型题

1． 目前研究蛋白质间相互作用最常采用的方法是( ) A 质谱分析 B 二维凝胶电泳

C 酵母双杂交技术 D DNase I 足纹分析 E SDS-PAGE电泳 2． 目前进行蛋白质分离最有效的方法是( ) A 质谱分析 B 二维凝胶电泳

C 酵母双杂交技术 D DNase I 足纹分析 E SDS-PAGE电泳 3． 二维凝胶电泳是根据蛋白质的( )来进行分离的。 A 分子量和分子构像 B 分子量和电荷

C 电荷和分子构像 D 分子量 E 分子构像 4． 质谱分析技术主要是用来检测蛋白质的( )。 A 分子量 B 分子组成

C 分子构像 D 分子大小 E 分子是否具有四级结构 5． 下列技术中,不能用来检测溶液中蛋白质分子结构的是( )。 A 核磁共振 B 圆二色谱法

C 氢同位素交换法 D 小角中子衍射法 E X衍射分析

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6． DNase Ⅰ 足纹分析技术中,DNase Ⅰ 水解的是DNA分子中的( )。 A 氢键 B 磷酸二酯键 C 疏水键 D 肽 E 羧基 7． 高等生物相对于低等生物( )。

A 所携带的编码基因少,但调控机制复杂 B 所携带的编码基因多,调控机制也复杂 C 所携带的编码基因少,调控机制也简单 D 所携带的编码基因多,但调控机制简单 E 无法比较

8． 在做SDS-PAGE电泳时,不同的蛋白质在电泳时的迁移率主要取决于不同蛋白质的( )。 A 含有氨基酸的种类 B 分子量的大小

C 所带有正电荷的多少 D 蛋白质分子的复杂性 E 所带有负电荷的多少

9． 核酸-蛋白质杂交实验常用于鉴定蛋白质和DNA的特异结合,除此之外它还可以确定蛋白质的( )A 是否具有四级结构 B 蛋白质的等电点

C 蛋白质是否和糖结合成糖蛋白 D 蛋白质是否还有-SH2基团 E 蛋白质的分子量 10． 2-DE得到的图谱呈( )。 A 彗星状 B 满天星状

C 云雾状 D 扫帚状 E 倒三角状 二、B型题

A. 酵母双杂交系统 D. 一维核磁共振 B. 凝胶滞后实验 E. 质谱分析技术

C. 二维凝胶电泳

1．( )是用于研究蛋白质与核酸间相互作用的技术。 2．( )用于蛋白质的分离。

3．目前研究蛋白质与蛋白质的相互作用主要采用( )。 4．进行蛋白质的鉴定最常采用( )。 5．测定溶液中蛋白质分子的结构常采用( )。 三、X型题

1．蛋白质组学的研究内容主要包括( )。

A 蛋白质表达模式的研究 B 蛋白质功能模式的研究

C 蛋白质与蛋白质的相互作用的研究D 蛋白质与核酸之间的相互作用的研究 E 蛋白质与糖类物质的相互作用的研究

2．蛋白质之间相互作用的形式主要包括( )。 A 分子和亚基的聚合 B 分子识别 C 分子自我装配 D 多酶复合体 E 蛋白分子杂交

3．质谱技术目前已经是蛋白质组研究中常用的技术,质谱仪的核心部件包括( )。 A 进样装置 B 离子化源 C 质量分析器 D 离子检测器 E 数据分析系统

4．目前用于蛋白质结构研究的技术和方法很多,主要有( )。 A 紫外差光谱法 B 氢同位素交换法 C 圆二色谱法 D 一维核磁共振 E 小角中子衍射法

5．蛋白质的翻译后修饰是为了让一些无功能的蛋白质变成有功能的蛋白质,主要包括下列哪些修饰( A 羟基化修饰 B 磷酸化修饰

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)。

C 糖基化修饰 D 羧基端封闭 E N端封闭

6．现在的观点普遍认为蛋白质与核酸之间的相互作用在基因表达调控中起到主要作用,研究蛋白质和核酸之间相互作用的主要方法有( )。

A 凝胶滞后实验 B DNase Ⅰ足纹分析

C 核酸-蛋白质杂交实验 D Northern Blotting 杂交实验 E SDS-PAGE电泳

7．下列说法正确的是( )。

A 蛋白质必须具备特定的三级结构才具有生物功能。

B 酵母双杂交系统是研究蛋白质与核酸间相互作用的一种经典方法。

C 蛋白质组学的研究正更好的揭示人类疾病的发病机理,并且正越来越受到重视。 D 蛋白质组学是指在特定的时间和环境下所表达的群体蛋白质研究的一门学问。 E 蛋白质组学研究的特点是:整体性、揭示生命的动态性、体现生命现象的复杂性。 8．蛋白质的功能主要体现在( )。

A 蛋白质与糖类物质的相互作用B 蛋白质与脂类物质的相互作用 C 蛋白质与蛋白质的相互作用 D 蛋白质与核酸的相互作用 E 蛋白质与无机物的相互作用 四．名词解释 1． 蛋白质组 2． 蛋白质组学 五．问答题

