《分子生物学》作业及答案

1、1證爲爲学生考评作业分子生物学作业一、填空1. DNA双螺旋直径为 (1) nm ,每隔 (2) nm螺旋上升一圈。2. 大肠杆菌DNA聚合酶川的(3) 活性使之具有 (4) 功能，极大地提高了 DNA复制的保真度。3.两条互补的DNA链中，用作指导RNA合成的链被称为(5)，另条链叫做(6)。4.DNA变性后，紫外吸收(7)，粘度(8)。5.细菌的DNA连接酶以(9) 为能量来源，而动物细胞和T4噬菌体的DNA连接酶则是以(10)为能源。6.真核RNA聚合酶川位于(11)中，负责(12)的合成。7.在原核细胞翻译起始时，小亚基16S rRNA 的3'-端与mRNA5 -端的(13)之

2、间互补配对，确定读码框架,fMet- tRNA f占据核糖体的(14)位点。8.DNA变性后，浮力密度(15)，生物活性(16)。9.DNA复制时，连续合成的链称为(17) 链；不连续合成的链称为(18)链。10.真核RNA聚合酶H位于(19)中，负责(20)的合成。11.糖环上的1' C与碱基嘧啶上的(21)相连，与嘌呤上的(22)相连。12.DNA复制时，一条链是连续的，另-一条链是不连续的，称为(23)复制;复制得到的子代分子，一条连来自亲代 DNA另一条链是新合成的，这种方式叫(24) 复制。13. 原核生物RNA聚合酶核心酶的亚基组成为(25)中,(26)负责识别转录起点。二

3、、判断1. 地衣酚试剂可以使 DNA变成蓝色，二苯胺试剂能使RNA变成绿色。2. DNA片断越大，复性速度越慢。3. DNA复制时，前导链和后随链是由同一个DNA聚合酶的两个活性中心催化合成的，合成方向均为 5 '宀34. 所有生物的嘧啶二聚体均可用光复活系统修复。5. 基因转录的终止信号应位于被转录的序列以外的下游区。6. 大肠杆菌染色体 DNA由两条链组成，其中一条链为模板链，另外一条链为编码链。7. 生物体内，天然存在的 DNA分子多为负超螺旋。8. 水分子可以插入天然 DNA分子双螺旋的空隙中。9. 原核生物的DNA聚合酶I主要负责切除冈崎片段的RNA引物，并用DNA链填补缺口

4、。10. DNA损伤的错配修复系统一旦发现错配碱基，就会切除甲基化的链，并以未甲基化的链为模板进行修复 合成。11. 大肠杆菌的所有基因转录都由同一种RNA聚合酶催化。12. 真核生物基因表达的效率比原核生物高，其转录产物不需要加工，即可作为模板用于指导蛋白质的合成。13. B-DNA是细胞内DNA的基本构象，在某些情况下还会有A型、Z型和三股螺旋的局部构象。14. 将凝胶上的RNA转移到硝基纤维薄膜上的技术叫Southern印迹法。15. DNA的两条链反向平行，复制时，两条新合成的链也按相反的方向延伸。16. 嘧啶二聚体可以通过重组修复被彻底去除。17. 真核生物的RNA聚合酶需要多种蛋白

5、质因子协助，才能与转录起点结合。18. 原核生物转录生成的 mRNA多数不需要加工，但 rRNA是由初级转录产物加工而成的。19. 解开DNA的负超螺旋，会使双螺旋局部解开形成单链区。20. 将凝胶上的DNA转移到硝基纤维薄膜上的技术叫Southern印迹法。21. DNA聚合酶可以从头合成单链模板的互补链。22. 嘧啶二聚体指DNA两条链上的嘧啶共价连接而成的二聚体。23. 原核生物和真核生物的 RNA聚合酶亚基组成差别很大，空间结构却很相似。24. 负责hnRNA剪接的剪接体是由多种蛋白质和多种snRNR构成的。三、名词解释1. Southern 印迹杂交 2.聚合酶链式反应3.移框突变（

