发布时间 : 星期三 文章分子生物学复习题更新完毕开始阅读
寡核苷酸探针:根据已知的核酸顺序,采用DNA合成仪合成一定长度的寡核苷酸片段作为探针.
RNA探针:采用基因克隆和体外转录的方法可以得到RNA或反义RNA作为探针. 7.简述操纵子模型的基本组成要件。（5分）
答：一般而言，操纵子有共同的控制区和调节系统。包括在功能上彼此相关的结构基因和控制部位，后者由启动子（P）和操纵基因（O）所组成。以大肠杆菌的乳糖操纵子为列，其含Z、Y及A三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因Ⅰ。Ⅰ基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。在启动序列P上游还有一个分解（代谢）物基因激活蛋白CAP结合位点，由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成LAC操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。
8.简述阳性克隆筛选的原理。（6分）
答：在构建基因工程载体系统时，载体DNA分子上通常携带一定的选择性遗传标记基因，转化或转染宿主细胞后可以使后者呈现出特殊的表型或遗传特性，如抗药性、插入失活、显色互补等，据此通过在选择培养基加入适量选择物，从而初步筛选出重组子。 9.从C值悖论的角度谈谈你对基因组大小与生物复杂度之间的辨证关系。（15分） 10.试述基因表达调控与生命本质的关系。（15分）
11.从遗传物质的发现与基因概念的发展阐述基因概念的内涵。（15分） 12．简述真核生物基因组的序列组成。（简答，5分）
答：真核生物体细胞内的基因组分细胞核基因组与细胞质基因组，包括单拷贝序列、简单重复序列、中度和高度重复序列等。
单拷贝序列亦称非重复序列，是指在基因组中只有1个拷贝或2-3个拷贝的序列。 短片段的重复序列按排列方式不同可分为三种类型：
（1）正向重复又叫顺向重复，这种重复序列的方向是相同的；（2）反向重复的方向相反，呈两侧对称，常存在于插入序列和转座子两端的结构元件中 ；（3）回文序列 (Palindromic sequence)是一种旋转对称，回文序列常存在于各种蛋白质结合位点。 长片段的重复序列分为轻度重复、中度重复和高度重复三种：
1、轻度重复序列是指在基因组中含2-10拷贝的序列；2、中度重复序列是指在真核基因组中重复数十至数万次的重复序列；3、高度重复序列是一种简单的重复序列，有的重复单位长度不超过6bp，但在基因组中重复可达十万次。 13．描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。（简答，5分） 答：1、通过核苷酸聚合反应，使DNA链沿5‘向3‘方向延长（DNA聚合酶活性）；2、由3’端水解DNA链（3‘向5‘核酸外切酶活性）；3、由5’端水解DNA链（5‘向3’核酸外切酶活性）；4、由3‘端使DNA链发生焦磷酸解；5、无机磷酸盐与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷酸基交换。 14．试比较转录与复制的区别。（8分）
答：①目的不同，所使用的酶、原料及其它辅助因子不同，转录是合成RNA，复制是合成DNA；②方式不同：转录是不对称的，只在双链DNA的一条链上进行，只以DNA的一条链为模板，复制为半不连续的，分别以DNA的两条链为模板，在DNA的两条链上进行；③复制需要引物，转录不需要引物；④复制过程存在校正机制，转录过程则没有；⑤转录产物需要加工，复制产物不需要加工；⑥复制与转录都经历起始、延长、终止阶段，都以DNA为模板，新链按碱基互补原则，5'→3’方向合成。 15．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容?（简答，8分）
答：1.氨基端和羧基端的修饰：除去信号肽序列、乙酰化、N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除等。2.共价修饰，如磷酸化、糖基化、羟基化、二硫键的形成等。3.亚基的聚合，对于蛋白质是由二个以上亚基构成的而言。4.水解断链，即是一种mRNA翻译后的多肽链经水解后产生几种不同的蛋白质或多肽。
