2023年研究生类研究生入学考试专业课现代分子生物学题库

2023年研究生类研究生入学考试专业课现代分子生物学题库卷I一.历年考点试题黑钻版(共50题)1.已知一个cDNA3'端的部分序列，请设计实验流程得到该基因的全长cDNA。2.已知一个cDNA3'端的部分序列，请设计实验流程得到该基因的全长cDNA。3.冈崎片段4.常见的转录活化域的特征性结构包括：带负电荷的螺旋结构，富含______的结构和富含______的结构。5.试分析基因治疗的前景和应用途径。6.试述基因克隆载体进化过程。7.定义重组DNA技术。8.碱法质粒提取用到的溶液成分的作用是什么?操作中有哪些注意事项?9.在原核生物中转移噬菌体裸露的完全基因组DNA属于______。A.接合B.转化C.转染D.转导10.高等生物基因组中含有大量的不编码蛋白质的序列，因此基因组的大小与其进化程度并不一一对应。11.基因工程的一个必需步骤是利用限制性内切核酸酶切割目的基因使其产生黏性末端，然后连接到载体上。12.你认为21世纪初分子生物学将在哪些领域取得进展?13.试述结合各种基因组学方法和已有数据还能进一步探索哪些生物学问题?14.研究蛋白质与DNA相互作用的方法主要有哪些?详述其中一种的原理和步骤。15.蛋白质有哪些翻译后的加工修饰?其作用机制和生物学功能是什么?16.核酶具有哪些结构特点?根据其催化功能的不同可分为哪两大类?其生物学意义是什么?17.简述抗终止子的调控机制。18.蛋白质组(proteome)19.什么是操纵子学说?20.原核生物的mRNA通常是多顺反子，并且通常是边转录边翻译的。21.蛋白质Pull-down实验原理与主要步骤。22.cDNA合成时的方向性是如何实现的?23.SDS上样缓冲液成分有哪些?各有何作用?无此电泳出现什么问题?24.什么是FISH技术?如何利用它来构建基因组的物理图谱?25.无义密码子的功能是______。A.编码n种氨基酸中的每一种B.使mRNA附着于任一核糖体上C.编码每一种正常的氨基酸D.规定mRNA中被编码信息的终止26.2013年诺贝尔生理学或医学奖的得主是哪几位?得奖理由?其意义何在?27.Alternativesplicing28.什么是套索状结构?哪些类型RNA的剪接中会形成该结构?29.遗传密码是怎样被破译的?30.核糖体不仅存在于细胞质中，也存在于线粒体和叶绿体中。31.新一代测序较之芯片技术优点有哪些?32.简述反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控。33.在大肠杆菌中，许多蛋白质的降解是通过一个______来实现的。真核蛋白的降解依赖于一个只有______个氨基酸残基、其序列高度保守的______。34.证明DNA是遗传物质的经典实验是Avety的______和Hershey、Chase的______。35.如何通过实验的方法分析CTD上S2和S5不同磷酸化模式的功能?36.简述真核生物转录元件组成及其分类。37.原核生物强终止子结构为富含GC碱基的发夹+polyU链，若polyU突变为polyC，则转录终止效率提高。38.简述Mendel、Morgan和Watson等人对分子生物学发展的主要贡献。39.简述RNA干扰的分子机制及其应用前景。40.列举参与DNA复制的酶和相关的蛋白质及其功能。41.什么是弱化作用?42.简述染色质免疫共沉淀(ChIP)技术原理与基本过程。43.拓扑异构酶(topoisomerase)44.下列各项中，尚未获得诺贝尔奖的是______。A.DNA双螺旋模型B.PCR仪的发明C.RNA干扰技术D.抑癌基因的发现45.成功提取mRNA，最关键的问题是什么，为什么?从总RNA中分离mRNA的原理是什么?46.典型的操纵子不包括下列哪些元件?______A.结构基因B.调控元件C.调节基因D.重复序列47.说出免疫共沉淀(CoIP)实验的原理与过程，比较酵母双杂交技术和免疫共沉淀技术在研究蛋白质相互作用方面的优缺点。48.单顺反子mRNA(monocistronicmRNA)和多顺反子mRNA(polycistronicmRNA)49.请列举3项实验证据来说明为什么染色质中DNA与蛋白质分子是相互作用的。50.基因家族的分类及其主要表达调控模式。卷I参考答案一.历年考点试题黑钻版1.参考答案：提取RNA，以oligodT在M-MLV反转录酶的作用下引导反转录合成cDNA，用TdT在合成的cDNA末端加上polyC尾，在反应体系中加1.0μL的TdT于37℃反应15min以加尾的dC-cDNA为模板，用接头引物AdapterdG分别和基因特异性引物进行PCR，扩增基因5'末端。将5'端的扩增片段克隆到pMD18-Tsimple载体上，转化大肠杆菌E.coliTop10F感受态细胞，阳性转化子经PCR筛选后测序。2.参考答案：实验流程设计如下：

