第一章绪论
1、简述孟德尔、摩尔根与沃森等人对分子生物学发展得主要贡献。
答:孟德尔得对分子生物学得发展得主要贡献在于她通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根得主要贡献在于发现染色体得遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森与克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。
2、写出DNA与RNA得英文全称。
答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid), 核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)
3、试述“有其父必有其子”得生物学本质。
答:其生物学本质就是基因遗传。子代得性质由遗传所得得基因决定,而基因由于遗传得作用,其基因得一半来自于父方,一般来自于母方。
4、早期主要有哪些实验证实DNA就是遗传物质？写出这些实验得主要步骤。
答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热得方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;
二,噬菌体侵染细菌得实验:1,噬菌体侵染细菌得实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。2,DNA中P 得含量多,蛋白质中P得含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体得蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体得DNA。用35P标记蛋白质得噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体得蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA得噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体得DNA进入了细菌体内。
三,烟草TMV得重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同得TMV株系(S株系与HR株系)得蛋白质与RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系得蛋白质与HR株系得RNA,或反过来将HR株系得蛋白质与S株系得RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。
5、请定义DNA重组技术与基因工程技术。
答:DNA重组技术:目得就是将不同得DNA片段(如某个基因或基因得一部分)按照人们得设计定向连接起来,然后在特定得受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞得新得遗传性状。
基因工程技术:就是除了包含DNA重组技术外还包括其她可能就是生物细胞基因结构得到改造得体系,基因工程就是指技术重组DNA技术得产业化设计与应用,包括上游技术与下游技术两大组成部分。上游技术指得就是基因重组、克隆与表达得设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞得大规模培养以及基因产物得分离纯化过程。
6、写出分子生物学得主要研究内容。
答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子得结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。
第二章染色体与DNA
1、染色体具有哪些作为遗传物质得特征？
①分子结构相对稳定
②能够自我复制,使亲子代之间保持连续性
③能够指导蛋白质得合成,从而控制整个生命过程
④能够产生可遗传得变异
2、什么就是核小体？简述其形成过程。
由DNA与组蛋白组成得染色质纤维细丝就是许多核小体连成得念珠状结构。核小体就是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成得八聚体与由大约200bp得DNA组成得。八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体外面。每个核小体只有一个H1。所以,核小体中组蛋白与DNA得比例就是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1一个。用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒,包括组蛋白八聚体及与其结合得146bpDNA,该序列绕在核心外面形成1、75圈,每圈约80bp。由许多核小体构成了连续得染色质DNA 细丝。
核小体得形成就是染色体中DNA压缩得第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩至原尺寸得1/7。200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm得核小体中。核小体只就是DNA 压缩得第一步。
核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp
3、简述真核生物染色体得组成及组装过程
真核生物染色体除了性细胞外全就是二倍体,DNA以及大量蛋白质及核膜构成得核小体就是染色体结构得最基本单位。核小体得核心就是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3与H4)构成得扁球状8聚体。
蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白就是染色体得结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关得蛋白等,她们也有可能就是染色体得结构成分由DNA与组蛋白组成得染色体纤维细丝就是许多核小体连成得念珠状结构。
1、由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1得介导下核小体彼此连接形成直径约10nm得核小体串珠结构,这就是染色质包装得一级结构。
2、在有组蛋白H1存在得情况下,由直径10nm得核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm得螺线管,这就是染色质包装得二级结构。
3、由螺线管进一步螺旋化形成直径为0、4μm得圆筒状结构,称为超螺线管,这就是染色质包装得三级结构。
4、这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm得染色单体,即染色质包装得四级结构。
4、简述DNA得一,二,三级结构得特征
DNA一级结构:4种核苷酸得得连接及排列顺序,表示了该DNA分子得化学结构
DNA二级结构:指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成得双螺旋结构
DNA三级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成得特定空间结构
5、原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA得特征？
1, 结构简练原核DNA分子得绝大部分就是用来编码蛋白质,只有非常小得一部分不转录,这与真核DNA 得冗余现象不同。
2, 存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关得RNA与蛋白质基因,往往丛集在基因组得一个或几个特定部位,形成功能单元或转录单元,它们可被一起转录为含多个mRNA得分子,称为多顺反子mRNA。
3, 有重叠基因重叠基因,即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况① 一个基
因完全在另一个基因里面② 部分重叠③ 两个基因只有一个碱基对就是重叠得
6、简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中得意义
DNA得双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA、B-DNA与左手螺旋Z-DNA。 DNA得二级结构就是指两条都核苷酸链反向平行盘绕所生成得双螺旋结构。
右手螺旋----就是由两条反向平行得多核苷酸链围绕同一中心轴构成得。多核苷酸得方向就是由核苷酸间得磷酸二酯键得走向决定得一条由5’到3’另一条由3’到5’。两链上得碱基以氢键相连,嘌呤与嘧啶碱基对层叠与双螺旋内侧,顺着螺旋轴心从上向下瞧,可见碱基平面与纵轴平面垂直且螺旋得轴心方向穿过氢键得中点。核苷酸得磷酸集团与脱氧核糖在外侧,通过磷酸二酯键相连接而构成DNA分子得骨架。DNA 转录时其链板间与有它转录所得得RNA链间形成A-DNA这对基因表达有重要意义
左手螺旋----就是右手螺旋得一个补充。Z-DNA调控基因转录模型中,在邻近调控系统中,与调节区相邻得转录区被Z-DNA抑制,只有Z-DNA转变为B-DNA后,转录才得以活化,而在远距离调控系统中,Z-DNA可以通过改变负超螺旋水平,决定聚合酶能否与模板链相结合而调节转录起始活性。
7 、DNA复制通常采取哪些方式
1 线性DNA双链得复制将线性复制子转变为环状或多聚分子
在DNA末端形成发夹式结构使分子没有游离末端
在某种蛋白质得介入下,在真正得末端启动复制
2 环状DNA双链得复制θ型
滚环型
D—环型
8、简述原核生物DNA得复制特点。
(1)复制得起始1, DNA双螺旋得解旋DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这就是一个有多种蛋白质与酶参与得复杂过程。
