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分子生物学 复习题 --圆梦生物网备课资源 （转自网易）
分子生物学 复习题
一、名词解释
1、核小体：是构成真核生物染色质的基本结构单位，由9个组蛋白分子(包括核小体核心：H2A、H2B、H3 、H4各2个及1个上H1 蛋白)和166bpDNA组成。
2、端粒(Telomere) ：是染色体末端的DNA重复序列，作用是保持染色体的完整性。
3、增强子(enhancer)：指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。
4、RNA剪接: 从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。
5、DNA聚合酶：指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5′→ 3′方向合成DNA的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。
6、SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。(转录出的mRNA要进入核糖体上进行翻译，需要一段富含嘌呤的核苷酸序列与大肠杆菌16S rRNA3，末端富含嘧啶的序列互补，是核糖体的识别位点。)
7、中心法则: 描述了遗传信息的基本性质，即通过复制、转录和反转录等过程可实现核苷酸序列的保存和相互转换，但从核苷酸翻译到蛋白质的过程是单向不可逆的。
8、外显子: 真核生物基因中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列，叫外显子。
9、核酸限制性内切酶: 就是一类能特异识别双链 DNA序列，并在识别点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
10、半不连续复制：在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。
11、RNA编辑：某些mRNA的核苷酸序列,在生成转录产物后还需插入、删除或取代一些核苷酸残基,方能生成具有正确翻译功能的模板,遗传信息在mRNA水平上的改变过程，称为RNA编辑。
12、遗传密码(code)：是指DNA上核苷酸与蛋白质链上氨基酸的对应关系.
13、摇摆假说: 由密码子的简并性推测细胞中应该存在61种tRNA，但事实上少于61种，F.H.C.Crick1966年提出摇摆假设：
（1）密码的专一性主要由mRNA上的密码子的第一个、第二个碱基与tRNA上的反密码子相应的碱基形成强的配对来决定。
（2）密码子的第三个碱基与反密码子的第一个碱基之间的配对决定了一个tRNA所能解读的密码子数目，即摇摆性。
（3）由于tRNA上稀有碱基I(次黄嘌呤)的存在及tRNA具“L”形空间结构使密码子的第三个碱基与反密码子的第一个碱基之间的配对发生摇摆。反密码子的第一个碱基一种可以和密码子的第三个碱基多种配对，使tRNA种类少于61种。
14、内含子：真基核生物基因中，不为蛋白质编码的、在mRNA加工过程中消失的DNA序列，称内含子。
15、多聚腺苷酸化：是指多聚腺苷酸与信使RNA（mRNA）分子的共价链结。在蛋白质生物合成的过程中，这是产生准备作翻译的成熟mRNA的方式的一部份。
16、反密码子：指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。
17、DNA变性：双螺旋分子在极端温度或pH下，双链间氢键被破坏，双链分开，又称融解（Melting）。(在物理或化学因素的作用下，导致两条DNA链之间的氢键断裂，而核酸分子中的所有共价键则不受影响。)
18、DNA复性：适当条件下两条变性的DNA互补单链重新结合，恢复原来的双螺旋，这个过程称为复性也叫退火(Annealing)。(当促使变性的因素解除后，两条DNA链又可以通过碱基互补配对结合形成DNA双螺旋结构。)
19、开放复合物:转录时，RNA聚合酶一旦进入到-10区（Pribnow box），就从左边的识别位点解离出来，和-10区（Pribnow box）紧密结合，形成一个开放复合物。
20、终止子：在一个基因的末端往往有一段特定顺序，它具有转录终止的功能，这段终止信号的顺序称为终止子（termianator）。
