分子生物学-生命科学与农学学院复习题

1、 -2015第二学期分子生物学复习资料名词解释DNA重组技术：将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来，在特定细胞中复制、表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。基因：是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位。基因组：细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组。 C值矛盾：是指真核生物中DNA含量的反常现象。主要表现为： C值不随生物的进化程度和复杂性而增加； 关系密切的生物C值相差甚大； 高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。重叠基因：同一段DNA的编码序列，由于阅读框架的不同或终止早晚的不

2、同，同时编码两个或两个以上多肽链的基因。断裂基因：在真核生物基因组中，基因是不连续的，在基因的编码区域内部含有大量的不编码序列，从而打断了对应于蛋白质的氨基酸序列。这种不连续的基因又称断裂基因或割裂基因。转座子：即可移动的基因成分，是指能够在一个DNA分子内部或两上DNA分子之间移动的DNA片段。质粒：是独立于许多细菌及某些真核细胞染色体外共价闭合环状的DNA分子，能独立复制的最小遗传单位。基因家族：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。物理图谱：是以特异的DNA序列为标志所展示的染色体图。标志之间的距离或图距以物理距离如碱基对（base pair；bp，Kb , Mb)表

3、示。最精细的物理图是核苷酸顺序图，最粗略的物理图是染色体组型图。遗传图：又称连锁图，是通过计算连锁的遗传标记之间的重组率来确定他们之间的相对距离，测定单位用cM (厘摩)表示。Holliday模型：即同源重组模型，有四个要点：两个同源染色体DNA排列整齐；一个DNA的一条链裂断并与另一个DNA对应的链连接，形成的连接分子，称为Holliday中间体；通过分支移动产生异源双链DNA；Holliday中间体切开并修复，形成两个双链重组体DNA。操纵子：原核生物在分子水平上调控基因表达的单位，由调节基因、启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。顺式作用元件：存在于基因旁侧序列中能

4、影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。反式作用因子：是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。eg,RNA聚合酶 。阻遏蛋白：是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白，它本身或与辅阻遏物一起结合与操纵基因，阻遏操纵子结构基因的转录。启动子：RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。 启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。启动子就像“开关”，决定基因的活动。启动

5、子本身并不控制基因活动，而是通过与转录因子结合而控制基因活动的。衰减子：原核生物的操纵子中可以明显衰减乃至终止转录作用的一段核苷酸序列，位于操纵子的上游。核酸分子杂交：核酸分子杂交是指非同一分子来源但具有互补序列(或某一区段互补)的两条多核苷酸链，通过碱基配对形成稳定的双链分子的过程。外显子：真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。内含子：真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。假基因：基因组中因突变而失活的基因，无蛋白质产物。一般是启动子出现问题。管家基因：在生物体几乎所有的细胞中持续表达的基因，往往编码维持细胞基本结构

6、与功能的蛋白质。基因扩增：基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。 基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。DNA甲基化：HYPERLINK /wiki/DNA%E7%94%B2%E5%9F%BA%E5%8C%96DNA甲基化是指生物体在HYPERLINK /wiki/DNA%E7%94%B2%E5%9F%BA%E8%BD%AC%E7%A7%BB%E9%85%B6DNA甲基转移酶的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体,将HYPERLINK /wiki/

7、%E7%94%B2%E5%9F%BA甲基转移到特定的碱基上的过程。染色质重塑:是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征的生物学过程。增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列沉默子：某些基因的含有负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。绝缘子：一种负调控元件，参与基因表达的负调控。可控制顺式作用元件的行为，隔绝了激活或抑制效果沿染色质的过度传播。锌指结构：是真核细胞转录因子的DNA结合结构域的一种结构形式，包含数个相同的指结构，每个指结构含有2等结构形式，其中4个残基（Cys2/ His2或者Cys2/ Cys2）与锌离子形成配位键。锌指