6、移码突变） 4. Tm 5. 内含子与外显子 6. Klenow 片段7.增色效应 8 分子杂交 9. 复制体1.拓扑异构酶 10. Cot 1/2 11. 单 链结合蛋白 四、简答题和计算题1. 何谓核酸的变性？哪些因素可以影响Tm的大小。2. DNA复制的精确性、持续性和协同性是通过怎样的机制实现的？3. 某哺乳动物的细胞中，每个细胞的DNA长1.2 m,细胞生长周期中的 S期约为5小时，如果这种细胞 DNA延长的速度与 E.coli相同，即16卩m/min，那么染色体复制时需要有多少复制叉同时运转？4. 如果下面的DNA双链从右向左进行转录。（1）哪条是有意义链？ （ 2）产生什么样的

7、mRNA顺序？ （ 3） mRNA顺序和DNA的反意义链顺序之间的关系是怎样的？5' A-T-T-C-G-C-A-G-G-C-T 3' 链 13' T-A-A-G-C-G-T-C-C-G-A 5' 链 25.如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4 X 10 9个碱基对。试计算人体 DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2 X 10 9 km）的多少倍？已知双链 DNA每1000个核苷酸重1 X 10 -18 g，求人体的DNA的总质量。6. 若使15N标记的大肠杆菌在14N培养基中生长三代，提取DNA并用平衡沉降法测定DNA密度，其1

8、4N-DNA分子与14N-15N杂合DNA分子之比应为多少？7. 那些因素能引起DNA损伤？生物体有哪些修复机制？8. 一个基因如何产生多种不同类型的mRNA分子？9. 概述影响变性 DNA复性速度的因素。10. 真核生物DNA聚合酶有哪几种？它们的主要功能是什么？11. 概述PCR的基本过程？12. 原核生物的启动子和真核生物的三类启动子各有何结构特点?13. 肽链合成后的加工修饰有哪些途径？14. 概述分子杂交的概念和应用领域。15. 已知DNA的序列为：W: 5 ' -AGCTGGTCAATGAACTGGCGTTAACGTTAAACGTTTCCCAG-3C: 3 ' -T

9、CGACCAGTTACTTGACCGCAATTGCAATTTGCAAAGGGTe-5上链和下链分别用 W和C表示，箭头表明DNA复制时复制叉移动的方向。试问： （1）哪条链是合成滞后链的 模板？（ 2）试管中存在单链 W要合成新的C链，需要加入哪些成分 ？（ 3）如果需要合成的 C链被32P标记，核第3页共6页在您完成作业过程中，如有疑难，请登录学院网站“辅导答疑”栏目，与老师进行交流讨论!远程教肓字瞬1.(1)2.(3)3.(5)4.(7)2 （ 2） 3.43 5'外切酶，（4）校对（-链或反意义链），（6）非模板链（+链，或有意义链，（8）下降5.模板链增大naD或编码连）6.7

10、.8.(9)(11)核质(13) SD序列(15)升高(17)前导链(10) ATP(12) tRNA、5SrRNA和一些小 RNA(14) P(16)丧失(18)后随链10.(19)核质(:20)hn RNA和一些小RNA11.(21)1 (22)912.(23)半不连续（24）半保留13.(25)a 2 3 3(26) Z）判断1.错2.对3.错4.错5.错6.错9.7.对 8.错9.对10.错11. 对12. 错13.对 14. 错 15. 错16. 错17.（三）名词解释1. 将DNA羊品经内切酶降解后，对18. 对19.对20.用琼脂糖凝胶电泳进行分离,对21.错22.在碱溶液中变性