(2) DNA复制得引发RNA引物得合成前导链:DNA双链解开为单链后,由引发酶(RNA聚合酶, Primase)在5’ →3’DNA模板上合成一段RNA引物,再由DNA 聚合酶从RNA引物3’端开始合成新得DNA链。然后以此为起点,进入DNA复制得延伸。后随链:后随链得引发过程由引发体(Primosome)来完成。引发体由6种蛋白组成得引发前体(Preprimosome)与引发酶(Primase)组成。引发体催化生成滞后链得RNA引物短链, 再由DNA聚合酶III 作用合成后续DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。在滞后链上所合成得RNA引物非常短,一般只有3-5个核苷酸。而且,在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似得序列。
(3) 复制得延伸冈崎片段与半不连续复制在原核生物中,DNA 新生链得合成主要由DNA 聚合酶III所催化。当冈崎片段形成后,DNA聚合酶I 通过其5'→3'外切酶活性切除冈崎片段上得RNA引物,同时,利用后一个冈崎片段作为引物由5'→3'合成DNA。最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来,形成完整得DNA滞后链。
(4) 复制得终止DNA复制得终止依赖与Tus蛋白(Terminus utilization substance,36kD)与DNA链上特殊得重复序列Ter(约22bp)。Tus-ter复合体将阻止DNA解链,等反方向得复制叉到达后停止复制,然后两条链解开。最后,释放子链DNA,依靠拓扑酶将超螺旋结构引入DNA分子。
9、真核生物DNA得复制在哪些水平上受到调控
1细胞生活周期水平调控(限制点调控)即决定细胞停留在G1期还就是进入S期
2染色体水平调控即决定不同染色体或同一染色体不同部位得复制子按一定顺序在S期起始复制
3复制子水平调控即决定复制得起始与否
10、细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复
错配修复切除修复重组修复DNA直接修复SOS系统
11、什么就是转座子？可分为哪些种类？
DNA得转座,或称移位,就是由可移位因子介导得遗传物质重排现象。转座子(transposon,
Tn)就是存在于染色体DNA上可自主复制与移位得基本单位。转座子分为两大类:插入序列(IS)与复合型转座子。
1、插入序列插入序列就是最简单得转座子,它不含有任何宿主基因。它们就是细菌染色体或质粒DNA得正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到特定得基因中,造成该基因突变。
2、复合型转座子复合型转座子就是一类带有某些抗药性基因(或其她宿主基因)得转座子,其两翼往往就是两个相同或高度同源得IS序列,表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座子,IS序列就不能再单独移动,因为它们得功能被修饰了,只能作为复合体移动。大部分情况下,这些转座子得转座能力就是由IS序列决定与调节得。除了末端带有IS序列得复合转座子外,还存在一些没有IS 序列得,体积庞大得转座子(5000bp以上)——TnA家族。
12请说说插入序列与复合型转座子之间异同
转座子就是存在于染色体DNA上得可自主复制与位移得基本单位。最简单得转座子不含有任何宿主基因而被称为插入序列(IS),她们就是细菌染色体或质粒DNA得正常组成部分。她常常被定位到特定得基团中,造成基因突变。、
复合式转座子就是一类带有某些抗药性基因得转座子,其两翼就是相同得或高度同源得IS序列,且IS序列就是不能单独移动得只能作为复合体移动而且IS序列也决定与调节转座子得转座能力。也就是有没有IS序列得转座子Tna家族,其两翼带有38bp得倒置重复序列
第三章生物信息得传递(上)---从DNA到RNA
1,什么就是编码链？什么就是模版链？
答:与mRNA序列相同得那条DNA链称为编码链(或有意义链);另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成DNA 链称为模版链(或反义链)。
2,简述RNA转录得概念及其基本过程。
答:RNA转录:以DNA中得一条单链为模板,游离碱基为原料,在DNA依赖得RNA聚合酶催化下合成RNA链得过程。基本过程:模版识别—转录开始—转录延伸—转录终止。
3、大肠杆菌得RNA聚合酶有哪些组成成分？各个亚基得作用如何？
答:大肠杆菌得RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基与一个ω亚基组成得核心酶,加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。α亚基肯能与核心酶得组装及启动子得识别有关,并参与RNA聚合酶与部分调节因子得相互作用;
β亚基与β’亚基组成了聚合酶得催化中心,β亚基能与模版DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。
4、什么就是封闭复合物、开放复合物以及三元复合物？
答:模版得识别阶段,聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭性复合物;封闭性复合物形成后,此时,DNA链仍然处于双链状态,伴随着DNA构象得重大变化,封闭性复合物转化为开放复合物;开放复合物与最初得两个NTP相结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸二脂键后即转变成包括RNA聚合酶、DNA与新生RNA得三元复合物。
5、简述σ因子得作用。
答:1、σ因子得作用就是负责模版链得选择与转录得起始,它就是酶得别构效应物,使酶专一性识别模版上得启动子;
2、σ因子可以极大得提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列得亲与力;
3、σ因子还能使RNA聚合酶与模版DNA上非特异性位点结合常数降低。
6、什么就是Pribnow box？它得保守序列就是什么？
答:pribnow box就是原核生物中中央大约位于转录起始位点上游10bp处得TATA区,所以又称作-10区。它得保守序列就是TATAAT。
7、什么就是上升突变？什么就是下降突变？
答:上升突变:细菌中常见得启动自突变之一,突变导致Pribnow区共同序列得同一性增加;下降突变:细菌中常见得启动子突变之一,突变导致结构基因得转录水平大大降低,如Pribnow区从TATAAT变成AATAAT。
8、简述原核生物与真核生物mRNA得区别。
答:1,原核生物mRNA常以多顺反子得形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子得形式存在;2,原核生物mRNA得转录与翻译一般就是偶联得,真核生物转录得mRNA前体则需经转录后加工,加工为成熟得mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作;3,原核生物mRNA半寿期很短,一般为几分钟,最长只有数小时。真核生物mRNA得半寿期较长, 如胚胎中得mRNA可达数日;4,原核与真核生物mRNA得结构特点也不同,原核生物得mRNA得5’端无帽子结构,3’端没有或只有较短得poly A结构。
9、大肠杆菌得终止子有哪两大类？请分别介绍一下它们得结构特点。
答:大肠杆菌得终止子可以分为不依赖于p因子与依赖于p因子两大类。
不依赖于p因子得终止子结构特点:1、位于位点上游一般存在一个富含GC碱基得二重对称区,由这段DNA 转录产生得RNA容易形成发卡式结构。2、在终止位点前面有一端由4—8个A组成得序列,所以转录产物得3’端为寡聚U。
依赖于p因子得终止子得结构特点:1、ρ因子就是一个相对分子质量为2、0×105得六聚体蛋白,它能水解各种核苷三磷酸,实际上就是一种NTP酶。2、终止过程需要消耗能量,ρ因子具有终止转录与核苷三磷酸酶两种功能。
10、真核生物得原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟得mRNA,以用作蛋白质合成得模版。
答:1,装上5′端帽子;2,装上3′端多聚A尾巴;3,剪接:将mRNA前体上得居间顺序切除,再将被隔开得蛋白质编码区连接起来。剪接过程就是由细胞核小分子RNA参与完成得,被切除得居间顺序形成套索形;4,修饰:mRNA分子内得某些部位常存在N6-甲基腺苷,它就是由甲基化酶催化产生得,也就是在转录后加工时修饰得。
11、简述Ⅰ、Ⅱ类内含子得剪接特点。
答:Ⅰ类内含子得剪接主要就是转酯反应,即剪接反应实际上就是发生了两次磷酸二脂键得转移。在I类内含子得切除体系中,第一个转酯反应由一个游离得鸟苷或者鸟苷酸介导,鸟苷或鸟苷酸得3’—OH作为亲核基团攻击内含子5’端得磷酸二脂键,从上游切开RNA链。在第二个转酯反应中,上游外显子得自由3’—OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上得磷酸二脂键,使内含子被完全切开,上下游两个外显子通过新得磷酸二脂键相连。
Ⅱ类内含子主要存在于真核生物得线粒体与叶绿体rRNA基因中,在Ⅱ类内含子切除体系中,转酯反应无需游离鸟苷或鸟苷酸,而就是由内含子本身得靠近3’端得腺苷酸2’—OH作为亲核基团攻击内含子5’端得磷酸二脂键,从上游切开RNA链后形成套索结构。再由上游外显子得自由3’—OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上得磷酸二脂键,使得内含子被完全切开,上下游两个内含子通过新得磷酸二脂键相连。
12、什么就是RNA编辑？其生物学意义就是什么？
答:RNA 编辑就是指某些RNA特别就是mRNA前体经过插入、删除或取代一些核苷酸残疾等操作,导致DNA 所编码得遗传信息得改变,使得经过RNA编辑得mRNA序列发生了不同于模版得DAN得变化。生物学意义:1,校正作用,有些基因在突变得途中丢失得遗传信息可能通过RNA得编辑得以恢复;2,调控翻译,通过编辑可以构建或去除其实密码子与终止密码子,就是基因表达调控得一种方式;3,扩充遗传信息,能使基因产物获得心得结构核功能,有利于生物得进化。
13、核酶具有哪些结构特点？其生物学意义就是什么？
答:核酶得结构特点:核酶得锤头结构特点就是:三个茎区形成局部得双链结构;其中含13个保守得核苷酸,N代表任何核苷酸; 生物学意义:1,核酶就是继反转录现象之后对中心法则得有一个重要得修正,说明RNA既就是遗传物质又就是酶;2,核酶得发现为生命起源得研究提供了新思路—--也许曾经存在以RNA为基础得原始生命。
