分子生物学复习题及其答案

1复习题第一章绪论中心法则（CENTRALDOGMA）答DNA通过复制将遗传信息由亲代传递到子代，通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。蛋白质的复制、转录和翻译过程就构成遗传学的中心法则。第二章染色体与DNA一、填空题1线粒体DNA的复制为_D环_方式，大肠杆菌染色体的复制为_型_方式，X174环状染色体和噬菌体DNA后期复制为_滚环_方式，真核生物染色体复制为_多起点双向线形_方式。2DNA的二级结构为_DNA双螺旋_。3在真核细胞中DNA的三级结构为_核小体_结构，它由140BP的DNA缠绕于由_H2A/H2B/H3/H4各两个_组成的八聚体外，又以60BP的DNA及_H1_形成的细丝相连组成串珠状结构。4在DNA合成过程中改变DNA分子超螺旋构型的酶是_拓扑异构酶_。5原核生物DNA聚合酶有三种，其中参与DNA复制的是_DNA聚合酶1_和_DNA聚合酶3_，参与DNA切除修复的是_DNA聚合酶1_。6紫外线照射可在相邻的两个_胸腺_嘧啶间形成_嘧啶二聚体_。7在同源重组过程中，常常形成_HOLLIDAY_中间体。8大肠杆菌整个染色体DNA是_环状_的，它的复制开始于_ORIC_，复制的方向是_5端向3端_，复制的机制是_半保留半不连续_。9假如将15N标记的大肠杆菌在14N培养基中生长三代，提取其DNA，进行CSCL密度梯度离心，其15N,14NDNA分子与纯14NDNA分子之比为_13_。10在真核生物中DNA复制的主要酶是_DNA聚合酶_。11在聚合酶链式反应中，除了需要模板DNA外，还必须加入_DNA聚合酶_、_DNTP_、_引物_、和镁离子。12DNA复制时，合成DNA新链之前必需合成_RNA引物_，它在原核生物中的长度大约有_610个碱基_BP。13DNA复制的两大特点是_半保留_和_半不连续_。14DNA复制和修复的模板是_DNA_，原料是_4种脱氧核苷酸_。15引起DNA损伤的因素有_自发因素_、_物理因素_和_化学因素_等。2二、选择题1DNA复制中解开双螺旋的酶是（B）。A拓扑酶B解螺旋酶CDNA结合蛋白D连接酶2DNA受热变性时（D）。A在260NM波长处吸光度下降B多核苷酸链断裂C碱基对可形成共价连接D加入互补RNA链冷却可形成DNARNA杂交分子3下列序列中，在双链状态下属于完全回文结构的序列是（C）。AAGTCCTGABAGTCAGTCCAGTCGACTDGACTCTGA4有关DNA结构的正确说法是（D）。A双螺旋的两股链是相同的B双螺旋两股链平行，也即走向同一方向C双螺旋中的碱基平行于螺旋的轴D双螺旋的两股长链以反向平行方式盘绕5真核生物复制起点的特征包括（B）。A富含GC区B富含AT区CZDNAD无明显特征6插入序列（IS）编码（A）。A转座酶B逆转录酶CDNA聚合酶DKLENOW酶7原核生物基因组中没有（A）。A内含子B外显子C转录因子D插入序列8自然界中以DNA为遗传物质的大多数生物DNA的复制方式是（C）。A环式BD环式C半保留D全保留9关于组蛋白下列说法正确的是（D）。A为中性蛋白B为酸性蛋白C进化上不具保守性D染色体结合蛋白10构成染色体的基本单位是（B）ADNAB核小体C螺线管D超螺线管11下列属于DNA自发损伤的是（A）。ADNA复制时的碱基错配B紫外线照射DNA生成嘧啶二聚体C亚硝基盐使胞嘧啶脱氨D双功能烷化剂使DNA交联三、名词解释SEMICONSERVATIONREPLICATION半保留复制在复制过程中双螺旋DNA解旋并分开，然后以每条链为模板，按碱基互补配对原则，由DNA聚合酶催化合成新的互补链，结果由一条链合成为互补的两条链，这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同。由于每个子代DNA的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新和成的。这种复制方式称为半保留复制。SEMIDISCONTINUOUSREPLICATION半不连续复制以纺织叉移动的方向为基准，一条模板链是3端向5端，以此为模板新生成的DNA链合成沿5端向3端方向连续进行，另一条模板链的方向为5端向3端，以此为模板的新链合成方向也是5端向3端，但与复制叉前进方向相反，可以先分段不连续合成冈崎片段，冈崎片段再由DNA连接酶连接成完整的DNA链，这种合成方式被称为DNA合成的半不连续复制。IS插入序列是最简单的转座子，不含任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分（IS1）。IS序列是可以独立存在的单元，带有介导自身移动的蛋白质。C值勃理C值是一种生物的单倍体基因组DNA总量。由于真核细胞基因组3中含有大量的重复序列，造成物种的C值和它的进化复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为C值悖论。DNA的变性与复性变性是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缓慢冷却、单链恢复成双链的过程。核小体核小体是由直径2NM的DNA双螺旋链绕组蛋白形成直径为11NM的核小体“串珠”结构，是染色体基本结构单元。每个单元中含义H2A/H2B/H3/H4，各两分子（它们构成一个八聚体），1分子H1,。染色质中的DNA双螺旋链一般为18200BP，等距离缠绕组蛋白八聚体形成众多核心颗粒，各颗粒之间为带有H1组蛋白的连接区DNA。冈崎片段DNA复制合成滞后链时候首先合成的短DNA片段。