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分子生物学试题及参考答案蛋白质的生物合成(一)名词解释1翻译 2密码子 3密码的简并性 4同义密码子 5变偶假说 6移码突变 7同功受体 8多核糖体(一)名词解释 1翻译(translation)：以mRNA为模板，氨酰-tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2密码子(codon)：mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的， mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。 3密码的简并性(degeneracy)：个氨基酸具有两个以上密码子的现象。 4同义密码子(synonym codon)：为同种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。 5变偶假说(wobble hypothesis)：指反密码子的前两个碱基(3-端)按照标准与密码子的前两个碱基(5-端)配对，而反密码子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。 6移码突变(frame-shift mutation)：在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。 7，同功受体(isoacceptor)：转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。 8反密码子(anticodon)：指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。 9多核糖体(polysome)：mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。(二)问答题 1参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能? 2遗传密码是如何破译的? 3遗传密码有什么特点? 4简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 5简述核糖体的活性中心的二位点模型及三位点模型的内容。 6氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的? 7简述蛋白质生物合成过程。 8蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性? 9原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。 10蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 11蛋白质的高级结构是怎样形成的? 12真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?13. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下： 正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg 突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？（2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 提示：有关氨基酸的简并密码分别为 Val: GUU GUC GUA GUG Arg: CGU CGC CGA CG AGA AGG Cys: UGU UGC Ala: GCU GCC GCA CGC14. 试列表比较核酸与蛋白质的结构。15. 试比较原核生物与真核生物的翻译。(二)问答题 1mRNA：蛋白质合成的模板；tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；核糖体：蛋白质合成的场所；辅助因子：(a)起始因子-参与蛋白质合成起始复合物形成；(b)延长因子-肽链的延伸作用；(c)释放因子一-终止肽链合成并从核糖体上释放出来。 2提示：三个突破性工作 (1)体外翻译系统的建立；(2)核糖体结合技术；(3)核酸的人工合成。 3(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。 (2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。 (3)密码的简并性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。 (4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。 (5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。 (6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。 4(1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。 (2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。 (3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。 5(1)二位点模型 A位：氨酰-tRNA进入并结合的部位；P位：起始氨酰-tRNA或正在延伸的肽基-tRNA结合部位，也是无载的tRNA从核糖体上离开的部位。(2)三位点模型 大肠杆菌上的70S核糖体上除A位和P位外，还存在第三个结合tRNA的位点，称为E位，它特异地结合无负载的tRNA及无负载的tRNA最后从核糖体上离开的位点。 6催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行： (1)活化 需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶复合物。 ， (2)转移 在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸AMP酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。 7蛋白质合成可分四个步骤，以大肠杆菌为例： (1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。 (2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。 (3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位最后核糖体沿mRNA53方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。 (4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。 8提示：(1)氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；(3)起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性；(5)校正作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。 9(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。 (2)起始氨酰-tRNA不同：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi (3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基 10提示：(1)水解修饰；(2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰；(3)二硫键的形成；(4)辅基的连接及亚基的聚合。 11提示：蛋白质的高级结构是由氨基酸的顺序决定的，不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，各自按一定的方式折叠而成该蛋白质的高级结构。折叠是在自然条件下自发进行的，在生理条件下，它是热力学上最稳定的形式，同时离不开环境因素对它的影响。对于具有四级结构的蛋白质，其亚基可以由一个基因编码的相同肽链组成，也可以由不同肽链组成，不同肽链可以通过一条肽链加工剪切形成，或由几个不同单顺反子mRNA翻译，或由多顺反子mRNA翻译合成。12原核细胞：70S核糖体由30S和50S两个亚基组成；真核细胞：80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。利用放射性同位素标记法，通过核糖体的分离证明之。13. 提示：(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C ；(2) 正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GU CG；突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GCU AUG CGU 。14.核酸与蛋白质的结构比较表如下：核酸（Nucleic acids） 蛋白质（Proteins）DNARNA一级结构Primary structure核苷酸序列AGTTCT 或AGUUCU 的排列顺序3，5，- 磷酸二酯键氨基酸排列顺序肽键二级结构Secondarystructure双螺旋主要是氢键，碱基堆积力配对（茎-环结构）（同左）有规则重复的构象（-helix ，sheet，-turn）氢键三级结构Tertiary structure超螺旋RNA空间构象一条肽链的空间构象范德华力 氢键 疏水作用 盐桥 二硫键等四级结构Quaternarystructure多条肽链（或不同蛋白）15.原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。（1）.起始Met不需甲酰化；（2）.无SD序列，但需要一个扫描过程；（3）.tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合；（4）.起始因子比较多；（5）.只一个终止释放因子。(三)填空题 1蛋白质的生物合成是以_为模板，以_为原料直接供体，以_为合成杨所。 2生物界共有_个密码子，其中_个为氨基酸编码，起始密码子为_；终止密码子为_、_、_。 3原核生物的起始tRNA以_表示，真核生物的起始tRNA以_表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以_表示。 4植物细胞中蛋白质生物合成可在_、_和_三种细胞器内进行。 5延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热_蛋白质，Ts为对热_蛋白质。 6原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_、_；RF-2识别_、_；真核中的释放因子只有_一种。 7氨酰-tRNA合成酶对_和相应的_有高度的选择性。 8原核细胞的起始氨基酸是_，起始氨酰-tRNA是_。 9原核细胞核糖体的_亚基上的 _协助辨认起始密码子。 l0每形成一个肽键要消耗_个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗_个高能磷酸键。 11肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化_形成和_的水解。 12肽链合成终止时，_进人“A”位，识别出_，同时终止因子使_的催化作用转变为_。13原核生物的核糖体由_小亚基和_大亚基组成，真核生物核糖体由_小亚基和_大亚基组成。14. 蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_、_、_。