第四章生物信息得传递(下)----从mRNA到蛋白质
1、遗传密码有哪些特征？
答:1,密码得连续性,密码之间无间断也没有重叠;2,密码得简并性,许多氨基酸都有多个密码子;3,密码得通用性与特殊性,遗传密码无论在体内还就是在体外,无论就是对病毒、细菌、动物还就是植物而言都就是通用得,但就是也有少数例外;4,密码子与反密码子得相互作用。
2、有几种终止密码子？它们得序列与别名分别就是什么？
答:3种,UAA、UAG与UGA,别名就是无意义密码。
3、简述摆动学说。
答:1966年,Crick根据立体化学原理提出摆动学说,解释了反密码子中某些稀有成分得配对。摆动学说认为,在密码子与反密码子得配对中,前两对严格遵守碱基配对原则,第三对碱基有一定得自由度,可以“摆动”,因而使某些tRNA可以识别1个以上得密码子。认为除A-U、G-C配对外,还有非标准配对,I-A、I-C、I-U,并强调密码子得5’端第1、2个碱基严格遵循标准配对,而第3个碱基可以非标准配对,具有一定程度得摆动灵活性。
4、tRNA在组成与结构上有哪些特点？
答:1、tRNA中含有稀有碱基,除ACGU 外还含有双氢尿嘧啶、假尿嘧啶等;
2、tRNA分子形成茎环节构;
3、tRNA分子末端有氨基酸接纳茎;
4、tRNA分子序列中很有反密码子。
5,比较原核与真核得核糖体组成。
答:1,真核细胞中得核糖体数量多余原核;2,真核细胞中核糖体RNA占细胞中总RNA得量少于原核;3,原核生物得核糖体通过与mRNA得相互作用,被固定在核基因组上,真核生物得核糖体则直接或间接得与细胞骨架有关联或者与内质网膜结构相连;4,原核生物核糖体由约RNA占2/3及1/3得蛋白组成,真核生物核糖体中RNA占3/5,蛋白质占2/5。
6,什么就是SD序列？其功能就是什么？
答:SD序列就是指信使核糖核酸(mRNA)翻译起点上游与原核16S 核糖体RNA或真核18S rRNA 3′端富含嘧啶得7核苷酸序列互补得富含嘌呤得3～7个核苷酸序列(AGGAGG),就是核糖体小亚基与mRNA结合并形成正确得前起始复合体得一段序列。
功能:SD序列对mRNA得翻译起重要作用。
7、核糖体有哪些活性中心？
答:核糖体包括多个活性中心,即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位(A位点),结合或接受肽酰-tRNA 部位(P位点),肽基转移部位及形成肽键得部位(E位点),此外还有负责肽链延伸得各种延伸因子得结合位点。8,真核生物与原核生物在翻译起始过程中有哪些区别？
答:原核生物得起始tRNA就是fMet-tRNA,真核生物就是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亚基首先与mRNA 模版相结合,再与fMet-tRNA结合,最后与50S大亚基结合。而在真核生物中,40S小亚基首先与Met-tRNAMet 相结合,再与模版mRNA结合,最后与60S大亚基结合生成80S、mRNA、Met-tRNAMet起始复合物。
9,链霉素为什么能够抑制蛋白质得合成？
答:链霉素就是就是一种氨基葡萄糖型抗生素,分子式C21H39N7O12,可以多种方式抑制原核生物核糖体,能干扰fMet-tRNA与核糖体得结合,从而阻止蛋白质合成得正确起始,也会导致mRNA得错读。
10,什么就是信号肽？它在序列组成上有什么特点？有什么功能？
答:绝大部分被运入内质网腔得蛋白质都带有一个信号肽,该序列常常位于蛋白质得氨基端,长度一般都在13-16个残基,有如下三个特征:1,一般带有10-15个疏水残基;2,在靠近该序列N端常常带有一个或者数个带正电荷得氨基酸;3,在其C端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸。功能:完整得信号肽就是保证蛋白质转运得必要条件。
11,简述叶绿体蛋白质得跨膜运输机制。
答:1,活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内;2,叶绿体膜能够特异性得与叶绿体蛋白得前体结合;3,叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物与蛋白质种类不同而表现出明显得差异;
12,蛋白质有哪些翻译后得加工修饰？
答:1、氨基端与羧基端得修饰;2、共价修饰:磷酸化、糖基化、羟基化、二硫键得形成;3、亚基得聚合;4、水解断链,切除新生肽中非功能片段。
13,什么就是核定位序列？其主要功能就是什么？
答:核定位序列:蛋白质得一个结构域,通常为一短得氨基酸序列,它能与入核载体相互作用,使蛋白能被运进细胞核。在绝大多数多细胞真核生物中,每当细胞发生分裂时,核膜被破坏,等到细胞分类完成后,核膜被重新建成,分散在细胞内得核蛋白必须被重新运入核内,为了核蛋白得重复定位,这些蛋白质中得信号肽----被称为核定位序列。
第五章分子生物学研究法(上)------DNA、RNA及蛋白质操作技术
2、如何理解PCR扩增得原理与过程。
答:PCR扩增得原理及过程该技术模拟体内天然DNA得复制过程,其基本原理就是在模板、引物、4种dNTP与赖热DNA聚合酶存在得条件下,特异扩增位于两段已知序列之间得DNA区段得酶促合成反应。每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环得产物作为下一个循环得模板,如此循环30次,介于两个引物之间得新生DNA片段理论上达到230拷贝(约为109个分子)。PCR技术得特异性取决于引物与模板结合得特异性。
PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成: ①模板DNA得变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成得双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备; ②模板DNA与引物得退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链得互补序列配对结合; ③引物得延伸:DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶得作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新得与模板DNA链互补得半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多得“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环得模板。每完成一个循环需2～4分钟,2～3小时就能将待扩目得基因扩增放大几百万倍(Plateau)。到达平台期所需循环次数取决于样品中模板得拷贝。在此同时认识到蛋白质就是接受RNA得遗传信息而合成得。
第七章基因得表达与调控(上)------原核基因表达调控模式
1、简述代谢物对基因表达调控得两种方式。
答:①转录水平上得调控(transcriptional regulation);
②转录水平上得调控(post-transcriptional regulation) ,包括mRNA加工成熟水平上得调控(differen, tial processing of RNA transcript)与翻译水平上得调控(differential translation of mRNA)。
2、什么就是操纵子学说
1961年,法国科学家莫诺(J·L·Monod,1910-1976)与雅可布(F·Jacob)发表“蛋白质合成中得遗
传调节机制”一文,提出操纵子学说,开创了基因调控得研究。四年后得1965年,莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生理学与医学奖。
莫诺与雅可布最初发现得就是大肠杆菌得乳糖操纵子。这就是一个十分巧妙得自动控制系统,这个自动控制系统负责调控大肠杆菌得乳糖代谢。
乳糖可作为培养大肠杆菌得能源。大肠杆菌能产生一种酶(叫做“半乳糖苷酶”),能够催化乳糖分解为半乳糖与葡萄糖,以便作进一步得代谢利用。编码半乳糖苷酶得基因(简称z)就是一个结构基因(structural gene)。这个结构基因与操纵基因共同组成操纵子。操纵基因受一种叫作阻遏蛋白得蛋白质得调控。当阻遏蛋白结合到操纵基因之上时,乳糖会起诱导作用,它与阻遏蛋白结合,使之从操纵基因上脱落下来。这时,操纵基因开
启,相邻得结构基因也表现活性,细菌就能分解并利用乳糖了,这样,乳糖便成了诱导半乳糖苷酶产生得诱导物。
上述内容表明,大肠杆菌得乳糖操纵子就是一个十分巧妙得自动控制系统:当培养基中含有充分得乳糖,同时不含葡萄糖时,细菌便会自动产生半乳糖苷酶来分解乳糖,以资利用。当培养基中不含乳糖时,细菌便自动关闭乳糖操纵子,以免浪费物质与能量。
3、简述乳糖操纵子得调控模型。
答:A、乳糖操纵子得组成: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、透酶与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 与一个调节基因I。
B、阻遏蛋白得负性调节:没有乳糖存在时,I 基因编码得阻遏蛋白结合于操纵序列O 处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖得三种酶;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得三种酶。所以,乳糖操纵子得这种调控机制为可诱导得负调控。
C、CAP 得正性调节: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得环境转变为以乳糖为碳源得环境时,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得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得转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合成分解乳糖得三种酶。
D、协调调节:乳糖操纵子中得I 基因编码得阻遏蛋白得负调控与CAP 得正调控两种机制,互相协调、互相制约。
4、什么就是葡萄糖效应?
