2013大学分子生物学课后习题答案及考试重难点
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第一章
1.概念:分子生物学、反向生物学.(掌握)
答:研究层次上:整体水平 、细胞水平、分子水平
研究范围上:广义:研究生物大分子的结构和功能,从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。
狭义:研究核酸(基因)的结构和功能、复制、转录、表达和调控等过程,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? (理解)
答:(1)基因与基因组的结构与功能
(2)DNA的复制、转录和翻译
(3)基因表达调控的研究
(4)DNA重组技术
(5)结构分子生物学
3.分子生物学发展经历哪几个阶段? (了解)
答:(1)人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段
(2)重组DNA技术的建立和发展阶段
(3)重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段
4.DNA重组技术有哪些方面的应用? (了解)
答:(1)用于进行基础研究
(2)用于大量生产某些细胞代谢中产量很低的多肽,如激素、抗体、疫苗等;
(3)可以用于定向改造某些生物的基因结构,使它们所具备的特殊经济价值或功能得以成百上千倍提高
第三章
1.概念:DNA复性 、DNA变性、Tm 、核酸分子杂交 (掌握)
DNA复性 :在适当条件下,变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象,这一现象称为复性。
DNA变性: 在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。
融解温度Tm: 变性是在一个相当窄的温度范围内完成,在这一范围内,紫外光
吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的融解温度或解链温度。
核酸分子杂交 :利用复性后DNA双螺旋的各种性质可以恢复的特性。将不同来源
的DNA单链分子或RNA分子放在同一体系中,只要两种单链分子之间在某些区域存在着互补序列,在适宜的条件下,就可以形成杂交双链。这种过程称为核酸分子杂交。
2,如何理解RNA兼具信息分子和功能分子的作用? (掌握) 2 答: RNA作为遗传信息的传递者的核心作用以外,还起着表达者、储存者的作用。另外,还参与基因表达的调控,与生物机体的生长发育密切相关;具有生物催化功能,用于初始转录物的剪接加工。
3. 为什么说碱基配对规律是DNA双螺旋结构的最基本特性? (理解)
答: 根据碱基互补原则,当一条核酸链序列被确定后,即可决定与之互补的另外一条核酸链的序列。碱基互补原则不仅是半保留复制的基础,而且是转录和表达的基础。所以,碱基互补原则具有极其重要的生物学意义。它是核酸复制与表达的分子基础,是遗传信息传递所有过程的核心。
4. 核酸的分子杂交有哪些应用? (了解)
答: 研究DNA分子中某一种基因的位置
测定两种核酸分子间的序列相似性
检测某些专一序列在待检样品中存在与否
④是基因芯片技术的基础
选择题:
1 哪个实验证明了DNA是遗传物质?( C)
A 1928年,肺炎球菌体内转化实验
B 1944年,肺炎球菌体外转化实验
C 1952年,用同位素标记技术,将T2噬菌体侵染大肠杆菌细胞的实验
D 1956年,烟草花叶病毒的杂合、重建实验。
2 基因组计划的任务主要是针对核酸的哪一级结构进行研的?( A)
A 一级结构 B 二级结构 C 三级结构 D 四级结构
3 RNA有一下哪些功能?( AB)
A 是遗传信息的中间传递体,还是遗传信息的储存者、表达者
B 参与基因表达的调控,
C 是细胞中主要的遗传物质
D 具有生物催化功能
4 Southern blot、northern blot、western blot分别是鉴定哪种分子的技术?( A) 3 A DNA、RNA、蛋白质 B RNA、DNA、蛋白质
C 蛋白质、DNA、 RNA D 蛋白质、 RNA 、 DNA
第四章
一.概念:基因、基因组、断裂基因、重叠基因、操纵子、顺反子、 GT-AG法则、RNA的剪接、基因簇、基因家族、C值矛盾(掌握)
基因:原核、真核生物、病毒的DNA、RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列,是遗传的基本单位、突变单位以及控制性状的功能单位。
基因组:生物或细胞中,一套完整单倍体遗传物质的总和。
断裂基因:基因的编码序列在DNA分子上被不编码的序列隔开,没有连
续排列
重叠基因:一个基因的编码区与另一个基因的编码区部分或全部重叠,通过阅读不同可读框,编码出不同的蛋白质。
操纵子: 原核生物中,功能相关的几个结构基因串联排列在一起,形成一个转录单元,受同一个调控区调节,转录产物为多顺反子mRNA.
