分子生物学2-7章作业及答案

第二章一、名词解释1、DNA的一级结构：四种脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以3’，5’磷酸二酯键相连形成的直线或环状多聚体，即四种脱氧核苷酸的连接及排列顺序。

2、DNA的二级结构：DNA两条多核苷酸链反向平行盘绕而成的双螺旋结构.3、DNA的三级结构：DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。

4、DNA超螺旋:DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，是DNA结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。

按DNA双螺旋的相反方向缠绕而成的超螺旋成为负超螺旋，反之，则称为正超螺旋。

所有天然的超螺旋DNA均为负超螺旋。

5、DNA拓扑异构体：核苷酸数目相同，但连接数不同的核酸，称拓扑异构体6、DNA的变性与复性:变性（双链→单链）在某些理化因素作用下，氢键断裂，DNA双链解开成两条单链的过程。

复性(单链→双链）变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补配对原则重新恢复天然的双螺旋构想的现象。

7、DNA的熔链温度（Tm值）：DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链。

Tm值计算公式：Tm＝69.3+0.41（G+C）%；＜18bp的寡核苷酸的Tm计算：Tm＝4（G+C）+2（A+T）。

8、DNA退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火9、基因：编码一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。

10、基因组：生物的单倍体细胞中的所有DNA，包括核DNA和线粒体、叶绿体等细胞器DNA11、C值：生物单倍体基因组中的全部DNA量称为C值12、C值矛盾：C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论13、基因家族：一组功能相似、且核苷酸序列具有同源性的基因。

可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。

14、假基因：假基因是原始的、有活性的基因经突变而形成的、稳定的无活性的拷贝。

表示方法：Ψα1表示与α1相似的假基因15、转座：遗传可移动因子介导的物质的重排现象。

16、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分。

17、逆转座子：基因组内存在着通过DNA转录为RNA后，再转录为cDNA并插入到基因组的新位点上的因子。

18、开放读码框：是从起始密码子到终止密码子的一段核苷酸序列，中间不含终止密码子。

二、简答题1、影响DNA双螺旋结构稳定的因素是什么？其中哪一种最主要？2、DNA二级结构有哪几种主要类型？各自会在细胞的什么情况下出现？B-DNA、A-DNA、Z-DNADNA在一般的正常的生理条件下，多以B-型存在。

在不同的条件下，DNA可能有不同的构型，有时可相互转换。

1）碱基组成：A-T丰富→B-DNA；RNA-RNA 或 RNA-DNA杂交→A-DNA；poly（GC）→Z-DNA；B－DNA大沟表面的胞嘧啶甲基化→Z-DNA2）盐浓度、湿度：75%，K+、Na+、Ca++→A-DNA；92%，0.1mol/L Na+ →B-DNA；66%，（有时含Li+）→C-DNA；高盐 4mol/L Na+ →Z-DNA3）活性状态：Z-DNA可能跟基因表达的调控有关A-DNA可出现在转录本和模板形成的暂时结构中:即DNA：RNA3、简述B型DNA双螺旋的结构要点，包括主要的参数。

（1）DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的；（2）糖－磷酸骨架。

DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替链接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。

恒定的宽度：直径2.0nm；（3）两条链上的碱基通过氢键相结合，按照碱基互补配对原则形成碱基对。

扁平的碱基对垂直于糖－磷酸骨架；（4）链间有螺旋形的凹槽，较浅的为小沟，较深的为大沟。

B-DNA的主要参数：碱基倾角（。

）6；碱基间距0.3nm;螺旋直径：2.0nm;每螺旋碱基数10；右手性4、简述细胞中DNA拓扑异构酶的种类及其主要的作用。

Top I: 每次切开一条链，松弛负超螺旋。

不需要ATPTop II:每次切开两条链，引入负超螺旋，松弛正超螺旋。

需要ATP。

5、图示并描述真核生物中编码蛋白质的基因的典型结构。

真核生物中典型的编码蛋白质的基因包括：①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内含子(intron)③5’-端和3’-端非翻译区(untranslated region, UTR)④调控序列(可位于上述三种序列中)6、何谓基因家族？举例说明基因家族的种类。

基因家族（gene family）:一组功能相似、且核苷酸序列具有同源性的基因。

可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。

根据基因家族的复杂性，分为：（1）简单的多基因家族：家族成员串联在一起，形成基因簇。

如真核生物的rRNA基因。

（2）复杂的多基因家族：一般由几个独立的基因家族组成，以间隔序列隔开，基因家族成员都不相同，转录方向也不一致。

如海胆、果蝇组蛋白基因。

（3）发育调控的复杂多基因家族：基因家族成员具有发育阶段表达特异性。

如人的β−球蛋白基因家族。

7、何谓假基因？有哪些种类？假基因产生的原因可能有哪些？假基因是原始的、有活性的基因经突变而形成的、稳定的无活性的拷贝。

表示方法：Ψα1表示与α1相似的假基因。

分类：第一类假基因：由基因重复与分歧引起，其位置一般与起源的基因拷贝临近，保留着祖先基因的组成特点。

第二类假基因：加工的假基因；第三类假基因：残缺基因产生的原因：启动子错误；有缺陷的剪接信号；框架中引入了终止信号；插入或缺失导致移码。

8、何谓转座子？原核生物转座子有哪些类型？转座子是指染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分。