5、什么就是弱化作用？
答:1、当培养基中色氨酸得浓度很低时,负载有色氨酸得tRNA Trp也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子得速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体才进行到1区(或停留在两个相邻得trp密码子处),这时得前导区结构就是2-3配对,不形成3-4配对得终止结构,所以转录可继续进行,直到将trp操纵子中得结构基因全部转录。
2、当培养基中色氨酸浓度较高时,核糖体可顺利通过两个相邻得色氨酸密码子,在4区被转录之前就到达2区,使2-3区不能配对,3-4区自由配对形成基一环终止子结构,转录被终止,trp操纵子被关闭。
6、简述抗终止子得调控机制
在以mRNA为模板翻译多肽就是,当核糖体遇到终止密码就是如果没有其她得情况一般都会停止翻译,但当有其她因素存在例如,色氨酸操纵子得调控中得弱化作用,这些因素会使核糖体不能够在终止信号处终止肽链得延伸,叫做抗终止
7、简述反义RNA得调控机制
反义RNA,根据反义RNA得作用机制可将其分为3类
Ⅰ类:这类反义RNA直接作用于其靶mRNA得SD序列与/或编码区,引起翻译得直接抑制(ⅠA类)或与靶mRNA 结合后引起该双链RNA分子对RNA酶Ⅲ得敏感性增加,使其降解(ⅠB类)。Ⅱ类:这类反义RNA与mRNA得SD序列得上游非编码区结合,从而抑制靶mRNA得翻译功能。其作用机制尚不完全清楚,可能就是反义RNA 与靶mRNA得上游序列结合后会引起核糖体结合位点区域得二级结构发生改变,因而阻止了核糖体得结合。
Ⅲ类:这类反义RNA可直接抑制靶mRNA得转录。
8、简述原核基因转录后调控得不同方式
转录得起始由RNA聚合酶与DNA模板得启动子(promoter)结合。
经过对百种以上原核生物不同基因得启动子进行分析,发现启动子具有下列得共同点:在-10bp处有一段共有序列(consensus sequence),富含AT,即–TATAAT-,系Pribnow等首先发现,因而称为Pribnow盒(box),再往上游-35bp得中心处又有一组保守得共有序列,即-TTGACT-。启动子邻近得结构示如图13-3。
结合过程可分为二个步骤,首先由σ因子辨认启动子得–35区,全酶与该区结合,形成疏松得复合物,此时DNA双链未解开,因而称为封闭型转录起始复合物,继而RNA聚合酶移向–10区及转录起始点,在–20区处DNA 发生局部解链,形成12～17bp得单链区,RNA聚合酶与DNA结合更紧密,形成开放型转录起始复合物。以单链得模板链为模板,RNA聚合酶上得起始位点与延伸位点被相应得NTP占据,聚合酶得β亚基催化第一个磷酸二酯键得生成,σ亚基从全酶解离,形成DNA-RNA聚合酶(核心酶)结合在一起得起始延伸复合物。
第八章基因得表达与调控(下)------真核基因表达调控一般规律
1、基因家族得分类及其主要表达调控模式。
答:(1),简单多基因家族,真核生物首先就是pre rRNA经过特异性甲基化,然后就是经RNA酶得切割便可产生成熟rRNA分子。原核生物则还要经过核酸酶降解才能产生成熟rRNA分子。(2),复杂多基因家族,一般由几个相关基因家族构成,基因家族之间由间隔序列隔开,并作为独立得转录单位,可能存在具有不同专一性得组蛋白亚类与发育调控机制。(3),发育调控得复杂多基因家族,每个基因家族中,基因排列得顺序就就是她们在发育阶段得表达顺序。
2,何为外显子与内含子及其结构特点与可变调控？
答:大多数真核基因都就是由蛋白质编码序列与非蛋白质编码序列组成得,编码序列称为外显子(exon),非编码序列称为内含子(intron)。结构特点:一个结构基因中编码某一蛋白质不同区域得各个外显子并不连续排列在一起,而就是常常被长度不等得内含子所隔离,形成镶嵌排列得断裂方式。可变调控:不少真核基因得原始转录产物可通过不同剪接方式,产生不同得mRNA,并翻译成不同得蛋白质。另外,一些核基因由于转录就是选择了不同得启动子或者在转录产物上选择了不同得PolyA位点而使转录产物产生不同得二级结构,因而影响剪接过程,最终产生不同得mRNA分子。
3,DNA甲基化对基因表达得调控机制。
答:大量研究表明,DNA甲基化能关闭某些基因达得活性,去甲基化则诱导了基因得重新活化与表达。三种调控机制:一就是DNA甲基化导致了某些区域DNA构象变化,从而影响了蛋白质与DNA得相互作用,抑制了转录因子与启动区DNA得结合效率。二就是促进阻遏蛋白得阻遏作用。三就是DNA得甲基化还提高了该位点得突变频率。
4,真核生物转录元件组成及其分类。
答:启动子,转录模版,RAN聚合酶Ⅱ基础转录所需得蛋白质因子(TFⅡ),RNA聚合酶Ⅱ,增强子,反式作用因子
5,增强子得作用机制。
答:增强子就是指能使与它连锁得基因转录频率明显增加得DNA序列。可能有3中作用机制:(1),影响模版附近得DNA双螺旋结构,导致DNA双螺旋弯折或在反式因子得参与下,以蛋白质之间得相互作用为媒介形成增强子鱼启动子之间“成环”连接,活化基因转录。(2),将模版固定在细胞核内特定位置,如连接在核基质上,有利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构得张力,促进RNA聚合酶Ⅱ在DNA链上得结合与滑动。(3),增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ进入染色质结构得“入口”。
6,反式作用因子得结构特点及其对基因表达得调控。
答:反式作用因子就是能直接或间接得识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上,参与调控靶基因转录效率得蛋白质。
结构特点:同一类序列特异性得反式作用因子由多基因家族所编码, 它们具有特定得蛋白质结构(如上述得锌指结构、碱性亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋基元等)与蛋白质结构上得同源性, 因而构成反式作用因子家
族, 如类固醇激素受体家族、AP1家族等。
主要包括:
1、DNA结合域:
a、螺旋-转角-螺旋
b、锌指结构
c、亮氨酸拉链
d、螺旋-突环-螺旋
2、转录激活域:与其她转录因子相互作用得结构成分。[1]常见得转录激活结构域有富含谷氨酰胺结构域,富含脯氨酸结构域及酸性α螺旋结构域
随着表观遗传学得发展,研究发现除了蛋白,DNA、RNA也有调控功能,所以现在也称反式调控元件,主要有miRNA,转录因子等
7,举例说明蛋白质磷酸化如何影响基因表达。
答:蛋白质磷酸化主要影响细胞信号转导进而影响基因表达。举例:在糖原代谢过程中,激素与其受体在肌细胞外表面相结合,诱发细胞质cAMP得合成并活化A激酶,后者再将活化磷酸基团传递给无活性得磷酸化酶激酶,活化糖原磷酸化酶,最终将糖原磷酸化,进入糖酵解途径并提供ATP。(cAMP介导得蛋白质磷酸化过程)
8,组蛋白乙酰化与去乙酰化影响基因转录得机制。
答:组蛋白乙酰转移酶与去乙酰化酶通过就是组蛋白乙酰化与去乙酰化对基因表达产生影响。组蛋白N端尾部上赖氨酸残基得乙酰化中与了尾部得正电荷,降低了它与组蛋白得亲与性,导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质结合得变化,从而提高了基因转录得活性。核心组蛋白H2A,H2B,H3,H4通过组蛋白尾部选择性乙酰化影响核小体得浓缩水平与可接近性。由于乙酰化得组蛋白抑制了核小体得浓缩,使转录因子更容易与基因组得这一部分相接触,有利于提高基因得转录活性。
9,激素影响基因表达得基本模式。
答:许多类固醇激素(如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮质激素与雄激素)以及一些代谢性激素(如胰岛素)得调控作用都就是通过起始基因转录而实现得。靶细胞具有专一得细胞质受体,可与激素形成复合物,导致三维结构甚至化学性质得变化。经修饰得受体与激素复合物通过核膜进入细胞核与染色质得特定区域结合导致基因转录得起始或关闭。靶细胞内含有大量激素受体蛋白,而非靶细胞中没有或很少有这类受体,这就是激素调节转录组织特异性得根本原因。
10,分子伴侣得分类及其影响基因表达得机制。
答:分子伴侣(molecular chaperone)就是一类序列上没有相关性担忧共同功能得保守性蛋白质,它们在细胞内能帮助其她多肽进行正确得折叠、组装、运转与降解。目前认为分子伴侣至少有两类:热休克蛋白家族与伴侣素。
把能与某个(类)专一蛋白因子结合,从而控制基因特意表达得DNA上游序列称为应答元件(response element),如热休克应答元件,这些应答元件与细胞内转移得转录因子相互作用,协调相关基因得转录。
第十一章基因组与比较基因组学
1、简述人类基因组计划得科学意义(详细答案见教材P424)
人类就是在“进化”历程上最高级得生物,对它得研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病得诊断与治疗、了解生命得起源。
测出人类基因组DNA得30亿个碱基对得序列,发现所有人类基因,找出它们在染色体上得位置,破译人类全部遗传信息。
在人类基因组计划中,还包括对五种生物基因组得研究:大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇与小鼠,称之为人类得五种“模式生物”。
HGP得目得就是解码生命、了解生命得起源、了解生命体生长发育得规律、认识种属之间与个体之间存在差异得起因、认识疾病产生得机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病得诊治提供科学依据。
2、请分析人类基因组计划得发展趋势
人类基因组研究得目得不只就是为了读出全部得DNA序列,更重要得就是读懂每个基因得功能,每个基因与某种疾病得种种关系,真正对生命进行系统地科学解码,从此达到从根本上了解认识生命得起源、种间、个体间得差异得原因,疾病产生得得机制以及长寿、衰老等困扰着人类得最基本得生命现象目得。
3、试述大肠杆菌基因组与真核生物基因组得主要区别
(一)、大肠杆菌基因组
1基因组很小,大多只有一条染色体 2结构简炼 3存在转录单元 4多顺反子 5有重叠基因
(二)真核生物基因组
1真核基因组结构庞大 2单顺反子 3基因不连续性 4非编码区较多 5含有大量重复序列
4、列出LINEs与SINEs得异同
LINES: 哺乳动物基因组中长散布序列,由RNA 聚合酶II转录本反转座产生
哺乳动物基因组含有很多相对短但彼此相关得序列,其重要部分包含转座子。大部分可归纳为两个家族,即长散布重复序列(LINES) 与短散布重复序列(SINES) 。这些成分当初曾被认为就是一些分散重复序列:每个家族都包含许多成员分散在基因组中。LINES 与SINES 得一个更重要得区别就是,LINES 就是RNA 聚合酶Ⅱ得转录物,而SINES 则就是RNA 聚合酶Ⅲ得转录物。
5、区分遗传图谱与物理图谱,试述这两项技术得优缺点
前者就是描述得基因相对位置,后者就是具体得碱基位置
遗传图谱就是某一物种得染色体图谱(也就就是我们所知得连锁图谱),显示所知得基因与/或遗传标记得相对位置,而不就是在每条染色体上特殊得物理位置。由遗传重组测验结果推算出来得、在一条染色体上可以发生得突变座位得直线排列(基因位点得排列)图。
物理图谱就是利用限制性内切酶将染色体切成片段,再根据重叠序列确定片段间连接顺序,以及遗传标志之间物理距离［碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)］得图谱。以人类基因组物理图谱为例,它包括两层含义,一就是获得分布于整个基因组30 000个序列标志位点(STS,其定义就是染色体定位明确且可用PCR扩增得单拷贝序列)。
6、什么就是FISH技术？如何利用它来构建基因组得物理图谱？
7、鸟枪测序法得技术原理就是什么？
一种分析大片段基因组DNA序列得策略。系将大片段DNA(如噬菌体文库中约40 kb长或细菌人工染色体所含350 kb长得DNA插入片段)随机切成许多1～1、5 kb得小片段,分别对其测序,然后借助序列重叠区域拼接成全段序列。
8、什么就是蛋白质组学？什么就是转录组学？简述这两个领域里最主要得研究手段
大规模水平上研究蛋白质得特征,包括蛋白质得表达水平,翻译后得修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋
1995年提出得,
得总与,就是研究细胞表型与功能得一个重要手段。
主要研究手段:1)基于杂交技术得微阵列技术;2)基于Sanger测序法得SAGE (serial analysis of gene expression)与MPSS(massively parallel signature sequencing);3)基于新一代高通量测序技术得转录组测序
分子生物学实验思考题答案 实验一、基因组DNA的提取 1、为什么构建DNA文库时，一定要用大分子DNA 答、的大小(即数目)取决于基因组的大小和片段的大小，片段大则文库数目小一些也可以包含99%甚至以上的基因组。而文库数目小则方便研究人员操作和文库的保存。所以构建文库要用携带能力大的载体尽量大的DNA片段. 2、如何检测和保证DNA的质量？ 答、用看，有没有质白质和RNA等物质的污染，还可以测OD，用OD260/280来判断，当OD260/OD280< ，表示蛋白质含量较高当OD260/OD280> ，表示RNA含量较高当OD260/OD280=～，表示DNA较纯。 实验二、植物总RNA的提取 1、RNA酶的变性和失活剂有哪些？其中在总RNA的抽提中主要可用哪几种？ 答、有DEPC,Trizol，氧钒核糖核苷复合物，RNA酶的蛋白抑制剂以及SDS，尿素，硅藻土等；在总RNA提取中用PEPC,Trizol 2、怎样从总RNA中进行mRNA的分离和纯化。 答、、利用成熟的mRNA的末端具有polyA尾的特点合成一段oligo(dT)的引物，根据碱基互补配对原则，可将mRNA从总RNA中分离出来 实验四、大肠杆菌感受态细胞的制备 1、感受态细胞制备过程中应该注意什么？ 答、A）细菌的生长状态：不要用经过多次转接或储于4℃的培养菌，最好从-80℃甘油保存的菌种中直接转接用于制备的菌液。细胞生长密度以刚进入时为宜，可通过监测培养液的OD600 来控制。DH5α菌株的OD600为时，细胞密度在5×107 个/mL左右，这时比较合适。密度过高或不足均会影响转化效率。 B）所有操作均应在无菌条件和冰上进行；实验操作时要格外小心，悬浮细胞时要轻柔，以免造成菌体破裂，影响转化。 C）经CaCl2处理的细胞，在低温条件下，一定的时间内转化率随时间的推移而增加，24小时达到最高，之后转化率再下降（这是由于总的活菌数随时间延长而减少造成的）；D）化合物及的影响：在Ca2+的基础上联合其他二价金属离子（如Mn2+或Co2+）、DMSO或等物质处理细菌，可使转化效率大大提高（100-1000倍）； E）所使用的器皿必须干净。少量的或其它化学物质的存在可能大大降低细菌的转化效率； 2、感受态细胞制备可用在哪些研究和应用领域？ 答、在中将导入受体细胞是如果受体细胞是细菌则将它用Ca2+处理变为质粒进入。 实验五、质粒在大肠杆菌中的转化和鉴定 1、在热激以后进行活化培养，这时的培养基中为什么不加入抗生素？ 答、活化培养用的一般是SOC培养基，这种培养基比LB培养基营养，此时进行的活化培养只是为了让迅速复苏，恢复分裂活性，此时的细胞还不具抗性，加入会细胞会死亡。 2、什么是质粒？根据在细菌中的复制，质粒有几种类型？用于基因重组的主要用到哪些质粒？ 答、是细菌体内的环状。
分子生物学试题及答案
分子生物学试题及答案一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。
除了5’ 3’外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1． DNA的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2． RNA酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1）、（ IF-2 ）和（IF-3 ）。4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。 5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（ DNA重组技术）三部分。 7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（ T2噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（ hnRNA在转变为mRNA 的过程中经过剪接，）、
分子生物学试题及答案 一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。 3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36 个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。 9．弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。10．魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸（ppGpp）和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11．上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列，-10 区的TATA、-35 区的TGACA 及增强子，弱化子等。 12．DNA探针：是带有标记的一段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13．SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。 14．单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15．考斯质粒：是经过人工构建的一种外源D NA载体，保留噬菌体两端的COS区，与质粒连接构成。16．蓝-白斑筛选：含LacZ基因（编码β半乳糖苷酶）该酶能分解生色底物X-gal（5- 溴-4-氯-3- 吲哚-β-D- 半乳糖苷）产生蓝色，从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后，LacZ 基因不能表达，菌株呈白色，以此来筛 选重组细菌。称之为蓝- 白斑筛选。 17．顺式作用元件：在DNA中一段特殊的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。 18．Klenow 酶：DNA聚合酶I 大片段，只是从DNA聚合酶I 全酶中去除了5' → 3'外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用 多聚dC 和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1．DNA 的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2．RNA 酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1 ）、（IF-2 ）和（IF-3 ）。 4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（DNA重组技术）三部分。7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（T2 噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，）、 （mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA′3 末端多了一个多聚腺苷酸（polyA）尾巴）。9．蛋白质多亚基形式的优点是（亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法）、（可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响）、（活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭）。 10．蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11．半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP 的启动子S2 进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于
一、名词解释 1、广义分子生物学：在分子水平上研究生命本质的科学，其研究对象是生物大分子的结构和功能。2 2、狭义分子生物学：即核酸（基因）的分子生物学，研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程，以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和酶的结构与功能 3、基因：遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的RNA病毒而言则是RNA序列)。 4、基因：基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，包含产生一条多肽链或功能RNA 所必需的全部核苷酸序列。 5、功能基因组学：是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 6、蛋白质组学：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 7、生物信息学：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 8、蛋白质组：指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9、功能蛋白质组学：是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白质。 10、单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 11、基因组：指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C值：指生物单倍体基因组的全部DNA的含量，单位以pg或Mb表示。 13、C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 14、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、基因重叠：同一段核酸序列参与了不同基因编码的现象。 16、单拷贝序列：单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。 17、低度重复序列：低度重复序列是指在基因组中含有2～10个拷贝的序列 18、中度重复序列：中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。 19、高度重复序列：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列的长度为6~200碱基对。 20、基因家族：真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因，可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。 21、基因簇：基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。 22、超基因家族：由基因家族和单基因组成的大基因家族，各成员序列同源性低，但编码的产物功能相似。如免疫球蛋白家族。 23、假基因：一种类似于基因序列，其核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同、但却不能合成功能蛋白的失活基因。 24、复制：是指以原来DNA（母链）为模板合成新DNA（子链）的过程。或生物体以DNA/RNA