顺反子:顺反子是能编码出一条完整的肽链的一段核苷酸序列。
GT-AG法则:在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列,内含子的5’端是GT,3’端是AG,这种接头方式称为GT-AG法则。普遍存在于真核生物中,是RNA剪接的识别信号,转录后的前体RNA中的内含子剪接位点。
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。
基因簇:基因家族中一组相同或相关基因串联排列在一起
RNA的剪接:从mRNA原初转录产物中去除内含子序列,产生一个只由
外显子组成的mRNA。这个过程称为RNA的剪接。
C值悖理:指真核生物中DNA含量的反常现象。一种生物单倍体基因组所包含的全部DNA量称为该物种的C值。
二.比较病毒基因组、细菌基因组、真核生物基因组的特点(掌握)
病毒基因组一般特点:
1、基因组小、遗传信息也相应少。
2、病毒基因组可以由DNA组成,也可以是RNA组成
3、基因组的大部分是用来编码蛋白质,间隔序列很短
4、基因组有重叠基因存在。
5、功能相关基因成簇
细菌基因组与真核基因组特点:
不同点: 原核基因组 真核基因组
1 大小、染色体 小, 裸露DNA 大,染色体
转译是否同步 同时进行 时空分隔
2 编码序列比例 大部分为编码序列 含大量非编码序列
3 重复序列比例 重复序列不多 大量重复序列 4 4 操纵子结构 操纵子,多顺反子 单顺反子
5 基因编码区是否连续 连续的 断裂基因
相同点: 具有多种调控区;存在可移动的因子
三.如何解释断裂基因与中心法则的矛盾?大多数断裂基因有什么共同特征?断裂基因的存在有什么生物学意义?(掌握)
1.在真核生物基因的表达过程中,DNA经过转录产生了精确对应于DNA序列的RNA拷贝,但这个RNA只是一个前体分子,不能直接用于表达蛋白质。必须从mRNA原初转录产物中除去内含子序列,以产生一个只由外显子构成的信使RNA。经过RNA剪接后,所有的外显子按其在DNA上相同的顺序连接在同一个RNA分子上,然后再翻译成蛋白质。 (答案不确定!!!)
2.大多数断裂基因的共同特征:
(1)外显子在基因中的排列顺序与它在成熟mRNA产物中的排列
顺序相同。---- 剪接只是去除内含子,外显子的排列顺序不变
(2) 没有组织特异性:某种断裂基因在所有组织中都具有相同
的内含子成分。---- 基因组没有组织特异性
(3) 在内含子上发生突变不影响蛋白质的结构,内含子上的突变
对生物体没有影响。---- 自我防护机制
3.断裂基因的意义:
(1)储存较多遗传信息
(2)增加了重组机会
(3)自我防护机制
(4)利于变异和进化
(5)基因调控装置
四.比较病毒和真核生物增加基因组编码能力的方式?试分析选择不同方式的原因。(掌握)
病毒:某些较小病毒基因组可利用基因重叠的方式来增加其编码能力。因其基因组小,每一种病毒只有一种核酸组成,利用有限的遗传资源,表达更多基因产物,以满足生物功能的需要。
真核生物:通过选择性剪接,形成不同的蛋白质,增加他们的编码能力。因其结构复杂,基因数多,非编码序列占90%以上。 (个人观点)
五.简述基因的概念的发展过程(了解)
1.经典遗传学关于基因的概念:基因的概念产生于经典遗传学
○11865年,孟德尔发表《植物杂交试验》,将控制性状的遗传因素称为“遗传因子”
○21909年,约翰生提出基因(gene)取代遗传因子。
○31910年,摩尔根提出基因位于在染色体上。基因不重复、不重叠、不 5 分割。基因是功能单位、突变单位、重组单位---“三位一体”的概念。
2.现代遗传学关于基因的概念:
1957年,Benzer用T4噬菌体为材料通过顺反实验提出顺反子的概念。基因--相当于一个顺反子。
3.分子生物学关于基因的概念:
1961年,Monord 和Jacobe对大肠杆菌乳糖代谢进行研究,提出了乳糖操纵子学说。
基因是实现一定遗传效应的核苷酸序列----基因不一定都得有产物
六.基因家族可以分为哪几类?(了解)
(1) 广义的基因家族分类:
○1来源相同 序列高度同源性 rRNA、组蛋白 进化中,成员自动均一化,序列高度保守,有几十个-几百个拷贝数
○2结构相似 编码产物(氨基酸序列):大段高度保守
○3功能相关 没有同源序列,但是功能相关---超基因家族
(2)按照其在基因组的分布分类:
○1不同染色体上 珠蛋白、干扰素、生长激素等
○2在同一染色体上串联排列 rRNA、组蛋白基因家族---基因簇
判断题:
• 1 所有生物都含有基因,任意一段DNA分子都是一个基因。
• 2 高等真核生物大部分DNA是不编码蛋白质的
• 3 病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质,基因间的间隔序列很短 。
• 4 反向生物学是从蛋白质出发,研究基因的结构和功能的科学。
• 5 基因家族中的相关基因都是串联排列在一起的。
• 6 基因簇是真核生物基因组中,来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。
• 7 假基因不能表达出有活性的蛋白质
选择题
1 关于基因的描述正确的是( )
A 基因都有编码功能。
B 基因都经过转录和翻译,产生蛋白质产物。
C 基因不一定都得有产物。
D 基因不一定都进行翻译,但是必须经过转录。
2 真核基因与原核基因的主要区别是真核基因有( )
A 内含子 B 开放阅读框架 C启动子 D增强子
3 关于断裂基因的描述正确的是( )
A 真核生物中所有的基因都是断裂基因。
B 内含子是断裂基因中不编码蛋白质的序列,是无用的。
C 在外显子上发生突变会对断裂基因的产物蛋白质的结构产生影响
D 断裂基因中的内含子成分不出现在成熟的mRNA分子中。