分子生物学复习思考题（2010-2011学年第1学期）
共计100分, 时间120分钟, 其中: 英译汉20%(20小题), 名词解释20%(5小题), 简答题30%(5或6小题), 论述题20%(2小题), 试验设计题10%(1小题).
一、英译汉
二、名词解释
1．分子生物学(Molecular biology)
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
2．中心法则（Central dogma）
DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过转录生成信使RNA、翻译生成蛋白质的过程来控制生命现象，同时RNA可以通过逆转录将遗传信息传到DNA，RNA自身还可进行复制使其遗传信息得以永存。
3．半不连续复制(Semidiscontinuous replication) 与冈崎片段(Okazaki fragment) DNA 复制在合成先导链时是连续的；而在合成后随链时是先形成小片段，随后再将它们连接而成大片段。因后随链是不连续合成的而先导链是连续合成的，所以我们称之为半不连续复制，后随链先合成的小片段称冈崎片段
4．分子伴侣(Chaperon)
结合在一些不完全装配或者不恰当折叠的蛋白质上，以帮助它们折叠或防止它们聚集的一类蛋白质称为分子伴侣。分子伴侣的生物学功能是帮助新生蛋白质的正确折叠；同时，分子伴侣有时还会识别错误折叠的蛋白质，并帮助其复性，或者介导其降解。
5．DNA的编码链(Coding strand) 与模板链(Template strand)
双链DNA在发生转录的时候，只有一条链可作为模板，与转录产物RNA序列相当的那条链称DNA的编码链，而把另一条根据碱基互补原则指导RNA合成的那条链称为模板链。6．顺式作用元件（cis-acting element）与反式作用因子（trans-acting factor）
（1）顺式作用元件：指同一DNA分子中具有特殊功能的转录因子DNA结合位点和其它调控序列，在基因转录起始调控中起重要作用。
（2）反式作用因子：指能作用于目标DNA或RNA的任何拷贝上的蛋白质或RNA，是某基因编码的可扩散产物。
7．正调控(Positive control) 与负调控(Negative control)
（1）正调控：通过激活剂与启动子上的序列元件结合来激活基因表达的一种调控方式；（2）负调控：通过阻抑物与操纵基因结合来阻止有关基因表达的一种调控方式。
8．启动子(promoter) 与增强子(enhancer)
（1）启动子：是指位于转录起始点附近，且为转录起始所必需的序列，通常位于转录起始点前不远的位置，但也有位于基因内部甚至位于基因下游的启动子；
（2）增强子：指位于离转录起始点较远的位置上，具有参与激活和增强转录起始功能的序列元件。
9．外显子（Exon）和内含子(Intron)
（1）外显子：断裂基因中，在成熟mRNA产物中存在的任何片段对应的DNA片段
（2）内含子：在断裂基因中，被转录但通过将其两端的序列（外显子）剪接在一起而被去除出去的转录物所对应的DNA片段。
10．操纵子（Operon）与操纵基因(Operator)
（1）操纵子：是细菌基因表达和调控的单位，包括结构基因和能被调控基因产物识别的DNA 控制元件；
（2）操纵基因：是DNA 上的一个位点，阻遏蛋白能与之结合抑制相邻启动子的活性从而抑制转录。
11．半保留复制（Semiconservative replication）与半不连续复制（Semidiscontinuous replication）（1）半保留复制：在DNA复制中，形成的新的DNA双链分子，其中一条来自亲本链，一条为新合成的。所以这种复制方式称半保留复制。
（2）半不连续复制：在DNA复制中，亲本DNA两条链分开，每一链都可作为模板合成新的互补链。因一条新链的合成是连续的，而另一条链的合成要先形成小片段再连接成大片段，因而是不连续的。这种复制方式称半不连续复制。
12. 共翻译易位（Cotranslational translocation）和翻译后易位（Post-translational translocation）（1）共翻译易位：是即将进入内质网的蛋白质的易位方式，蛋白质正合成的时候就可以与易位装置结合，结果使核糖体定位于内质网表面。这种蛋白质的易位方式称共翻译易位。（2）翻译后易位：蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连，蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至合适的靶膜并与易位装置结合而完成易位，这种蛋白质的易位方式称翻译后易位。
13．单顺反子mRNA（Monocistronic mRNA）与多顺反子mRNA（Polycistronic mRNA）（1）单顺反子mRNA（Monocistronic mRNA）：仅包括一个基因编码区域的mRNA，可以通过翻译得到一个多肽链。