TRANSPONSON存在于细菌染色体DNA上可以自主复制和位移的基本单位。包括插入序列和复合转座子，前者末端具有倒转重复序列，后者两端是插入序列，中间含义宿主基因。复合转座子一类带有某种抗药性基因（或其它宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列，IS序列插入到某个功能基因两端时候就可能产生复合转座子。反转录转座子以RNA为中介通过反转录成DNA后进行转座的可动元件。四、问答题1为什么DNA复制时，只有一条新链（前导链）是连续复制的，而另一条新链（滞后链）只能是断续复制并简述滞后链复制的各个步骤。答1DNA双螺旋的两条链是反向平行的，在复制叉附近解开的DNA链一条是5端向3端，另一条是3端向5端，两个模板极性不同；2DNA聚合酶的合成方向都是5端向3端，而不是3端向5端；3DNA复制时局部解链暴露出模板链；4以3端向5端为模板的前导链的合成方向是5端向3端，与复制叉移动方向相同，能连续合成，以5端向3端为模板的滞后链的合成方向也是5端向3端，与复制叉前进方向相反，无法直接复制，一定要等前导链开始合成而将其合成模板暴露出来以后，合成才得以进行，因此只能分段地不连续合成。2有哪些酶和蛋白质参与原核生物的DNA复制，它们在复制中的生物学功能是什么答1DNA聚合酶1除去冈崎片段上RNA引物，完成两个冈崎片段间的DNA合成；2DNA聚合酶2可能在DNA的修复中起某种作用；3DNA聚合酶3合成新链DNA主要的酶；4引物酶或RNA聚合酶（引发酶）合成DNA复制所需的RNA引物；5解螺旋酶DNA两条链解开；6DNA解旋酶消除复制叉前进时候带来的扭曲张力；7单链DNA结合蛋白防止复性和保护单链DNA不被核酸酶降解；8DNA连接酶连接冈崎片段；9DNA拓扑异构酶消除或引人DNA的超螺旋结构3什么是DNA的半保留复制它的实验依据是什么答在DNA复制过程中双螺旋解旋并分开，然后以每条链为模板，按碱基互补配对原则，由DNA聚合酶催化合成新的互补链，结果由一条链成为互补的两条链，这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同。4由于每个子代DNA的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新和成。这种复制方式成为半保留复制。实验依据1958年，MESELSON和STAHL利用同位素标记和密度梯度离心实验，将大肠杆菌放在15NH4CL培养基中生长15代，使DNA被15N标记后，再将细菌转移到只含有14NH4CL的培养基中培养。分别取0代、1代、2代、3代的细胞，提取DNA，进行密度梯度离心，结果发现，当含有15NDNA的细胞在14NH4CL培养液中培养一代后，只有一条区带介于14NDNA与15NDNA之间，表明DNA一条链来自15NDNA，另一条链为含有14N的新合成链；培养两代后则出现两条带，一条带在14NDNA区，另一条在14NDNA与15NDNA之间，按照半保留复制方式培养两代，只能出现14NDNA和14N,15NDNA两种分子；培养三代后则出现三条代，一条带14NDNA区，另一条带在14NDNA与15NDNA之间，还有一条带在15NDNA区，按照半保留复制方式培育三代，能出现14NDNA14N，15NDNA和15NDNA三种分子，随代数的增加14NDNA逐渐增加而14N,15NDNA区带逐渐减弱。4原核生物中存在哪些类型的转座子其转座机理有哪些答转座机理复制型转座在相互作用时，转座子被复制，因此转座实体是原转座子的一个拷贝。转座子中作为移动的部分被拷贝。一个拷贝保留在原味点，另一个位点插入到新的位点，复制型转座涉及到两种类型的酶活性一是转座酶，他们在原转座子的末端起作用。另一种为拆分酶，它对复制拷贝起作用。非复制型转座转座因子直接从原来位置插入新的位置，并保留在插入位置上，这中转座只需转座酶的作用。非复制转座的结果是原来的位置上丢失了转座因子，而在插入的位置上增加了转座因子这可能是表型的变化反转座因子通过在将RNA转录成DNA拷贝的能力而迁移；DNA拷贝同时被整合在基因组的新位点，反转座作用在出现在真核生物，所有反转录转座子都有一个共同的特点，即在其插入微点上产生短的正向重复序列。5简述DNA复制的过程，并比较原核生物和真核生物DNA复制的差异。答（1）DNA复制的过程可被分为三个阶段复制的起始、延伸和终止。每个DNA复制的独立单元主要包括复制的起始位点和终止位点。DNA复制的起始包括预引发和引发两个阶段。在预引发阶段，DNA解旋解链，形成复制叉，引发体组装；在引发阶段，在引发酶的催化下以DNA链为模板合成一段短的RNA引物。复制时DNA链的延伸由DNA聚合酶催化，以亲代DNA链为模板，引发体移动，从53方向聚合子代DNA链。当子链延伸达到终止位点时，DNA复制就终止了，切除RNA引物，填补缺口，在DNA连接酶的催化下相邻的冈崎片段连接起来形成完整的DNA长链。（2）原核生物和真核生物DNA复制的差异DNA复制差异项原核生物真核生物复制起始点和单位单复制子、单点起始多复制子100200BP、多点起始、分段进行复制复制叉移动速度快、5KB/MIN慢、13KB/MIN复制方向双向双向复制的终止复制叉相遇即终止端粒DNA聚合酶ECOLIDNA聚合酶DNA聚合酶5、A、R、组蛋白的装配需要组蛋白全保留装配，5种组蛋白形成八聚体核小体6简述DNA损伤修复的机制。答DNA损伤以后可以生物体可通过多种修复机制进行修复。