16．区别可诱导和可阻遏的基因调控。（6分）235 答： 基因初始状态 编码产物 基因调控条件 分解平时含量少的糖生活环境普遍利用的能可诱导基因调控 关闭 类或氨基酸的蛋白质 源物质缺乏，基因开启 细胞代谢必需小分子生活环境中小分子物质可阻遏基因调控 开启 物质 充分，基因关闭 17．阐述基因概念的变化。（12分）
答：19世纪中叶，奥地利生物学家孟德尔发现分离规律和自由组合规律。并提出遗传因子，此即基因概念的萌芽；1900年，孟德尔定律的重新发现，标志着遗传学的诞生；1909年，Johannsen首次用?基因?取代?遗传因子?，并提出?基因型?和表现型?。此时，?基因?只是一个抽象的符号；1926年，Morgan发表《基因论》。首次提出?三位一体?的基因概念——基因是一个功能单位、一个突变单位、一个重组单位。另外，基因在染色体按一定顺序、间隔一定距离线性排列；1941年，Beadle和Tatum提出?一个基因一种酶?假说，后修改为?一个基因一种多肽?；1955年，Benzer提出顺反子、突变子、重组子；1961年，Jacob和Monod提出操纵子模型至今。
18．现分离了一段DNA片段，可能含有编码多肽的基因的前几个密码子，该片段的序列组成如下： 5’ CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 3’
3’ GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5’
(1) 哪一条链作为转录的模板链？（2分） 3’ GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5’ (2) mRNA的序列是什么？（3分） 5’ CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG 3’ (3) 此mRNA能形成二级结构吗？（3分） 不能，没有串联密码子。
(4) 翻译从哪里开始？朝哪个方向进行？（2分） AUG 5‘向3’
此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的? （2分） 真核细胞
19.简述DNA作为遗传物质的证据。（简答，5分）
答：细菌转化实验； 噬菌体侵染实验； 烟草花叶病毒的拆合实验 20．简述组蛋白、非组蛋白的特点。（简答，6分）
答：组蛋白是一类碱性蛋白质，进化上的极端保守性、无组织特异性、肽链上氨基酸分布的不对称性、组蛋白的修饰作用。非组蛋白:非组蛋白是一类酸性蛋白质，富含天冬氨酸和谷氨酸，带负电荷。具有多样性，组织专一性和种属多样性。 21．简述RNA聚合酶的主要功能和种类。（简答，8分）
答：原核生物相同RNA聚合酶催化三种RNA的合成：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）及转运RNA（tRNA）。真核生物RNA聚合酶：1、RNA聚合酶Ｉ，合成核糖体RNA（rRNA）前体45S，当成熟后会成为28S、18S及5,8S核糖体RNA，是将来核糖体的主要RNA部份。2、RNA聚合酶Ⅱ，合成信使RNA（mRNA）的前体及大部份小核RNA（snRNA）以及微型RNA（microRNA）。3、RNA聚合酶Ⅲ，合成转运RNA（tRNAs）、rRNA 5S及其他可以在细胞核及原生质找到的细小的RNA。 22．基因转录是如何起始的?（8分）
答：首先启动， RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成二元闭合复合物，随即DNA构象发生重大变化，结合区双链解开，最初两个NTP结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸儿酯键，即形成RNA聚合酶、DNA和新生RNA的三元复合物，转录即自此开始。对于真核生物，除了RNA聚合酶外，还有至少7种辅助因子参与。
23．简述DNA复制的忠实性机制。（6分）
答：维持DNA复制高度忠实性有四个方面:(1)DNA聚合酶的选择作用；(2)DNA聚合酶的校正作用；(3)RNA引物的合成与切除是提高DNA复制准确性的重要因素；(4)DNA复制后错配碱基的修正（光复活修复、剪切修复、重组修复、SOS）。
24．以乳糖利用为例说明阻遏蛋白的负性调控和CAP的正性调控。（11分）
答:1,乳糖操纵子的组成:大肠杆菌乳糖操纵子含Z,Y,A三个结构基因,分别编码半乳糖苷酶,透酶和半乳糖苷乙酰转移酶,此外还有一个操纵序列O,一个启动子P和一个调节基因I.