（2）多顺反子mRNA（Polycistronic mRNA）：包括不止一个基因编码区域的mRNA，通过翻译可以得到多个mRNA。
14．DNA的先导链（Leading strand of DNA）与DNA的滞后链（Lagging strand of DNA）（1）DNA的先导链：在DNA复制中，以5`-3`方向连续合成的DNA 链。
（2）DNA的滞后链：在DNA复制中，总体上沿着3`到5`方向延伸，但以小片段形式5`-3`方向不连续合成，最后共价连接起来，这种新合成的链称为DNA的滞后链。
15．调节基因（Regulator gene）与结构基因（Structural gene）
（1）调节基因：通过编码蛋白质或RNA来调节其他基因表达的基因。
（2）结构基因：编码各类具有不同结构和功能的蛋白质（或功能RNA）的基因。
16．阻抑物（repressor）与激活剂（activator）
（1）阻抑物：指能阻止基因表达的蛋白质，它可与DNA操纵基因结合来阻止转录或结合mRNA 的特定位点来阻止蛋白质的翻译；
（2）激活剂：指能激活基因表达的蛋白质，可与特定的顺式作用元件结合，从而促进转录的起始或蛋白质翻译的起始。
17．克隆载体（cloning vector）与表达载体（expression vector）
（1）克隆载体：指能携带外源DNA片段的质粒或噬菌体，使外源片段能随细胞的复制而复制的载体；
（2）表达载体：指能携带外源基因（或外源序列），并可使外源基因在宿主细胞内或体外表达RNA或蛋白质产物的载体。
18．遗传图谱（Genetic map）与物理图谱（Physical map）
（1）遗传图谱：遗传图谱指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离的图谱，该距离常以分离频率厘摩（cM）来表示；
（2）物理图谱：物理图谱是指以已知核苷酸对（bp, kb, Mb）作为基本测量单位（图距）的基因组图谱。
19．负链DNA（Minus strand DNA ）与正链DNA（Plus strand DNA）
（1）负链DNA：指互补于正链病毒的病毒RNA基因组的单链DNA序列；
（2）正链DNA：正链DNA是指与反转录病毒的RNA序列一致的双链DNA中的一条链。20．持家基因（Housekeeping gene）与奢侈基因（luxury gene）
（1）持家基因：对一个生物个体，在所有细胞中都表达的基因。是一类维持细胞最低限度功能所不可少的基因, 如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。
（2）奢侈基因：对一个生物个体，仅在特定细胞中表达的基因。这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系, 是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因，如肌肉细胞的肌动蛋白基
因。
21．诱导型操纵子（Inducible operon）与阻遏型操纵子（Repressible operon）
（1）诱导型操纵子：通过小分子诱导物参与, 使阻抑物失活或活化激活剂来实现对基因或操纵子表达的调控；
（2）阻遏型操纵子：通过小分子辅阻遏物参与,使激活剂失活或活化阻抑物来实现基因或操纵子不表达的调控。
22．核酸内切酶（Endonuclease）与核酸外切酶（Exonnuclease）
（1）核酸内切酶：在核酸水解酶中，水解DNA或RNA分子链内部磷酸二酯键的酶。
（2）核酸外切酶：一类能从多核苷酸链的一端开始按序催化水解3`，5`-磷酸二酯键的酶。23．抗原(Antigen) 与抗体（Antibody）
（1）抗原：进入基体后能引起抗体(免疫球蛋白质)合成的分子；
（2）抗体：由B 淋巴细胞产生的蛋白质(免疫球蛋白质)，它能识别特殊的外源“抗原”，从而引起免疫应答。
三、简答题
1．分子生物学的研究内容
答案：DNA重组技术
基因表达调控研究
生物大分子的结构功能研究
基因组、功能基因组与生物信息学研究
2．分子生物学的三条基本原理
答案：①构成生物大分子的单体是相同的
②共同的核酸语言共同的蛋白质语言
③生物遗传信息的表达的中心法则相同
3．简述细胞中DNA修复系统有哪几种
答案：①错配修复②切除修复(包括碱基切除修复和核苷酸切除修复)③重组修复④DNA的直接修复⑤SOS应
4．简述裂解性噬菌体的生活周期
答案：E.coli T4噬菌体的生命周期（以分钟记）
t=0 噬菌体吸附到寄主菌的细胞壁，大约在吸附的2秒钟内就会发生噬菌体DNA的注入；t=1 寄主DNA、RNA和蛋白质的合成反应被全部关闭；
t=2 第一个噬菌体mRNA开始合成；
t=3 细菌DNA开始降解；
t=5 噬菌体DNA合成开始启动；
t=9 “晚期”噬菌体mRNA开始合成；
t=12 出现完整的头部和尾部结构；
t=15 出现头一个完整的噬菌体颗粒；
t=22 细菌发生溶菌作用，释放出约300个左右的噬菌体时粒
6．真核生物染色体作为遗传物质的特征