8、结构的指尖部分能够嵌入DNA双螺旋的大沟。可变剪接：在高等真核生物个体发育或细胞分化过程中可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA，称为可变剪接。RNA编辑：是指改变RNA分子序列的一种转录后修饰现象，包括碱基的插入，缺失或核苷酸的转换等现象。它导致了DNA所编码的遗传信息的改变。小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)：是细胞内一类双链RNA(double-stranded RNA，dsRNA)在特定情况下通过一定酶切机制，转变为具有特定长度(2123个碱基)和特定序列的小片段RNA。类病毒：类病毒是一个裸露的

9、闭合环状RNA分子，它能感染寄主细胞并在其中进行自我复制使寄主产生病症。朊病毒：一种不含核酸的、无免疫性的、但具有感染性的小分子蛋白质;又称蛋白侵染子.二、简答题1. 证明生物的遗传物质是DNA的经典实验有哪些？其主要过程是怎样的？1)肺炎双球菌转化实验 无毒的R型菌与被杀死的有毒的S型菌混合后转化为有毒的S型活菌. 说明S菌体内有一种转化因子 2)体外转化实验 只有加入DNA，R型细菌才能转化成S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化效率越高。 3)噬菌体转导实验 第一步：把宿主细菌培养在含有35S（或32P）培养基中，然后用T2噬菌体去感染，结果获得的子代噬菌体被标上35S或32P。第二步：标

10、记了的噬菌体去感染未标记的细菌。第三步：强烈搅拌洗涤，以便使吸附在菌体外表的 T2 噬菌体蛋白质外壳脱离细胞并均匀分布，再进行离心沉淀，分别测定沉淀物和上清液中的同位素标记。结果：几乎全部 35S都在上清液中，而几乎全部 32P和细菌一起出现在沉淀物中2. 玉米的AC-DS系统？答：即激活因子解离系统。包括：Ac：含有5个外显子的单个基因，其产物是转座酶。Ac的存在可以解除Ds对C的抑制作用，从而使色素基因C得以表达。 Ds：为Ac缺失之后的序列。经常变动在染色体上的位置，当插入到色素基因C的近旁或中间时，玉米籽粒不能形成色素。3.试说明乳糖操纵子在原核基因表达调控中的调控机制？答: 1)乳糖

11、操纵子的组成:大肠杆菌乳糖操纵子含Z,Y,A三个结构基因,分别编码半乳糖苷酶,透酶和半乳糖苷乙酰转移酶,此外还有一个操纵序列O,一个启动子P和一个调节基因I.2)阻遏蛋白的负性调节:没有乳糖存在时,I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖的三种酶;有乳糖存在时,乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结合于操纵序列,乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶.所以,乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控.3)CAP的正性调节:在启动子上游有CAP结合位点,当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时,cAMP浓度升高,与CAP结合,使CAP发生

12、变构,CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点,激活RNA聚合酶活性,促进结构基因转录,调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合成分解乳糖的三种酶.4)协调调节:乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制,互相协调,互相制约.4. 载体是什么？其必须具备的条件？ 载体(Vector):将外源DNA或基因携带进入宿主细胞进行扩增或表达的工具。能够在宿主细胞中复制并且稳定地保存。 具有一至多个限制性酶切位点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 对受体细胞无害。 5.原核生物基因组的特点？为一条环状双链DNA;只有

13、一个复制起点;具有操纵子结构;绝大部分为单拷贝;可表达基因约50%,大于真核生物小于病毒;基因一般是连续的,无内含子;重复序列很少.蓝-白筛选的原理？答:某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基因片段,在半乳糖苷酶基因的基因区外又另外引入了一段含多种单一限制酶位点的DNA序列.这些位点上如果没有克隆外源性DNA片段,在质粒被导入lac-的大肠杆菌后,质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达,与大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补,产生有活性的半乳糖苷酶,加入人工底物X-gal和诱导剂IPTG后,出现蓝色的菌落.如果在多克隆位点上插入外源DNA片段,将使lac Z基因灭活,不能生成半乳糖苷酶,结果菌落出现白色.由于

