分子生物学思考题

分子生物学复习思考题二1．写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内容，以及5个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）。

广义上: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。

狭义概念:既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。

其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，DNA的复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，DNA重组技术，结构分子生物学等。

5个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）:1.1944年,著名微生物学家Avery 等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实了DNA是生物的遗传物质。

这一重大发现打破了长期以来，许多生物学家认为的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点，在遗传学上树立了DNA是遗传信息载体的理论。

2. 2.1953年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Franklin和Wilkins X-射线衍射研究结果的基础上，推导出DNA双螺旋结构模型，为人类充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。

同年，Sanger历经8年，完成了第一个蛋白质——胰岛素的氨基酸全序列分析。

3. 1954年Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律, Crick在前人研究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要的推动作用。

4. 1956年Volkin和Astrachan发现了mRNA(当时尚未用此名)。

5. 1985年,Saiki等发明了聚合酶链式反应(PCR)；Sinsheimer首先提出人类基因组图谱制作计划设想；Smith等报导了DNA测序中应用荧光标记取代同位素标记的方法；Miller等发现DNA结合蛋白的锌指结构。

名词解释：1.反义RNA：反义RNA：碱基序列正好与有意义的mRNA互补的RNA称为反义RNA。

可以作为一种调控特定基因表达的手段。

2.生物芯片：3.基因诊断：是以DNA和RNA为诊断材料，通过检查基因的存在、缺陷或表达异常，对人体状态和疾病作出诊断的方法和过程。

4.增强子：顺式作用元件，增强邻近基因的转录。

5.基因表达：指基因转录及翻译的过程，基因表达的最终产物是蛋白质或者rRNA、tRNA 等。

管家基因是组成性表达，而可调节基因的表达具有时空特异性。

6.核酸探针：7.反式作用因子: 指能直接或间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，其主要特点包括三个功能结构域（DNA识别结合域、转录活性域、结合其它蛋白的结合域）、能识别并结合上游调控区的顺式作用元件、对基因表达有正性和负性调控作用。

其活性调节方式：表达式调节，共价修饰，配体结合及蛋白质-蛋白质相互作用。

作用方式:成环、扭曲、滑动、Oozing。

DNA结构域包括：锌指、螺旋—转角—螺旋、亮氨酸拉链和螺旋—环—螺旋。

转录激活域富含：酸性氨基酸、脯氨酸和谷氨酰胺8.粘粒:9. YAC10.转基因动物：是细菌细胞内携带的染色体外的DNA分子，是共价闭合的环状DNA分子，能独立进行复制。

质粒只有在宿主细胞内才能够完成自己的复制。

11.蛋白激酶：12.基因敲除13.基因诊断，是以DNA和RNA为诊断材料，通过检查基因的存在、缺陷或表达异常，对人体状态和疾病作出诊断的方法和过程。

14.G蛋白，15.克隆：是指把一个生物体的遗传信息（基因片段）转入另一个生物体内进行无性繁殖，得到一群完全相同的基因片段，又称DNA克隆16.基因组：细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和。

17.开放阅读框，18.质粒：细菌细胞内的、染色体外的DNA分子，是共价闭合的环状DNA分子，能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制。

19.RNA干涉，20.蛋白质组学，21.生物信息学，22.顺式调控元件，是指那些与结构基因表达调控相关，能被基因调控蛋白异性识别和结合的DNA序列,抱括启动子.上游启动子元件.增强子.加尾信号和一些反应元件23.端粒：是位于真核生物染色体末端的、由DNA和蛋白质组成的一膨出结构。

医学分子生物学复习思考题及答案第十三章真核基因及基因组1、什么是基因组？答：基因组（genome）是指一个生物体内所有遗传信息的总和。

人类基因组包含了细胞核染色体DNA（常染色体和性染色体）及线粒体DNA所携带的所有遗传信息。

不同生物的基因及基因组的大小及复杂程度各不相同，所贮存的信息的量和质存在着巨大的差异。

2、真核基因的基本结构包括哪些？试述之。

答：真核基因的基本结构包括编码序列及非编码序列编码序列（coding seguence）：包括编码蛋白质及功能RNA（mRNA、rRNA、tRNA、特定小分子RNA）的核苷酸序列。