11、,错23. 对24. 对后转移到合适的膜上固定,学生考评作业32苷三磷酸中的哪一个磷酸基团应带有P? （4）如果箭头表明DNA的转录方向，哪一条链是合成RNA勺模板？16. DNA和RNA各有几种合成方式，各由什么酶催化新链的合成？17. 真核生物基因转录的调控因子有哪些重要的结构模体？18. （1）不考虑合成氨基酸、mRNAtRNA或核糖体所需的能量，计算合成由600个氨基酸残基组成的大肠杆菌某蛋白需水解多少个磷酸酐键？（2）蛋白质的合成为什么需要消耗这样多的自由能？分子生物学作业答案（一）填空再与放射性同位素标记的变性探针杂交，数小时后洗涤，进行放射自显影。2. 扩增样品中的DNA富集众多

12、DNA分子中的一个特定的 DNA序列的一种技术。在该反应中，使用与目的DNA两端序列互补的一对寡核苷酸作为引物，进行多轮的DNA合成。其中包括 DNA变性，弓I物退火和在 Tap DNA聚合酶催化下的 DNA合成，每一轮循环使目的DNA勺量增长一倍。3. 由于碱基的缺失或插入突变导致三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，从 而翻译出完全不同的蛋白质，这种突变称为移框突变，或移码突变。4. 通常把加热变性DNA使增色效应达到最大增量一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用 Tm表示。5. 内含子是指结构基因中存在于外显子之间的非编码序列，也是基因中不表达的序列。外显子是

13、指基因中 编码蛋白质的序列。6. E.COli DNA聚合酶I经部分水解生成的 C末端605个氨基酸残基的大片段。该片段保留了DNA聚合酶I的5't 3 /聚合酶和3 J 5 /外切酶活性，但缺少 53 /外切酶活性。7. 核酸从双链变为单链的无规则卷曲状态时，在260nm处的吸光度增加，称"增色效应。8. 不同的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，如果彼此间的核苷酸排列顺序互补也可以复性，形成远程教肓字瞬学生考评作业新的双螺旋结构。这种按照互补碱基配对而使不完全互补的两条多核苷酸相互结合的过程称为分子杂交。9. 一种多蛋白复合体，包含 DNA聚合酶，引发酶，解旋酶，

14、单链结合蛋白和其它辅助因子。复制体位于每 个复制叉处，促进染色体 DNA复制的有关反应。10. 拓扑异构酶是通过切断 DNA的条或两条链中的磷酸二酯键， 然后重新缠绕和封口来改变 DNA连环数的酶。拓扑异构酶I通过切断DNA中的一条链减少负超螺旋，增加一个连环数；而拓扑异构酶II切断DNA的两条链增加负超螺旋，减少 2个连环数。某些拓扑异构酶 II也称之DNA促旋酶。11. 表示DNA复性一半的Cot值，其中Co为变性DNA复性时的初始浓度，以核酸的摩尔浓度表示，t为时间，以秒表示。12. 一种与单链DNA结合紧密的蛋白，它的结构可以防止复制区的单链DNA重新折叠成双链区。（四）简答题和计算题

15、1. 核酸在加热等理化因素的影响下，双链区的氢键断裂，变为单链，生物学功能丧失，紫外吸收值增高，黏度下降，这一过程称作变性。 使核酸变性的常用方法是加热，使紫外吸收值的增加量达到最大增量一半时的温度称Tm值，影响Tm值的因素有：（1） G-C对含量越高，Tm值越大。（G+C % = （Tm-69.3 ）X 2.44 ; （2）溶液 的离子强度过低会使 Tm下降；（3）溶液的pH高，则Tm低，超过11.3则DNA完全变性，低于5则DNA会脱嘌呤；（4 ）变性剂：甲酰胺、尿素、甲醛等使Tm下降。2. DNA聚合酶III具有复杂的亚基结构。其 3'宀5'外切酶活性起到校对作用，不对称

16、二聚体相互协调，两个B亚基形成滑动夹子， 维持了 DNA合成的持续性。复制叉有多种蛋白质协同作用，使DNA复制的各个环节能够协调进行。3. 每个复制叉 5小时复制 DNA片段的长度为16卩m/min X 300 min = 4800卩m=每个细胞内 DNA长1.2 m6 6=1.2 X 10卩m,染色体复制时应当有1.2 X 10 m十4800卩m = 250个复制叉。4. （1） mRNA是沿 5'3'方向合成的，因此，沿DNA模板移动的方向是 3'5'。因为题中合成过程是从右向左进行的，所以链 1是模板链（即-链或反意义链），链2是+链或有意义链。（2） m