(1)提取总RNA

①用液氮研磨材料至成为匀浆，加入Trizol试剂，进一步破碎细胞并溶解细胞成分；

②加入氯仿抽提，离心，分离水相和有机相；

③收集含有RNA的水相，通过异丙醇沉淀，获得比较纯的总RNA。

(2)mRNA的纯化

采用寡(dT)一纤维素柱层析法获得高纯的mRNA。

(3)cDNA的合成

①以mRNA为模板、oligo(dT)为引物，由反转录酶催化反转录成cDNA。

②用TdT在cDNA末端加上poly(C)。

③以加尾的dC-cDNA为模板，用接头引物AdapterdG分别和基因特异性引物进行PCR，扩增基因5'末端。

④将5'端的扩增片段克隆到pMD18-T载体上，转化大肠杆菌E.coliTop10F感受态细胞。

⑤筛选出阳性转化子经PCR筛选后测序。3.参考答案：冈崎片段是指在DNA半不连续复制中，沿着后随链的模板链合成长度为1000～2000个碱基的短的DNA片段，能被连接形成一条完整的DNA链。冈崎片段的长度在真核与原核生物中存在差别，真核生物的冈崎片段长度约为100～200核苷酸残基，而原核生物的冈崎片段长度约为1000～2000核苷酸残基。4.参考答案：谷氨酰胺；脯氨酸[解析]反式作用因子的转录激活域通常依赖于DNA结合结构域以外的30～100个氨基酸残基。不同的转录激活域包括带负电荷的螺旋结构、富含谷氨酰胺的结构及富含脯氨酸的结构。5.参考答案：(1)基因治疗的前景

基因治疗是将具有治疗价值的基因，即“治疗基因”装配于带有在人体细胞中表达所必备元件的载体中，导入人体细胞，直接进行表达。近年来，载体系统不断完善和发展，利用逆转录病毒基因与宿主细胞基因组的整合特性介导并表达目的基因，经过改建后的逆转录病毒载体已用于基因治疗并开始为人类造福。基因治疗作为一种新兴的治疗技术让人类看到希望，但基因治疗还存在很多问题，如用于治疗的基因过少，基因治疗缺乏靶向性，导入的基因表达缺乏可控性，基因治疗的安全性等。

(2)基因治疗的应用途径

①exvivo途径

exvivo途径是将含外源基因的载体在体外导入人体自身或异体(异种)细胞(基因工程化的细胞)，经体外细胞扩增后输回人体。exvivo途径易于操作，而且因为细胞扩增过程中对外源添加物质的大量稀释，不易产生副作用。同时，治疗中用的是人体细胞，尤其是自体细胞，安全性好，但不易形成规模，且必须有固定的临床基地。

②invivo途径

invivo途径是将外源基因装配于特定的真核细胞表达载体上，直接导入人体内。载体可以是病毒型或非病毒型，甚至是裸DNA。invivo途径有利于大规模工业化生产，但在技术上要求很高，导入的治疗基因及其载体必须证明其安全性，而且导入体内之后必须能进入靶细胞，有效地表达并达到治疗的目的。6.参考答案：自Cohen等(1973)构建第一个质粒载体pSC101作克隆载体以来，随着分子生物学技术的发展，越来越多的克隆载体相继出现，克隆载体的发展划分为三个阶段：第一阶段以质粒(plasmid)、λ噬菌体(λbacteriophage)、柯斯质粒(cosmid，又称粘粒)为主，主要特点是载体在宿主细胞内稳定遗传、易分离、转化效率高，但是克隆容量有限，一般小于45kb；第二阶段的克隆载体则突破了上述载体容量，显著特点是载体的容载能力扩大，为100～350kb，主要有酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)以及源于噬菌体P1的人工染色体(PAC)；第三个发展阶段是以近几年发展起来的双元细菌人工染色体(BIBAC)和可转化人工染色体(TAC)，这些载体不仅具有较大的克隆容量，而且具备了直接转化植物进行功能互补实验的功能。这些载体的发展推动了结构基因组学和功能基因组学研究。7.参考答案：重组DNA技术又称基因工程，是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将不同DNA片段(如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。

严格地说，重组DNA技术并不完全等于基因工程，因为后者还包括其他可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。8.参考答案：碱法全称为碱裂解法，是一种应用最为广泛的制备质粒DNA的方法。该方法基于DNA的变性与复性差异而达到分离目的，其基本原理是碱性使质粒DNA变性，再将pH值调至中性使其复性，复性的为质粒DNA，而染色体DNA不会复性，而是缠结成网状物质，可通过离心除去。碱法提取质粒用到的溶液及其成分、作用、操作注意事项如下：