真核基因的编码序列由外显子及内含子组成，外显子及内含子相间排列，称断裂基因。

内含子数目较外显子数少一个，组蛋白编码基因例外，不含有内含子。

外显子决定表达蛋白多肽及RNA的一级结构。

因此，外显子序列结构通常比较保守，一个碱基的突变常致基因功能的改变，而内含子序列相对变异较大。

每个内含子5’末端与外显子相接处，常为GT，3’末端与外显子相接处常为AG，这一共有序列是mRNA剪接加工时的剪接识别信号。

非编码序列（non-coding sequence）：包括编码序列两侧（上游及下游）的对基因表达具有调控作用的一些调控序列：如启动子、增强子等外显子（exon）；在基因序列中，出现在成熟mRNA分子上的序列。

内含子（intron）：外显子之间、与mRNA剪接过程中被删除部分相对应的间隔序列。

3、什么事顺式作用元件？其化学本质是什么？顺式作用元件主要有哪些？答：非编码序列对基因表达起调控作用，又称调控序列。

位于结构基因（编码序列）的上游及下游，称它们为顺式作用元件（cis-acting element），包括启动子、增强子、沉默子、上游调控元件、加尾信号等。

4、真核基因启动子的功用是什么？其位置如何？答：DNA分子上能介导RNApol与DNA结合并形成转录起始复合物的序列，称之为启动子。

第一章绪论1．染色体具有哪些作为遗传物质的特征？答：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。

答：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，组成的。

八聚体在中间，DNA DNA 分子盘绕在外，而H1则在核小体外面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1/71/7。

200bpDNA 完全舒展时长约68nm,68nm,却被压缩在却被压缩在10nm 的核小体中。

核小体只是DNA 压缩的第一步。

核小体长链200bp 200bp→核酸酶初步处理→核小体单体→核酸酶初步处理→核小体单体200bp 200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3简述真核生物染色体的组成及组装过程答：组成：蛋白质答：组成：蛋白质++核酸。

组装过程：组装过程：11，首先组蛋白组成盘装八聚体，，首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA DNA 缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA 连接，形成外径10nm 的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；22，核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm 的螺线管结构；的螺线管结构；33，螺线管结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；，螺线管结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；44，超螺线管，形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。

绊环在非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。

4. 简述DNA 的一,二,三级结构的特征答：答：DNA DNA 一级结构：一级结构：44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(1)DNA 双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---35---3，另一条是，另一条是3-----53-----5。

分子生物学思考题一、总论：人类基因与基因组学1、人类基因组计划的精髓是什么？答案一：人类基因组计划的精髓是人类基因组图谱，包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱。

1)遗传图谱：又称连锁图谱，是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。

遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。

2)物理图谱：指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息。

绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。

3)序列图谱：指测定每条染色体的DNA序列，通过DNA序列可以直接推出基因结构、定位已知基因、研究基因起源。

4)转录图谱：指在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。

答案二：人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。

其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱（包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱），并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。

基因组计划精髓在于让人类解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。

1)草图，许多疾病相关的基因被识别；2)SNP（人与人之间的区别），草图提供了一个理解遗传基础和人类特征进化的框架。

3)草图后，研究人员有了新的工具来研究调节区和基因网络。

4)比较其它基因组可以揭示共同的调控元件，和其他物种共享的基因的环境也许提供在个体水平之上的关于功能和调节的信息。

分子生物学课堂思考题1、何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物形状的遗传和变异？（10分）2、什么是遗传学中心法则?为什么说阮病毒的发现是对此法则提出了挑战?(5分)3、Phage P1 has a double-stranded DNA with 91.5kb1 how many turns does it contain?2 molecular mass? Dalton4、大肠杆菌染色体的分子量大约是2.5x109Da，核苷酸的平均分子量是330Da。

邻近核苦酸对之间的距离是0.34nm；双螺旋每一转的高度(即螺距)是0.34nm，(1) 该分子有多长(2) 该DNA有多少转?解答：1碱基＝330Da，1碱基对＝660Da碱基对数＝2.5×10000000000/660＝3.8×1000000 ＝3800kb 每个碱基对相距0.34nm，这样：染色体DNA分子的长度＝3.8×1000000×0.34nm ＝1.3×1000000 nm ＝1.3mm该DNA双螺旋中的转数＝3.8×1000000×0.34/3.4＝3.8×1000005、曾经有一段时间认为，DNA无论来源如何，都是4个核苷酸的规则重复排列（如ATCG．ATCG，ATCG，ATCG…)，所以DNA缺乏作为遗传物质的特异性。

你有什么想法来辨别这个观点的正误？6、是否只有DNA适合作为遗传物质?7、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：( )(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)真核生物、原核生物、病毒的DNA能相互混合并彼此替代8、DNA的变性：( )(a)包括双螺旋的解链(b)可以由低温产生(c)是可逆的(d)是磷酸二酯键的断裂(e)包括氢键的断裂9、病毒的遗传因子可包括1到300个基因。

