第四章生物信息的传递(下)1

名词解释第一章绪论1 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。

2 DNA重组技术是将不同DNA片段（如某个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。

3 功能基因组学又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。

第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。

2 C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。

3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。

4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。

5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。

6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。

八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面。

每个核小体只有一个H1。

7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。

8复制时，双链DNA要解开成两股链进行，使复制起点呈叉状，被称为复制叉。

9复制子为生物体DNA的复制单位。

10错配 (mismatch)：DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。

12插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。

13框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。

第四章生物信息的传递（下）从——从mRNA到蛋白质第四节蛋白质合成的生物学机制五、蛋白质前体的加工新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能变为有功能的蛋白质。

1. N端fMet或Met的切除细菌新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲酰甲硫氨酸）。

真核生物新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲硫氨酸）。

细菌蛋白质N端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，不管是原核生物还是真核生物N端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。

有些新生蛋白质在去掉N端一部分残基后变成有功能的蛋白质。

有些动物病毒如脊髓灰质炎病毒的mRNA可翻译成很长的多肽链，含多种病毒蛋白，经过蛋白酶在特定位置上水解后得到几个有功能的蛋白质分子。

2. 二硫键的形成mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。

3. 特定氨基酸的修饰（1）氨基酸侧链的修饰包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化、羟基化和羧基化。

A、磷酸化：主要由多种蛋白激酶催化，发生在丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等氨基酸的侧链。

B、糖基化：大多数糖基化是由内质网中的糖基化酶催化的。

C、甲基化：蛋白质的甲基化是由N-甲基转移酶催化的，该酶主要存在于细胞质基质中。

甲基化包括发生在Arg（精氨酸）、His（组氨酸）和Gln（谷氨酰胺）的侧链的N-甲基化以及Glu（谷氨酸）和Asp（天冬氨酸）侧基的O-甲基化。

D、乙酰化：N-乙酰转移酶催化多肽链的N端乙酰化。

发生在赖氨酸侧链上的ε-NH2.（2）蛋白质N-糖基化修饰糖蛋白主要是通过蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基出现的。

在内质网膜内侧的脂肪酸长链被磷酸化后加上由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链。

在糖基化过程中，先切去信号肽，再由低聚糖转移酶催化将N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链转移到肽链N-端的天冬氨酸残基上。

Membrance（膜）oligosacchary I transferase（低聚糖转移酶）Dolichol phosphate（磷酸脂多萜醇）N-Acetylglucosamine（N-乙酰葡萄糖胺）Mannose（甘露糖）Glucose（葡萄糖）Asn（天冬氨酸）（3）蛋白质N-糖基化的主要场所是内质网4. 切除新生肽链中非功能片段（1）前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，必须先切去信号肽变成胰岛素原，再切去B-肽，才变成有活性的胰岛素。

第一章绪论1953年，Watson和Crick提出双螺旋模型。

1983年，美国遗传学家McClintock由于在50年代提出并发现了可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理学奖或医学奖。

第二章染色体与DNA染色体组成：（1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4。

（2）非组蛋白（3）DNA（4）RNA染色体包装：①核小体：200bp左右DNA分子盘绕在H2A、H2B、H3、H4各两分子生成的八聚体外，H1位于核小体外。

7②螺线管：染色细丝盘绕成而成，每一个螺旋包含6个核小体。

6③超螺旋：30个30nm螺线管缠绕而成。

40④染色体：超螺旋圆筒进一步压缩。

5真核生物基因组特点：①基因组庞大；②基因组存在大量重复序列；③大部分为非编码序列；④转录产物为单顺反子；⑤断裂基因，有内含子结构；⑥存在大量顺式作用元件；⑦存在大量的DNA多样性，包括单核苷酸多态性和串联重复序列多态性；⑧具有端粒结构。

C值：生物单倍体基因组DNA的总量。

原核生物基因组特点：①结构简练；②存在转录单元；③有重叠基因。

DNA的一级结构：4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。

DNA的二级结构：两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。

①右手螺旋：A-DNA：与B-DNA比大沟变窄，小沟变宽。

每圈螺旋11个碱基对B-DNA：是大多数DNA的构象。

相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm，即顺中心轴方向，每个0.34nm有一个核苷酸，以3.4nm为一个结构重复周期，双螺旋的直径为2.0nm。

②左手螺旋：Z-DNA：每圈螺旋含12对碱基，大沟平坦，小沟深而窄，核苷酸构象順反相间，螺旋骨架成呈Z字形。

DNA的变性：DNA溶液温度接近沸点或者pH较高时，DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程。

复性是热变性的DNA经缓慢冷却，从单链恢复成双链的过程。

Tm值：DNA在260nm处吸光度最大。

将吸光度相对温度变化绘制曲线，吸光度增大到最DNA的解链温度（熔点）。

《现代分子生物学》教学大纲课程名称：现代分子生物学课程类别：专业必修课学时：48 学时学分：3学分考核方式：考试适用专业：生物技术开课学期：第5或6学期一、课程性质、目的任务分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了分子生物学的蓬勃发展。