(1)溶液Ⅰ

①主要成分

50mmol/L葡萄糖、25mmol/LTris-HCl(pH8.0)、10mmol/LEDTA(pH8.0)。

②各成分的主要作用

a.葡萄糖：能使悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管底。

b.Tris-HCl溶液：控制溶液的pH。

c.EDTA：Ca2+和Mg2+等金属离子的螯合剂，主要作用是抑制DNase的活性和抑制微生物生长。

③操作中的注意事项

菌体要均匀悬浮，不能有结块，否则会降低抽提得率。

(2)溶液Ⅱ

①主要成分

0.2mol/LNaOH(临用前用10mol/L贮存液现用现稀释)、1%SDS。

②各成分的主要作用

a.NaOH：用于溶解大肠杆菌细胞。

b.SDS：一种阴离子表面活性剂，处理细胞后会导致细菌细胞壁裂解，从而使内容物释放出来，释放出来的蛋白质、质粒DNA和基因组DNA，遇到强碱变性，为下一步做铺垫。

③操作中的注意事项

a.溶液Ⅱ要现用现配，因为裂解细菌的主要是NaOH，使用新鲜配制的NaOH是为了保证该溶液没有吸收空气中的CO2而使其碱性下降。

b.加入溶液Ⅱ的时间不能过长，而且操作要温和，不能激烈振荡，否则基因组DNA会断裂。

(3)溶液Ⅲ

①主要成分

pH4.8的乙酸钾溶液(5mol/L乙酸钾60mL，冰乙酸11.5mL，水28.5mL)，所配成的溶液钾离子浓度是3mol/L，乙酸根浓度是5mol/L。

②各成分的主要作用

a.乙酸：可以中和NaOH，因为长时间的碱性环境会打断DNA。

b.乙酸钾：钾离子置换SDS中的钠离子，能形成不溶性的十二烷基硫酸钾(PDS)。由于SDS易与蛋白质结合，因此大量蛋白质被沉淀，同时分子较大的基因组DNA也易被SDS共沉淀。

③操作中的注意事项

加入溶液Ⅲ后要冰上放置，因为在高浓度盐和低温条件下，PDS沉淀更完全。

(4)酚/氯仿/异戊醇溶液

①主要作用

a.酚：沉淀残留的部分蛋白质，因为酚对蛋白质的变性作用远大于氯仿。

b.氯仿：可使蛋白变性，增加相对密度，方便水相回收。

c.异戊醇：让离心后的分层界面更加清晰，方便水相回收；消除抽提过程中出现的泡沫。

②操作中的注意事项

a.酚/氯仿/异戊醇体积比为25:24:1。

b.酚和氯仿均有很强的腐蚀性，操作时应戴手套。

(5)无水乙醇和70%乙醇溶液

①主要作用

a.回收后的水相含有足够多的盐，加入2倍体积的乙醇，在室温放置离心即可得到质粒DNA的沉淀。

b.如果在-20℃环境中放置的时间较长，则可能会导致大量盐的沉淀，70%乙醇可去除盐类。

②注意事项

沉淀DNA通常使用冰乙醇，在低温条件下放置时间稍长可使DNA沉淀完全。

(6)pH8.0TE缓冲液

①主要成分

10mmol/LTris-HCl，1mmol/LEDTA，其中含RNA酶20μg/mL。

②主要作用

a.Tris-HCl：避免金属离子的干扰作用，DNA在pH8.0下比较稳定。

b.EDTA：稳定DNA的活性。

c.RNA酶：降解RNA。9.参考答案：C[解析]A项，接合是指两个细菌之间通过性菌毛直接交换DNA的过程。B项，转化是指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。C项，转染是指将重组噬菌体DNA直接导入受体细胞，进行复制与繁殖的方式。D项，转导是指通过病毒将宿主的DNA转移到另一个宿主的细胞而引起的基因重组现象。10.参考答案：A[解析]蛋白质组比基因组更复杂，蛋白质组中存在的蛋白质数目远多于基因组中存在的基因数目，基因组的大小并不代表其进化程度。11.参考答案：B[解析]目的基因并非只能通过内切核酸酶产生，PCR等其他方法也可以产生目的基因，而且不一定只产生黏性末端，也有可能产生平末端。12.参考答案：21世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。以基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等不同层次“组学”的最新成果为基础的系统生物学，是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的变化规律及其在特定遗传或环境条件下相互关系的学科。

