细胞内遗传物质的功能单位.本质是DNA序列,表达一定的功能产物,包括蛋白质和RNA。
2.基因组
一个染色体组中所含的全部DNA成为一个基因组
3.结构基因
决定合成某一种蛋白质或RNA分子结构相应的一段DNA
4.调节基因
调节蛋白质合成的基因
5.外显子
能编码aa的DNA顺序
6.内含子
非编码aa的DNA顺序
7.端粒
以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端的一种特殊结构。
由端粒DNA和端粒结合蛋白组成，保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端、决定细胞寿
命。
1.半保留复制
在DNA复制过程中，每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。这种复制方式称为半保留复制。
2.半不连续复制
前导链（领头链）的合成是连续的（与复制叉方向一致），而随从链的合成是不连续的（与复制叉方向相反），所以DNA复制是半不连续复制。
3.逆转录
以RNA为模板，以dNTP为原料，在逆转录酶（RDDP）的催化下合成DNA的过程。
1.选择性转录
指细胞在不同的生长发育阶段，根据生存条件和代谢需要转录不同的基因。
2.不对称转录
指在一段DNA中只转录模板链，不转录编码链。
3.启动子
RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，位于转录区上游，其中有两段序列
具有高度的保守性和一致性，分别为sextama框和pribnow框。
4.终止子
位于转录区下游的一段DNA序列，最后才被转录，编码RNA的3′端，包括不依赖ρ因子的终止子茎环结构和依赖ρ因子的终止子。
5.转录因子
一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的
时间与空间表达的蛋白质分子。
1.密码子
mRNA分子上每三个相邻的三个核苷酸组成的三联体,共64个
2.终止密码子
mRNA翻译过程中，起蛋白质合成终止信号作用的密码子。有UAG、UAA、UGA三种。
mRNA分子上从一个起始密码子到其下游一个终止密码子所界定的一段编码序列。
4.密码子的摆动性
反密码子与密码子配对时，碱基不严格互补也能辨认，这种现象谓摆动性.。
5.SD序列
起始密码子上游8～13bp位点存在一个核糖体结合位点
6.分子伴侣
即热休克蛋白。HSP70、HSP60和GreE族，是细胞一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。
7.信号肽
是在真核生物未成熟分泌性蛋白质中,可被细胞转运系统识别的特征性aa序列,并引导蛋白质的跨膜。
8.蛋白质的靶向转运
指Pr合成后，定向地到达其执行功能的目标地点的过程或称分选。
1.基因表达
指基因通过转录和翻译等一系列复杂过程，指导合成具有特异生理功能的产物。
2.管家基因
在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。
3.操纵子
是原核生物绝大多数基因的表达单位，由操纵基因和受操纵基因调控的一组结构基因组成。
4.多顺反子mRNA
一个操纵子只含一个启动子，启动合成一个RNA分子。它包含操纵子的全部结构基因序列，指导合成一组蛋白质。该RNA分子称为多顺反子mRNA。
5.CAP位点
分解代谢物基因，激活蛋白质结合位点，cMAP受体Pr结合位点。
6.反义RNA
反义RNA是一类小分子RNA，能与mRNA分子互补结合，从而抑制mRNA的加工和翻译。
7.顺式作用元件
即调控序列。是指与结构基因串联，对基因的转录启动和转录效率起增强作用的DNA序列。
8.增强子
指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。通过启动子提高转录效率。
9.沉默子
是抑制基因转录的调控序列，与相应的调控蛋白结合后，使正调控失去作用。
10.反式作用因子
调控蛋白本身是基因编码产物，其调控作用属于一个基因的表达产物调控另一个基因的表达，所以调控蛋白又称为反式作用因子
11.通用转录因子
是RNA-pol转录各种基因所必须的起正调控作用的调控蛋白。
12.反式激活因子
直接与增强子结合，促进转录的起正调控作用的调控蛋白。
13.共激活因子
不直接与DNA结合，而是介导反式激活因子与RNA-pol-通用转录因子的相互作用，促进转录的起正调控作用的调控蛋白。
14.DNA结合域
调控蛋白与DNA直接结合的功能域。
1.DNA重组技术
不同来源的DNA分子通过磷酸二酯键连接而形成新的DNA分子的过程。
2.基因工程