21、质粒：质粒是细胞染色体或核区DNA外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
22、启动子：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。
（通用转录因子和RNA聚合酶装配成转录起始复合物的一段DNA序列）
23、前导链：两条链均按5'到3'方向合成,一条链3'末端的方向朝着复制叉前进的方向,可连续合成,称前导链
24、后随链：两条链均按5'到3'方向合成,另一条链5'末端朝着复制叉,合成是不连续的,形成冈崎片段,此链称后随链
25、起始点：起始点是指被试复制的时距与刺激时距主观上刚好相等的下限点。
26、无义突变：基因发生突变，使编码区中的某个密码子变为无义密码子。(由于碱基对的取代，使原来可以翻译某种氨基酸的密码子变成了终止密码子的突变。)
27、熔链温度：以加热温度对A260作图可以得到一条解链曲线，解链开始到完全解链的温度范围的中点温度称为解链温度（meltingtemperature，Tm）又称熔链温度。
28、转化：指宿主细胞直接吸收外源DNA分子(如质粒载体或重组体等等），并获得某些新遗传性状的生命过程。转化现象在原核生物中广泛存在，是自然界中原核生物基因重组的一种主要方式。 (指质粒DNA或以它为载体构建的重组DNA导入细菌的过程。)
29、有义链：脱氧核糖核酸(DNA)双链中一般只有二条单链被转录为信使核糖核酸(mRNA)
30、乳糖操纵子：由调控区的启动子（promoter，p）、操纵区（operator，o）和表达β-半乳糖苷酶（Z）、β-半乳糖苷透性酶（Y）、β-半乳糖苷乙酰转移酶（a）三种功能相关酶的相关基因组成。乳糖操纵子是可诱导的负调控型操纵子，在高效诱导剂异丙基硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactoside，IPTG）诱导下，产生相应的酶并作用底物5-溴-4-氯-3-吲哚-半乳糖苷（5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galac toside，x-gal）产生蓝色，在重组基因筛选中被广泛应用。
二、简答
1、遗传密码的特性？
答：(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。(2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。(3)密码的简并性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。(4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。(5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。(6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、
UAG、UGA使用频率不同。
2、真核生物mRNA如何进行加工？
答：真核生物转录生成的mRNA要经过较复杂的加工过程。包括①5′末端加帽②3′端加尾③剪接去除内含子并连接外显子④核苷酸编辑⑤甲基化修饰。
(1)5′末端帽子的生成。 在甲基转移酶作用下，由腺苷蛋氨酸(SAM)提供甲基，在鸟嘌呤的N-7上甲基化，然后在连接于鸟苷酸的第一个（或第二个）核苷酸2－OH上又进行甲基化，最后成为m7GpppNmp，这就是帽子生成。
（2）3′末端多聚A尾的生成。 多聚A尾的生成是多聚A聚合酶的催化下，由ATP聚合而成。而是先要在mRNA前体的3′末端11～30核苷酸处有一段AAUAA保守序列，核酸内切酶催化切除多余的核苷酸。随后，在多聚A聚合酶催化下，发生聚合反应形成了3′末端多聚A尾。
（3）剪接作用。
在转录时，外显子及内含子均转录到hnRNA中。在细胞核中，hnRNA进行剪接作用，首先在核酸内切酶作用下剪切掉内含子；然后在连接酶作用下，将外显子各部分连接起来，成为成熟的mRNA，这就是剪接作用。在不同的组织中由于剪接作用的差异可以产生具有不同编码的mRNA，导致翻译生成不同的蛋白质产物。
(4)RNA编辑
在转录产物中插入、删除或取代一些核苷酸残基，生成具有正确翻译功能的模板，此即所谓 RNA的编辑作用。编辑过程由一个或多个小分子的“指导RNA”提供mRNA的编辑信息，并作为模板指导其进行编辑，在编辑体的帮助下进行编辑。