(1)分子生物学的全面渗透推动细胞生物学和神经生物学的发展；

(2)越来越多的遗传学原理被分子水平的实验所证实或否定，许多遗传病将得到控制或可以治愈，许多经典遗传学无法解释的问题和无法破译的奥秘也将相继被攻克；

(3)反映不同生命活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，被大量用于分类和进化的研究，许多灭绝生物在进化树中的地位将可能被确立；

(4)分子生物学还将对发育生物学研究产生巨大的影响；

(5)分子生物学与信息科学、物理、化学的结合，将推动上述学科的发展。13.参考答案：以全基因组测序为目标的结构基因组学，有助于人们在基因组学、蛋白质组学、分子细胞生物学以致生物体整体水平上理解生命的原理，对疾病机理的阐明、对疾病的防治有重要应用意义。

以基因功能鉴定为目标的功能基因组学，将人类基因组与模式生物基因组进行比较，这一方面有助于根据同源性方法分析人类基因的功能，另一方面有助于发现人类和其他生物的本质差异，探索遗传语言的奥秘。14.参考答案：(1)研究蛋白质与DNA相互作用的方法

凝胶阻滞(EMSA)实验、DNaseⅠ足迹法、酵母单杂交技术、染色质免疫共沉淀(ChIP)技术、甲基化干扰试验和体内足迹试验等。

(2)酵母单杂交系统

酵母单杂交系统是用于研究DNA-蛋白质之间的相互作用的方法，可通过筛选DNA文库直接获得靶序列相互作用蛋白的编码基因。

①原理

真核生物基因的转录起始需转录因子参与，转录因子通常由一个DNA特异性结合功能域和一个或多个其他调控蛋白相互作用的激活功能域组成，即DNA结合结构域(BD)和转录激活结构域(AD)。将已知的特定顺式作用元件构建到最基本启动子(Pmin)的上游，把报告基因连接到Pmin下游，然后将编码待测转录因子cDNA与已知酵母转录激活结构域(AD)融合表达载体导入酵母细胞，该基因产物如果能够与顺式作用元件相结合，就能激活Pmin启动子，使报告基因得到表达。

②步骤

a.构建报道子载体。将已知的特定顺式作用元件按同一方向随机串联到一个最基本启动子(Pmin)的上游，把报告基因连接到Pmin下游。

b.筛选含有报道子载体的酵母细胞。将构建好的报道子载体转化酵母细胞并筛选合适的3-AT浓度。

c.构建cDNA表达文库。将样品经过一定处理之后，提取mRNA，经过反转录获得cDNA。

d.筛选cDNA融合的表达文库。将报道子、cDNA和融合表达载体共转化到酵母中，在相应的SD培养基上筛选阳性克隆。

e.对阳性克隆进行鉴定，去除假阳性克隆。

f.对获得的阳性克隆进行测序。15.参考答案：新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能转变为有活性的蛋白质，翻译后的加工修饰主要包含：N端fMet或Met的切除、二硫键的形成、特定氨基酸的修饰、非功能片断的切除等等。

(1)N端fMet或Met的切除：原核生物的肽链，其N-端不保留fMet，其甲酰基被脱甲酰化酶水解，原核及真核细胞中端的Met往往在多肽链合成完毕之前就由氨肽酶水解而除去。新生蛋白质在去掉N端一部分残基后就变成有功能的蛋白质。

(2)二硫键的形成：蛋白质中的二硫键由两个半胱氨酸残基通过氧化作用而形成。二硫键的正确形成对维持蛋白质的天然构象起重要作用。

(3)特定氨基酸的修饰：生物体内最普通发生的氨基酸侧链的修饰作用主要包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化等。磷酸化主要是由多种蛋白激酶催化，发生在Ser、Thr和Tyr等3种氨基酸的侧链；糖基化则是由内质网中的糖基化酶催化进行的；甲基化主要是由细胞质基质内的N-甲基转移酶催化完成，多发生在Arg、His和Gln的侧链基团的N-甲基化以及Glu和Asp侧链基团的O-甲基化；乙酰化是由N-乙酰转移酶催化多肽链的N端，发生在Lys侧链上的ε-NH2。蛋白质前体经过特定的化学修饰后才能成为成熟的蛋白质而参与正常的生理活动。

(4)新生肽中非功能片断的切除：不少多肽类激素和酶的前体需要经过加工切除不必要的肽段才能成为有活性的分子。例如，新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，必须先切除信号肽变成胰岛素原，再切除C-肽，才能成为有活性的胰岛素。16.参考答案：(1)核酶是指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。

核酶的结构特点：能形成锤头结构或发夹结构。其中典型的锤头结构是由11～13个保守的核苷酸和三个茎构成，而茎区是由互补碱基构成的局部双链结构，将保守的核苷酸包围着构成的催化中心；典型的发夹型结构是由50个核苷酸组成，包括四个螺旋区、三个连接区和两个环。