类型：插入序列；复合式转座子；TnA家族9、转座引起的生物学效应有哪些？转座引起的遗传学效应：插入突变；抗性表型；染色体畸变；基因进化10、转座机制有哪些？图示并说明之。

非复制型转座复制型转座非复制型转座留下断裂（breakage）第三章一、名词解释1、DNA的半保留复制：每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA分子，另一条链则是新合成的这种复制方式成为DNA的半保留复制。

2、DNA的半不连续复制：DNA复制的过程中前导链的复制是连续的，而另一条链，即后随链得复制是中断的、不连续的。

3、前导链：在DNA复制过程中，与复制叉运动方向相同，以5’→3’方向连续合成的链称为前导链。

4、滞后链：在DNA复制过程中，与复制叉运动方向相反，通过不连续的5ˊ-3ˊ聚合而成的链，称为滞后链（后随链）。

5、复制起点： DNA双链解开和复制起始发生的位点。

复制起点序列包，括起始蛋白结合位点和容易解开的位点。

6、复制子：基因组中能独立进行复制的单位；每个复制子包含一个复制起点。

原核生物为一个复制子，真核生物为多复制子。

7、冈崎片段：滞后链的合成是一段一段的。

DNA复制时，由滞后链所形成的子代DNA短链称为冈崎片段。

8、逆转录：以RNA为模板, 按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA的过程，称为逆转录，该过程由逆转录酶催化进行。

亦称反转录。

9、cDNA：利用逆转录酶可合成出与RNA模板的碱基序列互补的DNA—互补DNA（cDNA），二、简答题1、Meselsohn和Stahl是如何证明DNA的复制是半保留复制的？2、简述原核生物DNA复制的过程。

复制起始:(1)识别起始点，合成引发体(2)形成单链(3)合成引物复制延伸:(1)按照与模板链碱基配对的原则，在DNA聚合酶III的作用下，逐个加入脱氧核糖核酸，使链延长。

(2) DNA聚合酶的即时校读和碱基选择功能，确保复制的保真性。

(3) 由于DNA双链走向相反，DNA聚合酶只能催化核苷酸从5’→3’方向合成，前导链的复制方向与解链方向一致，可以连续复制。

(4)而另一模板链沿5’→3’方向解开，随从链的复制方向与解链方向相反，复制只能在模板链解开一定长度后进行，因此随从链的合成是不连续的，形成的是若干个岗崎片段。

(5) DNA聚合酶I的3’-5’核酸外切酶活性去除RNA引物。

(6)DNA聚合酶I填补DNA间隙。

(7)连接酶使相邻两个DNA片段的3’-OH末端和5’-P末端形成3’，5’磷酸二酯键。

复制终止:两个复制叉的汇合点就是复制的终点。

两个复制叉向前推移，在终止区相遇而停止复制，复制体解体。

3、简述DNA聚合酶反应的条件。

判断下列四种情况下DNA聚合酶能否催化DNA的聚合反应（假想其他条件满足；5 ’端为磷酸基，3’为羟基端）反应的条件：模板（template）、引物（primer）、dNTPs、Mg2+(3)DNA聚合酶能催化DNA的聚合反应(1) 完全是单链3’5’(2) 完全是双链3’5’5’3’(3) 局部双链，3’凹端3’5’5’3’(4) 局部双链，5’凹端3’5’5’3’4、完成下表，有该性质的记+，没有的记-，填写在相应的表格里。

表大肠杆菌三种DNA聚合酶的性质比较5、大肠杆菌DNA聚合酶I的酶切大片段—Klenow片段有何酶活性？它有哪些用途？大片段(Klenow 片段):聚合酶活性、’-5’外切酶活性, 校正功能Klenow 片段的应用：填补反应, 用于DNA的末端标记；填补反应, 用于DNA的末端标记；缺平移，用于DNA标记6、以原核生物为例，简述参与DNA复制过程中主要蛋白质的种类及功能。

DNA解链酶，解螺旋酶：打开DNA双链；SSB,单链结合蛋白：结合于处于单链状态模板链上；引发酶：合成滞后链；DNA聚合酶III：使链延长。

DNA聚合酶I:填补DNA间隙。

其3’-5’核酸外切酶活性去除RNA引物；连接酶：使相邻两个DNA片段的3’-OH末端和5’-P末端形成3’，5’磷酸二酯键。

7、生物体如何保证DNA复制的准确性（保真性）？复制的保真性 ( fidelity ) 主要依赖 4 种机制：#对碱基的选择；# 3′→ 5′方向的外切核酸酶活性起校正作用;#RNA引物最终被切除, 提高了复制准确性;#复制后错配现象的特异性修复机制8、为什么线性DNA复制存在5’端隐缩的问题，而原核生物的环状DNA复制不会出现该问题？真核生物线性染色体两端有端粒结构，防止染色体间的末端连接和核酸酶降解。

9、真核生物是如何解决线性DNA复制存在5’端隐缩的问题的？由端粒酶负责新合成链5'端RNA引物切除后的填补，保持端粒的一定长度。

10、逆转录酶有哪些酶活性？其发现有何理论和实践意义？3种酶活性:RNA指导的DNA聚合酶活性；DNA指导的DNA聚合酶活性；核糖核酸酶H（RNase H）的活性。

理论和实践意义:(1)不能把“中心法则”绝对化，遗传信息也可以从RNA传递到DNA。

(2)促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究，为肿瘤的防治提供了新的线索。