1．蛋白质组学的研究特点有哪些？ 2．蛋白质组学的研究内容有哪些？

3．目前在蛋白质组学的研究中主要采用了哪些技术？ 4．等电聚焦凝胶电泳的原理是什么？ 5．简述酵母双杂交系统的优缺点。 答案:

一 A型题:1.C 2.B 3.B 4.A 5.D 6.B 7.A 8.B 9.E 10.B 二 B型题:1.B 2. C 3. A 4.E 5.D

三 X型题:1. ABCD 2. ABCDE 3.BC 4. ABCDE 5.BCE 6.ABC 7.ACDE 8.CD 四 名词解释:

1. 蛋白质组是指特定细胞、组织乃至机体作为一个生命单元中所拥有蛋白质的集合,即生命体中携带的基因信息在某一时段所表达的全部蛋白质。

2.蛋白质组学是指对在特定的时间和环境下所表达的群体蛋白质研究的一门学问。主要在蛋白质水平上探索蛋白质的表达模式、作用模式、功能机制、调节控制以及蛋白质群体内的相互作用。是在生物体或其细胞的整体蛋白质水平上进行的,并从一个机体或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命的规律。 3.二维凝胶电泳是目前蛋白质组研究中最有效的分离技术。它由两向电泳组成,第一向以蛋白质电荷差异为基础进行分离的等电聚焦凝胶电泳,第二向是以蛋白质分子量差异为基础的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。 4.质谱技术是样品分子离子化后,根据不同离子间的质量、电荷比值(质荷比,m/z)差异来确定分子量的技术。

5.凝胶滞后实验是近年来发展起来的用聚丙烯酰胺凝胶电泳直接分析核酸与蛋白质结合的简单、快速、敏感方法。通过蛋白质与末端标记的核酸探针特异性结合,电泳时这种复合物较无蛋白结合的探针在凝胶中的泳动速度要慢,即表现为相对滞后。 问答题:

3． 二维凝胶电泳 4． 质谱技术

5． 凝胶滞后实验

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1.① 整体性 ② 揭示生命的动态性过程 ③ 体现生命现象的复杂性 2.蛋白质组学的研究包括两个方面:一是针对蛋白质表达模式的研究, 一是在蛋白质功能模式方面的深入分析。 3.① 蛋白质的分离技术:二维凝胶电泳

② 蛋白质的鉴定技术主要包括:质谱技术、Edman降解分析技术、蛋白质分子结构分析技术

③ 蛋白质与核酸间相互作用的研究技术:凝胶滞后实验、DNase Ⅰ 足纹分析、核酸一蛋白质杂交实验 ④蛋白质与蛋白质间相互作用的研究技术:酵母双杂交技术

4.依据蛋白质分子的净电荷或等电点进行分离的技术。在等电聚焦过程中,电场所采用的载体两性电解质含有脂肪族多氨基多羧酸,可在电场中形成正极为酸性,负极为碱性的连续pH梯度,蛋白质分子在一个载体两性电解质(ampholyte)形成的连续而稳定的线性pH梯度中电泳,当蛋白质迁移到其等电点位置时,净电荷为零,在电场中不再移动,因此可将各种不同等电点性质的蛋白质分离开来

5．酵母双杂交系统所具有的优点:①蛋白质作为被研究的对象不用被纯化；②检测在活细胞内进行,可以在一定程度上反映体内(细胞内)的真实情况；③由于这一系统可以反映基因表达产物的累积效应,因而可检测存在于蛋白质之间微弱或短暂的相互作用；④采用不同组织、器官、细胞类型和分化时期材料构建cDNA文库,可用于分析多种不同功能的蛋白。

局限性:①双杂交系统分析蛋白间的相互作用定位于细胞核内,而许多蛋白间的相互作用依赖于翻译后加工如糖基化、二硫键形成等,这些反应在核内无法进行。②由于某些蛋白本身具有激活转录功能或在酵母中表达时发挥转录激活作用,从而引起报告基因的表达,产生“假阳性”结果。③双杂交只是反映蛋白质间能发生作用的可能性,这种可能还必须经过其他实验验证,尤其要与生理功能研究相结合,否则可能会误入歧途。

第八章 临床基因扩增检验技术

一、A型选择题

1．下列哪种不是基因扩增检验技术(D)

A．PCR B．LCR C．NASBA D．bDNA E．SDA 2．以下基因扩增检验技术中,哪一种属于等温扩增(E)

A．PCR B．RT-PCR C．LCR D．Hybrid capture E．NASBA 3．能使扩增灵敏度提高的方法是(B)

A．多重PCR B．巢式PCR C．原位PCR D．反向PCR E．不对称PCR 4．能对未知序列进行扩增的PCR是(D)

A．多重PCR B．巢式PCR C．原位PCR D．反向PCR E．不对称PCR 5．在定量PCR中,对原始模板准确定量的影响因素中,最大的是(B) A．原始模板的量 B．扩增效率 C．循环次数 D．扩增产物的量 E．循环阈值 6．外标定量方法最大的缺点是(B)

A．不能测定原始模板的绝对量 B．测定的重复性和精密性有问题 C．标准品制备困难 D．不能排除样本间的测定差异 E．测定必须在扩增的指数期进行 7．最早推出的荧光定量探针是(A)

A．TaqMan探针 B．相邻探针 C．分子信标 D．阴阳探针 E．端粒探针 8．PCR测定中的污染主要是指(D)