(2)根据其催化功能的不同，可将核酶分为剪切型核酶和剪接型核酶两大类：

剪切型核酶是只剪不接，能够催化自身RNA或不同的RNA分子切下特异的核苷酸序列；剪接型核酶具有序列特异性的内切核酸酶、RNA连接酶等多种酶的活性，它既能切割RNA分子，也能通过转酯反应形成新的磷酸二酯键，连接切割后的RNA分子。

(3)核酶的生物学意义：

①RNA为生物催化剂，具有重要生物学意义。

②打破了酶是蛋白质的传统观念。

③在生命起源问题上，为先有核酸提供了依据。

④为治疗破坏有害基因，肿瘤等疾病提供手段。17.参考答案：抗终止子是能够在特定位点阻止转录终止的一类蛋白质。依赖ρ因子的终止子上游有抗终止信号(靠近PL的nutL，靠近tR1的nutR)，在RNApol到达终止子之前，抗终止蛋白和nut位点的结合，等待RNApol经过时修饰RNApol的构象，拮抗寄主编码的终止蛋白ρ的活性，使RNApol通过那些依赖ρ的终止子，转录得以继续进行。18.参考答案：蛋白质组是指一种生物或一个细胞、组织所表达的全套蛋白质，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组在生命进程中是动态变化的，会根据时间、空间和环境条件发生显著的变化，因此不同器官、组织或细胞内拥有不同的蛋白质组。19.参考答案：Jacob和Monod通过大量实验及分析提出来的，其内容如下：Z、Y，A基因产物由同一条多顺反子mRNA分子所编码，该mRNA分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵区(0)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，改变其三维构象，使之不能与操纵区相结合，诱发lacmRNA的合成。20.参考答案：A21.参考答案：(1)蛋白质Pull-down的实验原理

利用GST与谷胱甘肽偶联的琼脂糖球珠的亲和性，从混合蛋白质样品中纯化得到相互作用蛋白。利用重组技术将探针蛋白与GST融合，将融合蛋白亲和固化在谷胱甘肽亲和树脂上。当与融合蛋白有相互作用的蛋白通过层析柱时就可被吸附而分离，从而证实两种蛋白间的相互作用或筛选相应的目的蛋白。

(2)蛋白质Pull-down的主要步骤

①GST融合蛋白先与下列蛋白溶液之一孵育，包括：a.单一明确的重组蛋白；b.细胞裂解蛋白混合液；c.体外翻译cDNA表达得到的未知蛋白。

②混合液与谷胱甘肽琼脂糖球珠在4℃反应2h，离心得沉淀。

③沉淀加入LoadingBuffer煮沸3min，高速离心，取上清液进行SDS电泳。

④考马斯亮蓝对SDS胶进行染色，观察特异沉降的蛋白带，接着进行质谱分析确定沉降的蛋白；或对电泳后的胶做Westernblotting来确定沉降的蛋白中是否含有目的蛋白。22.参考答案：在cDNA合成过程中，选用活性较高的反转录酶及甲基化dCTP，在cDNA两端加上不同内切酶所识别的接头序列，可以保证所获得双链cDNA的方向性。23.参考答案：(1)SDS上样缓冲液成分

SDS、还原试剂(二硫苏糖醇或β-巯基乙醇)、溴酚蓝和甘油。

(2)SDS上样缓冲液成分的作用及不加此成分的后果

①SDS

a.作用：SDS是一种阴离子去污剂，作为变性剂和助溶剂。SDS使蛋白质本身的电荷变化被屏蔽，氢键被断裂，疏水相互作用被取消，多肽被去折叠(二级结构被破坏)，最后形成椭球形。

b.如果不加SDS，会使电泳条带出现拖尾、纹理现象。

②还原试剂

a.作用：使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂，蛋白质完全去折叠，只根据亚基分子质量分离。

b.如果不加还原试剂，在高分子质量范围会产生“鬼带”。

③溴酚蓝

a.作用：溴酚蓝作为指示剂，用于指示样品的迁移过程。溴酚蓝呈蓝色，而蛋白质是白色，在SDS-凝胶中不明显，且溴酚蓝的相对分子量比蛋白质(绝大部分)小，电泳时速度比蛋白质稍快，因此当溴酚蓝到达电泳槽底部(可看蓝色调带)时，则电泳结束。

b.如果不加溴酚蓝，则无法分辨蛋白质电泳的条带。

④甘油

a.作用：使样品沉入孔底。

b.如果不加，会使样品漂移影响电泳效果。24.参考答案：FISH技术即荧光原位杂交技术(fluorescenceinsituhybridization)是一种非放射性原位杂交方法，用特殊的荧光素标记DNA探针，在染色体、细胞或组织切片标本上进行DNA杂交，以检测细胞内DNA或RNA特定序列存在与否。