直接修复又称光复活修复，可见光可以激活光复活酶，由光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物，在可见光照射下，酶获得能量，将环丁烷胸腺嘧啶二聚体的丁酰环打开和64光化物还原成单体，另外甲基转移酶使O甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤，防止GT配对，使之完全修复。切除修复，包括碱基切除修复和核苷酸切除修复。碱基切除修复DNA糖苷水解酶能特异性识别常见的DNA损伤位点，并特异地切除受损核苷酸上的N糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称AP位点；由AP磷酸内切酶将受损核苷酸的糖苷磷酸键切开；利用DNA聚合酶切除损伤部位，补上核苷酸；再由DNA连接酶将切口连接。核苷酸切除修复该修复机制由两种不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另外一种是DNA糖苷酶。特异性的核酸内切酶或DNA糖苷酶识别DNA受损部位，并在该部位的5端作一切口；由核酸外切酶从53端逐一切除损伤的单链；在DNA聚合酶的催化作用下，以互补链为模板，合成新的单链片段以填补缺口；由DNA连接酶催化连接片段封闭缺口。重组修复重组修复发生在DNA复制之前，而当DNA发动复制时尚未修复的损伤部位，DNA复制时，损伤部位导致子链DNA合成障碍，形成空缺；此空缺诱导产生重组酶，该酶与空缺区结合，并催化子链空缺与对侧亲链进行重组交换；对侧亲链产生的空缺以互补的子链为模板，在DNA聚合酶和连接酶的催化下，重新修复缺口；亲链上的损伤部位继续保留或以切除修复方式加以修复。易错修复和应急反应（SOS反应），诱导修复是细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的一系列诱导性修复，SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复和倾向差错的修复。避免差错的修复SOS反应能诱导光复活切除修复和重组修复中某些关键酶和蛋白质的产生，从而加强光复活切除修复和重组修复的能力。倾向差错的修复SOS反应还能诱导产生缺乏校对动能的DNA聚合酶，它能在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡，可是却带来了高的突变率。6第三章一、填空题1、转录的底物是四种NTP，原核生物RNA聚合酶可受利福霉素抑制，后者与该酶的亚基结合。2、真核生物的三类RNA聚合酶对鹅膏蕈碱的敏感度不同，RNA聚合酶最敏感，RNA聚合酶不敏感，RNA聚合酶具有种属特异性。3、通常原核生物的终止子在终止点之前均有一个富含GC碱基的二重对称区，其产生的RNA可形成发夹式结构。4、DNA结构基因中存在被转录也被翻译的序列称为外显子，被转录但是不被翻译的序列称为内含子。5、真核生物的MRNA加工过程中,5端加上帽子，在3端加上POLYA，后者由催化。如果被转录基因是不连续的，那么，一定要被切除，并通过过程将连接在一起。6、10位的5TATAATG3区和35位的5TTGACA3区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。7、决定基因转录基础频率的DNA元件是，它是的结合位点。8、原核生物RNA聚合酶核心酶由2个A亚基、一个亚基、一个亚基和一个亚基组成，全酶由2个A亚基、一个亚基、一个亚基、一个亚基和一个亚基组成。二、选择题1、下列有关TATA盒的叙述,哪个是正确的（BB）A它位于第一个结构基因处B它和RNA聚合酶结合C它编码阻遏蛋白D它和反密码子结合2转录需要的原料是DADNTPBDNDPCDNMPDNTPENMP3、DNA模板链为5ATTCAG3,其转录产物是DA5GACTTA3B5CTGAAT3C5UAAGUC3D5CUGAAU34、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的DDA转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制B在这两个过程中合成均为53方向C复制的产物通常情况下大于转录的产物D两过程均需RNA引物5、下列哪种RNA的剪切需要剪切体参与（AA）。A真核细胞MRNAB线粒体MRNACRRNADTRNA6、参与转录终止的因素是（DD）。A因子B因子C转录产物3端发夹结构D因子或转录产物3端发夹结构7、常见内含子的剪切位点具有的特征（AA）。A5GU,3AGB5AG,3GUC5GA,3UGD5UG,3GA8、真核生物中，存在于核仁中的RNA聚合酶是（A）。7ARNA聚合酶BRNA聚合酶CRNA聚合酶DRNA聚合酶9、下面那一项不属于原核生物MRNA的特征（CC）A半衰期短B存在多顺反子的形式C5端有帽子结构D3端没有或只有较短的多聚（A）结构10、真核细胞中的MRNA帽子结构是（AA）A7甲基鸟嘌呤核苷三磷酸B7甲基尿嘧啶核苷三磷酸C7甲基腺嘌呤核苷三磷酸D7甲基胞嘧啶核苷三磷酸12、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述（B）（A）因子、核心酶和双链DNA在启动子形成的复合物（B）全酶、模板DNA和新生RNA形成的复合物（C）三个全酶在转录起始点形成的复合物（D）因子、核心酶和促旋酶形成的复合物三、名词解释CAAT盒真核生物转录起始位点上游的极端保守DNA序列，被一组转录因子识别，调控转录的起始频率TATA盒真核生物RNA聚合酶转录起始位点上游大约25核苷酸处的富含AT的保守区，其功能涉及RNA聚合酶转录的正确起始。