分子生物学试题（一） 一.填空题(,每题1分,共20分) 一.填空题(每题选一个最佳答案,每题1分,共20分) 1. DNA的物理图谱是DNA分子的（）片段的排列顺序。 2. 核酶按底物可划分为（）、（）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（）、（）和（）。 4．蛋白质的跨膜需要（）的引导，蛋白伴侣的作用是（）。5．真核生物启动子中的元件通常可以分为两种：（）和（）。6．分子生物学的研究内容主要包含（）、（）、（）三部分。 7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（）、（）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（）、（）。 9．蛋白质多亚基形式的优点是（）、（）、（）。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11.半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP-CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于cAMP-CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从（S2 ）开始，无G时转录从（S1 ）开始。 12．DNA重组技术也称为（基因克隆）或（分子克隆）。最终目的是（把一个生物体中的遗传信息DNA转入另一个生物体）。典型的DNA重组实验通常包含以下几个步骤： ①提取供体生物的目的基因（或称外源基因），酶接连接到另一DNA分子上（克隆载体），形一个新的重组DNA分子。 ②将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存，这个过程称为转化。 ③对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。 ④对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外援基因是否表达。 13、质粒的复制类型有两种：受到宿主细胞蛋白质合成的严格控制的称为（严紧型质粒），不受宿主细胞蛋白质合成的严格控制称为（松弛型质粒）。 14．PCR的反应体系要具有以下条件： a、被分离的目的基因两条链各一端序列相互补的 DNA引物（约20个碱基左右）。 b、具有热稳定性的酶如：TagDNA聚合酶。 c、dNTP d、作为模板的目的DNA序列 15．PCR的基本反应过程包括：（变性）、（退火）、（延伸）三个阶段。 16、转基因动物的基本过程通常包括： ①将克隆的外源基因导入到一个受精卵或胚胎干细胞的细胞核中； ②接种后的受精卵或胚胎干细胞移植到雌性的子宫；
分子生物学课后习题答案(2) 《现代分子生物学》第四次作业 1、简述原核生物和真核生物mRNA的区别。答：①原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在。 ②原核生物mRNA的转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里，而且这两个过程几乎是同步进行的。真核生物mRNA的合成和功能表达发生在不同的空间和时间范畴内。 ③原核生物mRNA半衰期很短。真核生物mRNA的半衰期较长。④原核与真核生物mRNA的结构特点也不同：原核生物mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的poly A结构。真核生物mRNA的5’端存在帽子结构，且绝大多数具有poly A结构。 2、大肠杆菌的终止子有哪两大类？请分别介绍一下它们的结构特点。 答：大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于p因子（内在终止子）和依赖于p因子两大类。 不依赖于p因子的终止子结构特点：1.终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。2.在终止位点前面有一端由4—8个A组成的序列，所以转录产物的3’端为寡聚U，这种结构特征的存在决定了转录的终止。依赖于p因子的终止子的结构特点：1.转录的RNA也具有发夹结构，但发夹结构后无poly(U)。2.形成的发夹结构较疏松，茎环上不富含GC。3.终止需要ρ因子的参与。4.与不依赖于ρ因子的终止一样，终止信号存在于新生的RNA 链上而非DNA链上过程。
3、真核生物的原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟的mRNA，以用作蛋白质合成的模版？ 答：1.装上5′端帽子； 2.装上3′端多聚A尾巴； 3.剪接：将mRNA前体上的居间顺序切除，再将被隔开的蛋白质编码区连接起来。剪接过程是由细胞核小分子RNA参与完成的，被切除的居间顺序形成套索形； 4.修饰：mRNA分子内的某些部位常存在N6-甲基腺苷，它是由甲基化酶催化产生的，也是在转录后加工时修饰的。 4、简述Ⅰ、Ⅱ类内含子的剪接特点。 答：Ⅰ类内含子的剪接主要是转酯反应。在Ⅰ类内含子切除体系中，第一个转酯反应由一个游离的鸟苷或鸟苷酸介导，鸟苷或鸟苷酸的3’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链。在第二个转酯反应中，上游外显子的自由3’-OH作为亲核基团内含子3’位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。Ⅱ类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因中。在Ⅱ类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷酸或鸟苷，而是由内含子背身的靠近3’端的腺苷酸2’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二酯键，从上游切开 RNA链后形成套索状结构。再由上游外显子的自由3’-OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。 5、什么是RNA编辑？其生物学意义是什么？ 答：RNA 编辑是指某些RNA，特别是mRNA前体经过插入、删除或取代一些核苷酸残基等操作，导致DNA所编码的遗传信息的改变，使得经过RNA编辑的mRNA 序列发生了不同于模版的DAN的变化。
第一章绪论 □ DNA重组技术和基因工程技术。 DNA重组技术又称基因工程技术，目的是将不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特左的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。 DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及苴他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。DNA重组技术有着广泛的应用前景。首先，DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体，提髙产量，降低成本。苴次， DNA重组技术可以用于左向改造某些生物的基因结构，使他们所具有的特殊经济价值或功能成百上千倍的提高。 □请简述现代分子生物学的研究内容。 1、DNA重组技术（基因工程） 2、基因表达调控（核酸生物学） 3、生物大分子结构功能（结构分子生物学） 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二章遗传的物质基础及基因与基因组结构 □核小体、DNA的半保留复制、转座子。 核小体是染色质的基本结构单位。是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体和由大约200bp 的DNA构成的。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。 DNA在复制过程中，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA 分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。 转座子是存在染色体DNA上的可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类：插入序列和复合型转座子。 □DNA的一、二、三级结构特征。 DNA的一级结构是指4种脱氧核昔酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。DNA 的二级结构是指两条多核昔酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。分为左手螺旋和右手螺旋。DNA的髙级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA 高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。 □DNA复制通常采取哪些方式？ 仁线性DNA双链的复制：复制经过起始、延伸、终止和分离三个阶段。复制是从5,端向3, 端移动，前导链的合成是连续的，后随链通过冈崎片段连接成完整链。 2、环状DNA双链的复制 （1）0型：是一种双向复制方式。复制的起始点涉及DNA的结旋和松开，形成两个方向相反的复制叉，复制从定点开始双向等速进行。 （2）滚环型：是单向复制的一种特殊方式，发生在噬菌体DNA和细菌质粒上，首先对正链原点进行专一性的切割，形成的5,端被单链结合蛋白所覆盖，3,端在DNA聚合酶的作用下不断延伸。
第一章绪论 1、简述孟德尔、摩尔根与沃森等人对分子生物学发展得主要贡献。 答:孟德尔得对分子生物学得发展得主要贡献在于她通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根得主要贡献在于发现染色体得遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森与克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。 2、写出DNA与RNA得英文全称。 答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid), 核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid) 3、试述“有其父必有其子”得生物学本质。 答:其生物学本质就是基因遗传。子代得性质由遗传所得得基因决定,而基因由于遗传得作用,其基因得一半来自于父方,一般来自于母方。 4、早期主要有哪些实验证实DNA就是遗传物质？写出这些实验得主要步骤。 答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热得方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡; 二,噬菌体侵染细菌得实验:1,噬菌体侵染细菌得实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。2,DNA中P 得含量多,蛋白质中P得含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体得蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体得DNA。用35P标记蛋白质得噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体得蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA得噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体得DNA进入了细菌体内。 三,烟草TMV得重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同得TMV株系(S株系与HR株系)得蛋白质与RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系得蛋白质与HR株系得RNA,或反过来将HR株系得蛋白质与S株系得RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。 5、请定义DNA重组技术与基因工程技术。 答:DNA重组技术:目得就是将不同得DNA片段(如某个基因或基因得一部分)按照人们得设计定向连接起来,然后在特定得受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞得新得遗传性状。 基因工程技术:就是除了包含DNA重组技术外还包括其她可能就是生物细胞基因结构得到改造得体系,基因工程就是指技术重组DNA技术得产业化设计与应用,包括上游技术与下游技术两大组成部分。上游技术指得就是基因重组、克隆与表达得设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞得大规模培养以及基因产物得分离纯化过程。 6、写出分子生物学得主要研究内容。 答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子得结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。 第二章染色体与DNA 1、染色体具有哪些作为遗传物质得特征？ ①分子结构相对稳定
