0、基因工程的技术基础和理论基础1）理论基础：40年代确定遗传信息携带者，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，明确了物质基础50年代确定DNA的双螺旋模型和半保留复制机理，明确自我复制和传递60年代提出中心法则和操纵子学说，破译遗传密码，阐明信息流向和表达。

2）技术基础：60年代的琼脂糖凝胶和Southern转移杂交技术，用于DNA分离和检测60年代初70年代末，发现限制性内切酶和DNA连接酶，实现体外切割70年代中期，实现DNA分子的核苷酸序列分析技术80年代实现体外重组DNA并进入宿主细胞1、基因工程研究的主要内容或步骤①从生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片段；②在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制载体分子上，形成重组DNA分子；③将重组DNA分子转移到适当的受体细胞（寄主细胞），并与之一起增殖；④从大量细胞繁殖群体中，筛选出获得了细胞重组DNA分子的受体细胞克隆；⑤从这些筛选出来的受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用；⑥将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要物质。

2、三位一体的基因概念①基因既是携带生物体遗传信息的结构单位，又是控制一个特定性状的功能单位。

②基因是染色体上的实体③基因象链珠(bead)一样，孤立地呈线状地排列在染色体上基因是功能、突变、交换“三位一体”的最小的、不可分割的、基本的遗传单位。

3、一位一体的基因概念基因是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小的遗传单位。

基因内可以较低频率发生基因内的重组和交换。

4、顺反子假说1个顺反子决定1条多肽链。

能产生1条多肽链的是1个顺反子，Cistron是基因的同义词。

在一个顺反子内，有若干个突变单位：突变子(muton)。

在一个顺反子内，有若干个交换单位：交换子（recon）。

5、全同等位基因在同一基因座位(locus)中，同一突变位点（site）向不同方向发生突变所形成的等位基因(homoallele)。

6、非全同等位基因在同一基因座位（locus）中，不同突变位点（site）发生突变所形成的等位基因(heteroallele)。

7、重叠基因的概念及其生物学意义概念：大多数由一条DNA序列组成的基因，仅有编码一种蛋白质的功能(尽管基因在两端有非编码区，并且在编码区内有内含子)。

但是，有些情况下，一条序列编码不止一种蛋白质。

生物学意义：a)原核生物进化的经济原则(较小的C值编码较多的基因信息)；b)提高蛋白质的疏水性,以增强生物体自然选择的适应性。

8、重复基因的概念及其生物学意义概念：在染色体组上存在多份拷贝的基因。

重复基因往往是生命活动中最基本、最重要的功能相关的基因。

生物学意义：a)含有遗传调控信息:一些基因呈高度重复排列，如核糖体ｒＲＮＡ基因。

这些基因的重复排列方式可以快速、大量地表达出蛋白产物，从而满足机体的需要；调控基因复制、转录、翻译。

核酸碱基的错配更正，损伤修复，也受重复序列的影响。

重复序列还可以形成核酸的高级构象，进而进行各种表观遗传修饰。

b)促使核酸包装成各种高级结构:重复序列能够特异性地结合一些蛋白质，从而使核酸序列形成二级、三级甚至更高级结构。

c)通过染色体的异染色质化而关闭基因的表达d)维持重要基因的正常结构，保证生命活动的正常进行：大量的重复序列保持重要的编码基因相对稳定，这才能维持正常的生命活动；e)为遗传变异和新基因的生成提供了空间，产生进化的动力：新变异或者新基因经常出现在容易发生突变与重组的重复区域，既不会破坏原来的遗传信息，又可以提供突变进行的场所，产生新性状。

9、断裂基因的概念及其生物学意义概念：真核生物的结构基因是由若干exon和intron相间隔排列的序列组成的间隔基因（断裂基因）。

a)Intron并非“含而不露”；b)Exon并非“表里如一”；c)并非真核生物所有的结构基因均为splittinggene。

生物学意义：a)有利于遗传的相对稳定:即使错误剪接留下的intron部分,被mRNA监测系统降解,避免病变和死亡；b)增加变异机率，有利于生物的进化：内含子增加了基因的长度，增加了基因内的重组交换几率，有利于形成变异和生物多样性；c)扩大生物体的遗传信息储量：对Exon和intron不同方式的剪接（选择性剪接），形成不同的基因产物；d)通过改变读码框架，利用intron编码基因。

10、跳跃基因的概念及其生物学意义概念：跳跃基因也叫做转座子，是一些能够从一个染色体位置转移到另外的位置的DNA序列。

跳跃基因在生物体中广泛存在。

生物学意义：转座子对基因而言是一个不稳定因素，他可导致宿主序列删除、倒位或易位，并且在基因组中成为可移动的同源区。

产生新的变异，有利于进化。

目前转座子元件是植物分子生物学操作和植物基因工程中分离克隆基因和研究基因功能最有力的工具之一，其中的一大类—反转录转座子具有分布广、异源转座高和受组织培养诱导激活等优势，因此它的发现和利用又为转座子标签的应用提供了更广阔的前景。

此外通过对现有转座元件的改造以及转座元件作为载体改造的工具，也将大大加速植物基因和功能序列的分离与研究，如利用转座子元件构建启动子捕捉载体，效率比T-DNA标签高11、假基因在演化过程中，很多基因经过了复制，其中的一个版本积累了使其失去功能的突变。