本课程是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，也是生物专业的主干课程，分子生物学已成为生物类各专业教学计划中重要的核心课程，因此它是十分重要的一门必修课程，也是培养造就生物技术和生命科学高层次专门人才所需基本素质的重要课程。

本门课程的主要内容包括：染色体与DNA、基因和基因组、现代分子生物学的研究方法与技术、转录、翻译、原核生物基因表达与调控、真核生物基因表达调控、发育与分子调控等，此外，还包括各种讲座。

总之，通过分子生物学知识的传授，培养学生从分子水平上去分析、理解生命现象与过程，提高学生思考与探索生命奥秘的能力，从而为生物技术的分子生物学实验提供详实的理论基础。

二、课程基本要求该课程要求学生掌握现代分子生物学基本理论和基本技术，为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。

在课程学习的同时，要求学生提高思想道德修养、自学能力、专业英语能力、应用知识能力、表达能力、创新能力和科研能力。

三、学时分配四、教学方法与考核(一) 教学方法1．以学科体系为主体，以应用为目的，教学过程加强针对性和实用性。

2．本课程以讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，并通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论，加深对细胞生物学了解，并掌握该学科的实验技能和操作。

第四章生物信息的传递（下）--从RNA到蛋白质习题一名词解释1．密码子(codon)2．同义密码子(synonymous codon)3．反密码子(anticodon)4．信号肽(signal peptide)5．简并密码(degenerate code)6．氨酰基部位(aminoacyl site)7．肽酰基部位(peptidy site)8．肽基转移酶(peptidyl transferase)9．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)二英文缩写符号1．IF（initiation factor）：2．EF（elongation factor）：3．RF（release factor）：4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：5．fMet-tRNA f ：6．Met-tRNA i ：三填空题1．蛋白质的生物合成是以______作为模板，______作为运输氨基酸的工具，_____作为合成的场所。

2．细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端，而阅读mRNA的方向是从____端到____端。

3．核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位，______部位。

4．蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子，有时也以_____作为起始密码子，以______，______，和______作为终止密码子。

5．SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列，它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。

6．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF）有_____种，延伸因子（EF）有_____种，终止释放（RF）有_____种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种，终止释放因子有_____种。

7．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。

8．某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为_____和_____。

第一章绪论1分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。

2医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支,是从分子水平上研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状态下的生命活动及其规律, 从分子水平上开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。

3顺反子是编码一条多肽链的单位。

有关基因就是一个顺反子4 C值(C value :单倍体基因组中 DNA 的含量。

第二章染色体与 DNA1基因:基因是产生一条多肽链或功能 RNA 所必须的全部核苷酸序列 , 是决定遗传性状的功能单位。

2基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。

3C 值矛盾也称 C 值悖论,指生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象。

4DNA 的一级结构是指 4种脱氧核苷酸的连接(磷酸二酯键及其排列顺序, DNA 序列是这一概念的简称。

5DNA 的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。

6DNA 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。

是一种比双螺旋更高层次的空间构象。

7DNA 的半保留复制是由亲代 DNA 生成子代 DNA 时, 每个新形成的子代DNA 中, 一条链来自亲代 DNA ,而另一条链则是新合成的,这种复制方式称半保留复制。

8复制子是 DNA 复制时在复制的局部将链解开,形成复制单位,称为复制子。

9 复制叉是复制时 DNA 双链解开分成二股单链‚新链沿着张开的二股单链生成,复制中形成的这种 Y 字形的结构称为复制叉10 DNA 的半不连续复制是 DNA 复制时其中一条子链的合成是连续的,而另一条子链的合成是不连续的,故称半不连续复制。

11前导链是在 DNA 复制时,合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链; 合成方向与复制叉移动的方向相反,形成许多不连续的片段,最后再连成一条完整的 DNA 链为滞后链。

现在分子生物学作业及答案第一章：分子生物学绪论1、分子生物学的定义。

从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系。

2、简述分子生物学的主要研究内容。

分子生物学研究内容（1）DNA重组技术（基因工程）（2）基因的表达调控（3）生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？第二章：DNA结构（1）1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容？1953年由美国科学家Watson和英国科学家Crick。

1、主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架2、两条链上的碱基以氢键相连，G与C配对，A与T配对。

嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式，各有何特点？右手螺旋：A-DNA，B-DNA、左手螺旋：Z-DNAB-DNA构象：相对湿度为92%时，DNA钠盐纤维为B-DNA构象。