答案：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能指导蛋白质合成，从而控制整个生命过程；④能产生遗传的变异。
7．转座作用有哪些遗传学效应
答案：1）引起插入突变，导致结构基因失活（2）产生新的基因（3）引起生物进化（4）引起染色体畸变
8．原核生物与真核生物mRNA的特征比较
答案：原核生物：1）转录和翻译发生在同一细胞质区域；2）半衰期短;3）许多是以多顺反子的形式存在; 4）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：1）转录和翻译发生在不同区域；转录在细胞核中进行，而翻译在细胞质中进行；
2）半衰期长；
3）几乎都以单顺反子形式存在；
4）5`端存在“帽子”结构；
5）绝大多数3`端存在poly A尾巴；
6）常含有内含子。
9．简述DNA复制中需要那主要酶或蛋白的主要功能
(1) DNA解链酶(helicase)
使DNA的两条链分开，它通常利用ATP水解来提供必需的能量。
2)单链结合蛋白（single-strand binding protein, SSB蛋白)
结合单链DNA，阻止其再形成双链体状态
3）DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase)
用于消除解链造成的正超螺旋。
10．增强子的作用特点
答案：①远距离效应
②无方向性
③顺式调节
④无物种和基因的特异性
⑤具有组织特异性
⑥有相位性
⑦可受外部信号调节
<1> 增强效应显著；<2> 增强效应与其位置和取向无关；<3> 要有启动子才能发挥作用；<4> 须与特定蛋白质因子结合才能发挥作用；<5> 一般具有组织或细胞特异性；<6> 无基因专一性。
11．复制和转录的相同点和不同点比较
12．核糖体的主要活性位点及其功能
答案：①mRNA结合部位；
②结合AA-tRNA部位（A位）；
③结合肽基tRNA部位和起始AA-tRNA （P位）；
④空载tRNA移出部位（E位）；
⑤形成肽键的部位。
13．蛋白质翻译后的加工内容
答案：1)N端fMet或Met的切除2）二硫键形成3）特定氨基酸的修饰4）切除新生肽链中的非功能片段
14．信号肽在蛋白质转运中的作用特点
答案：（1）完整信号肽是保证蛋白质转运的必要条件；（2）仅有信号肽不足以保证蛋白质转运发生；
（3）信号序列切除并不是转运所必需；（4）并非所有运转蛋白质都有可降解的信号肽。
15．遗传密码的特点
答案：1.）密码的连续性2）密码的简并性与兼职性3）密码的通用性与特殊性4）密码子与反密码子识别的摆动性
16．比较原核生物和真核生物蛋白质翻译起始的区别
17．细胞中蛋白质的有序降解机理
18．基因克隆及表达的基本步骤
19．简述核酸分离纯化的基本原则及其主要操作步骤
答案：基本原则：①保持核酸分子一级结构的完整性
②防止核酸的生物降解
操作步骤：1）细胞的破碎2）核蛋白的解聚、变性蛋白的去除3）核酸的沉淀4）核酸的浓度测定5）核酸的保存
20．PCR技术的基本原理
答案：类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
①模板DNA变性：加热至94℃左右，双链DNA解离成单链；
②模板DNA与引物的退火(复性)：55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；
③引物的延伸：在Taq DNA聚合酶作用下，以dNTP为原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的双链；
重复循环变性--退火--延伸三过程，使DNA扩增量呈指数上升。
21．用λ噬菌体构建基因组文库的基本步骤
22．构建cDNA文库的基本步骤
①. mRNA的分离与纯化载体DNA片段的制备。
②.双链cDNA 的合成。
1）单链cDNA 的合成：反转录法
2）第二条cDNA 的合成：碱解或酶解（RNaseH）
法除去RNA分子
③. cDNA克隆载体的制备。
④. ds- cDNA与载体DNA 相连。
⑤. 重组cDNA分子的导入和克隆。
23．色氨酸操纵子中衰减子调控结构基因转录的机制
答：(1) 前导序列和衰减子的序列特征
(2) 色氨酸水平调控前导区和衰减子对应RNA二级结构
(3) RNA的可变性二级结构调控衰减作用
24．真核生物基因组的结构特点
（1）基因组大，基因多，存在大量重复序列，大部分与组蛋白和非组蛋白结合在一起；（2）基因主要以单顺反子形式存在；
（3）多数基因是断裂的；
（4）存在基因家族；
（5）基因表达的调控位点多，位置多样化；
（6）部分基因组序列存在重排、扩增、丢失等规律性变化。
25．简述遗传图、物理图、序列图和转录图的基本概念
答：遗传图(genetic)又称为连锁图(linkage map)，是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离，后者通常以基因或DNA片段在染色体交换过程中的分离频率厘摩(cM)来表示，cM值越大，两者之间距离越远。一般可由遗传重组测检结果推算出。物理图：以DNA碱基对数目为距离单位标明遗传标记在DNA分子或染色体上所处位置的