内含子在原始转录物中通过RNA剪接反应而被去除的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列。外显子在原始转录物中通过RNA剪接反应将内含子去除后而保留下来的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列启动子DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域，通常位于5上游区域。在多数情况下还包括促进转录起始的调节蛋白的结合位点。RNA编辑是某些RNA，特别是MRNA的一种加工方式，通过核苷酸的替换、插入或删除初生转录物特定部位的碱基而改变其中的核苷酸序列，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的MRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。因子原核生物RNA聚合酶的一个亚基，是转录起始所必需的因子，主要影响RNA聚合酶对转录起始位点的正确选择。四、问答题1、简述真核细胞与原核细胞基因的不同结构特征，阐明由此造成的不同转录后加工过程。答真核生物的基因结构由单顺反子构成，具有内含子和较多的重复序列。转录和翻译分别在细胞质和细胞核中进行。原核生物的基因结构是由多顺反子组成，无内含子，重复序列较少。因此真核生物进行转录后的加工需要在MRNA5端加帽子和3端加POLY（A）尾巴，以保持MRNA的稳定性。同时，还要进行RNA的剪接和修饰以切除内含子。而原核生物的多顺反子多形成一个操纵子，完成各项功能。其转录和翻译是紧密连接的，不需要进行加尾和加冒的过程，由于没有内含子，也无需剪接步骤。2、试比较真核生物RNA聚合酶识别的启动子与原核生物RNA聚合酶所识别的启动子的结构特点，各结构单元的功能是什么答启动子是RNA聚合酶特异结合和转录起始所需的保守序列。在这段序列内，有一些对于启动子功能很关键的保守短序列。原核生物启动子的结构特点启动区长约40BP，10序列是几乎所有的启动子都含有的一8个6BP的序列，该六聚体通常位于转录起点上游10BP处，共有10序列是TATAAT，通常称为PRIBNOW框，是RNA聚合酶的紧密结合位点。35序列是另一个在大多数启动子中都可以找到的6BP序列，该六聚体一般位于转录起始点上游35BP处，共有35序列TTGACA，是RNA聚合酶对启动子的识别有关序列，对转录起始频率影响很大。真核生物启动子的结构特点真核生物启动子位于转录起始点上游2530BP处的共同序列TATAAA，也称为TATA区（HOGNESS框），相当于原核生物的10序列的功能；在起始位点上游7080BP处还有另一段共同序列CCAAT，这是与原核生物35BP区的序列相对应，称为CAAT区（CAAT框）；比较原核与真核生物转录起始点上游区的结构，发现原核基因启动区范围较小，一般情况下，TATAAT（PRIBNOW区）的中心位于107，上游7010区为正调控因子结合序列，201区为负调控因子结合序列。真核基因的调控范围较大，TATAA/TA区位于3020，而11040区为上游激活区。原核生物基因启动子上游只有TTGACA区（4030）作为RNA聚合酶的主要结合位点，参与转录调控。真核基因除了含有与之相对应的CAAT区之外，大多数基因还拥有GC区和増强子区。原核生物RNA聚合酶不需要大量多肽参与，一种RNA聚合酶能识别不同的结构基因。3、比较DNA复制与转录的异同点。答相同点都以DNA链作为模板，合成的方向均为53，聚合反应均遵循碱基配对原则，通过核苷酸之间形成的3,5磷酸二酯键使核苷酸链延长。不同点复制转录模板两条链均被复制模板链转录（不对称转录）原料DNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA（半保留复制）MRNA、TRNA、RRNA配对ATGCAUGCTA引物RNA引物无9第四章一、填空题1、遗传密码的是由于MRNA上的密码子与TRNA上的反密码子不一定严格配对。2、核糖体上可区分出五个功能活性位点，其中A位点主要在50S亚基上，而P位点主要在50S亚基上。3、至少含有42个核苷酸的MRNA（不包括上游的非编码序列）才能编码含有13个氨基酸的多肽。4、TRNA的二级结构为三叶草形，三级结构为倒L形。5、原核生物蛋白质合成的起始TRNA是甲酰甲硫氨酰TRNA携带的氨基酸是甲酰甲硫氨酸，而真核生物蛋白质合成的起始TRNA是甲硫氨酰TRNA，它携带的氨基酸是甲硫氨酸。6、真核生物中RRNA包括18SRRNA，28SRRNA，58SRRNA，5SRRNA。7、各类核糖核酸中，稀有碱基含量比例（）最高的是。8、新生肽链每增加一个氨基酸单位都要经过进位，肽键形成和移位三步反应。9、与MRNA密码子ACG相对应的TRNA的反密码子是CGU，TRNA的反密码子为UGC，它识别的密码子为GCA。10、一种氨基酸最多可以有6个密码子，一个密码子最多决定1种氨基酸。11、多肽合成的起始密码子是AUG，而UAA，UAG和UGA是终止密码子。12、TRNA分子有氨基酸臂，TC环，反密码子环、可变环和尿嘧啶环等五个主要结构。二、选择题1多数氨基酸都有两个以上密码子，下列哪组氨基酸只有一个密码子（CD）A苏氨酸、甘氨酸B脯氨酸、精氨酸C丝氨酸、亮氨酸D色氨酸、甲硫氨酸E天冬氨酸和天冬酰胺2TRNA分子上结合氨基酸的序列是（B）ACAA3BCCA3CAAC3DACA3EAAC33遗传密码（C）A20种氨基酸共有64个密码子B碱基缺失、插入可致框移突变CAUG是起始密码DUUU是终止密码E一个氨基酸可有多达6个密码子4、TRNA能够成为氨基酸的转运体、是因为其分子上有AACCAOH3末端B3个核苷酸为一组的结构C稀有碱基D反密码环E假腺嘌吟环5、蛋白质生物合成中的终止密码是（A）。