14、这种颜色标志,重组克隆和非重组克隆的区分一目了然.真核基因组结构特点：答：真核基因组结构庞大 单顺反子基因不连续非编码区较多 含有大量重复序列 DNA甲基化抑制基因转录的机理答：1、DNA甲基化会导致某些区域DNA构象改变，直接影响了转录因子于启动区DNA的结合效率的结合活性，不能启始基因转录。DNA的甲基化不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了转录活性。3、甲基化的CpG 可以通过与甲基化CpG结合蛋白因子的结合间接影响转录因子与DNA的结合。增强子的特点有哪些？答：增强效应十分明显 增强效应与其位置和取向无关大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合增强效应有严密的组织和细胞

15、特异性没有基因专一性许多增强子还受外部信号的调控反式作用因子的DNA结合结构域有哪些类型？答：螺旋-转折-螺旋锌指结构 碱性-亮氨酸拉链碱性-螺旋-环-螺旋可变剪接有些类型？类型：（一）顺式间接 不同的转录起始位点 不同的PolyA位点 可选的外显子 相互排斥的外显子 可变的外显子5剪接位点 可变的外显子3剪接位点 内含子滞留 （二）反式剪接 miRNA的特点：答：其长度一般为2025个碱基；在不同生物体中普遍存在；其序列在不同生物中具有一定的保守性；具有明显的表达阶段特异性和组织特异性；miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存在于基因组中，大多位于基因间隔区。 根据病毒基因组分类

16、，病毒有有哪些类型？答：双链DNA病毒单链DNA病毒双链RNA病毒单股正义RNA病毒单股反义RNA病毒反转录病毒简述逆转录病毒核酸复制的过程。答：分二个阶段：第一阶段，病毒核时进入胞浆后，以病毒RNA为模板，在依赖RNA的DNA多聚酶和RNA引物的作用下，合成负链DNA（即RNA：DNA），正链RNA被降解，进而以负链DNA为模板形成双股DNA（即DNA：DNA），转入细胞核内，整合成宿主DNA中，成为前病毒。第二阶段，前病毒DNA转录出病毒mRNA，翻译出病毒蛋白质。同样从前病毒DNA转录出病毒RNA，在胞浆内装配，以出芽方式释放。被感染的细胞仍持续分裂将前病毒传递至子代细胞。简述DNA分子

17、克隆的步骤：答：基因的分离DNA的体外重组(切、接)重组DNA分子的转化和扩增(转、增)转化子的筛选和鉴定(检)外源基因的表达五、综合分析题1. 简述Sanger双脱氧链终止法进行DNA序列分析的基本原理，并将下列DNA测序胶片的结果（正向引物测序），从53写出合成链的DNA序列。答案要点：Sanger双脱氧链终止法的最大特点是引入了双脱氧核苷三磷酸（2,3-ddNTP）作为链终止剂。（1）2,3-ddNTP与普通的dNTP不同之处在于前者的脱氧核糖的3位又少了个羟基。它可以在DNA聚合酶的作用下和多核苷酸链的3羟基形成磷酸二酯键，但却不能再与下一个核苷酸缩合，结果使得多核苷酸链的延伸终止。（

18、2）如果在DNA的合成反应中，除了加入4种正常的dNTP外，再加入一种少量的ddNTP，那么多核苷酸链的延伸将与偶然发生但却十分特异的链终止展开竞争，所以反应产物是一系列的长短不一的核苷酸链。在4组独立的DNA合成反应中，分别加入4种不同的ddNTP，结果将生成4组核苷酸链，它们将分别终止于每一个A，每一个G，每一个C，每一个T的位置上。对这4组核苷酸链进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，就可读出序列。 5- CTGACGCATACGGTTCATCGGTAGTCCTAGTGCATC -3 2. 在对E.coli调控色氨酸合成的弱化子研究中，研究者通过对前导序列1，2，3，4区域的序列分别进行失活突变，可以