A．标本间的交叉法治 B．环境中的细菌污染 C．灰尘污染 D．PCR扩增产物的污染 E．试剂中的污染物 9．UNG防污染预防下列哪种污染(A)

A．产物 B．靶核酸 C．气溶胶 D．标本间 E．病原微生物 10．TaqMan探针采用的是(A)

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A．荧光标记的探针 B．生物素标记的探针 C．同位素标记的探针 D．SYBR Green标记引物 E．圆形探针 X型题选择题

1．DNA聚合酶要求下述哪些物质才能进行DNA复制(ABCD)

A．dDNA B．Mg2+ C．引物 D．模板 E．小牛血清白蛋白 2．核酸扩增抑制物的主要来源是(ABCE)

A．血清中的血红素 B．尿标本是的尿素 C．核酸提取中的有机溶剂 D．Mg2+ E．部分抗凝剂

3．临床基因扩增中,弱阳性室内质控样本发生失控,其原因可能是(ABDE)

A．核酸提取中的丢失 B．标本中扩增抑制物残留 C．扩增仪孔间温度不均一 D．Taq酶和/或逆转录酶失后 E．扩增产物污染 二、名词解释 1．聚合酶链反应 2．原位PCR 3．RT-PCR 4．反向PCR 5．多重PCR 三、问答题

1．影响PCR反应的因素有哪些？

2．试证明Ct值与模板DNA的起始拷贝数成反比。 3．简述bDNA信号放大系统的原理。 4．PCR检测技术有何临床应用。 5．临床基因扩增检验实验室应如何设置。 6．如何保证临床基因扩增检验实验室的质量。

参考答案

一、A型选择题1-5.DEBDB 6-10.BADAA

X型题:1．ABCD 2．ABCE 3．ABDE 二、名词解释

1．聚合酶链反应:PCR是利用DNA聚合酶(如Taq DNA聚合酶)等在体外条件下,催化一对引物间的特异DNA片断合成的基因体外扩增技术。由变性－退火－延伸三个基本反应步骤构成。

2．原位PCR:是指直接用细胞涂片或石蜡片包埋组织切片在单个细胞中进行PCR扩增,然后用特异探针进行原位杂交检测含该特异序列的细胞的一种方法。

3．RT-PCR:逆转录PCR是一种检测RNA的方法。其原理是先在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板合成互补的cDNA,再以此cDNA为模板进行PCR反应。

4．反向PCR:是对已知DNA片断两侧的未知序列进行扩增和研究的一种方法。其原理是:用限制性内切酶消化DNA片断,然后用连接酶将酶切产物连接成环状.再用已知序列上两端相反方向的引物进行PCR。

5．多重PCR:是在一次反应中加入多种引物,同时扩增一份DNA样品中的不同序列。每对引物所扩增的产物序列长短不一。根据不同长短的序列存在与否,检测是否有某些基因片断的缺失与突变。多重PCR对于检测疾病相关基因十分庞大的疾病很有价值。

6．巢式PCR:巢式PCR有两对引物,一对引物对应的序列在模板外测,称外引物,另一对引物互补序列在同一模板的外引物的内侧,称内引物,即外引物扩增产物较长,含有内引物扩增的靶序列,经过二次PCR放大将单拷贝的目的DNA序列检出。巢式PCR最大的优点是灵敏度大大提高

7．不对称PCR:不对称PCR的目的是扩增产生特异长度的单链DNA。PCR反应中采用两种不同浓度的引物,一般采用50～100:1比例,最初的10～15个循环中主要产物还是双链DNA,但当低浓度的引物被消耗

6．巢式PCR 7．不对称PCR 8．锚定PCR 9．荧光定量PCR 10．循环阈值

11．TaqMan探针 12．分子信标 13．LCR

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尽后,以后的循环只产生高浓度引物的延伸产物,结果产生大量单链DNA。因PCR反应中使用二种引物浓度不同,因此称为不对称PCR。

8．锚定PCR:锚定主要用于扩增未知序列或未全知的序列。首先分离总RNA或mRNA,在逆转录酶作用下合成cDNA,通过DNA末端转移酶在cDNA的3′端上加上poly(dG)尾,与此poly(dG)相对应的锚定引物为poly(dC),为保证扩增特异性,poly(dC)应在十二聚以上,5′端还可带上某些限制性酶序列或其他序列信息。

9．荧光定量PCR:荧光定量PCR亦称实时荧光PCR是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号检测整个PCR过程,获得在线描述PCR过程的动力学曲线,最后通过标准曲线对未知模板核酸进行定量分析的方法。

10．循环阈值:循环阈值是在PCR扩增过程中,荧光信号开始由本底进入指数增长阶段的拐点所对应的循环次数。Ct值与模板DNA的起始拷贝数成反比。

11．TaqMan探针:在TaqMan探针法的定量PCR反应体系中,包括一对引物和一条探针。探针只与模板特异性地结合,其结合位点在两条引物之间。探针的5′端标记有荧光报告基团,如FAM、VIC等,3′端标有荧光淬灭基团,如TAMRA等。当探针完整时,报告基团所发射的荧光能量被淬灭基团吸收,仪器检测不到信号。随着PCR的进行,Taq酶在链延伸过程中遇到与模板结合的探针,其3′→5′外切酶活性就会将探针切断,报告基团远离淬灭基团,其能量不能被吸收从而产生荧光信号。所以,每经过一个PCR循环,荧光信号也和目的片段一样,有一个同步指数增长的过程,荧光信号的强度就代表了模板DNA的拷贝数。