（A）UAA（B）UAU（C）UAC（D）UAG（E）UGA6、SHINEDALGARNO顺序SD顺序是指（AA）A在MRNA分子的起始码上游813个核苷酸处的顺序B在DNA分子上转录起始点前813个核苷酸处的顺序10C16SRRNA3端富含嘧啶的互补顺序D启动基因的顺序特征7、“同工TRNA”是（A）A识别同义MRNA密码子具有第三碱基简并性的多个TRNAB识别相同密码子的多个TRNAC代表相同氨基酸的多个TRNAD由相同的氨酰TRNA合成酶识别的多个TRNA8、反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性摇摆。（A）（A）第一个B第二个C第二个D第一个与第二个9、与MRNA的GCU密码子对应的TRNA的反密码子是（B）（A）CGA（B）IGC（C）CIG（D）CGI10、真核与原核细胞蛋白质合成的相同点是（C）（A）翻译与转录偶联进行（B）模板都是多顺反子（C）都需要GTP（D）甲酰蛋氨酸是第一个氨基酸三、名词解释单顺反子只编码一条多肽链的MRNA。多顺反子编码多条多肽链的顺反子简并密码子三联体第三位碱基不同而编码同一种氨基酸的遗传密码SD序列原核生物MRNA起始密码子上游813个核甘酸处的一段富含嘌呤的保守序列，该序列由SHINE和DALGARNO发现而得名，其可与核糖体小亚基中的16SRRNA的3端序列进行碱基配对，它的功能是相对于起始密码子而正确定位核糖体。开放阅读框（ORF）是指DNA或RNA分子中一组连续的不重叠的密码子（不包含终止密码子），观察DNA序列，可以辨认起始于ATG，终止于TGA、TAA、或TAG的连续的密码子区域，是有可能编码蛋白质的DNA序列。四、问答题1、原核生物蛋白质的合成可分为哪些阶段简述各阶段的主要事件。答原核生物的蛋白质合成分为四个阶段氨基酸的活化、肽链合成的起始、延伸和终止。氨基酸的活化游离的氨基酸必须经过活化以获得能量，才能参与蛋白质的合成，活化反应由氨酰TRNA合成酶催化，最终氨基酸连接在TRNA3端AMP的3OH上，合成氨酰TRNA。肽链合成的起始首先IF1和IF3与30S亚基结合，以阻止大亚基的结合；接着，IF2和GTP与小亚基结合，以利于随后的起始TRNA的结合；形成的小亚基复合物经由核糖体结合点附着在MRNA上，起始TRNA和AUG起始密码子配对并释放IF3，并形成30S起始复合物。大亚基与30S起始复合物结合，替换IF1和IF2GDP，形成70S起始复合物。这样在MRNA正确部位组装成完整的核糖体。肽链的延伸延伸分三步进行，进位负载TRNA与EFTU和GTP形成的复合物被运送至核糖体，GTP水解，EFTUGDP释放出来，在EFTS和GTP的作用下，EFTUGDP可以再次利用。转肽肽酰转移酶将相邻的两个氨基酸相连形成肽键，该过程不需要能量的输入。移位移位酶（EFG）利用GTP水解释放的能量，使核糖体沿MRNA移动一个密码子，释放出空载的TRNA并将新生肽链运至P位点。肽链的终止与释放释放因子（RF1或RP2）识别终止密码子，并在RP3的作用下，促使肽酰转移酶在肽链上加上一个水分子并释放肽链。核糖体释放因子有助于核糖体亚基从11MRNA上解离。2、简述遗传密码破译的方法。答以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成制备大肠杆菌的无细菌合成体系，在含有DNA、MRNA、TRNA、核糖体、AATRNA合成酶及其他酶类的抽提物中加入DNASE，降解体系中的DNA，耗尽MRNA时，体系中的蛋白质合成停止，当补充外源MRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板所决定。因此，分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码某些氨基酸的密码。核糖体结合技术以人工合成的三核甘酸如UUU、UCU、UGU等为模板、在含核糖体、AATRNA的适当离子强度的反应液中保温，然后使反应液通过硝酸纤维素滤膜。游离的AATRNA因相对分子质量小而能自由通过滤膜，加入三核苷酸模板可以促使其对应的AATRNA结合到核糖体上，体积超过膜上的微孔而被滞留，这样就能把已结合到核糖体的AATRNA与未结合的AATRNA分开。第五章名词解释蛋白质工程应用重组DNA技术设计并构建具有新性质的蛋白质或酶的实验技术。该技术是将随机性单个部位改变引入结构基因以生成突变体基因，再将其与启动子偶联以指导发生特定改变的蛋白质的合成，随后分析蛋白质的结构和功能特征并与预期的特征进行比较。蛋白质的设计可辅以计算机绘图技术及其他先进的分子模式技术。分子克隆指遗传信息的分子操作和精密施工，即按人们的需求，将一种生物的基因或化学合成的基因与适合的载体DNA分子连接，构成重组DNA分子，然后将其导入受体细胞中复制扩增，从而获得该基因片段的大量拷贝。酵母双杂交系统以酵母的遗传分析为基础研究反式作用因子之间相互作用对真核基因转录调控影响的实验系统，用于鉴定蛋白质之间的相互作用。聚合酶链式反应在体外将DNA靶序列的拷贝数大量扩增的技术，其基本过程包括变性、复性以及DNA聚合酶指导下的链的延伸三个阶段的反复循环。RACE技术在已知CDNA序列的基础上克隆5端或3端缺失序列的技术，用于对RNA分子末端作图原位杂交技术（ISH）用标记核酸探针，经放射自显影或非放射检测体系，在组织、细胞、间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段，通常可分为RNA原位杂交和染色体原位杂交两大类。