将重组的DNA分子导入受体细胞，是外源基因在受体细胞内进行复制与表达，生产出人们所需要的产物的过程。
3.克隆
是指通过无性繁殖过程，所产生的与亲代完全相同的子代群体。
4.载体
指能在连接酶作用下和外源DNA片段连接、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的DNA分子。
5.克隆载体
用于克隆和扩增DNA片段的载体（三点共同特性：复制起点，克隆位点，选择性标记）。6.表达载体
是指含有能被宿主表达系统识别的表达元件，从而可以利用宿主表达系统表达目的基因，合成目的蛋白的载体。
7.溶菌性生长
是指噬菌感染细菌后，连续增殖，直到细菌裂解，释放出更多的噬菌体有可感染其他细菌。
8.溶原性生长
是指噬菌体感染细菌后，可将自身的DNA整合到细菌的染色体中去，和细菌的染色体一起复制，并可遗传给子代细胞，宿主细胞不裂解，而在宿主体内也仅含一个噬菌体的拷贝。
9.转化
外源DNA导入宿主细胞，使其获得新的遗传表型
10.感染
通过噬菌体或病毒完成的转化称为转导或感染
11.感受态细胞
用理化方法诱导细胞，使细胞处于最适摄取和容忍外来DNA的生理状态—感受态后，才具备接受外源DNA 能力。
12.基因组文库
是应用重组DNA技术构建的一个克隆群，它包含了一种生物基因组的全部DNA序列，存在于
转化细胞内由克隆载体所携带的所有基因DNA的集合。
13.cDNA文库
包含一种生物的特定细胞在特定状态下表达的全部基因的cDNA序列。
第二章
1.比较病毒原核生物真核生物基因组结构特点
病毒：
1、结构简单，基因组小，为单倍体。故编码蛋白质少。
2、基因组可是DNA或RNA。但两者不能共存。
3、基因重叠多见。即同一段DNA能编码 2~3种蛋白。
意义：使较小的基因携带较多遗传信息。
4、重复顺序少。
5、非编码区（内含子）少，基本上都是编码序列。
6、相关基因丛集：功能相关基因常集中在一个或几个特定区域，形成一个功能单位或转录单元。
7、基因组是单倍体：每个基因只有一个拷贝，个别有两个拷贝。
8、核酸种类结构不同，分子数不同。
原核生物：
1. 通常由单一闭环双链DNA分子组成，形成类核。
2. 只有一个复制起点。
3. 基因数量较多，而且形成操纵子结构。
4. 编码序列一般不重叠。
5. 基因是连续的，无内含子。
6. 编码序列约占基因组的50%。
7. 非编码序列主要是一些调控序列。
8. 多拷贝基因很少。
9. 基因组中存在转座子。
10. 在DNA分子中存在各种特异序列，包括复制起点（Ori）、复制终止区（Ter）、转录的启动子和终止子等。
真核生物：
1. DNA是线性分子，其末端序列构成端粒。
2. 有多个复制起点。
3. 真核生物有完整的细胞核、染色体结构。
4. 每一种真核生物的染色体数目都是一定的，体细胞一般是二倍体。
5. 基因组序列的90%以上是非编码序列。
6. 含大量重复序列。
7. 是断裂基因。
8. 转录产物是单顺反子mRNA。
9. 真核生物基因组中存在各种基因家族。
10、可移动序列。
第三章
1.参与DNA合成的酶和Pr有哪些及主要功能？
1、DNA聚合酶（ DNA-pol ）原核生物有DNA-pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种
①聚合作用② 3 ˊ→5ˊ外切酶活性③5 ˊ→ 3 ˊ外切酶活性
2、解旋、解链酶类（1）解旋酶（2）DNA 拓扑异构酶（3）解链酶将DNA的双螺旋解开一段，以便DNA结合蛋白与其结合（4）DNA单链结合蛋白
3、引物酶与引发体：为DNA聚合酶提供3ˊ-oH末端。
4、DNA连接酶：连接冈崎片段
2.逆转录过程及逆转录酶的功能
以RNA为模板，以dNTP为原料，在逆转录酶（RDDP）的催化下合成DNA的过程。
由逆转录病毒的pol基因编码，由α、β两个亚基组成，是一种多功能酶，具有三种酶活性:
①DNA聚合酶活性；(此酶需要RNA为引物)
②RNase H活性；从RNA5′端水解掉RNA分子；
③DNA指导的DNA聚合酶活性。
3.DNA损伤，什么是突变，突变的结果
DNA损伤：在复制过程中发生的DNA的突变。
突变：遗传物质结构改变引起的遗传信息的改变。它包括单个碱基改变所引起的点突变，或多个碱基的缺失、重复和插入。
突变的后果：
（1）点突变：一个碱基被取代，后果：导致一种aa的遗传密码被另一种aa的遗传密码取代的突变（错义突变）或导致一个aa的遗传密码变为终止密码的突变（无义突变）。
（2）框移突变：插入或确实导致该基因的相应编码序列发生改变，后果：突变点以后的遗传密码全部发生改变或插入或丢失3n个核苷酸不会引起框移突变。
（3）移码突变：插入或缺失会导致DNA的遗传密码重排，但3n个插入或缺失不会导致移码突变。
第四章
1.RNA的转录的基本特征