2,阻遏蛋白的负性调节:没有乳糖存在时,I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖的三种酶;有乳糖存在时,乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结合于操纵序列,乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶.所以,乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控.
3,CAP的正性调节:在启动子上游有CAP结合位点,当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时,cAMP浓度升高,与CAP结合,使CAP发生变构,CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点,激活RNA聚合酶活性,促进结构基因转录,调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合成分解乳糖的三种酶.
4,协调调节:乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制,互相协调,互相制约.
25．一段从E.coli中分离出来的DNA单链序列为：
5’—GTAGCCTACCCATAGG—3’
(1) 假设mRNA是由这段DNA单链的互补链作为模板转录而来，mRNA的序列怎样?（2
分） 5’—GUAGCCUACCCAUAGG—3’
(2) 如果转译从mRNA的5’端开始，将得到什么样的多肽(假设并不需要起始密码
Ala
子，密码子见图)?当tRNA离开核糖体后，核糖体将结合什么样的tRNA?当Ala
Ala
的氨基形成肽键后，如果有化学键断裂，是什么键? tRNA又将怎样? （4分）
Tyr Ala
Val-Ala-Tyr-Pro tRNA二酯键 tRNA移位至E位点
(3)这个RNA可编码多少种不同的肽?如果以另一条DNA单链作为模板，还会得到相同的肽吗? （6分） 密码子简表：
26.简述核小体结构要点。（简答，5分）
答：核小体是染色体的基本结构单位，由DNA和组蛋白(histone)构成，是染色质（染色体）的基本结构单位。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4， 每一种组蛋白各二个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200 bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。
27．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能?（简答，6分） 答：．①mRNA：蛋白质合成的模板；②tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；③核糖体：蛋白质合成的场所；④辅助因子：(a)起始因子—--参与蛋白质合成起始复合物形成；(b)延长因子—--肽链的延伸作用；(c)释放因子一--终止肽链合成并从核糖体上释放出来。
28．简述细菌染色体基因组结构的一般特点。（简答，8分） 答：（1）细菌的染色体基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成细菌的染色体相对聚集在一起，形成一个较为致密的区域，称为类核（nucleoid）。
（2）具有操纵子结构，其中的结构基因为多顺反子，受同一个调节区的调节。数个操纵子还可以由一个共同的调节基因（regulatorygene）即调节子（regulon）所调控。 （3）在大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因往往是多拷贝的。
（4）和病毒的基因组相似，不编码的DNA部份所占比例比真核细胞基因组少得多。 （5）具有编码同工酶的同基因（isogene）
（6）在细菌基因组中编码顺序一般不会重叠，即不会出现基因重叠现象。
（7）在DNA分子中具有各种功能的识别区域，这些区域往往具有特殊的顺序，并且含有反向重复顺序。 （8）在基因或操纵子的终末往往具有特殊的终止顺序,它可使转录终止和RNA聚合酶从DNA链上脱落。
29．简述蛋白质生物合成过程。（8分）
答：蛋白质合成可分四个步骤，以大肠杆菌为例：
(1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。
(2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。 (3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位．最后核糖体沿mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。
(4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。
30．将大肠杆菌从37度转移到42度时，其基因表达如何变化？（6分）
答：细胞基因特异性表达是细胞适应环境变化的重要方式，且转录水平的调控是重要一环。在转录水平调控中，一种方式就是不同δ因子的表达和大量使用。大肠杆菌从37度转移到42度时，其基因表达变化为：δ因子表达发生变化，细胞大量表达δ32，而δ32与δ70识别启动子序列不同，因而RNApol选择转录的基因发生变化， 31．论述真核基因表达调控的特点。（12分）
答：真核基因表达调控特点：⑴RNA聚合酶有三种，分别负责三种RNA转录，每种RNA聚合酶由约10个亚基组成；⑵活性染色质结构发生变化；⑶正性调节占主导；⑷转录和翻译分隔进行；⑸转录后修饰、加工过程较复杂；⑹转录起始是基因表达调控的关键环节。
32．从4种不同的物种分离出的核酸中各种碱基的比率(％)如下：
(1)对于每个物种，回答以下问题：（8分） ①核酸是DNA还是RNA? ②它是双链还是单链?