12．分子信标:分子信标探针是TaqMan探针的一种衍生方法。探针设计与TaqMan探针相似,只不过是探针5′和3′端的一小段核苷酸序列被设计成互补的,没有与靶序列杂交时会形成发夹状态,此时荧光基团和淬灭基团极端靠近,荧光几乎完全淬灭。探针与靶序列杂交后,发夹展开,荧光基团与淬灭基团分开,荧光得以恢复,荧光检测系统即可接收到荧光基团的荧光信号

13．LCR:连接酶链反应又称为连接酶扩增反应。LCR是以DNA连接酶将某一DNA链的5′磷酸与另一相邻链的3′羟基连接为基础的循环反应。LCR扩增对象不是目标片段,而是由引物组成的探针,是一种探针扩增技术。LCR需要两对引物A、B和A′、B′,其中引物A与引物A′互补,引物B与引物B′互补。模板双链DNA经加热变性后,两对引物分别与模板链复性退火,复性后引物A和B′的3′端分别与引物B和A′的5′端相邻。若引物与模板完全互补,在DNA连接酶的作用下,使得相邻两个引物A和B、A′和B′的5′磷酸与3′羟基形成磷酸二酯键而相连。连接产物变性后,又可作为引物的模板参加反应,使扩增呈指数增长,经过变性-复性(退火)-连接的20～30个循环,检测连接反应的产物。

三、问答题

1．影响PCR反应的因素有哪些？

PCR反应体系包含DNA模板、寡核苷酸引物、DNA聚合酶、dNTP及含有必需离子的反应缓冲液,这些因素都对PCR反应产生影响。

2．试证明Ct值与模板DNA的起始拷贝数成反比。

一般来说,第n次PCR循环的荧光信号强度(Rn)等于背景信号强度(RB)加上每个分子的荧光强度(即单位荧光强度RS与分子数目的乘积),用数学式表示如下:

Rn = RB +XO(1+Ex)nRs 式中:Rn代表荧光信号强度

RB代表背景信号强度 Xo代表起始模板拷贝数 Ex代表扩增效率 Rs代表单位荧光强度 N代表循环次数

当循环次数n=Ct时,则

RT=RB+Xo(1+Ex)CtRs

两边取对数,则

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lg(RT-RB)=lgXo+Ct lg(1+Ex)+lgRs

将其整理,则 ...

对每一个特定的PCR反应来说,Ex、RT、RB、和Rs都是常数,所发Ct值与lgXo成反比,也就是说,Ct值与起始模板DNA的拷贝数(Xo)的对数成反比,起始DNA浓度每增一倍,Ct值减小一个循环。因此,Ct值的引入确保了实时荧光PCR定量的精确和严格。

3．简述bDNA信号放大系统的原理。

分枝DNA是人工合成的带有侧链的DNA片段,在每个侧链上都可以标记可被激发的标记物。以bDNA为基础建立的连续放大DNA信号以检测DNA的技术称为分枝DNA信号放大系统。

bDNA信号放大系统包括四种杂交探针,即目标探针、前放大体、 放大体和标记探针。首先用亲和素包被微孔,加入目标探针,该组探针能与等检核酸靶序列上不同区域互补,其5′端用生物素标记,能与微孔中的亲和素高度亲和结合；再向微孔中加入待测标本,目标核酸与固定于微孔中的目标探针结合；再加入前放大体,该组探针的一段能与目标核酸的不同区域互补结合,另一段与放大体(即分枝DNA)的主链部分的序列互补结合,分枝DNA由主链和数十根寡核苷酸组成,每个分枝上都有标记探针的杂交位点,由酶标寡核苷酸组成的标记探针与bDNA上的互补序列结合,加入底物后最后经化学发光检测仪检测。利用bDNA信号放大系统可在每个靶序列上结合60～300个酶分子,而且所有杂交反应同时进行,观察到的信号与靶DNA的量成正比,可通过标准曲线将靶DNA定量。

4．PCR检测技术有何临床应用。

(1)PCR在病原微生物的检测中的应用;(2)PCR在遗传病中的应用;(3)PCR在肿瘤中的应用;(4)其它方面的应用:PCR技术除用于临床诊断和治疗外,还可用于DNA指纹、个体识别、亲子关系识别、法医物证等。

5．临床基因扩增检验实验室应如何设置。

由于基因扩增检验是对靶核酸的指数倍扩增过程,因而有大量的扩增产物的出现,这种扩增产物极易对以后的新扩增反应产生“污染”,为防止这种污染的发生,就需要对基因扩增检验实验室进行严格的分区。临床基因扩增检验实验室原则上分为四个分隔开的工作区域,即试剂贮存和准备区、标本制备区、扩增反应混合物配制和扩增区以及扩增产物分析区。如果采用全自动扩增仪,后两个区域可以合并。应注意的是,各工作区域必须有明确的标记,避免不同工作区域内的设备、物品混用。进入各工作区域必须严格按单一方向进行,即试剂贮存和准备区→标本制备区→扩增反应混合物配制和扩增区→扩增产物分析区。各区的仪器设备包括工作服、鞋子、实验记录本和笔等都必须专用,不得混淆。此外,上述四个工作区域内还应有固定于房顶的紫外灯,以便于工作后区域内的空气照射。