(三)填空题 1mRNA 氨酰-tRNA 核糖体264 61 UAA UAG UGA 3tRNAf tRNAi tRNAm 4核糖体 线粒体 叶绿体 5不稳定 稳定 6UAA UAG UAA UGA RF7氨基酸 tRNA8甲酰甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰-tRNA 9小 16SrRNA104 1 11肽键 肽酰-tRNA 12终止因子 终止密码子 肽基转移酶 水解作用1330S 50S 40S 60S 14. Ser Thr Tyr(四)选择题 1蛋白质生物合成的方向是( )。 从CN端 定点双向进行 从N端、C端同时进行 从NC端 2不能合成蛋白质的细胞器是( )。 线粒体 叶绿体 高尔基体 核糖体 3真核生物的延伸因子是( )。 EFTu EF一2 EF-G EF一1 4真核生物的释放因子是( )。 RFRF一1 RF一2 RF一3 5能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是( )。 A、G C、U U U、C、A 6蛋白质合成所需能量来自( )。 ATP GTP ATP、GTP GTP 7tRNA的作用是( )。 将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 把氨基酸带到mRNA位置上 将mRNA接到核糖体上 增加氨基酸的有效浓度 8关于核糖体的移位，叙述正确的是( )。 空载tRNA的脱落发生在“A”位上 核糖体沿mRNA的35方向相对移动 核糖体沿mRNA的53方向相对移动 核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度 9在蛋白质合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸键( )。 肽基转移酶形成肽键 氨酰一tRNA与核糖体的“A，位点结合 核糖体沿mRNA移动 fMettRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合 10在真核细胞中肽链合成的终止原因是( )。 已达到mRNA分子的尽头 具有特异的tRNA识别终止密码子 终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键 终止密码子被终止因子(RF)所识别 11蛋白质生物合成中的终止密码是( )。 UAA UAU UAC UAGUGA 12根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码子( ) A C G T U 13下列哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子( )。 IF1 IF2 eIF2 eIF4 elF4A 14蛋白质生物合成具有下列哪些特征( )。 氨基酸必须活化 需要消耗能量 每延长一个氨基酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤 合成肽链由C端向N端不断延长 新生肽链需加工才能成为活性蛋白质 15下列哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰( )。切除内含子，连接外显子 切除信号肽 切除N-端Met 形成二硫键 氨的侧链修饰 16蛋白质生物合成过程中，下列哪些步骤需要消耗能量( )。 氨基酸分子的活化 70S起始复合物的形成 氨酰tRNA进入核糖体A位 肽键形成 核糖体移位 17原核生物的肽链延伸过程有下列哪些物质参与( )。肽基转移酶 鸟苷三磷酸 mRNA 甲酰甲硫氨酰-tRNA EF-Tu、EF-Ts、 EF-G18.Shine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指: ( )在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序16srRNA3端富含嘧啶的互补顺序 启动基因的顺序特征 以上都正确 19. 在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它: ( )使大小亚基解聚 使肽链提前释放 抑制氨基酰-tRNA合成酶活性 防止多核糖体形成 以上都正确 20. 氨基酸活化酶：( )活化氨基酸的氨基 利用GTP作为活化氨基酸的能量来源催化在tRNA的5磷酸与相应氨基酸间形成酯键每一种酶特异地作用于一种氨基酸及相应的tRNA 以上都不正确(四)选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18. 19. 20. (五)是非题 1DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。( ) 2密码子在mRNA上的阅读方向为5 3。( ) 3每种氨基酸都有两种以上密码子。( ) 4一种tRNA只能识别一种密码子。( ) 5线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。( ) 6大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。( ) 7大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合。( ) 8在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。( ) 9氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗个高能磷酸键。( ) 10线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物相同。( ) 11每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。( ) 12AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。( ) 13构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。( ) 14核糖体大小亚基的结合和分离与Mg2+，的浓度有关。( )15核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。( )16. E.coli中，DnaA与复制起始区DNA结合，决定复制的起始。