FISH技术和RFLE结合，可以精确地描述染色体长，短臂等结构改变和染色体核型或复杂片段的性质。在基因图谱绘制中，FISH和linkagemapping结合起来即使对具有高度多形态的基因位点也能较精确地确定下来。25.参考答案：D[解析]无义密码子又称终止密码子，不编码任何氨基酸，不能与tRNA的反密码子配对，但能被终止因子或释放因子识别，终止肽链的合成。终止密码子包括UAG、UAA、UGA3种。26.参考答案：(1)2013年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，美国、德国3位科学家詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和托马斯·聚德霍夫(JamesE.Rothman，RandyW.Schekman和ThomasC.Südhof)获奖。

(2)获奖理由是“发现细胞内的主要运输系统——囊泡运输的调节机制”RandySchekman发现了囊泡传输所需的一组基因；JamesRothman阐明了囊泡是如何与目标融合并传递的蛋白质机器；ThomasSüdhof则揭示了信号是如何引导囊泡精确释放被运输物的。

(3)该系统的发现揭示了细胞生理学的一个基础性过程，揭开了细胞物质运输和投递的精确控制系统的面纱，而该系统的失调会带来有害影响，并可导致诸如神经学疾病、糖尿病和免疫学疾病等的发生。27.参考答案：Alternativesplicing的中文名称为选择性剪接，又称可变剪接或变位剪接，是指在个体发育或细胞分化时有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，从而产生出组织或发育阶段特异性mRNA的一种剪接方式。可变剪接可以保证各同源蛋白质之间既具有大致相同的结构或功能域，又具有特定的性质差异，拓展了基因所携带的遗传信息。28.参考答案：套索状结构是在真核生物RNA前体加工过程中，切除内含子时，通过2'，5'-磷酸二酯键形成的一种特征性中间结构。主要在前体mRNA的剪接过程中会形成该结构。29.参考答案：遗传密码经历以下几个破译历程：

(1)三联体密码的提出

1954年，物理学家GeorgeGamov根据DNA中存在四种核苷酸和蛋白质中存在20种氨基酸的对应关系，通过数学推理，得出三个核苷酸编码一个氨基酸的结论。

(2)遗传密码子的验证

①1961年Crick及其同事用噬菌体做实验，证明遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸。

②1961年Nirenberg等人用各种人工合成模板在体外翻译蛋白质的方法破译了遗传密码子；用核糖体结合技术测定密码子中的核苷酸排列顺序，历经4年时间，于1965年破译了编码20种天然氨基酸的密码子。30.参考答案：A31.参考答案：新一代测序较之芯片技术优点主要是高通量、低成本。(1)能够通过对标签SNP进行GWAS(全基因组相关分析)分析找出不与周围SNP连锁的位点；(2)能够对体内大量的体细胞突变进行系统性深度序列分析，阐明疾病的发生机制，服务于个性化医疗；(3)对全基因组有更敏感和更完整的覆盖率，对序列的边界有更好的分辨率，也能区分高度相似的序列；(4)能够大规模鉴定各种顺式调节因子并研究其功能，深入探所各种生命现象的调节机制；(5)可以发现新的转录物和变异体，准确定位转录起始位点；(6)适合小RNA测序，鉴定miRNA并对靶mRNA进行分析。32.参考答案：(1)反式作用因子的结构特点