（1）选择性转录：根据细胞的不同的生长发育阶段，根据生存条件和代谢需要转录不同的基因
（2）不对称转录：指在一段DNA只转录模版链，不转录编码链，模版链不总在一条链上。（3）转录后加工：使各种RNA能够正常发挥功能。真核生物相比较原核生物需要进行加帽、加尾、剪接、修饰、编辑。
2.原核RNA-pol的特点
由5，ω为核心酶。
4.原核生物基因的启动子、终止子
启动子是RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，位于转录区上游。
长度：40～60bp，其中有两段序列具有高度的保守性和一致性，分别称为Sextama框和Pribnow框。
（一）Sextama框
位于-35区，含一个6nt的共有序列，即TTGACA，是RNA-pol依靠σ因子识别并初始结合的位点（RNA-pol识别位点）。
（二）Pribnow框
位于-10区，含一个6nt的共有序列，即TATAAT，是RNA聚合酶牢固结合的位点（RNA 聚合酶结合位点）。
特点：富含A-T，容易解链，有利于RNA-pol结合并启动转录
终止子是位于转录区下游的一段DNA序列，最后才被转录，编码RNA的3′端。
㈠不依赖ρ因子的终止子
DNA模版上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录，即两个特征：
1、是存在富含G-C的回文序列，可以形成茎环结构；
2、茎环结构之后有一串连续的U 。
㈡依赖ρ因子的终止子
ρ因子是一种Pr，可以与RNA结合，具有ATP酶和ATP依赖性解旋酶活性。
第五章
1.三种RNA在蛋白质合成中的作用
（1）mRNA：即信使RNA，上面有一系列分别由3个碱基构成的密码子，在合成蛋白质时与核糖体结合，提供合成的模板。
（2）rRNA：即核糖体RNA，与核糖体蛋白共同构成核糖体的大小亚基（也就是构成核糖体）。（3)tRNA:即转运RNA，上有反密码子（与密码子结合），每三个反密码子对应一个氨基酸，不同的氨基酸分别和不同的tRNA结合。tRNA起运输氨基酸的作用。
3.简述分泌蛋白信号肽的结构和功能和作用机制
信号肽：是在真核生物未成熟分泌性蛋白质中，可被细胞转运系统识别的特性氨基酸序列，并引导蛋白质跨膜。
结构：信号肽N端有1-2个带正电荷的氨基酸，信号肽中间含10-15个疏水氨基酸，信号肽C端为蛋白酶剪切点，含极性氨基酸，靠近剪切点处为小分子氨基酸。
功能：信号肽可使正在翻译的核糖体附着到RER膜上，在信号肽指引下蛋白质在细胞内的输运。
作用机制：信号肽能被内质网膜上的受体识别并与之相结合，再转运到相应位置。
第六章
1.简述原核生物基因表达调控的特点
（1）与周围环境关系密切。
（2）以操纵子为单位进行转录。
（3）转录的特异性由δ因子决定。
（4）基因表达存在正调控和负调控。
2.真核生物基因表达调控的特点
（1）转录激活与转录区染色质结构变化有关。
（2）转录和翻译分隔进行，具有时空差别。
（3）转录后加工更复杂。
（4）既有瞬时调控又有发育调控。
（5）转录调控以正调控为正。
3.乳糖操纵子的作用机制
（1）阻遏蛋白的负性调控
没有乳糖时，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。
有乳糖时，乳糖产生的半乳糖作为诱导物诱导阻遏Pr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。
实验中的诱导物：异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）
（2） CAP的正性调控
当大肠杆菌从以G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-pol，促进结构基因转录。
4.色氨酸操纵子的衰减调控机制（不重要，不需要记）
（1）色氨酸操纵子的阻抑调控：
色aa增加时↑→R与色aa结合→构象变化(活化) →与O特异结合→阻遏结构基因的转录
（2）衰减子的调控：
当培养液中色aa↓时→色氨酰-tRNATrp供给↓→核糖体停止在两个色aa密码子之前→前导肽合成停止→序列2、3互补配对→阻止序列3、4互补配对→衰减子结构不能形成→RNA-pol滑向结构基因
增多时aa多，2、3不能够配对，3、4配对，形成衰减子结构，不能进行转录和翻译。
5.简述真核生物的调控序列
又称顺式作用元件，是指与结构基因串联，对基因的转录启动和转录效率起增强作用的DNA序列。
⒈启动子：三种RNA聚合酶各识别一类启动子。
RNA聚合酶Ⅱ的启动子通常含TATA框、起始子、上游元件（GC框或CCAAT框）和下游元件等。
RNA聚合酶Ⅱ识别并结合启动子时需要相应调控蛋白的帮助。
⒉增强子：通过启动子提高转录效率。