17、RNA顺序与DNA模板 链互补，不过互补链中以U取代T,因此产生的顺序是，3' U-A-A-G-C-G-U-C-C-G-A 5 ' 。（3）两者都与反意义链的顺序互补。因此，二者的核苷酸序列是相同的。5. 每个体细胞的 DNA的总长度为：0.34 nm X 6.4 X 109 = 2.176 X 109 nm = 2.176 m , 人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176 m X 10 = 2.176 X 10 km这个长度与太阳-地球之间距离（2.2 X 109 km）相比为：2.176 X 1 011/2.2 X 10 9 = 99倍，每个核苷酸重 1 X18212

18、321210- g/1000 = 10 - g，所以，总 DNA 6.4 X 10 X 10- = 6.4 X 10 = 640 g6. 15N标记的大肠杆菌利用培养基中的14N合成DNA第一代DNA双链都是14N-15N杂合DNA分子。第二代分别是以第一代中的14N和15N链作为母链合成新的 DNA所以14N-DNA分子与14N-15N杂合DNA分子之比为1 : 1。第三1415141415代中的 N和 N母链的分子之比是 3 : 1，所以 N-DNA分子与 N- N杂合DNA分子之比应为3 : 1。7. 引起DNA损伤的途径有：生物因素如复制差错或病毒整合；物理因素如紫外线和电离辐射；化学

19、因素如各种化学诱变剂。目前已知细胞有五种对DNA损伤的修复系统：错配修复、直接修复、切除修复、重组修复、易错修复（SOS修复）。8. 一个基因产生一种以上 mRNA勺方式主要有两种。第一种是：一个原初转录物含有一个以上的多腺苷化位点，就能产生一种以上的具有不同3 /末端的mRNA第二种是：如果一个原初转录物含有几个外显子，那么，会发生不同的剪接，就会产生多种mRNA此外，RNA编辑可以通过某些核苷酸的修饰，插入或缺失，产生不同类型的 mRNA学生考评作业9. 影响复性速度的因素主要有：复性的温度，复性时单链随机碰撞，不能形成碱基配对或只形成局部 碱基配对时，在较高的温度下两链重又分离，经过多次

20、试探性碰撞才能形成正确的互补区。所以，核酸复性时温 度不宜过低，Tm - 25 C是较合适的复性温度。单链片段的浓度，单链片段浓度越高，随机碰撞的频率越高，复性速度越快。 单链片段的长度，单链片段越大，扩散速度越慢，链间错配的概率也越高。因而复性速度也 越慢，即DNA勺核苷酸对数越多，复性的速度越慢，若以Co为单链的初始浓度，t为复性的时间，复性达一半时的Gt值称Cot 1/2，该数值越小，复性的速度越快。单链片段的复杂度，在片段大小相似的情况下，片段内重复序列的重复次数越多，或者说复杂度越小，越容易形成互补区，复性的速度就越快，真核生物DNA的重复序列就是复生动力学的研究发现的。10. 真核

21、生物的DNA聚合酶主要有a、B、Y、3、£五种，均具有5'宀3 '聚合酶活性，DNA聚合酶丫、3和&有35 '外切酶活性，DNA聚合酶a和3无外切酶活性。因此设想细胞核DNA复制时，在复制叉上由DNA聚合酶a /引物酶合成 RNA引 |物和一小段 DNA DNA聚合酶3或DNA聚合酶£合成前导链和滞后链。不过目前 尚不清楚两种酶哪个合成前导链，哪个合成后随链。DNA聚合酶3和£主要起修复作用，DNA聚合酶丫用于线粒体DNA的合成。近年又发现了多种参与修复的DNA聚合酶。11. 聚合酶链反应（polymerase chain reac