6．如何保证临床基因扩增检验实验室的质量。

临床基因扩增检验实验室的常规测定由一系列步骤组成,包括样本收集、样本处理(核酸提取)、核酸扩增、产物检测结果报告及解释等。室内质量控制仅涉及样本处理、核酸扩增和产物分析等测定分析步骤,而室间质量评价则除了监测测定分析步骤外,还包括较大范围的实验室活动,诸如样本接收中的可靠性、结果报告及解释等。QA则是覆盖更广范围的活动,包括样本收集、结果报告和解释等。

第九章 核酸分子杂交技术试题

一、 A型题:

1． 要探知细胞内某一蛋白质的表达水平,可以通过_______实现。

A. Southern blot B.Northern blot C. Western blot D.原位分子杂交 2． 核酸的变性是_______。

A. 一级结构的断裂 B.二级结构的破坏 C. 伴有共价键的断裂 D.是DNA的降解过程。 3． 固相杂交不包括_______。

A. Northern印迹杂交 B.原位杂交 C.吸附杂交 D.Southern印迹杂交

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4.荧光素FITC是_______。

A.异硫氰酸荧光素 B.四乙基罗达明

B型题

A.着丝粒探针 B.染色体涂抹探针

1.可用于中期及间期细胞,检测染色体的非整倍性 2.可用于中期及间期细胞,检测微缺失和微重复

3.可用于中期及间期细胞,检测染色体的非整倍性和端粒微小末端重排 C.基因座特异探针 D.端粒重复序列探针 C.德克萨斯红 D.吲哚二羧菁

4.只能用于中期细胞,确定小标识染色体或畸变 5.重复序列探针

A.固相杂交 B.液相杂交 C.Western 印迹

6.菌落原位杂交( ) 7.斑点和狭缝杂交( ) 8.Southern印迹杂交( ) 9.Northern印迹杂交( ) 10.复性速率液相杂交( ) 11.吸附杂交( ) 12.发光液相杂交( ) 13.液相夹心杂交( ) 14.原位杂交( )

A.DNA的浓度 B.DNA的大小和复杂性 C.温度 D.离子强度

15.影响DNA复性的因素( ) 16.影响DNA变性的因素( ) 17.影响核酸分子杂交的因素( ) X型题

1.根据性质及来源不同,核酸探针又可被分为

A.基因组DNA探针 B.DNA探针 C.RNA探针 D.寡核苷酸探针等 2.常用的核酸探针非放射性标记物有

A.地高辛 B.生物素 C.酶 D.荧光素系统 3.常用的核酸探针荧光素标记物有

A.异硫氰酸荧光素B.四乙基罗达明 C.德克萨斯红 D.吲哚二羧菁等 4.非放射性探针检测方法有

A.直接法 B.间接免疫法 C.直接亲合法 D.间接亲合法等 5.Southern印迹技术是

18

D.FISH E.Rx-FISH

A.检测RNA的核酸杂交技术B.是以发明者的名字命名的 C.属于固相杂交的范畴 D.可用于遗传病的检测

6.Northern印迹技术是

A.检测RNA的核酸杂交技术B.是以发明者的名字命名的

C.属于固相杂交的范畴 D.与Southern印迹杂交的方法类似,只是变性剂不同 7.核酸原位杂交是

A.核酸分子杂交技术与组织细胞化学和免疫组织化学结合起来的一种杂交方法,

B.基本原理及探针的标记方法与传统核酸分子杂交技术相同 C.不能确定与探针互补的核酸序列在细胞内的空间位置 D.不需要将核酸从细胞中提取出来 8.荧光原位杂交的标本

A.中期染色体 B.间期核

C.完整细胞或组织切片 D.最广泛应用的标本是中期染色体 9.液相分子杂交包括

A.吸附杂交 B.发光液相杂交

C.液相夹心杂交 D.复性速率液相分子杂交

二、 名词解释

1.核酸分子杂交 2.核酸探针 3.Southern 印迹 4.Northern 印迹 5.Western 印迹 6.染色体原位杂交 三、 问答题

1. 原位杂交的基本原理

2. 简述原位杂交在临床中的应用。

3. 简述临床诊断常用的FISH探针的类型及用途。 4. 举例说明FISH技术在分子诊断上的应用。 5. M-FISH的原理及其优缺点。 参考答案

一、1、C 2、B 3、C 4.A

二、1.A 2.C 3.C 4. B 5.AD 6.A 7.A 8.A 9.A 10.B 11.B 12.B 13.B 14.A 15.ABCD 16.CD 17. ABCD 三、1．A BCD 2. A BCD 3. ABCD 4. A BCD 5. BCD 6. ACD 7. ABD 8.A BCD 9.AB CD 四、名词解释

1． 核酸分子杂交:

不同来源的单链核酸分子在合适的温度和离子强度下,通过碱基互补形成双链杂交体的过程称之。 2． 核酸探针:

是指能与待检测的靶核酸序列互补杂交的某种已知序列的核酸片段。它具有高度的特异性,并且一般来讲带有某种适当的标记以便检测。

3． Southern 印迹

将待检测的DNA样品固定在固相载体上(硝酸纤维素膜或尼龙膜),与标记的核酸探针进行杂交,在与探针有同源序列的位置上显示出杂交信号。通过Southern杂交可以判断被检测的DNA样品中是否有与探针同源的片段以及该片段的长度。

4． Northern 印迹

7.重复序列探针 8.单一序列探针 9.全染色体涂抹探针 10.基因座特异探针 11.变性 12.复性

13.增色效应

14.杂交反应的严格度 15.退火 16.FISH 17.Rx-FISH

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指 RNA 经电泳分离后转移至膜性支持物上进行杂交反应的技术,目前主要用于检测某一组织或细胞中已知的特异 mRNA 的表达水平以及比较不同组织和细胞的同一基因的表达情况。

5． Western 印迹

Western印迹又称免疫印迹(immunoblotting),是一种通过标记的抗体检测经SDS-PAGE分离的特定蛋白质的技术。

6． 染色体原位杂交

荧光原位杂交可以检测非分裂期即间期细胞核的染色体的数量及结构异常这种方法称为染色体原位杂交(chromosome in situ hybridization),是FISH优于传统细胞遗传学技术的重要特点。

7． 重复序列探针

是指与某一条特定的染色体结构结合、特异识别重复DNA序列的探针如着丝粒探针、端粒探针等。 8． 单一序列探针

指能与位于某条染色体特定的区域或基因的单拷贝DNA序列杂交的探针。 9． 全染色体涂抹探针

来源于一条染色体的DNA文库,这种探针可以识别一条特定染色体全长上的单一序列,从而将一条完整的染色体染色而得以显示(painting)。

10． 基因座特异探针

是与染色体上某一特定基因的单拷贝DNA序列杂交的探针。当已经分离到一个基因的一小段,想检测该基因定位于哪条染色体时,应用该探针。

11． 变性

当有酸、碱、热及某些变性剂(如尿素、乙醇、甲酰胺、胍等)等因素存在时,DNA分子双链间的氢键断裂,解离成两条无规则的卷曲状单链DNA,此现象称之。

12． 复性

去除变性因素后,单链DNA可通过碱基互补重新结合成稳定的双链螺旋结构,此过程称为复性(renaturation)。

13． 增色效应

DNA 变性后,由于双螺旋解体,碱基堆积不再存在,藏于螺旋内部的碱基暴露出来,从而使变性后的DNA 对260nm 紫外光的吸光率比变性前明显增加,这种现象称之。

14． 杂交反应的严格度

在杂交反应中容许错配的程度称之。 15． 退火

当热变性DNA缓慢冷却时,可以复性,这种复性称之。 16． FISH

是一种利用非放射性的荧光信号对原位杂交样本进行检测的技术。它通过荧光标记的探针与待测标本的核酸进行原位杂交,在荧光显微镜下对荧光信号进行辨别和计数,从而对染色体或基因异常的细胞、组织标本畸形检测和诊断。

17．Rx-FISH

Rx-FISH技术是采用多种荧光素混合物标记与人类DNA有高度同源性的猿或其它灵长类动物的DNA作为探针,杂交后使人类的24条染色体呈现特异的带型,根据彩色的荧光条带进行核型分析。

五、问答题

1． 原位杂交的基本原理

样本经适当处理后,使细胞通透性增加,让探针进入细胞内与组织、细胞中待检测的核酸进行特异性结合形成杂交体,然后通过组织化学或免疫组织化学方法在被检测的核酸原位形成的杂交信号,在显微镜或电子显微镜下对待测核酸进行细胞内定位的方法。

2． 简述原位杂交在临床中的应用

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原位杂交技术可以通过标记的探针与分裂中期染色体DNA杂交来精确定位特定核苷酸序列在染色体上的位置；与细胞RNA杂交可观察组织细胞中特定基因的表达水平；还可用特异性的细菌或病毒的核酸序列作为探针与组织、细胞杂交,以确定有无病原体的感染等。原位杂交能在成分复杂的组织中对单一细胞进行研究,不受同一组织中其它成分的影响,因此对于那些细胞数量少且散在于其它组织中的细胞内DNA或RNA的研究更为方便。此外,原位杂交不需要从组织中提取核酸,有利于检测组织中含量极低的靶序列,并可完整地保持组织和细胞的形态,更能准确地反应出组织细胞的相互关系及功能状态。举例:原位杂交检测上皮细胞中人乳头状瘤病毒(HPV)DNA

3． 简述临床诊断常用的FISH探针的类型及用途。

根据核酸探针的序列特点,可将FISH探针分为三大类:重复序列探针、单一序列探针和全染色体涂抹探针。重复序列探针(repetitive sequences probes)是指与某条特定的染色体结构结合、特异识别重复DNA序列的探针如着丝粒探针、端粒探针等。一般来说,不同的染色体,着丝粒重复序列中的核苷酸序列也不同,但端粒重复序列不具有染色体特异性。单一序列探针(Unique sequence probes)与某条染色体上特定的区域或基因的单拷贝DNA序列杂交。包括带特异性探针(band special probes)和基因座特异性探针(Locus Specific probes)等。全染色体涂抹探针(whole chromosome painting probes, WCP)是识别一条特定染色体全长上的单一序列探针的混合物。