增强子与启动子可以相邻、重叠或包含。它们相互依存，相互作用，决定基因表达的时空特异性。
⒊沉默子：是抑制基因转录的调控序列，与相应的调控蛋白结合后，使正调控失去作用。
6.真核生物起正调控作用的调控蛋白有哪些？作用是什么？
可分为三类：
①通用转录因子：是RNA-pol转录各种基因所必须的。
②反式激活因子：直接与增强子结合，促进转录。
③共激活因子：不直接与DNA结合，而是介导反式激活因子与RNA-pol-通用转录因子的相互作用，促进转录。
第七章
1.DNA克隆的基本步骤
载体DNA（质粒、噬菌体、粘粒人工染色体YAC/BAC、病毒等）和目的DNA→重组DNA（经过DNA分离、DNA纯化、酶切、修饰、连接等步骤）→导入宿主细胞（如细菌E、酵母S）→扩增（松弛型质粒、严谨性质粒）→重组体的筛选→→克隆
2.简述克隆载体、表达载体、及其基本元件。
（1）克隆载体：用于用于克隆和扩增DNA片段的载体。
基本元件：复制起点、克隆位点、选择性标记。
（2）表达载体：是指含有能被宿主表达系统识别的表达元件，从而可以利用宿主表达系统表达目的基因，合成目的蛋白的载体。
原核细胞表达载体的基本元件：核糖体结合位点、转录终止信号、启动子。
真核细胞表达载体的基本元件：启动子、增强子、核糖体结合位点、转录终止信号、加尾信号。
3.PCR技术的基本原理
在有模板DNA，特别设计合成的相关引物及dNTP存在时，向DNA合成体系引入热稳定的TaqDNA聚合酶。经变性，退火及延伸的反复多次循环自动进行目的DNA片段的酶促合成过程。
4.蓝白筛选和抗药筛选的原理。
蓝-白筛选：（载体中含有β-半乳糖苷酶N末端序列，而宿主LacZ基因缺陷而含有C 末端序列，二者可形成α-互补，从而增强β-半乳糖苷酶活性蛋白，故细菌在含x-gal(5-溴-4-3-吲哚)培养基的平板上可形成蓝色菌落，所以当载体多克隆位点中插入外源DNA时，β-半乳糖苷酶N末端失活，不能进行α-互补重组质粒的细菌产生白色菌落。
抗药筛选：载体的选择标记（如抗性基因）内含有限制位点，插入目的DNA将导致该选择性标记失活，从而使得在相应的抗菌素平板上不能存活。
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，）、
分子生物学复习提纲 一．名词解释 （1）Ori ：原核生物基因质粒的复制起始位点，是四个高度保守的19bp组成的正向重复序列，只有ori能被宿主细胞复制蛋白质识别的质粒才能在该种细胞中复制。 ARS：自主复制序列，是真核生物DNA复制的起点，包括数个复制起始必须的保守区。不同的ARS序列的共同特征是一个被称为A区的11bp的保守序列。（2）Promoter：启动子，与基因表达启动有关的顺式作用元件，是结构基因的重要成分，它是位于转录起始位点5’端上游区大约100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列，能活化RNA 聚合酶，使之与模板ＤＮＡ准确地相结合并具有转录起始的特异性。 （3）ρ-independent termination不依赖ρ因子的终止，指在不依赖ρ因子的终止反应中，没有任何其他因子的参与，核心酶也能在某些位点终止转录。（强终止子）（4）SD sequence：ＳＤ序列（核糖体小亚基识别位点），存在于原核生物起始密码ＡＵＧ上游７～１２个核苷酸处的一种４～７个核苷酸的保守片段，它与１６ＳｒＲＮＡ３’端反向互补，所以可以将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 Kozak sequence：存在于真核生物mRNA的一段序列，核糖体能够识别mRNA 上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。 （5）Operator：操纵基因，与一个或者一组结构基因相邻近，并且能够与一些特异的阻遏蛋白相互作用，从而控制邻近的结构基因表达的基因。 Operon：操纵子，是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。包括操纵基因、结构基因、启动基因。 （6）Enhancer：增强子，能强化转录起始的序列的为增强子或强化子Silencer：沉默子，可降低基因启动子转录活性的一段DNA顺式元件。与增强子作用相反。 （7）cis-acting element ：顺式作用元件，存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件，本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，与反式作用因子相互作用参与基因表达调控。 