绪论 思考题：（P9） 1.从广义和狭义上写出分子生物学的定义？ 广义上讲的分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。 狭义的概念，即将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 2、现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面？什么是反向生物学？什么是 后基因组时代？ 研究内容： DNA的复制、转录和翻译；基因表达调控的研究；DNA重组技术和结构分子生物学。 反向生物学：是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即以表型来探索基因结构。 后基因组时代：研究细胞全部基因的表达图式和全部蛋白质图式，人类基因组研究由结构向功能转移。 3、写出三个分子生物写学展的主要大事件（年代、发明者、简要内容） 1953年Watson和Click发表了?脱氧核糖核苷酸的结构?的著名论文，提出了DNA的双螺旋结构模型。 1972~1973年，重组DNA时代的到来。H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA 技术，并完成了第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元。 1990~2003年美、日、英、法、俄、中六国完成人类基因组计划。解读人类遗传密码。 4、21世纪分子生物学的发展趋势是怎样的？ 随着基因组计划的完成，人类已经掌握了模式生物的所有遗传密码。又迎来了后基因组时代，人类基因组的研究重点由结构向功能转移。相关学说理论相应诞生，如功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学。生命科学又进入了一个全新的时代。 第四章 思考题：（P130） 1、基因的概念如何？基因的研究分为几个发展阶段？ 概念：基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位和突变单位以及控制形状的功能单位。 发展阶段：○120世纪50年代以前，主要从细胞的染色体水平上进行研究，属于基因的染色体遗传学阶段。 ○220世纪50年代以后，主要从DNA大分子水平上进行研究，属于分
第一章绪论 ?DNA重组技术和基因工程技术。 DNA重组技术又称基因工程技术，目的是将不同DNA片段（基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。 DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。 DNA重组技术有着广泛的应用前景。首先，DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体，提高产量，降低成本。其次，DNA重组技术可以用于定向改造某些生物的基因结构，使他们所具有的特殊经济价值或功能成百上千倍的提高。 ?请简述现代分子生物学的研究内容。 1、DNA重组技术(基因工程) 2、基因表达调控(核酸生物学) 3、生物大分子结构功能(结构分子生物学) 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二章遗传的物质基础及基因与基因组结构 ?核小体、DNA的半保留复制、转座子。 核小体是染色质的基本结构单位。是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体和由大约200bp的DNA构成的。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。 DNA在复制过程中，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。 转座子是存在染色体DNA上的可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类：插入序列和复合型转座子。 ?DNA的一、二、三级结构特征。 DNA的一级结构是指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。分为左手螺旋和右手螺旋。 DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA 高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。 ?DNA复制通常采取哪些方式？ 1、线性DNA双链的复制：复制经过起始、延伸、终止和分离三个阶段。复制是从5’端向3’端移动，前导链的合成是连续的，后随链通过冈崎片段连接成完整链。 2、环状DNA双链的复制 (1)θ型：是一种双向复制方式。复制的起始点涉及DNA的结旋和松开，形成两个方向相反的复制叉，复制从定点开始双向等速进行。 (2) 滚环型：是单向复制的一种特殊方式，发生在噬菌体DNA和细菌质粒上，首先对正链原点进行专一性的切割，形成的5’端被单链结合蛋白所覆盖，3’端在DNA聚合酶的作用下不断延伸。
1、原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA得特征？ 真核生物：①真核基因组庞大.②存在大量得重复序列。③大部分为非编码序列(>９0％).④转录产物为单顺反子.⑤就是断裂基因，有内含子结构。⑥存在大量得顺式作用 元件（启动子、增强子、沉默子)。⑦存在大量得DNA多态性。⑧具有端粒（telomer ｅ)结构 原核生物:①基因组很小,大多只有一条染色体，且DNＡ含量少. ②主要就是单拷贝基因，只有很少数基因〔如ｒRNA基因〕以多拷贝形式存在。 ③整个染色体DＮA几乎全部由功能基因与调控序列所组成; ④几乎每个基因序列都与它所编码得蛋白质序列呈线性对应状态 １、试述基因克隆载体进化过程. ①pSC10１质粒载体,第一个基因克隆载体 ②CｏlE1质粒载体,松弛型复制控制得多拷贝质粒 ③pBR32２质粒载体，具有较小得分子量(４３6３bp)。能携带6-8ｋb得外源DNＡ片段，操作较为便利 ④pUＣ质粒载体，具有更小得分子量与更高得拷贝数 ⑤ｐGEM-３Z质粒，编码有一个氨苄青霉素抗性基因与一个lacZ’基因 ⑥穿梭质粒载体,由人工构建得具有原核与真核两种不同复制起点与选择标记，可在不同得寄主细胞内存活与复制得质粒载体 ⑦pBlueｓｃriｐt噬菌粒载体,一类从pUC载体派生而来得噬菌粒载体 2、试述PCR扩增得原理与步骤。对比DNA体内复制得差异. 原理：首先将双链DＮＡ分子在临近沸点得温度下加热分离成两条单链DNＡ分子，DNＡ聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物中得四种脱氧核苷三磷酸、合适得Mg2+浓度与实验中提供得引物序列合成新生得ＤNA分子. 步骤:①将含有待扩增ＤNＡ样品得反应混合物放置在高温（〉94℃)环境下加热1分钟，使双链ＤNＡ变性,形成单链模板DNＡ ②降低反应温度(退火,约50℃)，约１分钟,使寡核苷酸引物与两条单链模板DNA结 合在靶DNＡ区段两端得互补序列位置上 ③将反应混合物得温度上升到72℃左右保温1-数分钟，在ＤNA聚合酶得作用下，从 引物得3'-端加入脱氧核苷三磷酸,并沿着模板分子按5’→3'方向延伸，合成新生DN Ａ互补链 与体内复制得差别：①PＣR不产生冈崎片段②在高温条件下反应，不需要ＤＮA解旋酶③PCR可经过多个循环④在体外进行，可调控 第六章 1、基因敲除 原理：又称基因打靶，通过外源ＤＮＡ与染色体DNA之间得同源重组，进行精确得定点修饰与基因改造,具有专一性强、染色体DＮA可与目得片段共同稳定遗传等特点 方法：高等动物基因敲除技术,植物基因敲除技术 ２、完全基因敲除与条件型基因敲除 完全基因敲除就是指通过同源重组法完全消除细胞或者动植物个体中得靶基因活性,条件型基因敲除就是指通过定位重组系统实现特定时间与空间得基因敲除 3、基因定点突变 原理:通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码得氨基酸序列，用于研究某个（些）氨基酸残基对蛋白质得结构、催化活性以及结合配体能力得影响，也可用于改造DNA 调控元件特征序列、修饰表达载体、引入新得酶切位点等
现代分子生物学（第3版）朱玉坚第二章染色体与DNA课后思考 题答案 1 染色体具有哪些作为遗传物质的特征？ 1 分子结构相对稳定 2 能够自我复制，使亲子代之间保持连续性 3 能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程 4 能够产生可遗传的变异 2.什么是核小体？简述其形成过程。 由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面。每个核小体只有一个H1。所以，核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个，H1一个。用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒，包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA，该序列绕在核心外面形成1.75圈，每圈约80bp。由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。 核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。核小体只是DNA压缩的第一步。 核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp 3简述真核生物染色体的组成及组装过程 除了性细胞外全是二倍体是有DNA以及大量蛋白质及核膜构成核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）各两个分子构成的扁球状8聚体。 蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体，含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等，他们也有可能是染色体的结构成分 由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构---- 1.由DNA与组蛋白包装成核小体，在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构，这是染色质包装的一级结构。 