(5)甲基化修饰
原核生物mRNA分子中不含有稀有碱基，但真核生物的mRNA中则含有甲基化核苷酸
3、DNA半保留复制的概念及实验证明过程？
答：在DNA复制时，亲代的每一条链均可作为模板合成一条新链。一条来自亲代的旧链与一条新链以氢键相连，形成子代双链DNA。由于两个子代分子中各有一条链来自亲代，而另一条链是新生成的，所以这就是半保留复制方式。(双链DNA的一种复制方式，其亲代链分离，每一子代DNA分子由一条亲代链和一条新合成链组成。是DNA复制的常规模式，每条亲代链均作为合成-新的互补链的模板。)
实验证明过程：
1958年Meselson-Stahl实验：用同位素15N标记大肠杆菌双链DNA，在14N的培养基中培养，繁殖，再取出DNA，经过CsCl密度梯度离心。离心管由于离心力的不同，出现不同的密度区带，不同重量的DNA就会分布在不同区带（15N—15N出现在重带，15N—14N出现在中带，14N—14N出现在轻带）。亲代DNA两条链都是15N，出现在重密度区域，复制一代，两个子代DNA 都是15N—14N，出现在中密度区域，再复制一次，子代DNA是2个15N—14N，2个14N—14N，一半在中密度区域，一半在轻密度区域，由此证明DNA是半保留复制。
4、DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有何作用？
答：1)DNA聚合酶Ⅰ。在随从链合成时，先合成了许多冈崎片段，而后由于RNA引物的去除形成了空隙，此时DNA PolⅠ它催化聚合反应，延长了各个片段，从而填补了片段间的间隙，使以上片段得以靠近，为片段连接成长链创造了条件。所以DNA polⅠ的聚合作用主要是在填补随从链片段间空隙上发挥作用。
DNA PolⅠ还具有3′→5′外切酶活性可识别并去除错误的碱基。这种活性在DNA复制中起了校对功能。DNA PolⅠ的校对活性对DNA复制的准确性起着重要作用。 DNA PolⅠ还具有5′→3′外切酶活性。5′→3′外切酶活性也有修正错误的功能，补充其3′→5′外切酶修正错误的作用。例如紫外照射产生的嘧啶二聚体，就是在其5′→3′切酶作用下切除的。
DNA Pol Ⅲ结构中不对称的二聚体，同时分别催化着前导链和随从链的合成。
DNA Pol Ⅲ也具有3′→5′外切酶活性，所以对于DNA复制也有校对的功能，可停止加入或除去错误的核苷酸然后继续加正确的核苷酸。因此，DNA PolⅢ配合DNAPolI可将复制的错误率大大地降低，从10-4降为10-6或更少。当此片段接近前方的片段时，由DNA Pol Ⅲ的5′→3′外切酶活性切除了RNA引物，造成了片段间的空间；继而DNA PolI催化进行5′→3′方向的聚合作用，填补了片段间的空隙。
PolⅠ
PolⅡ
PolⅢ
酶活性
5′→3′聚合作用
3′→5′外切酶活性
5′→3′外切酶活性
+
+
+
+
+
-
+
+
+
体外链延长速度(核苷酸/分)
600
30
9000
分子数/细胞
400
不详
10～20
功能
修复合成
去除引物填补空隙
校对
不详
复制
校对
5、真核生物如何解决端粒子复制问题、意义何在？
真核生物通过端粒酶解决端粒子复制问题。端粒酶由RNA和蛋白质构成，可使端粒无限延长。
通过端粒酶合成重复序列加到染色体末端，用从头合成的方式加入重复，能抵消在染色体端部无法复制所导致的重复序列的丢失。延长与缩短将保持平衡。
6、A-DNA、B-DNA、和Z-DNA 有何区别？(填空或选择)
Ａ－ＤＮＡ：每螺旋圈为１１个碱基对，碱基平面不是垂直双螺旋的轴而是倾斜２０度．
Ｂ－ＤＮＡ：是右手螺旋，经典的Ｗatson-Crick
C-DNA:左手螺旋ＤＮＡ，每个螺圈１２个碱基对，双螺旋只有一个槽沟．
7、大肠杆菌RNA聚合酶由哪些亚基构成？各亚基功能？
1）RNA聚合酶由五个亚基组成：α2ββ/δ
δ亚基很容易从全酶上掉下来,剩下的α2ββ/称为核心酶. α2ββ/δ
称为全酶.
δ是识别因子,其作用是识别DNA分子上RNA合成的起始信号.与DNA不能单独结合,它结合到核心酶后可能引起酶构型的变化,因而改变核心酶与DNA结合的特性.
β亚基是仅有的可以单独与DNA结合的亚基,参与RNA聚合酶与模板反应,也与核心酶和δ亚基结合以及转录的终止有关.也与α与δ亚基结合有关,参与RNA链的引发和延伸,催化底物形成磷酸二酯键
α亚基具有与β的结合点,参与特定的基因表达,可能与酶和DNA上的启动区域的反应有关.