反式作用因子都含有DNA识别或结合域和转录活化结构域。

①DNA识别或结合域

包括：a．螺旋-转折-螺旋(HTH)结构；b．锌指结构；C．碱性-亮氨酸拉链(bZIP)结构；d．碱性-螺旋-环-螺旋(bHLH)结构。

②转录活化结构域

转录活化域有多种，通常依赖于DNA结合结构域以外的30～100个氨基酸残基。

包括：a．带有负电荷的螺旋结构；b．富含谷氨酰胺的结构；C．富含脯氨酸的结构。

(2)反式作用因子对基因表达的调控

①DNA识别或结合域对基因表达的调控

能够直接地识别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。

②转录活化结构域对基因表达的调控

与其他转录因子相互作用，与DNA特异性区域结合，或者辅助转录。33.参考答案：依赖于ATP的蛋白酶；76；泛素[解析]生物体内蛋白质的降解是一个有序的过程。在大肠杆菌中，蛋白质的降解是通过一个依赖于ATP的蛋白酶(称为Lon)来实现的。当细胞中出现错误的蛋白质或半衰期很短的蛋白质时，该酶就被激活。Lon蛋白酶每切除一个肽键消耗两分子ATP。在真核生物中，蛋白质的降解可能主要依赖于泛素。泛素是一类低相对分子质量的蛋白质，只有76个氨基酸残基，序列高度保守。34.参考答案：肺炎链球菌在老鼠体内的毒性实验；T2噬菌体感染大肠杆菌实验[解析]肺炎链球菌转化感染小鼠实验，得出转化因子是DNA的结论；Hershey的噬菌体侵染细菌实验，进一步得出DNA是遗传物质的载体的结论。35.参考答案：CTD是RNA聚合酶Ⅱ最大亚基末端的羧基端结构域，它是由以七氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser-)为重复单位的高度保守的重复序列组成的，磷酸化是CTD结构的一个非常重要的特点，Ser-2和Ser-5是氨基酸发生磷酸化的两个活跃位点。正是由于CTD结构中具有了这些可发生磷酸化的位点，所以才有了RNA聚合酶Ⅱ的两种不同类型RNAPⅡA和RNAPⅡO型，结构上的不同也直接影响了它们各自的功能：RNAPⅡA与mRNA转录起始的阶段有关，而RNAPⅡO则同转录的延伸过程有关。可以通过构建针对于S2和S5的磷酸化过程相关酶(TFⅡH、CDTK-I、Ser5PPPase)的特异性缺失突变体，检测mRNA转录过程以及mRNA形态的改变，进而检测不同的磷酸化模式的功能。36.参考答案：(1)真核生物转录元件组成

真核生物的转录调控元件主要包括：

①顺式作用元件：启动子和基因的调节序列。

②反式作用因子：能够直接或间接识别或结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质或RNA。

(2)真核生物转录元件分类

①顺式作用元件分类

a．启动子

真核基因启动子是指在基因转录起始位点(+1)及其5'上游100～200bp以内的一组具有独立功能的DNA序列，每个元件长度为7～20bp，是决定RNA聚合酶Ⅱ转录起始位点和转录频率的关键元件。

b．增强子

增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列，增强效应明显且大多为重复序列。

C．沉默子

沉默子是指位于结构基因附近，能抑制该基因转录表达的DNA序列。

②反式作用因子分类

a．转录因子(TF)

包括基本转录因子(识别启动子元件)和转录调节因子(识别增强子或沉默子)。

b．共调节因子

不需要通过DNA-蛋白质相互作用就可参与转录调控。37.参考答案：B[解析]原核生物强终止子结构为富含GC碱基的发夹+polyA链，若polyA突变为polyC，则转录终止效率明显降低。38.参考答案：Mendel的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，他提出的“遗传因子”后被命名为“基因”，而Morgan的基因学说则进一步将“性状”与“基因”相偶联，成为现代遗传学的奠基石。Watson(美)和Crick(英)提出了DNA的反向平行双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。39.参考答案：(1)RNA干扰的分子机制

RNA干扰(RNAi)是利用双链小RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA从而阻断靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失表型的现象。其分子机制是双链RNA(dsRNA)是RNAi的触发物，引发与之互补的单链RNA(ssRNA)的降解，较长双链RNA经过Dicer加工被降解形成21～25个核苷酸的siRNA，并有效地定位目标mRNA。由siRNA中的反义链指导合成RISC(RNA诱导的沉默复合体)的核蛋白体，再由RISC介导切割目的mRNA分子中与siRNA反义链互补的区域，从而实现干扰靶基因表达的功能。

(2)RNA干扰的应用前景

RNAi主要维持基因组稳定、抑制转基因表达和保护基因组免受外源核酸侵入。应用前景如下：

①基因功能分析。RNAi技术投入少、周期短、操作简单，适用于大规模筛选定位新的功能基因，使转基因动物的构建更简便，为基因功能研究开辟新的途径。

②信号传导通路和细胞生长分化过程的研究。

③确认新的药物靶标的工具。

④基因治疗。RNAi技术可以特异性抑制基因表达，有望用于癌症、病毒感染、基因病等疾病，例如用于治疗艾滋病和丙型肝炎等病毒性疾病。

⑤用于基因改造、基因敲除和基因表达调控。40.参考答案：参与DNA复制的酶和蛋白质及其功能如下：

(1)DNA聚合酶：以母链DNA为模板，以四种dNTP为底物，催化新链不断延长，合成起始时需要引物提供3'—OH。此外，DNA聚合酶还有核酸外切酶活性。

(2)解旋、解链两类：包括DNA解链酶、单链结合蛋白和拓扑异构酶。

①DNA解链酶：能使双链DNA碱基对之间的氢键解开，每解开一对碱基，需消耗2个ATP。大部分DNA解链酶可沿后随链模板的5'→3'方向并随着复制叉前进而移动。

②单链结合蛋白：单链结合蛋白可以在远低于解链温度时使双链DNA分开，并牢牢地结合在单链DNA上，保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构，它以四聚体形式存在于复制叉处，待单链复制完成后才离开，重新进入循环。