分子生物学思考题第二章基因的概念名词解释●Cistron顺反子：Cistron 是基因的同义词,基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的最小的遗传单位 .基因是DNA分子的片段，是染色体上的一个区段●（recon）交换子：在一个顺反子内，有若干个交换单位，最小的交换单位称为交换子●(muton)突变子：在一个顺反子内，有若干个突变单位，最小的交换单位称为突变子●melting temperature(Tm值）：DNA分子变性一半时对应的温度／OD增加值的中点温度／DNA分子变性曲线中，增色效应达到最大值一半是的温度●Kinetic complexity（复性动力学的复杂性）：将最长的没有重复序列的核苷酸序列数定义为复性动力学的复杂性（简称K．Ｃ）●(Maximum C value)最大C值：单倍体基因组DNA 的核苷酸数●(Minimum c value)最小c值：编码结构基因的DNA的核苷酸数●Heterogeneous nuclear RNA (HnRNA)核内不均一RNA：间隔基因的转录产物ｍＲＮＡ是一条具有外显子和内含子的前体ｍＲＮＡ，也称核内不均一RNA，必须将内含子切除并将外显子连接才能成为成熟mRNA●Transposon 转座子：是基因组中可以移动的一段DNA序列，一个转座子从基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座。

可以转座的遗传单位称为转座子。

●retro-transposon 反转录转座子：反转座是由RNA介导的转座过程，转座子从DNA到RNA再到DNA的转移过程定义为反转座。

这类转座子也被称为反转座子★cis action element 顺式作用元件：真核生物基因组中含有可以调控自身基因表达的一段特异DNA序列。

顺式作用元件能够被各种转录调节蛋白特异识别和结合，从而影响基因表达活性。

包括启动子、增强子、沉默子等★transcriptional factor 转录因子（考过）：就是反式作用因子★trans action factor 反式作用因子能直接或间接与顺式作用元件的核心序列相互识别或结合，进而调控靶基因转录效率的一类调节蛋白，统称为反式（作用）因子，按其功能不同，可分为基本转录因子、转录调节因子、共调节因子★DNA denaturation DNA变性DNA的两条核苷酸链是由碱基对之间的氢键连接的，当天然DNA溶液被加热或受极端PH溶剂、尿素、酰胺等某些有机溶剂处理后，碱基对之间的氢键发生断裂或氢键形成关系发生改变，或碱基之间的对堆积力受到破坏，两条核苷酸链逐渐被彼此分离，形成无规则的线团，这一过程称之为变性，也称溶解（melting)★renaturation DNA(DNA复性)已发生变形的DNA分子溶液在逐渐降温的条件下，两条核苷酸链的配对碱基又重新形成氢键，恢复到天然DNA双螺旋结构，这一过程称之为复性，也称重退火（reannealing)★Exon/外显子真核生物结构基因中的编码区，非间隔区★Intron内含子真核生物结构基因中的非编码区，间隔区★overlapping gene 重叠基因不同基因共用一段相同的DNA序列★Repetitive gene重复基因：染色体上存在的多次拷贝的基因，是生命活动基本的功能相关的基因●Splitting Gene /interrupted gene间隔基因：真核生物的结构基因是由若干外显子和内含子相间隔排列组成的间隔基因★Jumping gene 跳跃基因能发生转座的独立遗传结构单位★pseudo gene假基因具有与功能基因相似的序列，但不能翻译有功能蛋白质的无功能基因，多存在与真核生物中。

第一章1.基因：指表达一种蛋白质或功能RNA的遗传物质的基本单位，基因是遗传物质的最小功能单位。

2.分子生物学：是在分子水平研究生命现象的科学，是现代生命科学的共同语言。

它的核心内容是通过生物的物质基础-核酸--蛋白质--酶等生物大分子的结构-功能及其相互作用等的研究来阐明生命分子基础，从而探索生命的奥秘。

3.简述遗传学三大基本规律：一.孟德尔遗传定律：包括分离定律和自由组合定律分离定律：遗传性状是由遗传因子所控制，遗传因子在体细胞中成对存在，每对遗传因子中，一个来自母方，一个来自父方。