8、原核生物的转录过程？
答：包括启动、延伸和终止。启动：RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物，转录即自此开始。DNA模板上启动区域含有TATAATG顺序，称普里布盒或P盒。第一核苷三磷酸与第二个核苷磷酸缩合生成3′-5′磷酸二酯键后，则启动阶段结束，进入延伸阶段。延伸：σ亚基脱离酶分子，留下的核心酶与DNA的结合变松，因而较容易继续往前移动，核心酶无模板专一性，能转录模板上的任何顺序，包括在转录后加工时待切除的居间顺序。脱离核心酶的σ亚基还可以与另外的核心酶结合，参与另一转录过程。随着转录不断延伸，DNA双链顺序地被打开，并接受新来的碱基配对，合成新的磷酸二酯键后，核心酶向前移去，已使用过的模板重新关闭起来，恢复原来的双链结构。一般合成的RNA链对DNA模板具有高度的忠实性，RNA合成的速度，原核为25~50个核苷酸/秒。终止：转录的终止包括停止延伸及释放RNA聚合酶和合成的RNA。在原核生物基因或操纵子的末端通常有一段终止序列即终止子，RNA合成就在这里终止，原核细胞转录终止需要一种终止子因子ρ(四个亚基构成的蛋白质)的帮助。
9、蛋白质合成有哪几个阶段、各有何特点？
1）起始：核糖体亚基和起始tRNA在起始因子及其他因子参与下结合在MRNA编码区5′端，证起始tRNA识别起始密码。结果生成起始复合物：核糖体mRNA，起始tRNA
2）延伸：核糖体与mRNA相对移动，在延伸因子参与下由tRNA携带氨基酸进入核糖体。合成由mRNA序列编码的多肽链。
3）终止：延伸至mRNA上出现终止密码，释放因子进入核糖体，使新生肽链及核糖体从mRNA上释放出来。
(Key: j起始
涉及在蛋白质前两个氨基酸之间肽键形成之前发生的反应。要求核糖体与mRNA结合形成一个含有第一个氨酰tRNA的起始复合体。在蛋白质合成中这是一个比较慢的-步骤，通常决定mRNA被转移的速率
k延伸
包括从第一个太键合成，到加上最后一个氨基酸的所有反应。氨基酸是一次一个加到链上的；加氨基酸是蛋白质合成中最快的步骤。
l终止
包括释放已合成完毕的肽链所需的步骤；与此同时，核糖体同mRNA解离。
不同组的辅助因子，在每个阶段协助核糖体。在不同阶段通过GTP水解供给能量。)
结构的属性的的比较A-, B-, 和Z-脱氧核糖核酸
形状B-形状Z-形状
螺旋状的官能正义有手的正义有手的左边的有手的
直径~2.6nm ~2.0nm ~1.8nm
Base-pairs/turn(n)1110 12
螺旋上升/bp0.26nm 0.34nm 0.37nm
螺旋程度2.8nm 3.4nm 4.5nm
凹槽狭窄部分 /深的宽的 /深的平坦的
未成年人凹槽宽的/浅的狭窄部分/深的狭窄部分/深的
10、5S基因与tRNA基因的启动子有何特点？(选择题)
11、真核生物有哪几种RNA 聚合酶、各有何功能？
1）RNA聚合酶I转录产生核糖体RNA和大多数SnRNA
2）RNA聚合酶II转录产生mRNA前体
3）RNA聚合酶III转录产生tRNA，5SRNA，部分SnRNA
12、RNA 加工主要有几种类型{填空}
(1)剪切及剪接：剪切就是剪去部分序列；剪接是指剪切后又将某些片段连接起来。
(2)末端添加核苷酸：例如 tRNA的3′-末端添加-CCA。
(3)修饰：在碱基及核糖分子进行化学修饰。
(4)RNA编辑：某些RNA，特别是mRNA自DNA模板上所获得的遗传信息，在转录作用后又发生了变化。
13、5′帽子及3′poly(A)尾有何功能？
3′端poly(A)尾有何功能：
1．对mRNA的稳定性有一定作用
2．Poly(A)还与mRNA顺利通过核膜进细胞浆的过程有关
3．Poly(A)与翻译调控有关
5′端的帽子和功能：
对mRNA的翻译活性很重要，可使之免遭外核酸酶的降解，同时对mRNA与核糖体的结合包括翻译起始区的辩认也很重要，与蛋白质翻译的起始有关。
14、核酶的定义及意义？
定义：是一种可以催化RNA切割和RNA剪接反应的由RNA组成的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。
核酶的意义：① RNA可作为生物催化剂。②打破了只有蛋白质才能有酶催化作用。③为进化先有核酸、先有RNA提供证据。④可用于制药和临床治疗。
(意义：第一、人们以此不再认为生物化学反应都是由蛋白质催化的。许多复杂的由RNA和蛋白质构成的颗粒具有特别重要的生物学功能，如核糖体（ribosome）、剪接体（splicesome）、编辑体（editosome）、加工体（processome）和信号识别蛋白（SRP）等。RNA具有催化功能使人们必须重视RNA分子在这些颗粒中的地位和作用。第二、RNA既是信息分子又是催化剂，这启示我们生命起源时先有RNA，而后才有蛋白质和DNA。第三、核酶的底物是RNA，其作用位点有着高度的特异性，可以用来切割特定的转录产物。)