种 类

着丝粒探针(centromeric probes) 染色体涂抹探针(Chromosome paints)

基因座特异探针(Locus Specific Probes)

端粒重复序列探针 (Telomere-repeat probes)

主 要 应 用

可用于中期及间期细胞,检测染色体的非整倍性 只能用于中期细胞,确定小标识染色体或畸变

可用于中期及间期细胞,检测微缺失和微重复

可用于中期及间期细胞,检测染色体的非整倍性和端粒微小末端重排

4． 举例说明FISH技术在分子诊断上的应用 21三体,微缺失,肿瘤,病原微生物等的检测与诊断。 5． M-FISH的原理及其优缺点

混合数种荧光原色,形成不同颜色荧光探针,在一次杂交中使每一条染色体都涂上不同的颜色,可同时观察全部染色体(见图9－36)。利用这种技术可以很容易看到多条染色体间的复杂易位情况和确定标识染色体的来源。对于不知来源的基因片段及复杂的基因重组,特别是肿瘤染色体很有帮助。缺点是分辨率不够,细微的缺失可能无法判断；另外接近中心体着丝粒附近的染色质,因不易结合,也不容易判断；同时M-FISH对同一条染色体中的易位或倒位也无法判断,并且它也不能精确地显示染色体断裂的区带。 第十章 核酸测序技术试题答案 一、A型题

1．有关DNA链末端终止法的不正确说法是 ( A ) A 需要ddNMP B 需要ddNTP

C dNTP:ddNTP的比例要合适 D 需要放射性同位素 E需要dNTP 2．有关DNA序列自动化测定的不正确叙述是 (D )

A用荧光代替了同位素标记 B激光扫描分析代替人工读序 C基本原理与手工测序相同 D不需要引物 E需要与手工序列分析相同的模板 3. 有关化学法的叙述,不正确的是 ( D )

A所用化学试剂有一定危害性 B 所需的DNA模板纯度要求较高

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C 测序前对待测DNA末端进行放射性标记 D 便于自动化 E 测序反应分为4组或5组相互独立的化学反应

4.变形聚丙烯酰胺凝胶电泳能分离的单链寡核苷酸片段,一般为( C ) A 100～200个核苷酸 B 200～300个核苷酸

C 300～500个核苷酸 D 500～700个核苷酸 E 任意长度均可

5.要能够获得良好的电泳带谱模式,使得DNA 条带分离效果较佳,反应试管中ddNTP和dNTP的比例通常为:( B )

A 1:5 B 1:10

C 1:15 D 1:20 E 1:25

6. DNA自动化测序系统中,最常用的标记物是( A ) A 荧光染料 B α-P

C γ-P D 生物素 E S 二、X型题

1．化学法测序反应体系的组成中包括有(A B D)

A待测DNA B待测DNA样品的末端标记 C绝对单一碱基特异性的化学裂解 D电泳测序图谱的识读 E 引物

2．链末端终止法测序反应体系的组成中包括有(A B C D E) A待测模板链 B引物

C DNA聚合酶 D放射性核素标记的dNTP E测序产物的凝胶电泳及识读

3．DNA序列测定的应用有(A B C D E)

A 分析基因组核苷酸排列序列 B 分析基因序列

C 基因定点诱变的基础 D 基因工程载体构建中DNA序列定位和排序的基础 E 临床疾病的分子诊断

4．Sanger双脱氧链终止法采用DNA引物引导新生DNA的合成,采用的模板是( A B ) A 单链DNA B 双链DNA C 单链RNA D 双链RNA E 蛋白质 三、名词解释

1． 毛细管凝胶电泳(Capillary gel electrophoresis, CGE)

答:是将平板电泳的凝胶移到毛细管中做支持物进行电泳,由于电场强度比板凝胶电泳大大提高,使分离时间缩短约25倍。

2．DNA杂交测序法(Sequencing by hybridization, SBH)

答:是利用杂交技术来测定DNA序列的方法。其基本原理是用一套已知序列、长度特异、具有所有可能的碱基序列的寡核苷酸探针,与未知序列的待测DNA片段进行分子杂交,然后根据寡核苷酸探针完全杂交互补的情况推知待测DNA的碱基序列。 3．引物步入法(primer walking )

答:是从待测DNA片段的3ˊ端开始,利用载体上的序列设计第一次反应的引物,测定一段DNA序列,然后依次根据前一次测序结果,设计下一次反应引物,循序渐进测序,直至完成,得到靶DNA的全部序列 4．焦磷酸测序技术(pyrosequencing)

答:是在以靶DNA链为模板指导核酸合成的过程中,以释放荧光为检测信号,从而对靶DNA链进行实时测序的方法。

32

35

32

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四、问答题

1．简述链末端终止法测定 DNA 序列的原理

答:利用DNA聚合酶,以待测单链DNA为模板,以dNTP为底物,设立四种相互独立的测序反应体系,在每个反应体系中加入不同的双脱氧核苷三磷酸(dideoxyribonucleoside triphosphate,ddNTP)作为链延伸终止剂,在测序引物引导下,按照碱基配对原则,每个反应体系中合成一系列长短不一的引物延伸链,通过高分辨率的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,放射自显影检测后,从凝胶底部到顶部按5′→3′方向读出新合成链序列,由此推知待测模板链的序列。