12第七章一、填空题1基因表达调控主要表现在两个方面转录水平的调控和转录后水平的调控。其中，后者又包括MRNA加工成熟水平上的调控和翻译水平上的调控。2不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物中，营养状况和环境因素对基因表达起着举足轻重的影响。在高等真核生物中，_激素水平_和_发育阶段_是基因表达调控的最主要手段。3原核生物的基因调控主要发生在转录水平上，根据调控机制的不同可分为_负转录调控_和_正转录调控_。在第一种调控体系中，调控基因的产物是_阻遏蛋白_。根据其作用特征又可分为_负控诱导_和_负控阻遏_两大类。在第二种调控系统中，调控基因的产物是_激活蛋白_。根据其作用性质可分为_正控诱导_和_正控阻遏_系统。4大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因_LACZ_、LACY和LACA，以及_启动子_、操纵基因和_阻遏子_。5对于大肠杆菌乳糖操纵子而言，乳糖并不与阻遏物相结合，真正的诱导物是乳糖的异构体_异构乳糖_，而后者是在半乳糖苷酶的催化下由乳糖形成的。6在大肠杆菌中，CAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。如果将细菌放在缺乏碳源的培养基中培养，细胞内CAMP浓度就高；如果在含葡萄糖的培养基中培养，CAMP的浓度就_低_；如果培养基中只有甘油或乳糖等不进行糖酵解途径的碳源，CAMP的浓度会_很高_。7在大肠杆菌色氨酸操纵子系统中，效应物分子为_色氨酸_。TRPR基因突变常引起TRPMRNA的组成型合成，该基因产物因此被称为_辅阻遏蛋白_。它与_色氨酸_相结合形成有活性的阻遏物，与操纵区结合并关闭TRPMRNA转录。8大肠杆菌中，色氨酸操纵子的转录调控除了阻遏系统外，还有_弱化系统_。9色氨酸操纵子的弱化机制主要涉及_茎环_的结构，它是一段可以通过自我配对形成的_弱化子_MRNA区域，有典型的终止子特点。前导区的碱基序列以不同的方式进行碱基配对，在前导肽基因中有两个相邻的_色氨酸_密码子，所以前导肽的翻译对_色氨酸TRNA_的浓度敏感，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽中_核糖体_所处的位置，实现对转录过程的调节。二、选择题1原核生物的基因调控主要发生在（A）。A转录水平B转译水平C转录后水平D转译后水平2操纵子一般是有（B）组成的。A结构基因、启动子和调节基因B操纵基因、结构基因和启动子C操纵基因、结构基因和增强子D操纵基因、启动子、结构基因和调节基因3强化基因转录的元件是（C）。13A密码子B复制子C启动子D内含子E外显子4以下关于大肠杆菌基因调控的说法错误的是（B）。A几个结构基因往往连在一起，共同受调控序列的调控B在大肠杆菌中，如果调节基因突变造成阻遏物缺乏，那么乳糖分解代谢的三种酶就不能合成C大肠杆菌乳糖代谢的调控主要是对转录水平的调控D在大肠杆菌中，如果控制乳糖代谢启动子发生了突变，转录便不能进行5请根据原核生物负转录调控的类型和特点，选择正确答案，完成下表格（A）。调节物结合到DNA上正调节负调节是否A开启关闭关闭开启B关闭关闭关闭开启C开启开启开启关闭D关闭开启开启关闭6原核生物与真核生物转录调控有如下异同（D）。A原核生物有启动子，真核生物没有B两者的RNA聚合酶相同C两者的调控方式相同，都以正调控为主D在真核生物中已发现很多蛋白质因子是参与转录调控的7乳糖操纵子的直接诱导剂是（D）。A葡萄糖B乳糖C半乳糖D异构乳糖8乳糖操纵子阻遏蛋白结合乳糖操纵子的（B）。ACAP结合位点BO区CP区DZ基因EI基因9乳糖操纵子阻遏蛋白由（D）。AZ基因编码BY基因编码CA基因编码DI基因编码10下列MRNA5端序列中，具有典型原核生物SD序列特征的是（B）。A5UUAAG3B5AGGAG3C5GCCCG3D5CUCCA311异丙基巯基半乳糖苷，即IPTG，是（A）的类似物。A乳糖B半乳糖C葡萄糖D乙酰半乳糖12阻止乳糖基因表达的调控机制是（A）。A调节基因操纵基因结构基因B启动子操纵基因结构基因C操纵基因调控基因结构基因D结构基因调控基因操纵基因13乳糖操纵子的表达产物代谢产生的，共给细胞的能源物质是（B）。A乳糖B葡萄糖C半乳糖D异构半乳糖14色氨酸操纵子调节过程涉及（D）。A转录水平调节B转录激活调节C翻译水平调节D转录/翻译调节15大肠杆菌乳糖操纵子包括如下部分Z区、Y区、A区、P区、O区、I区。试问，它们代表何种意义，请从下列选项中选择（A）。A半乳糖苷酶、透过酶、乙酰基转移酶、启动子、操纵基因、阻遏子B半乳糖苷酶、乙酰基转移酶、透过酶、操纵基因、启动子、阻遏子14C透过酶、乙酰基转移酶、半乳糖苷酶、操纵基因、阻遏子、启动子D乙酰基转移酶、透过酶、半乳糖苷酶、启动子、操纵基因、阻遏子16当葡萄糖和乳糖同时存在于培养基中，LAC启动子表达受阻，没有半乳糖苷酶活性；当葡萄糖消耗完以后，细胞内CAMP浓度将（），半乳糖苷酶活性将（），一度停止生长的细菌又将恢复分裂。AA增加；增加B增加；减少C减少；增加D减少；减少17基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是（A）。