15、重组DNA 技术中载体应用具备哪些条件？
（1）. 分子量小、多拷贝、松弛控制型
（2）. 具有多种常用的限制性内切酶的单切点。
（3）. 能插入较大的外源DN段
（4）. 具有容易操作的检测表型。
16、简述利用半乳糖苷酶系统进行显色互补筛选重组子的原理？
β—半乳糖苷酶基因有1021 AAs，基因产物不具酶活性，装配为四聚体后才有酶活。该蛋白质可分为两部分：α链和β链。前者负责四聚体装配，后者具β—半乳糖苷酶活性；只有当两者都存在时，才会表现出酶活性，该作用称之为α-互补作用。这两个部分可独立存在，分别由两个基因编码。为α链编码的基因称之为lacZα(编码145 AAs)。这两个基因（LacZ和LacZα）均可作为标记基因。
β—半乳糖苷酶基因的优点:
a. 酶催化X-Gal水解为兰色产物，检测直观
b. lacZα编码5'-端可容许很大的变化而不影响酶活性
c. lacZα和β链基因的分别表达可使载体小而容量大
三、论述题
1、请你谈谈分子克隆技术的应用现状及前景(即基因工程)
基因工程在医学、农业、环保等领域有重要的应用
（1）医学上的应用：
①对人类遗传信息的研究：
通过基因组计划，人类能了解自身遗传信息的结构、功能、表达和调控，能够深刻认识人的生长、发育、生存、繁衍，能对疾病的诊断、治疗、预防提出积极有效的措施。而DNA重组完成这个计划的手段包括大片段DNA克隆、DNA的大尺度分析、全自动DNA序列测定等。
②生产基因工程药物和疫苗
如生产胰岛素用于糖尿病方面的治疗，生产单抗制成“生物导弹”用于治疗肿瘤，生产疫苗用于预防疾病。
③基因治疗
将外源正常的基因导入靶细胞，以纠正或补偿基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗疾病的目的也就是外源基因通过重组DNA技术以及基因转移技术插入到病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。
（2）农业上的应用：
①在转基因植物中的应用：
如利用基因工程培育抗除草剂作物以减少环境污染；利用基因工程技术改良植物品质，象更长久地保鲜水果、蔬菜，培育营养丰富、有益健康的作物；培育抗虫棉以减少环境污染；培育抗病、抗逆性作物。
②在转基因动物方面的应用
可以提高动物产品的产量和质量；生产有重要价值蛋白质；生产人体器官用于异种移植；克隆技术培育动物大量繁殖优良品种家畜，保存濒危动物。
③在环境保护方面的应用
如用基因工程构建工程“超级菌”净化污水等。
2、近些年，转基因食品越来越走近人们的生活，请谈谈你对转基因食品的观点？
①转基因食品有一定的好处：
转基因技术的应用给农业生产带来了革命。经过转基因的农产品比传统的农产品具有更高的生长优势，而且可以添加额外的营养物质或除去某些不良物质，惠及生产商和消费者。
②关于转基因食品的顾虑：当一种功能基因被移入另一机体中，这种基因的功能可能发生不可预知的变化，而机体的相应反应更不可预测。另外疾病可能有很长的潜伏期，而毒性物质对人体的危害也需要一个积累的过程才能显现。转基因食品对人体的长期影响还难以有科学定论。
（从目前国际上（特别是美英等西方发达国家）的实际情况来看，尚未发现人们食用转基因食品后有什么不良反应。尽管如此，在科学上，对一种没有表现短期毒性和安全问题的食品，如果怀疑其可能存在隐患，则必须观察其远期毒性和安全问题是否存在，让时间来检验，这种远期跟踪监测通常需要一二十年。）
转基因食品的安全性普遍存在以下几方面的怀疑：1、产生毒素或增加食品毒素含量，对肾脏和血液造成病变；2、引起人体过敏，造成不可预知的后果；3、营养成分减少等。一般而言，对某种物质安全性检测的指标主要包括急、慢性毒性，遗传毒性，致癌，致畸，致突变性等。从6种不同类型转基因食品来看，由于在生产设计中是针对食品品质改造或增加已知健康作用的成分，一般来说，安全问题不会太突出。这与从自然条件下经杂交所获得之动植物新品种作为新型食品不存在安全问题的道理是一样的。（因此，在远期安全性问题未得到明确结论之前，加强对转基因食品的管理是非常重要和合理的。一是要加紧制定国际性安全标准，二是应实行消费者知情权原则。）
③个人认为，日常生活非转基因食品已经非常丰富，能不吃转基因食品就不吃，不必去冒这个风险。 |
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发表于 2015-5-21 23:14:19
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发表于 2016-8-31 00:11:32