2.在有组蛋白H1存在的情况下，由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕，每圈6个核小体，形成外径为30nm，内径10nm，螺距11nm的螺线管，这是染色质包装的二级结构。 3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构，称为超螺线管，这是染色质包装的三级结构。 4.这种超螺线管进一步螺旋折叠，形成长2-10μm的染色单体，即染色质包装的四级结构。 4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征 DNA一级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构 DNA二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构 DNA三级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构 5.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？ 1, 结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同。 2, 存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。 3, 有重叠基因重叠基因，即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况①一个基因完全在另一个基因里面②部分重叠③两个基因只有一个碱基对是重叠的 6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义 DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA B-DNA 左手螺旋Z-DNA DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行
《分子生物学》考试试题B 课程号：66000360 考试方式：闭卷 考试时间： 一、名词解释（共10题，每题2分，共20分） 1. SD 序列 2. 重叠基因 3．ρ因子 4．hnRNA 5. 冈崎片段、 6. 复制叉(replication fork) 7. 反密码子(anticodon)： 8. 同功tRNA 9. 模板链(template strand) 10. 抑癌基因 二、填空题（共20空，每空1分，共20分） 1.原核基因启动子上游有三个短的保守序列,它们分别为____和__区. 2.复合转座子有三个主要的结构域分别为______、______、________。 3.原核生物的核糖体由_____小亚基和_____大亚基组成，真核生物核糖糖体由_____小亚基和_______大亚基组成。 4.生物界共有___个密码子，其中__ 个为氨基酸编码，起始密码子为__ _______；终止密码子为_______、__________、____________。 5. DNA生物合成的方向是_______，冈奇片段合成方向是_______。 6.在细菌细胞中，独立于染色体之外的遗传因子叫_______。它是一
种_______状双链DNA，在基因工程中，它做为_______。 三．判断题（共5题，每题2分，共10分） 1.原核生物DNA的合成是单点起始，真核生物为多点起始。( ) 2.在DNA生物合成中，半保留复制与半不连续复制指相同概念。( ) 3.大肠杆菌核糖体大亚基必须在小亚基存在时才能与mRNA结合。( ) 4.密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( ) 5.DNA复制时，前导链的合成方向为5’→ 3’，后随链的合成方向也是5’→ 3’。（） 四、简答题（共6题，每题5分，共30分） 1.简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 2.蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 3.简述人类基因组计划的主要任务。 4.简述现代分子生物学的四大研究热点。 5.何谓转座子?简述简单转座子发生转座作用的机理。 6.简述大肠杆菌乳糖操纵子与色氨酸操纵子在阻遏调控机制上有那些区别？ 四、问答题（共2题，共20分） 1.叙述蛋白质生物合成的主要过程。（10分） 2.请叙述真核基因的表达调控主要发生在那些环节？分别是怎样进行 的？（10分）
第一章 1、简述细胞的遗传物质，怎样证明DNA是遗传物质？ 答：核酸是细胞内的遗传物质，包括脱氧核糖核酸(|DNA)和核糖核酸（RNA）两类，DNA是主要的遗传物质，具有储存遗传信息，将遗传信息传递给子代，物理化学性质稳定，有遗传变异能力适合作为遗传信息的特性，T2噬菌体侵染实验证明了DNA是遗传物质，将蛋白质被35S标记和DNA被32P 标记的T2噬菌体分别侵染E.coli后，发现进入宿主细胞的只有32P标记的DNA，而无35S标记物，所产生的子代噬菌体只含有32P标记的DNA，无S标记的蛋白质，因此证明DNA是遗传物质。 2、研究DNA的一级结构有什么重要的生物学意义？ 答：DNA的一级结构是指DNA分子中的核苷酸排列顺序，它反映了生物界物种的多样性和复杂性，任何一段DNA序列都可以反映出它的高度的个体性和种族特异性，另外DNA一级结构决定其高级结构，研究DNA一级结构对阐明遗传物质结构、功能及表达调控都极其重要。 3、简述DNA双螺旋结构与现在分子生物学发展的关系。 答：DNA双螺旋结构具有碱基互补配对原则具有极其重要的生物学意义，它是DNA复制、转录、逆转录等基因复制与表达的分子基础。DNA为双链，维持了遗传物质的稳定性。 4、DNA双螺旋结构有哪些形式？说明其主要特点和区别。 答：主要有B-DNA，A-DNA,E-DNA形式 B-DNA：每一螺周含有10个碱基对，两个核苷酸之间夹角为36度 A-DNA：碱基对与中心倾角为19度，螺旋夹角为32.7度 E-DNA：左手螺旋，每圈螺旋含12对碱基，G=C碱基对非对称地位于螺旋轴附近。 第二章 1、简述DNA分子的高级结构。 答：1、单链核酸形成的二级结构（发夹结构）2、反向重复序列（十字架结构，每条链从5'--3'方向阅读）3、三股螺旋的DNA（一条链为全嘌呤核苷酸链，另一条链为全嘧啶核苷酸链）4、DNA的四链结构5、DNA结构的动态性与精细结构6、DNA的超螺旋结构与拓扑学性质。 2、什么是DNA的拓扑异构体，它们之间的相互转变依赖于什么？ 答：DNA不同的空间分子构象又称拓扑异构体它们之间转换依赖于连环数L。连环数是指双螺旋DNA中两条链相互缠绕交叉的总次数。 3、简述真核生物染色体的组成，它们是如何组装的？ 答：真核生物的染色体在间期表现为染色质，染色质是以双链DNA作为骨架与组蛋白和非组蛋白及少量各种RNA等共同组成的丝状结构的大分子物质、 组装的顺序：DNA—核小体链—纤丝—突环—玫瑰花结—螺旋圈—染色体 4、简述细胞内RNA的分布结构特点 答：成熟的RNA主要分布在细胞质中，无论是真核或原核细胞质中，成千上万种的RNA都分为三大类：1、转运RNA 2、信使RNA 3、核蛋白体RNA。细胞核内的RNA统称为nRNA. 5、简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别。 答：1、碱基组成不同，RNA分子主要是A G C U 而DNA以T代替U。 2、RNA分子中的核糖都是D-核糖，而DNA则是D-2-脱氧核糖。 3、RNA分子中有许多稀有，微量碱基，而DNA除个别外，不含有稀有碱基 4、RNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基不一定相等。 5、RNA分子具有逆转录作用，RNA翻译成蛋白质是遗传物质，是遗传信息的传递结合表达者。 6、RNA分子具有催化功能。 6、引起DNA变性的主要因素有哪些？核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化？ 答：①加热②极端PH值③有机溶剂，尿素和酰胺等 核酸变性后氢键被破坏而断裂，双链变为单链，而磷酸二酯键并未锻裂在A260nm 处呈现增色效应。DNA溶液的黏度大大下降、沉淀速度增加、浮力密度上升。紫外吸收光谱升高。酸碱滴定曲线改变，生物活性丧失等。 7、检测核酸变性的定性和定量方法是什么？具体参数如何？ 答：在DNA变性过程中，紫外吸收光谱的变化时检测变性最简单的定性和定量方法。核酸在260nm 处具有特征的吸收峰，便是为A260nm。以50ug/ml DNA溶液在A260下测定，三者的A260数值为：
第一章绪论 ?DNA重组技术与基因工程技术。 DNA重组技术又称基因工程技术,目得就是将不同DNA片段(基因或基因得一部分)按照人们得设计定向连接起来,在特定得受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞得新得遗传性状。 DNA重组技术就是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究得结晶,而限制性内切酶DNA连接酶及其她工具酶得发现与应用则就是这一技术得以建立得关键。 DNA重组技术有着广泛得应用前景。首先,DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低得多肽,如激素、抗生素、酶类及抗体,提高产量,降低成本。其次,DNA重组技术可以用于定向改造某些生物得基因结构,使她们所具有得特殊经济价值或功能成百上千倍得提高。 ?请简述现代分子生物学得研究内容。 1、DNA重组技术(基因工程) 2、基因表达调控(核酸生物学) 3、生物大分子结构功能(结构分子生物学) 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二章遗传得物质基础及基因与基因组结构 ?核小体、DNA得半保留复制、转座子。 核小体就是染色质得基本结构单位。就是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体与由大约200bp得DNA构成得。核小体得形成就是染色体中DNA压缩得第一步。 DNA在复制过程中,每条链分别作为模板合成新链,产生互补得两条链。这样新形成得两个DNA分子与原来DNA分子得碱基顺序完全一样。因此,每个子代分子得一条链来自亲代DNA,另一条链则就是新合成得,这种复制方式被称为DNA得半保留复制。 转座子就是存在染色体DNA上得可自主复制与移位得基本单位。转座子分为两大类:插入序列与复合型转座子。 ?DNA得一、二、三级结构特征。 DNA得一级结构就是指4种脱氧核苷酸得连接及其排列顺序,表示了该DNA分子得化学构成。 DNA得二级结构就是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成得双螺旋结构。分为左手螺旋与右手螺旋。 DNA得高级结构就是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成得特定空间结构。超螺旋结构就是DNA高级结构得主要形式,可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。 ?DNA复制通常采取哪些方式？ 1、线性DNA双链得复制:复制经过起始、延伸、终止与分离三个阶段。复制就是从5’端向3’端移动,前导链得合成就是连续得,后随链通过冈崎片段连接成完整链。 2、环状DNA双链得复制 (1)θ型:就是一种双向复制方式。复制得起始点涉及DNA得结旋与松开,形成两个方向相反得复制叉,复制从定点开始双向等速进行。 (2) 滚环型:就是单向复制得一种特殊方式,发生在噬菌体DNA与细菌质粒上,首先对正链原点进行专一性得切割,形成得5’端被单链结合蛋白所覆盖,3’端在DNA聚合酶得作用下不断延伸。 (3) D-环复制:也就是单向复制得一种方式。就是在线粒体DNA中发现得。两条链得合成就是高度不对称得,最初只以一条母链为模版合成,迅速合成互补得新链,另一条则成为游离得