一个单位性状由一对遗传因子控制。

遗传因子之间存在显隐性关系。

形成配子时，两个遗传因子彼此分开，分别随机进入到不同的配子中，配子只含有成对遗传因子中的一个。

自由组合定律：当具有两对或多对相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。

连锁互换定律：原来为同一亲本所具有的两个性状，在F2中常常有连系在一起遗传的倾向。

4.列出一种证明DNA是遗传物质的实验证据：肺炎双球菌实验中，在加热杀死的S型菌中存在一种使活的R型菌转变成S型菌的因子，用一系列的化学和酶学方法把提取液中的蛋白质，类脂，多糖，RNA去掉并不影响转化，最后发现只要把纯化的S型菌的DNA加入到R型菌培养液中就足以导致转化的发生，证明DNA 是遗传物质。

第二章1.熟悉DNA的双螺旋结构。

2.什么是DNA的变性和复性，复性的条件是什么？变性：在高温，酸碱，某些化学试剂的作用下，双螺旋结构区的氢键断裂，成为单链的过程。

复性：变性单链DNA在适当的条件下，使彼此分开的链自发的重新结合，成为双螺旋结构的过程。

复性的条件：1.盐浓度必须高，足以使两链之间磷酸基团上负电荷的排斥力消失，通常用0.15~0.5mol/L的Nacl; 2.温度必须适当高，足以防止链内随即形成氢键，复性的最适温度比熔炼温度低20~25度。

3.了解加减法测定DNA序列的原理。

第3章核酸的结构和功能DNA结构域：组蛋白：是真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，富含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸：H1、H2A、H2B、H3和H4。

核小体：是构成真核生物染色质的基本结构单位。

核基质：为真核细胞核内的网架结构。

30nm纤丝：核小体进行高度有序的组装，形成左手螺旋的螺线管。

每个螺旋约6个核小体。

H1组蛋白的功能：ⅰ稳定作用；ⅱ保护DNA免受核酸酶降解。

1、DNA双螺旋结构有哪些形式？说明其主要特点和区别。

A型、B型及Z型螺旋；A型螺旋比较粗短，碱基倾角大，大沟深度明显超过小沟；B型比较适中；Z型细长，大沟平坦，核苷酸构象顺反相间，螺旋骨架呈Z字形。

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？一级结构相同（序列相同）而L值不同的环形DNA分子称为拓扑异构体，它们之间的相互转变依赖于DNA 的拓扑异构酶。

3、简述真核生物染色体的组成，它们是如何组装的？细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构。

DNA--核小体--30nm纤丝--核基质固定--压缩--染色体4、简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别。

P575、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？1）加热；2）极端pH值；3）有机溶剂、尿素和酰胺等。

DNA双螺旋解链。

性质变化：DNA溶液的黏度大大下降、沉降速度增加、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。

6、检测核酸变性的定性和定量方法是什么？具体参数如何？紫外吸收光谱的变化。

以50μg/ml DNA溶液在A260下测定，三者的A260数值为：双链DNA A260=1.00；单链DNA=1.37；游离碱基、核苷酸=1.6。

（结构越有序，吸收光越少）7、DNA的T m值一般与什么因素有关？Tm=4（G+C）+2（A+T）1）DNA的均一性（均质较小）；2）G-C碱基对的含量；3）介质中离子强度。

分子生物学思考题：一、名词解释：（1）Molecular biology（2）基因座位（Gene locus）：（3）纯合子（homozygous）：（4）杂合子（heteroxygous ）：（5）野生型（wild type）:（6）突变型（mutant）:（7）写出四种脱氧核糖核酸的结构式（ATP，TTP，GTP，CTP）（8）转录(Transcription)（9）翻译（translation）（10）蛋白质一级、二级、三级、四级结构（11）载体（vector）（12）限制性内切酶（13）基因克隆（14）质粒（plasmid）（15）α-互补（16）DNA文库二、简答题：1.1944年， Oswald Avery 和他的同事证实了遗传物质是核酸，而非蛋白质，请简述Avery实验的原理及方法。

2.Francois Jacob非特异性核糖体假说实验验证的原理及实验方法。

3.DNA半保留复制的密度梯度实验的原理及方法。

4.原核生物启动子五个保守区域的特点？5.真核生物mRNA转录后加工过程？6.PCR引物设计的原则？7.锚定PCR的原理及方法？8.比较RFLP，RAPD，AFLP， SSR四种分子标记技术的优缺点。

9.作为载体的DNA分子需要具备哪4个条件？10.简述Ti质粒的特点及其衍生载体。

11.简述简并引物设计步骤。

三、论述题：1结合自已的研究领域，举例说明分子生物学知识在研究中的应用2简述PCR反应的五要素，并说明PCR实验中该五要素如何选择3简述荧光定量PCR的原理及方法，并举一实例说明其应用。

4 论述你对“后基因组时代”的理解。