19、分析这些区域在调控色氨酸合成中的作用。其中有一个突变株，表现为色氨酸合成缺陷型，即不管培养基中色氨酸浓度高或低，都不能正常转录色氨酸合成相关的酶。请根据色氨酸操纵子前导序列的特点，简要分析其失活突变位点可能位于前导序列的哪些区域？ 答案要点：1)色氨酸衰减子的作用机制 2区的配对区域，由于其突变使得无论色氨酸浓度高或低，2区和3区的配对均不能形成，3区只能与4区配对形成终止子，无法转录色氨酸合成相关的基因。 1区的10，11位色氨酸密码子突变为其他氨基酸密码子，使得前导肽的合成与色氨酸的浓度没有直接相关性，无论色氨酸浓度高均能正常通读前导序列，核糖体没有停顿，因此2区被核糖体占据，3区只只能与

20、4区配对形成终止子，下游基因无法转录。 3. 人的基因组大概有2.53万个基因,但它们构成的生物体蛋白质种类却有20多万种。人的基因组是怎样以有限的基因形成如此多的蛋白质的?1)基因的选择性剪接是造成如此多的蛋白的原因之一：由于选择性剪接,同一个基因能得到多种类型的蛋白质；2)基因的重排是导致形成蛋白数量多于基因数量的又一原因,最常见的是免疫球蛋白基因的重排,重排结果是大量的免疫球蛋白分子的产生；3)转录后加工的多样性可以导致得到的蛋白质的数量远多于基因数量,可以利用5端转录起始位点和剪接位点产生不同的蛋白质,还可以利用加多个poly A 位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白.此外，mRNA前体

21、不需要剪接，但存在多个转录起点或Poly(A)添加位点。4. 有一研究生想使他所感兴趣的一大肠杆菌的基因严格受碳源控制,在葡萄糖供应时,该基因不表达,当供应乳糖时,该基因大量表达?你如何帮助他实现这种想法?依据是什么?1) 用乳糖操纵子中的启动子(含操纵基因)取代其本身的启动子。方法：通过PCR扩增大肠杆菌基因的启动子及其附近序列，克隆到T载体上，在扩增序列内部插入lacP和lacO,在lacP上游插入氨苄青霉素抗性基因，将重组T载体用内切酶切开后，转化大肠杆菌，在含氨苄青霉素的培养基上筛选阳性克隆，用PCR或Southern blotting技术进一步鉴定阳性克隆。2) 依据的是乳糖操纵子模

22、型。试说明真核细胞与原核细胞在基因转录，翻译及DNA的空间结构方面存在的主要差异，表现在哪些方面？答：在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对。在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远

23、处。真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程，才能顺利地翻译成蛋白质。试论述真核生物基因表达调控的特点及不同层次？答：真核生物基因表达调控的特点：1、有三种RNA聚合酶，分别起始着不同基因的转录；2、个体发育复杂，具有调控基因特异性表达的机制；3、多层次调控真核基因表达； 4、真核生物活性染色体结构变化对基因表达具有调控作用：对核酸酶敏感性、DNA拓扑结构变化 、DNA碱基修饰变化 、组蛋白变化；5、正调节占主导，且一个真核基因通常有多个调控序列，需要多个激活物。6、

24、转录与翻译间隔进行 ；7、具有转录后修饰、加工 ；表达调控的不同层次：DNA和染色体水平；转录水平转录后加工水平RNA转运水平翻译水平翻译后加工及蛋白质活性控制mRNA选择性降解的调控试论述病毒基因组的特点？答：病毒基因组所含核酸类型不同，且一种病毒只含一种核酸成分不同病毒基因组大小相差较大，病毒基因组的编码序列大病毒基因组可以是连续的也可以是不连续的，基因可以是连续的也可以是间断的病毒基因组一般都是单倍体和单拷贝基因重叠病毒基因组含有不规则结构基因几个结构基因的编码区无间隔结构基因本身没有翻译起始序列mRNA没有5试论述PCR反应的原理、PCR反应体系和引物设计原则。答：PCR反应的原理：以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别