trans-acting factor：反式作用因子，是指直接或间接地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的蛋白质。具有三个功能结构域，即DNA结合域、转录结合域、结合其他结合蛋白的结构域。 （8）Open reading frame (ORF)：开放式阅读框架，是指一组连续的含有三联密码子的能够被翻译成为多肽链的DNA序列。它由起始密码子开始，到终止密码子结束。 （9）Gene：基因，产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。（能转录且具有生物学功能的DNA/RNA的序列。） （10）DNA denaturation：DNA变性，DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链
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
现代分子生物学复习题
现代分子生物学 一.填空题 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.核酶按底物可划分为自体催化、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.真核生物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mRNA3′ 东隅已逝 2 桑榆非晚！
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.质粒DNA具有三种不同的构型分别是： SC构型、 oc 构型、 L构型。在电泳中最前面的是SC构型。 11.哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中常见的元件TATA、GC、 CAAT所对应的反式作用蛋白因子分别是TFIID 、SP-1 和 CTF/NF1 。 12.与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转 录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种螺旋-转角-螺旋、锌指模体、碱性-亮氨酸拉链模体。 13.转基因动物常用的方法有：逆转录病毒感染法、DNA 显微注射法、胚胎干细胞法。 14.RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子有、TFⅡ-A、TFⅡ-B、 TFII-D、TFⅡ-E他们的结合顺序是： D、A、B、E 。 其中TFII-D的功能是与TATA盒结合。 15.酵母DNA按摩尔计含有32.8%的T,则A为_32.8%_,G 为_17.2%_和C为_17.2%__。 16.操纵子包括_调控基因、调控蛋白结合位点和结构基因。 17.DNA合成仪合成DNA片段时，用的原料是模板DNA 东隅已逝 3 桑榆非晚！
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 1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？ 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和 调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利 用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 2. 分子生物学研究内容有哪些方面？ 分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组 成部分。由于 50 年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存 储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。 B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3. 分子生物学发展前景如何？ 21 世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学将取得突飞猛进的发展，结构基因组学、功能基因 组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域，将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。 