③拓扑异构酶：在复制过程中，随着DNA的解旋，双螺旋的盘绕数减少，而超螺旋数增加，使正超螺旋增加，未解链部分的缠绕更加紧密，形成的压力使解链不能继续进行。拓扑异构酶能够消除解链造成的正超螺旋的堆积及阻碍解链继续进行的压力，使复制得以延伸。

(3)引发酶：是一种特殊的RNA聚合酶，该酶以DNA为模板，催化合成一段RNA链即引物，复制时由DNA聚合酶从RNA引物3'端开始合成新的DNA链。

(4)DNA连接酶：连接DNA链3'—OH末端和另一DNA链的5'-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。41.参考答案：弱化作用是一种转录翻译调控机制，核糖体沿着mRNA分子的移动的速率决定转录是进行还是终止。色氨酸操纵子中存在弱化作用，其中起信号作用的是色氨酰-tRNA的浓度。

(1)低色氨酸浓度时，tRNATrp少，翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区(或停留在两个相邻的色氨酸密码子处)，这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。

(2)高色氨酸浓度时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就到达2区，使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎一环状终止子结构，转录停止，色氨酸合成终止。42.参考答案：(1)基本原理：在活细胞状态下固定蛋白质-DNA复合物，并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过免疫学方法沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得能真实、完整地反映蛋白质与DNA相互作用的信息。

(2)基本过程：甲醛处理细胞，使DNA和蛋白质固定在交联状态→超声或酶法等处理，获得一定长度范围内的染色质小片段→加入目的蛋白的抗体，与靶蛋白-DNA复合物相互结合→加入ProteinA，结合抗体-靶蛋白-DNA复合物，并沉淀→对沉淀下来的复合物进行清洗，除去一些非特异性结合→得到富集的靶蛋白-DNA复合物→解除交联，对纯化富集的DNA-片断进行PCR检测与分析，获得蛋白质与DNA相互作用的信息。43.参考答案：拓扑异构酶是指通过切断DNA链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变两条链的环绕次数的酶。在复制过程中，随着DNA的解旋，双螺旋的盘绕数T减少，而超螺旋数W增加，使正超螺旋增加，未解链部分的缠绕更加紧密，形成的压力使解链不能继续进行。拓扑异构酶能够消除解链造成的正超螺旋的堆积，消除阻碍解链继续进行的压力，使复制得以延伸。44.参考答案：D[解析]A项，1962年，Wason(美)和Crick(英)因为在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共获诺贝尔生理学或医学奖。B项，1993年，Mullis由于发明PCR仪而与加拿大学者Smith(第一个设计基因定点突变)共享诺贝尔化学奖。C项，2006年，美国科学家Fire和Mello揭示控制遗传信息流动的机制——RNA干扰而获诺贝尔生理学或医学奖。45.参考答案：(1)成功提取mRNA，最关键的问题是抑制RNase酶活性。原因如下：

mRNA呈单链状，容易受到核酸酶的攻击。RNase酶非常稳定，是导致RNA降解最主要的物质。对RNA的操作要求比DNA操作更严格，要保证实验环境、所用器皿及溶液均没有RNA酶的污染，因此提取mRNA时最关键的问题是抑制RNase酶活性，如必须带手套等。

(2)从总RNA中分离mRNA的原理如下：

①常用异硫氰酸胍-苯酚抽提法提取总RNA。原理是：Trizol试剂主要由异硫氰酸胍和苯酚组成，其中异硫氰酸胍可裂解细胞，促使核蛋白体的解离，使RNA与蛋白质分离，并将RNA释放到溶液中。当加入氯仿时，它可抽提酸性的苯酚；而酸性苯酚可促使RNA进入水相，离心后可形成水相层和有机层，使RNA与仍留在有机相中的蛋白质和DNA分离开。水相层主要为RNA，有机层主要为DNA和蛋白质。

②常用寡(dT)-纤维素柱层析法获得高纯度mRNA。原理为：利用mRNA3'末端含有poly(A)的特点，当RNA流经寡(dT)纤维素柱时，在高盐缓冲液的作用下，mRNA被特异性地结合在柱上，再用低盐溶液或蒸馏水洗脱mRNA。经过两次寡(dT)纤维柱后可得到较高纯度的mRNA。具体操作是：用polyATTractmRNA分离系统将生物素标记的寡(dT)引物与细胞总RNA温育，加入与微磁球相连的抗生物素蛋白以结合poly(A)mRNA，通过磁场吸附作用将po