(2)填充物种4中缺少的碱基百分比。（3分） 33.列出真核生物mRNA与原核生mRNA的区别。（简答，6分）
答：原核生物和真生物mRNA的差别在于可翻译顺反子的数目，真核生物的mRNA是单个顺子。而且，真核生物的mRNA在其3′端有多聚腺嘌呤尾巴poly(A)，而5′端有7-甲基鸟嘌呤帽子。真核生物的mRNA尾部区域有时会携带特定的去稳定因子。 34．研究真核基因表达调控主要应回答的3个问题。（简答，6分） 答：
35．假定你从一新发现的病毒中提取了核酸。 (1)它是DNA还是RNA? (2)它是单链还是双链？。（简答，6分） 36．简述肽链的延长步骤。（3分）
答：后续AA-tRNA在EF-Tu及GTP作用下结合到核糖体A位点；在肽基转移酶催化下,A位点AA-tRNA与P位点（n-1）肽酰-tRNA（n-1）生成肽键，形成n肽酰-tRNAn核糖体向mRNA3‘端移动一个密码子，将n肽酰-tRNAn从A位点进位到P位点，去AA-tRNA被挤入E位点，空出A位点，开始新一轮循环。
37．比较真核生物与原核生物转录起始的第一步有什么不同。（8分）
答：原核生物中，具有特异识别能力的σ亚基识别转录起始点上游的启动字同源序列，这样可以使全酶与启动子序列结合力增加，形成闭合的二元起始复合物。关键的作用时RNA聚合酶与DNA的相互作用。真核生物中，当含TBP的转录因子与DNA相互作用时，其它转录因子也结合上来，形成起始复合体，这一复合物在于RNA聚合酶结合，因此主要是RNA与蛋白质之间的作用。 38．论述原核生物中的转录终止作用。（15分）
答：原核生物转录的终止有两种机制。一是需要蛋白质因子ρ（Rho）的参与，ρ因子能与转录中的RNA结合，启动ρ因子ATP酶活性，并向RNA的3’端滑动，划至RNA附近时，RNA聚合酶暂停聚合活动，使RNA:DNA解链分离转录的RNA释放种植转录。 另一是在立体系统中发现的，纯化的的RNA聚合酶不需要其他蛋白质因子的参与，可使转录终止，即不依赖ρ因子的转录终止机制，模板DAN在转录终止点附近有特殊核苷酸序列可以形成颈环结构影响RNA聚合酶的构象使转录暂停，DAN与RNA双链不稳定分离，转录终止。
39．假定你在25℃条件下用如下浓度的Dnase I：0，0.1，1.0及10.0 mg／m1，对鸡红细胞细胞核的染色质进行酶切20分钟。将这些样品与分子量标记一起上样于6%变性聚丙烯酰胺凝胶，下图是凝胶电泳的结果。但由于你混淆了样品，因此弄不清每个泳道对应的样品是什么。惟一可以确信的是分子量标记上样子左边的泳道，但忘记了各带对应的分子员大小(图)。
(1)请回忆起在各泳通分别使用的是哪一浓度的Dnase I。（4分） (2)请指出分子量标记泳道(用M表示)各带的大约分子量。（4分）
(3)描述各泳道所显示的染色质结构特征，证实所记忆的数字是正确的。（4分）