( )(五)是非题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. 核酸的生物合成一、试题题目(一)名词解释1中心法则 2半保留复制 3DNA聚合酶 4解旋酶 5拓扑异构酶 6单链DNA结合蛋白 7DNA连接酶 8引物酶及引物体 9复制叉 10复制眼、结构 11.前导链 12冈崎片段、后随链 13半不连续复制 14逆转录 15逆转录酶 16突变 17，点突变 18结构畸变 19诱变剂 20修复 21光裂合酶修复 22切除修复 23重组修复 24诱导修复和应急反应 25DNA重组 26基因工程 27转录 28模板链(反意义链) 29非模板链(编码链) 30不对称转录 31启动子 32转录单位 33内含子 34外显子 35转录后加工 36核内不均一RNA 37RNA复制(一)名词解释1中心法则(central dogma)：生物体遗传信息流动途径。最初由Crick(1958)提出，经后人的不断补充和修改，现包括反转录和RNA复制等内容。 2半保留复制(简称复制)（semiconservative replication)：亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链，称为半保留复制。 3DNA聚合酶(DNA polymerase)：指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5 3方向合成DNA的一类酶，反应条件：4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。 4解旋酶(helicase)：是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。 5拓扑异构酶(topoisomerase)：是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。 6单链DNA结合蛋白(single-strand binding protein ,SSB)：是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。 7DNA连接酶(DNA ligase)：是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。反应需要能量。 8引物酶及引发体(primase primosome)：以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物，在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。大肠杆菌的引物酶单独没有活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引发体才有生物活性。 9复制叉(replication fork)：复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。 10复制眼结构：在一段DNA上，正在复制的部分形成眼状结构。复制眼在环状DNA上形成的结构与希腊字母相象，所以叫结构。 11前导链(1eading strand)：在DNA复制过程中，以亲代链(3 5为模板时，子代链的合成 (5 3)是连续的这条能连续合成的链称前导链。 12冈崎片段(Okazaki fragment)、后随链(1agging strand)：在DNA复制过程中，以亲代链(5 3)为模板时，子代链的合成不能以3 5方向进行，而是按5 3方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。 13半不连续复制(Semidiscontinuous replication)：在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。 14逆转录(reverse transcription)：以RNA为模板合成DNA的过程。 15逆转录酶(reverse transeriptase)：催化以RNA为模板合成DNA的逆转录过程的酶。 Temin(1960)首次从劳氏肉瘤病毒中发现。逆转录酶具有多种酶活性：依赖RNA的DNA聚合酶活性；依赖DNA的DNA聚合酶活性，RNA水解酶活性，DNA合成方向5 3。合成时需要引物与模板。 16突变(mutation)：基因组DNA顺序上的任何一种改变都叫做突变。分点突变和结构畸变。 17点突变(Point mutation)： 是指一个或几个碱基对被置换(replacement)，这种置换又分两种形式：转换(transition)一-指用一个嘌呤碱置换另一个嘌呤碱，一个嘧啶碱置换另一个嘧啶碱；颠换(transversion)一-指用嘌呤碱置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。 18结构畸变：基因中的缺口、或插入(insertion)或缺失(deletion)某些碱基造成移码突变使 DNA的模板链失去功能。 19诱变剂(mutagen)：使基因组发生突变的物理、化学、生物因素叫诱变剂。 20修复(repair)：除去DNA上的损伤，恢复DNA的正常结构和功能是生物机体的一种保护功能。 21光裂合酶修复(又称光复活)(photoreactivation)：可见光将光裂合酶激活，它分解DNA上由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使它们恢复成两个单独的嘧啶碱。 22切除修复(excision repair)：在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，以互补链为模板，合成出空缺的部分，使DNA恢复正常结构的过程。 23重组修复(recombination repair)：DNA在有损伤的情况下也可以复制，复制时子代链跃过损伤部位并留下缺口，通过分子间重组，从完整的另一条母链上将相应的核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的多核苷酸的序列补上母链的空缺，此过程称重组修复。 24诱导修复和应急反应(induction repair and SOS response)(SOS修复)：由于DNA受到损伤或复制系统受到抑制所诱导引起的一系列复杂的应急效应，称为应急反应。 