4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？ 社会意义：人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程，具有 重大科学意义、经济效益和社会效益。 1）.极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化； 2）.促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业； 3）.基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业（转基因动、植物）、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。 科学意义： 1）确定人类基因组中约 5 万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能 2）了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节 3）从总体上了解染色体结构，了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA 复制、基因转录及表达调控中 的影响与作用 4）研究空间结构对基因调节的作用
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
选择题 1．证明DNA 是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2 噬菌体感染大肠杆菌。这两个实验中主要的论点证据是（C ）。 A．从被感染的生物体内重新分离得到DNA 作为疾病的致病剂 B．DNA 突变导致毒性丧失 C．生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能 D．DNA 是不能在生物体间转移的，因此它一定是一种非常保守的分子 E．真核心生物、原核生物、病毒的DNA 能相互混合并彼此替代 2.1953 年Watson 和Crick 提出（A ）。 A．多核苷酸DNA 链通过氢键连接成一个双螺旋 B．DNA 的复制是半保留的，常常形成亲本-子代双螺旋杂合链 C．三个连续的核苷酸代表一个遗传密码 D．遗传物质通常是DNA 而非RNA E．分离到回复突变体证明这一突变并非是一个缺失突变 3．DNA 双螺旋的解链或变性打断了互补碱基间的氢键，并因此改变了它们的光吸收特性。以下哪些是对DNA 的解链温度的正确描述？（C,D ） A．哺乳动物DNA 约为45℃，因此发烧时体温高于42℃是十分危险的 B．依赖于A-T 含量，因为A-T 含量越高则双链分开所需要的能量越少 C．是双链DNA 中两条单链分开过程中温度变化范围的中间值 D．可通过碱基在260nm 的特征吸收峰的改变来确定 E．就是单链发生断裂（磷酸二酯键断裂）时的温度 4．Watson和Crick提出的经典DNA双螺旋结构属于(B) A．A型B．B型C．Z型 5．多种密码子编码一个氨基酸的现象，称为密码子的(B) A．连续性B．简并性C．通用性D．摆动性 6．真核基因经常被断开（B,D,E ）。 A．反映了真核生物的mRNA 是多顺反子 B．因为编码序列外显子被非编码序列内含子所分隔 C．因为真核生物的DNA 为线性而且被分开在各个染色体上，所以同一个基因的不同部分可能分布于不同的染色体上 D. 表明初始转录产物必须被加工后才可被翻译 E．表明真核基因可能有多种表达产物，因为它有可能在mRNA 加工的过程中采用不同的外显子重组方式 7．选出下列所有正确的叙述。（A,C ） A．外显子以相同顺序存在于基因组和cDNA 中 B．内含子经常可以被翻译 C．人体内所有的细胞具有相同的一套基因 D．人体内所有的细胞表达相同的一套基因 E．人体内所有的细胞以相同的方式剪接每个基因的mRNA 8．下列哪些基因以典型的串联形式存在于真核生物 基因组？（B,C ） A．珠蛋白基因B．组蛋白基因 C．rRNA 基因D．肌动蛋白基因 9．细胞器基因组（ A ）。
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。
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
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
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：