22、tion,PCR的基本过程是在试管内加入含有待扩增DNA片段的双链DNA分别能与待扩增 DNA片段两侧的特定序列互补的两个寡核苷酸引物，4种dNTP,含有一定浓度 Mg+的缓冲液，和耐热的 DNA聚合酶，通过加热到 92C左右使DNA变性，降温到55C左右使引物与模板结合，升温到 72C左右合成新链 3个步骤的循环，可以使 DNAT增。若扩增效率为 100%每循环1次，DNA可增加1倍，若循 环30次，贝U DNA增加230倍，若扩增效率为 x （用小数表示，如 80%表示为0.8 ）,扩增的次数为n,得到产物的 量为目的基因加入量的 y倍，则可用下列公式计算扩增产物的量：y = （ 1 +

23、x ） n12. 原核生物的启动子在-10区有一共有序列TATAAT以发现者的名字命名为 Pribnow框，或被称作-10序列。在-35区还有一个共有序列 TTGACA被称作识别区域，或-35序列。在不同基因的启动子中，这两个共有序 列的位置和序列略有区别。对上述共有序列进行化学修饰和定位诱变证明，-35序列与聚合酶对启动子的特异性识别有关，-10区富含A-T对，有利于DNA局部解链，-10区与-35区之间的距离，明显影响转录的效率。真核生物三类启动子分别起始RNA聚合酶I、II、山的转录。类别I启动子包括核心启动子和上游控制元件两部分，需要 UBF1和SL1因子参与作用。类别II启动子包括四

24、类控制元件：基本启动子、起始子、上游元件 和应答元件。识别这些元件的反式作用因子有通用转录因子、上游转录因子和可诱导的转录因子。类别III启动子有两类：上游启动子和基因内启动子，分别由装配因子和起始因子促进转录起始复合物的形成和转录。13. 蛋白质合成后的加工修饰主要有：（1）肽链的剪切：如切除 N端的Met，切除信号肽，切除蛋白质前体中的特定肽段。（2）氨基酸侧链的修饰，如：磷酸化、糖基化、甲基化等。（3） 二硫键的形成。（4）与辅基的结合。14. 在退火条件下，不同来源的DNA互补区形成双链，或DNA单链和RNA单链的互补区形成 DNA-RNA杂合 双链的过程称分子杂交。通常对天然或人工合

25、成的DNA或 RNA片段进行放射性同位素或荧光标记，做成探针，经杂交后，检测放射性同位素或荧光物质的位置，寻找与探针有互补关系的DNA或 RNA直接用探针与菌落或组织细胞中的核酸杂交，因未改变核酸所在的位置，称原位杂交技术。将核酸直接点在膜上， 再与探针杂交称点杂交，使用狭缝点样器时，称狭缝印迹杂交。该技术主要用于分析基因拷贝数和转录水平的变化，亦可用于检测病源微生物和生物制品中的核酸污染状况。杂交技术较广泛的应用是将样品DNA切割成大小不等的片段，经凝胶电泳分离后，用杂交技术寻找与探针互补的DNA片段。由于凝胶机械强度差，不适合于杂交过程中较高温度和较长时间远程教肓字瞬学生考评作业的处理，S

26、outhern提出一种方法，将电泳分离的DNA片段从凝胶转移到适当的膜(如硝酸纤维素膜或尼龙膜)上，在进行杂交操作，称Southern印迹法，或Southern杂交技术。随后，Alwine等提出将电泳分离后的变性RNA吸印到适当的膜上再进行分子杂交的技术，被戏称为Northern 印迹法，或Northern杂交。分子杂交广泛用于测定基因拷贝数、基因定位、确定生物的遗传进化关系等。Southern杂交和Northern杂交还可用于研究基因变异，基因重排，DNA多态性分析和疾病诊断。杂交技术和PCR技术的结合，使检出含量极少的DNA成为可能。促进了杂交技术在分子生物学和医学领域的广泛应用。DNA芯片技术也是以核酸的分子杂交为基础的。15. (1) W链