SOS反应主要包括两个方面：DNA损伤修复(SOS修复或称诱导修复)和诱变效应。SOS修复是一种易出差错的修复过程，虽能修复DNA的损伤而避免死亡。但却带来高的变异率。 25DNA重组(recombination)：DNA重组是指在真核生物减数分裂过程中，细菌细胞的转化中、病毒转导中等发生的DNA片段的交换或插入。 26基因工程(又称基因重组技术)(gene/genetic engineering)：是将外源基因经过剪切加工，再插入到一个具有自我复制能力的载体DNA中，将新组合的DNA转移到一个寄主细胞中，外源基因就可以随着寄主细胞的分裂进行繁殖，寄主细胞也借此获得外源基因所携带的新特性。 27转录(transcription)：由依赖于DNA的RNA聚合酶催化，以DNA的一条链的一定区段为模板，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。 28模板链(template strand)又称负(-)链，反意义链(antisense strand)：转录过程中用作模板的这条DNA链，称模板链。 29非模板链(nontemplate strand)又称正(+)链，编码链(coding strand)，有意义链(sense strand)：与模板链互补的那条DNA链，称非模板链。 30不对称转录(asymmetric transcription)：因为RNA的转录只在DNA的任一条链上进行，所以把RNA的合成叫做不对称转录。 31启动子(promoter)：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。 32转录单位(transcription unit)：RNA的转录只在DNA的一个片段上进行，这段DNA序列叫转录单位。 33内含子(intron)：真核生物基因中，不为蛋白质编码的、在mRNA加工过程中消失的DNA序列，称内含子。 34外显子(exon)：真核生物基因中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列，叫外显子。 35转录加工(post-transcriptional processing)：细菌中很多RNA分子和几乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工，才能形成成熟的RNA分子，这个过程叫转录后加工。 36核内不均一RNA(hnRNA)：是真核生物细胞核内的mRNA前体分子，分子量较大，并且不均一，含有许多内含子。 37RNA的复制(RNA replication)：某些病毒RNA既可以做为模板合成病毒蛋白质又可在 RNA复制酶(RNA replicase)的催化下，以自身RNA为模板，合成互补的RNA新链，合成方向53，这一过程叫RNA复制。(二)问答题 1试述Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验。 2描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。 3试述DNA复制过程，总结DNA复制的基本规律。 4什么是逆转录?病毒中的单链RNA如何利用逆转录酶合成双链DNA，并整合到寄主细胞的基因组中? 5DNA的损伤原因是什么? 6简述基因工程的基本操作步骤及其应用意义。7试比较转录与复制的区别。8. 试列表比较常染色质DNA与端粒DNA的复制。9. 将大肠杆菌从37度转移到42度时，其基因表达如何变化？10.简述原核生物转录作用的过程。11.试比较真核生物与原核生物mRNA转录的主要区别。(二)问答题 l提示：将Ecoli放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养十几代，使所有DNA分子标记上15N；将15N标记的Ecoli再放入普通的14N培养基中培养，在细胞生长一代、二代 、 、n代的时间间隔内采样；采用氯化铯密度梯度离心分离DNA，并用紫外照相技术检测DNA所在位置；结果如下：其结果确切地证明DNA以半保留方式复制。 2Ecoli DNA聚合酶I是多功能酶，具有：DNA聚合酶活性，能按模板要求，以5 3方向合成DNA，在DNA复制中，常用以填补引物切除后留下的空隙；53外切酶活性，DNA复制后期，用于切除RNA引物；35外切酶活性，用以校对复制的正确性，当出现错配碱基时，切除错配碱基直到正确配对为止；DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶，它的功能主要是修复。 3以Ecoli为例，DNA复制过程分三个阶段；起始：从DNA上控制复制起始的序列即起始点开始复制，形成复制叉，复制方向多为双向，也可以是单向，若以双向进行复制，两个方向的复制速度不一定相同。由于DNA聚合酶不能从无到有合成新链，所以DNA复制需要有含3-OH的引物，引物由含有引物酶的引发体合成一段含3一10个核苷酸的RNA片段；延长：DNA复制时，分别以两条亲代DNA链为模板，当复制叉沿DNA移动时，以亲代35链为模板时，子链的合成方向是53，可连续进行，以亲代53链为模板时，子链不能以35方向合成，而是先合成出许多53方向的冈崎片段，然后连接起来形成一条子链；终止：当一个冈崎片段的3-OH与前一个冈崎片段的5-磷酸接近时，复制停止，由DNA聚合酶I切除引物，填补空隙，连接酶连接相邻的DNA片段。 DNA复制时，由DNA解旋酶(又称解链酶)通过水解ATP获得能量来解开DNA双链，并沿复制叉方向移动，所产生的单链很快被单链结合蛋白所覆盖，防止DNA的变性并保护其单链不被降解，复制叉前进过程中，双螺旋产生的应力在拓扑异构酶的作用下得到调整。 DNA复制基本规律：复制过程为半保留方式；原核生物单点起始，真核生物多点起始，复制方向多为双向，也有单向；复制方式呈多样性，(直线型、Q型、滚动环型等)；新链合成需要引物，引物RNA长度般为几个10个核苷酸，新链合成方向5 3，与模板链反向，碱基互补；复制为半不连续的，以解决复制过程中，两条不同极性的链同时延伸问题，即条链可按5 3方向连续合成称为前导链，另一条链先按5 3方向合成许多不连续的冈崎片段(原核生物一般长1000-2000个核苷酸，真核生物一般长100-200个核苷酸)，再通过连接酶连接成完整链，称后随链，且前导链与后随链合成速度不完全致，前者快，后者慢；复制终止时，需切除前导链、冈崎片段的全部引物，填补空缺，连接成完整DNA链；修复和校正DNA复制过程出现的损伤和错误，以确保DNA复制的精确性。 