A因子BAUG用作起始密码子C冈崎片段DDNA连接酶18CAMP在转录的调控作用中将出现下列哪种现象（C）ACAMP转变成CRPBCRP转变成CAMPCCAMPCRP形成复合物D葡萄糖分解活跃，CAMP增加，促进乳糖利用来扩充能源19色氨酸操纵子的调控作用是受两个相互独立的系统控制的，其中一个需要前导肽的翻译，下面哪一个调控这个系统（B）A色氨酸B色氨酸TRNAC氨酰TRNADCAMP20色氨酸操纵子调节基因产物是（B）。A活性阻遏蛋白B失活阻遏蛋白CCAMP受体蛋白D无基因产物三、名词解释负转录调控调节基因的产物是阻遏蛋白，起着阻止结构基因转录的作用。又分为负控诱导和负控阻遏两大类。操纵子（OPERON）原核生物在转录水平上控制基因表达的协调单位，包括启动子（P）、操纵基因（O）、和在功能上相关的几个结构基因。阻遏蛋白（REPRESSOR）在负转录调控系统中发挥作用，由调节基因产生的一种变构蛋白，当它与操纵基因结合时，能够抑制转录的进行。在负控诱导系统中，阻遏蛋白不与效应物结合，结构基因不转录；在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物结合时，结构基因不转录。代谢物阻遏效应葡萄糖对乳糖操纵子表达是起到抑制效应的，这种抑制是间接的。不是葡萄糖本身而是它的降解产物抑制了乳糖操纵子的转录，葡萄糖的这种效应被称为代谢物阻遏效应。安慰性诱导物在对乳糖操纵子的研究中，常常使用两种含硫的乳糖类似物异丙基巯基半乳糖苷（IPTG）和巯甲基半乳糖苷（TMG），它们能够像乳糖一样诱导基因的转录与表达，但它们都不是半乳糖苷酶的底物，不能被其降解，所以被称为安慰性诱导物。弱化作用（ATTENUATION）色氨酸操纵子中除阻遏操纵调控机制外的另一种转录调控机制。色氨酸生物合成所需的各种酶的浓度根据色氨酸浓度的变化而受到调节，是一种细微调控机制。它通过转录与翻译的偶联，使转录在达到第一个结构基因之前就过早终止，从而实现对色氨酸操纵子结构基因转录的调控。细胞中色氨酸浓度的高低是能否实现过早终止的根本原因。四、简答题1简述大肠杆菌乳糖操纵子的基本结构及各部分功能。答大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因半乳糖苷酶基因（Z）、半乳糖苷透过酶基因（Y）和半乳糖苷乙酰基转移酶基因（A），以及启动子P、操纵子基因O和阻15遏子（I）。转录时，RNA聚合酶首先与启动区P结合，通过操纵区（O）向右转录。转录从操纵区中间开始，按LACZLACYLACA方向进行，每次转录出来的一条MRNA上都带有这三个基因。转录的调控是在启动区和操纵区进行的。LACZ、LACY、LACA基因的产物由同一条多顺反子的MRNA分子所编码。该MRNA分子的启动区P位于阻遏基因I与操纵基因（O）之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26BP），是阻遏物的结合位点当阻遏物与操纵区相结合时，LACMRNA的转录起始受到抑制。诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构像，使之不能与操纵区相结合，从而激发LACMRNA的合成。这就是说，有诱导物存在时，操纵区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始MRNA的转录。LAC操纵子阻遏物MRNA是由弱启动子控制下组成型合成的，该阻遏蛋白有4个相同的亚基，每个亚基均含有347个氨基酸残基，并能与1分子IPTG结合。葡萄糖对LAC操纵子表达的抑制是间接的，阻遏物与O区结合影响了RNA聚合酶与启动区结合形成转录起始复合物的效率。2结合CAMP的形成机制，简述它在大肠杆菌利用乳糖方面的作用。答环腺苷酸CAMP是在腺苷酸环化酶的作用下由ATP转变而来。CAMP与CRP蛋白结合形成复合物，该复合物是激活乳糖操纵子的重要组成部分，大肠杆菌乳糖操纵子的转录必须有CAMPCRP复合物结合在DNA的启动区域上。CAMPCRP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子，它与阻遏体系形成两个相互独立的调控体系，调节乳糖操纵子的转录。在大肠杆菌中，CAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。研究表明，在含有葡萄糖的培养基中，CAMP的浓度就低，大肠杆菌优先使用葡萄糖；在缺乏碳源的培养基中，CAMP的浓度就高；大肠杆菌在只含有甘油或乳糖的培养基中（无进行糖酵解途径的碳源），CAMP的浓度也会很高，启动大肠杆菌乳糖操纵子的表达。3你能解释一下为什么作为数百万年进化演变的结果，在一个完全被诱导的大肠杆菌细胞中，半乳糖苷酶、透过酶及乙酰基转移酶的拷贝数比例为10502。这种不同的酶在数量上的差异是由于什么原因造成的答乳糖操纵子转录产物LACMRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译。这种现象发生的频率取决于每一个后续的AUG密码子再度起始翻译的概率。因此，就存在这一个从MRNA的5端到3端的蛋白合成梯度。在乳糖操纵子转录产物LACMRNA分子内部，LACA基因比LACZ基因更容易受到内切酶作用发生降解，因此，在任何时候LACZ基因的完整拷贝数要比LACA基因多。因此对于乳糖操纵子转录产物LACMRNA所编码的各种蛋白质，其相对浓度都由每一个顺反子的翻译频率所决定。4如何理解“在色氨酸操纵子中，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置”这句话，请简要地加以解释。