图谱。
序列图：指遗传物质上核苷酸序列物理图的简称，是人类基因组计划中的最基础的工作，
是人类基因组在分子水平上最高层次、最为详尽的物理图
转录图：以基因的外显子序列或表达序列标签为标记，精确地表明这些标记在基因组或
染色体上位置的物理图。
26．真核真核生物转录因子的类型及其作用特点
答：（1）基本转录因子(Basal factor)
和RNA聚合酶一起结合于转录起始点和TATA盒；
（2）激活剂(activator)
特异性识别短共有序列元件的转录因子。结合于启动子或增强子位点上。通过增加
基本转录复合体(basal apparatus) 结合于启动子的效率而起作用；
（3）辅激活剂(coactivator)
连接了激活剂和基本转录复合体；
（4）一些调节因子(Some regulators)
可使染色质结构改变。
27．在分子克隆研究中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、T4多核苷酸激酶、逆转录酶、末端转移酶、S1核酸酶、DNA酶Ⅰ、RNA酶A及碱性磷酸酶等各自的主要
28．转录因子的DNA结合域和转录激活域的典型结构特点
29．PCR引物设计的基本原则
答案：①引物长度：15-30个碱基，常为20个碱基左右②引物扩增跨度：以500 bp为宜，特定条件下可扩增长至10kb的片段③引物碱基：G+C含量以40-60%为宜, ATGC最好随机分布
30．核酸分子杂交的基本原理
答案：有互补特定核苷酸序列的单链DNA或RNA混在一起时，其相应同源区段将会退火形成双链结构。
如把一段已知基因（DNA或RNA）核酸序列用合适标记物（如放射性同位素、生物素等）予以标记，当作探针（probe), 与变性后的单链基因组DNA或RNA进行杂交。
再用合适方法（如放射自显影或免疫组织化学等技术）把标记物检测出来，就可确定靶核苷酸序列是否存在、拷贝数及表达丰度等。
31．克隆载体和表达载体的基本结构特点
答案：克隆载体的特点：（1）具有复制起点（2）具有抗菌素抗性基因（3）具有若干限制酶单一识别位点（4）具有较小的相对分子质量和较高的拷贝数。
表达载体的特点：(1)能自主复制(2)具有方便、灵活的克隆位点和筛择标记(3)具有能为RNA 聚合酶识别的强大启动子(4)启动子应可受诱导调控(5)具有强终止子(6)具有翻译起始信号32．柯斯质粒（cosmid）载体的特点
答案：（1）具有λ噬菌体的特性（但因不含λ噬菌体的全部必需基因，因此不能通过溶菌周期，无法形成子代噬菌体颗粒）；（2）具有质粒的特性（有质粒复制子及抗菌素基因）；（3）具有高容量的克隆能力（本身仅5-7kb, 克隆极限可达45kb左右）；（4）具有与同源序列质粒进行重组的能力。
33．基因治疗的基本策略
答：1）基因置换，就是用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因，使细胞内的DNA 完全恢复正常状态。
2）基因修复，是指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。
3）基因修饰，又称基因增补。是将目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物能够修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得到加强。
4）基因失活，利用反义RNA、核酶或肽核酸等反义技术及RNA干涉等技术能特异地封闭基因表达的特性，抑制一些有害基因的表达，以达到治疗疾病的目的。
5）免疫调节，这是将抗体、抗原或细胞因子的基因导入病人体内，改变病人的免疫状态，从而达到预防和治疗疾病的目的。
34．细胞内癌基因激活的主要方式
答：1．点突变，ras基因家族，均以点突变为主，
2．DNA重排，原癌基因在正常情况下表达水平较低，但当发生染色体的易位或倒位时，处于活跃转录基因强启动子的下游，而产生过度表达。
3．插入激活，某些不含v-onc的弱转化逆转录病毒，其前病毒DNA插入宿主DNA中，引起插入突变。
4．基因扩增
5、原癌基因的低甲基化，致癌物质的作用下，使原癌基因的甲基化程度降低而导致癌症。
四、论述题
1．线性DNA复制末端问题的提出及其解决方案
2．真核生物与原核生物在基因转录、翻译及空间结构等方面的主要差异
3．简述转录的基本过程
4．蛋白质合成的生物学机制
5．乳糖操纵子的结构及其正负调控机制
6．真核基因表达调控的基本过程
7．试述生物芯片的概念、制作流程及应用
答案：概念：生物芯片（biochip）是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA及其他生物组分的准确、快速与大信息量的检测。
五、设验设计
可能涉及到的实验技术：工具酶的应用、核酸分离纯化、PCR、反向PCR、核酸凝胶电泳、DNA序列分析、cDNA文库构建、核酸分子杂交、分子克隆技术、反义RNA技术及干拢RNA 技术。