4提示：见名词解释“逆转录”。病毒的单链RNA在病毒进入寄主细胞后被释放出来，此 RNA带有与模板互补的tRNA引物，病毒的逆转录酶以此RNA为模板，从引物的3-OH端，按碱基互补原则以5 3方向合成DNA链(-)，形成RNADNA杂交分子，然后逆转酶发挥 RNA水解酶活性，水解杂交分子中的RNA链，最后以新合成的DNA链(-)为模板，合成另一条 DNA链(+)，形成双链DNA分子(为病毒)整合到寄主基因组中，随寄主细胞的转录，产生病毒 RNA(+)，此RNA可翻译病毒蛋白质，可作为后代病毒RNA。 5提示：自身复制过程中发生的错误：外界环境的影响，如物理因素(紫外线、X一射线辐射等)，化学因素(各种诱变剂、抗菌素等)。造成嘧啶碱基形成聚合体，发生碱基错配、缺失和插入。 6提示：获取外源目的基因；寻找基因载体(通常为质粒、噬菌体等)使用限制性内切酶，使目的基因与载体产生相同粘性末端，两个末端互补连接，形成重组DNA；通过转化(或感染)将重组DNA引入寄主细胞；从大量的寄主细胞中筛选出带有重组体的细胞进行克隆。 意义：利用基因工程技术，可以大量生产在一些正常细胞中产量很低的多肽物质，用于医药等工业生产中；定向改造生物墓因结构，生产抗病强、品质优的各种农副产品，以提高经济价值；用于生命科学的基础研究； 值得注意的是基因工程技术若使用不当、管理不善，也会给人类带来灾难。7提示：目的不同，所使用的酶、原料及其它辅助因子不同，转录是合成RNA，复制是合成DNA；方式不同：转录是不对称的，只在双链DNA的一条链上进行，只以DNA的一条链为模板，复制为半不连续的，分别以DNA的两条链为模板，在DNA的两条链上进行；复制需要引物，转录不需要引物；复制过程存在校正机制，转录过程则没有；转录产物需要加工，复制产物不需要加工；复制与转录都经历起始、延长、终止阶段，都以DNA为模板，新链按碱基互补原则，53方向合成。8. 常染色质DNA复制与端粒DNA复制的比较表：常染色质DNA复制端粒DNA复制酶DNA 聚合酶等一些复制必须酶端粒酶（逆转录酶）模板常染色质DNARNA时间最先最后生物学功能确保遗传信息传代完成线性染色体末端复制，防止遗传信息的丢失9.其基因表达的变化为：细胞基因特异性表达是细胞适应环境变化的重要方式，且转录水平的调控是重要一环。在转录水平调控中，一种方式就是不同因子的表达和大量使用。E.coli从37度到42度，因子表达发生变化，细胞大量表达32，而32与70识别启动子序列不同，因而RNA pol选择转录的基因发生变化，主要是大约17种蛋白被称为热激蛋白。10.原核生物转录作用的过程：结合（binding） : 与RNA pol结合，大大降低了后者与DNA链的非特异性结合，而到了正确的promoter处，其亲和力提高了100倍；解旋（unwinding）: RNA pol将使约17bp的DNA解螺旋，形成一个open complex ；起始（initiation）: RNA pol合成8-10个nt ，因子被释放；延长（elongation）: 形成一个转录泡，开始延长；终止（termination）: (1) 不依赖于蛋白的terminator形成一个大发夹，在新合成 RNA中其后有一段寡聚U，导致转录终止，RNA pol被释放；（2）依赖于蛋白的terminator也形成一个发夹，但由于没有长段U，所以需要蛋白帮助，终止RNA合成。11.真核生物与原核生物mRNA转录的比较如下：原核生物：操纵子 RNA聚合酶 核心酶加因子 不需加工与翻译相偶联 类核真核生物：单基因 RNA聚合酶 聚合酶加转录因子 需加工故与翻译相分离 核内(三)填空题 1Meselson-Stahl的DNA半保留复制证实试验中，区别不同DNA用_方法。分离不同DNA用_方法，测定DNA含量用_方法， 2DNA聚合酶I(Ecoli)的生物功能有_、_和_作用。用蛋白水解酶作用DNA聚合酶I，可将其分为大、小两个片段，其中_片段叫Klenow片段，具有_和_作用，另外一个片段具有_活性。 3在Ecoli中，使DNA链延长的主要聚合酶是_，它由_亚基组成。DNA聚合酶主要负责DNA的_作用。 4真核生物DNA聚合酶有_，_，_，_。其中在DNA复制中起主要作用的是_和_。 5解旋酶的作用是_，反应需要 提供能量，结合在后随链模板上的解旋酶，移动方向_，结合在前导链的rep蛋白，移动方向_。 6在DNA复制过程中，改变DNA螺旋程度的酶叫_。 7SSB的中文名称_，功能特点是_。 8DNA连接酶只能催化_链DNA中的缺口形成3,5- 磷酸二酯键，不能催化两条链间形成3,5- 磷酸二酯键，真核生物DNA连接酶以_作为能源，大肠杆菌则以 作为能源，DNA连接酶在DNA_、_、_中起作用。 9DNA生物合成的起始，需要一段_为引物，引物由_酶催化完成，该酶需与些特殊_结合形成_复合物才有活性。 10DNA生物合成的方向是_，冈奇片段合成方向是_。 11由逆转录酶所催化的核酸合成是以_为模板，以_为底物，产物是_。 12DNA突变主要分为_和_两大类。 13诱变剂大致分为_、_、_三种类型。 14RNA生物合成中，RNA聚合酶的活性需要_模板，原料是_、_、_、_。 15大肠杆菌RNA聚合酶为多亚基酶，亚基组成_，称为_酶，其中_亚基组成称为核心酶，功能_；亚基的功能_。 16用于RNA生物合成的DNA模板链称为_或_。 17RNA聚合酶沿DNA模板_方向移动，RNA合成方向_。 18真核生物RNA聚合酶共三种_、_、_，它们分别催化_、_和 _的生物合成。 19某DNA双螺旋中，单链5 ATCGCTCGA 3为有意义链，若转录mRNA，其中碱其排列顺序为5 _ 3。 20；能形成DNA-RNA杂交分子的生物合成过程有_、_。形成的分子基础是_。 21DNA复制中，_链的合成是_的，合成的方向和复制叉移动方向相同；_链的合成是_的，合成的方向与复制叉方向相反。 22一条单链DNA(+)的碱基组成A2l、G29，复制后，RNA聚合酶催化转录的产物的碱基组成是_。 23RNA聚合酶中能识别DNA模板上特定起始信号序列的亚基是_ ，该序列部位称_。 24在细菌细胞中，独立于染色体之外的遗传因子叫_。它是一种_状双链 DNA，在基因工程中，它做为_。25hnRNA加工过程中，在mRNA上出现并代表蛋