①与正常基因结构相似但丧失正常功能的DNA序列；②假基因都是在真核生物的基因组中发现的，在原核生物中未见报道;③假基因由活化的原始基因突变而来，这是因为存在着在某个阶段伤及基因表达的一种或多种缺陷（如启动子错误、有缺陷的剪接信号、框架中有终止信号等）之故;④大多数基因家族都有一些成员是假基因。

12、模糊基因RNA编辑造成了mRNA的密码子的大部分，使它们从无意义信使成为有意义的信使,它们原来的基因的A序列只不过是一串简略的意义模糊的序列(abreviateorcrypticgene)，这一串简略的意义模糊的序列称为隐秘基因或模糊基因(cryptogene)。

模糊基因在病毒、原生动物、哺乳动物与植物中广泛存在。

13、表观遗传修饰的方式①DNA分子的特定碱基的结构修饰(如胞嘧啶的甲基化)；②染色质构型重塑(chromatinremodeling)(如组蛋白的构型变化)：组成核小体的组蛋白可以被多种化学加合物所修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组蛋白的这类结构修饰可使染色质的构型发生改变，称为染色质构型重塑。

a)组蛋白不同氨基酸残基的乙酰化一般与活化的染色质构型常染色质和有表达活性的基因相关联；b)组蛋白甲基化可以与基因抑制有关，也可以与基因的激活相关，这往往取决于被修饰的赖氨酸处于什么位置；③基因组印记:生物体中约有1%的基因并不按照孟德尔规律遗传，而是只表达来源于双亲中的某一单亲的基因,这种现象称为基因组印迹，那个被掩盖了的基因叫做被印迹的基因。

DNA甲基化是“imprint”的重要机制；④PTGS(RNAi)。

14、从基因概念的发展说明C值矛盾形成的原因一个物种的单倍体的染色体的数目称为该物种的基因组。

单倍体基因组总DNA的含量的称为最大C值；编码基因信息的总DNA含量称为最小C值。

C值悖论:①生物体进化程度高低与大C值不成明显正相关。

一些植物和两栖类动物，它们的DNA含量高达1010－1011bp，而人类DNA含量仅为109bp；②亲缘关系相近的生物大C值相差较大；③一种生物内大C值与小C值相差极大。

原因：真核生物基因组中存在大量的不编码基因产物的DNA序列，一般而言，越是简单的生物基因组不编码蛋白质的DNA序列越少，它们的结构基因的数目越接近DNA含量所估计的基因数。

15、限制修饰系统限制修饰系统（Restrictionmodificationsystem或R-M系统）是一种存在于细菌（可能还有其他原核生物），可保护个体免于外来DNA（如噬菌体）侵入的系统，主要由限制内切酶和甲基化酶组成的二元系统。

16、限制性内切酶的命名原则宿主：属名第一字母、种名头两个字母；菌株或型号；序号：罗马字。

例如HindⅢ限制性内切酶：Hin指来源于流感嗜血杆菌(Haemophilusinfluenzae)，d表示来自菌株Rd，Ⅲ表示序号。

以前在限制性内切酶和修饰酶前加R 或M，且菌株号和序号小写；现在限制性内切酶名称中的R省略不写；Escherichiacoli。

17、限制与修饰系统的种类根据酶的亚单位组成,识别序列的种类,是否需要辅助因子，分三类(I,II,III)也有分四类，IIs类，即II亚类。

18、限制性内切酶识别的序列的特点1）识别序列长度：一般4-8，最常见为6；当识别序列为4个和6个碱基时，在可识别序列完全随机的情况下，平均256和4096个碱基出现一个识别位点。

2）识别序列的结构：①多数为回文对称：切割位点在DNA两条链相对称的位置；②少数限制酶的识别序列非对称；③多识别序列(简并序列):可识别多种序列；④间断对称:有一些限制酶识别的序列呈间断对称，对称序列之间含有若干个任意碱基。

3）切割位置:①大多数内部；②一部分在两端；③还有一部分在两侧。

19、限制性内切酶产生的末端类型1）匹配粘端(粘性末端）:识别位点为回文对称结构的序列经限制酶切割后，产生的末端为匹配粘端，亦即粘性末端（cohesiveend），这样形成的两个末端相同，也是互补的；2）平端(Bluntend):在回文对称轴上同时切割DNA的两条链；3）非对称突出端:①来自非对称识别序列，切割的DNA末端是不同的；②简并序列；③间隔序列：间隔区域序列是任意的；4）同裂酶(isoschizomer):识别相同序列的限制酶称同裂酶，但它们的切割位点可能不同。

①同序同切，识别位点和切割位置相同；②同序异切：识别位点相同，但切割位点不同；③“同功多位”：识别简并序列的限制酶包含了另一种限制酶的功能。

5）同尾酶:许多不同的限制酶切割DNA产生的末端是相同且对称，既可以产生相同的粘性末端。

同尾酶切割DNA 产生的末端可以进行互补连接。

20、位点偏爱产生的原因某些限制酶对同一介质中的有些位点表现出偏爱性切割，即对不同位置的同一个识别序列表现出不同的切割效率。

原因：(1)NarⅠ，NaeⅠ和SacⅡ三种酶在切割DNA之前需要同时与两个识别位点作用的一类酶；(2)BspMI、EcoRII、HpaII它们对要求作用的DNA序列上有两个明显不同的结合位点，其中一个是激活另一个的变构位点(allosteric)。

由顺式方式提供（cis）：它们相互靠近或可形成环（loop），或由反式作用提供：其变构位点由含识别序列的寡核苷酸提供；BspMI难以切割DNA：在pBR322和pUC18/19中有一个BspMI位点，100倍的过量切割时/一半DNA未切割。