在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。

A-DNA构象：当相对湿度改变（75%以下）或由钠盐变为钾盐、铯盐，DNA的结构可成为A构象。

它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。

DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。

Z-DNA构象：在一定的条件下（如高盐浓度），DNA可能出现Z构象。

Z-DNA是左手双螺旋，磷酸核糖骨架呈Z字性走向。

不存在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。

Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。

3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾（C Value paradox）。

形态学的复杂程度（物种的生物复杂性）与C-值大小的不一致，称为C值矛盾（C-值悖理）（C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。

）4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义。

《分子生物学》课程教学大纲适用对象：本科药学专业中文班（学分： 3 学时：54 ）一、课程的性质和任务：分子生物学是研究生物基因表达规律、探索生命奥密的一门基础理论科学，也是研究基因的结构和功能的科学，也是高等院校生物学专业必修课程之一，面向生物技术专业和生物科学专业。

本课程应在无机及分析化学、有机化学、生物化学等课程之后开设，同时又是动物生理学、植物生理学、遗传学、细胞生物学、微生物学等课程的专业基础课。

分子生物学是生物学科发展最快的学科，在推动二十一世纪生物技术产业的崛起、推动国民经济持续高速发展等方面均有重要的作用。

通过对本课程的学习，使学生掌握分子生物学的发展史及研究内容；DNA的结构和功能；基因组的特点及其研究方法；DNA的复制和损伤的修复；RNA的生物合成和剪接加工；蛋白质的生物合成；分子生物学的基本研究方法和技术手段；原核生物和真核生物基因表达的调控的等内容。

理论教学36学时，实验教学18学时。

通过本课程学习，使学生掌握分子生物学的基本原理和实验技能，具备从事与分子生物学相关学科的科研工作的初步能力，并为后续课程的学习打好坚实的基础。

二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：第一章绪论【教学基本要求】掌握分子生物学的概念和研究范畴，熟悉分子生物学的发展历史。

【教学具体内容】一、分子生物学的概念二、分子生物学研究的内容基因与基因组的结构与功能；DNA的生物合成、修复和重组；RNA的生物合成和转录产物的加工；蛋白质的生物合成；基因表达的调控；穿插介绍相关的研究技术。

三、分子生物学的发展和展望人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段；重组DNA技术的建立、发展和应用；结构基因学和功能基因学的发展现状和发展趋势。

第二章染色体与DNA【教学基本要求】掌握DNA的一二三级结构、性质和功能；熟悉原核生物和真核生物基因组的特点，掌握DNA复制过程及DNA变性复性等概念及影响因素。

【教学具体内容】第一节染色体和DNA的结构一、DNA的一级结构：是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了DNA分子的化学构成。

第四章生物信息的传递下-从mRNA到蛋白质练习题一、选择题【单选题】1．下列氨基酸活化的叙述哪项是错误的A.活化的部位是氨基酸的α-羧基B.活化的部位是氨基酸的α-氨基，C.活化后的形式是氨基酰-tRNAD.活化的酶是氨基酰-tRNA合成酶E.氨基酰tRNA既是活化形式又是运输形式2．氨基酰tRNA的3’末端腺苷酸与氨基酸相连的基团是A.1’-OHB.2’-磷酸C.2’-OHD. 3’-OH，E.3’-磷酸5．代表氨基酸的密码子是A.UGAB.UAGC.UAAD.UGGE.UGA和UAG6．蛋白质生物合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于A.相应tRNA专一性B.相应氨基酰tRNA合成酶的专一性C.相应mRNA中核苷酸排列顺序D.相应tRNA上的反密码子E.相应rRNA的专一性9．能出现在蛋白质分子中的氨基酸哪一种没有遗传密码A.色氨酸B.甲硫氨酸C.羟脯氨酸D.谷氨酰胺E.组氨酸11．下述原核生物蛋白质翻译特点错误的是A.翻译与转录偶联进行B.各种RNA中mRNA半寿期最短C.起始阶段需A TPD.有三种释放因子分别起作用E.合成场所为70S核糖体18．氨基酰-tRNA合成酶的特点是A.存在于细胞核内B.只对氨基酸的识别有专一性C.只对tRNA的识别有专一性D.催化反应需GTPE.对氨基酸、tRNA的识别都有专一性23．蛋白质合成时肽链合成终止的原因是A.已达到mRNA分子的尽头B.特异的tRNA识别终止密码子C.释放因子能识别终止密码子并进入A位D.终止密码子本身具酯酶作用，可水解肽酰基与tRNA之间的酯键E.终止密码子部位有较大阻力，核糖体无法沿mRNA移动24．下列关于翻译的描述错误的是A.氨基酸必须活化成活性氨基酸B.氨基酸的羧基端被活化C.活化的氨基酸被搬运到核糖体上D.体内所有的氨基酸都有相应的密码E.tRNA的反密码子与mRNA上的密码子按碱基配对原则反向结合1、单项选择题参考答案及解析：1．B 2．D 3．C 信号肽是指用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）一般由15～30个氨基酸组成。

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。