答转录的弱化理论认为MRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子，所以这个前导肽的翻译必定对TRNA的浓度敏感。当培养基中色氨酸浓度很低时，负载有色氨酸的TRNA也就很少，这样翻译通过两个相邻的色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区16（或停留在两个相邻的TRP密码子处），这是前导区结构是23区配对，不形成34区域配对的终止结构所以转录可以继续进行，直到将TRP操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中的色氨酸浓度高时，核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就达到2区，这样使2区和3区不能配对，3区和4区可以自由配对形成茎环状终止子结构转录停止，TRP操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中的核糖体所处的位置。第八章一、填空题1原核生物主要是通过转录调控，以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件主要是营养水平的变化。环境因子往往是调控的诱导物，群体中每个细胞对环境变化的反应是直接和基本一致的。2真核生物基因调控可分为两大类，第一类是瞬时调控或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境变化所作出的反应；第二类是发育调控或称为不可逆调控，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。3原核细胞中具有操纵子结构，并且以多顺反子MRNA方式进行转录，整个体系被置于一个启动子的控制之下。真核细胞的DNA是单顺反子结构，许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。4大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成。编码序列称为外显子，英文写作EXON，非编码序列称为内含子，英文写作INTRON。真核基因有时被称为断裂基因，英文写作INTERRUPTEDGENE。5DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式，它包括了基因丢失、扩增、重排、和易位等方式，通过这些方式可以消除或变换某些基因并改变它们的活性。这些调控方式与转录及翻译水平的调控是不同的，因为它使基因组发生了改变。6DNA甲基化主要形成5甲基胞嘧啶和少量的N6甲基腺嘌呤及7甲基鸟嘌呤。7锌指结构家族蛋白大体可以分为锌指、锌钮和锌簇结构，其特有的半胱氨酸和组氨酸之间氨基酸残基数基本恒定，与锌离子结合，有锌参与时才表现转录活性。8真核生物RRNA加工主要是有两个内容分子内切割和化学修饰。RRNA基因转录时先产生一个45S的前体RRNA，然后被核酸酶逐渐降解，形成成熟的18S、28S和58SRRNA。RRNA的化学修饰主要是甲基化，原核生物RRNA主要是碱基甲基化，真核生物RRNA主要是核糖甲基化。9在真核生物中，核不均一RNA，即HNRNA，是MRNA的前体。10与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种螺旋转角螺旋、锌指模体、碱性亮氨酸拉链模体、同源结合域。二、选择题1在真核生物中，DNA甲基化主要形成（）和少量的（）及（）。（A）A5甲基胞嘧啶；N6甲基腺嘌呤；7甲基鸟嘌呤B5甲基胸腺嘧啶；N6甲基腺嘌呤；7甲基鸟嘌呤CN6甲基腺嘌呤；5甲基鸟嘌呤；7甲基鸟嘌呤D7甲基鸟嘌呤；N6甲基腺嘌呤；7甲基胞嘧啶172在基因家族中，基因排列的顺序就是它们在发育阶段的表达顺序。这方面的典型例子是（D）。A免疫球蛋白B白蛋白C组蛋白D珠蛋白3一般情况下，DNA关闭某些基因的活性并诱导基因的重新活化和表达分别需要的操作为（A）。A甲基化；去甲基化B去甲基化；甲基化C磷酸化；去磷酸化D去磷酸化；磷酸化4真核基因启动子由核心启动子和上游启动子两部分组成，核心启动子和上游启动子分别包含（A）。ATATA盒；CAAT盒和GC盒BTATA盒和CAAT盒；GC盒CCAAT盒和GC盒；TATA盒DCAAT盒；GC盒和TATA盒5增强子大多为重复序列，一般长约50BP，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列，它是产生增强效应时所必需的。这一核心序列为（A）。ATGGA/TA/TA/TBTGGG/AG/AG/ACTAAA/AA/GG/TDTAGG/AG/AG/T三、名词解释基因家族（GENEFAMILY）真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇；更多的时候，它们分散在同一条染色体的不同部位，甚至位于不同的染色体上，具有各自不同的表达调控模式。断裂基因（INTERRUPTEDGENE）大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的。编码序列称为外显子。非编码序列称为内含子。在一个结构基因中，编码某一个蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，而是常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式。所以，真核基因常被称