2. 简述化学法测定 DNA序列的基本原理

答:化学法是对待测DNA进行化学降解。在化学法的测序系统中,先对待测DNA末端进行放射性标记,然后分成4组或5组互为独立的化学反应体系,每一组用不同的化学试剂特异地针对某一种或某一类碱基进行化学切割,通过化学降解后产生长短不一的DNA片段,其长度取决于改组反应所针对的碱基在待测DNA片断中的位置,将各组反应产物通过高分辨率的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,放射自显影检测后直接识读待测DNA的序列。 第11章试题: 一、选择题

1. 下面哪种生物芯片不属于微阵列芯片 ( ) A. 基因芯片 B. 蛋白芯片

2. 生物芯片的主要特点是 ( ) A. 高通量 B. 微型化

3. 下面哪些方法属于基因芯片原位合成技术( ) A. 原位光刻合成 B. 合成点样 二、名词解释 1. 基因芯片 2. 蛋白芯片 三、简答题

1. 试述生物芯片的种类及主要功能。 2. 试述基因芯片的工作原理及制备。 3. 简述蛋白芯片的原理及应用。

4. 举例说明基因芯片在临床诊断中的应用。 答案:

一、选择题1. C 2. A、B、C、D 3. A、C、D 二、名词解释 1. 基因芯片

将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上,称之为基因芯片(gene chip),又称DNA芯片(DNA chip)或DNA微阵列(DNA micro-array)。基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它是将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行基因的分析。在一块1cm大小的基因芯片上,根据需要可固定数以千计甚至万计的基因,以此形成一个密集的基因方阵,实现对千万个基因的同步检测。 2. 蛋白芯片

蛋白质芯片(protein chip),又称蛋白质微阵列(protein microarray),是用于蛋白质功能研究及相互作用分析的生物芯片,采用原位合成、机械点样或共价结合的等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻

2

C. PCR反应芯片 D. 芯片实验室 C. 集成化 D. 并行化 C. 压电打印 D. 分子印章 3. 微缩芯片实验室

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璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成的生物分子点阵。在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或相互作用或其他分离方式分离后,利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面,从而实现对多肽、蛋白质及其他生物成份进行高通量检测。 3. 微缩芯片实验室

芯片实验室是将样品制备、生化反应和检测分析的全过程集约化,并缩微到一张芯片上自动完成,形成的所谓微型全分析系统(micro total analysis systen,μ-TAS),或称“缩微芯片实验室”(lab-on-a-chip)。 三、简答题

1. 试述生物芯片的种类及主要功能。

生物芯片根据其结构特点,可以将生物芯片分为微阵列芯片和微流体芯片两个主要类别。微阵列芯片是由生物材料微阵列构成的芯片,包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片等,由于它们的工作原理都是基于生物分子之间的亲和结合作用,如核酸分子的碱基配对作用,抗原和抗体的结合等,所以通常也称为亲和生物芯片。微流芯片是以各种微结构为基础的芯片,利用它可实现对各种生化组分的微流控操作和分析,这类芯片的代表有毛细管电泳芯片、PCR反应芯片、介电电泳芯片等。生物芯片发展的最终目标是将各种生物化学分析操作的整个过程,从样品制备、生化反应到结果检测,都集成化并缩微到芯片上自动完成,以获得所谓的微型全分析系统(micro total analysis systen,μ-TAS),或称“微缩芯片实验室”(lab-on-a-chip)。微缩芯片实验室代表了生物芯片技术发展的未来。 2. 试述基因芯片的工作原理及制备。

基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。在一块1cm大小的基因芯片上,根据需要可固定数以千计甚至万计的基因,以此形成一个密集的基因方阵,实现对千万个基因的同步检测。基因芯片技术主要包括四个主要步骤:芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测以及结果分析。

3. 简述蛋白芯片的原理及应用。

蛋白质芯片的基本原理是采用原位合成、机械点样或共价结合的等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于固相介质上形成的生物分子点阵,在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或相互作用或其他分离方式分离后,利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面,从而实现对多肽、蛋白质及其他生物成份进行高通量检测。

蛋白质芯片技术是一种快捷、高效、高通量、并行、微型化和自动化的蛋白质分析技术,适用于分析包括组织、细胞系、体液在内的多种生物样品能分析包含针对信号传导、癌症、细胞周期调控、细胞结构、凋亡和神经生物学等广泛的生物功能的相关蛋白,灵敏度高达pg/ml。 4. 举例说明基因芯片在临床诊断中的应用。

基因芯片作为一项现代化的诊断新技术在感染性疾病、遗传性疾病的诊断和耐药性检测等方面已显示出良好的应用前景。下面举例说明基因芯片在疾病诊断的应用。

(1)感染性疾病的诊断 性传播疾病、肝炎等。 (3)耐药性检测

结核分支杆菌耐药性检测芯片等。

(2)遗传性疾病的诊断

地中海贫血、血友病、婚前检查等。

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