分子生物学复习题答案

结论

一、名词说明：

▲1.分子生物学：是一门在分子水平上探讨生命现象、生命本质、生命活

动及其规律的科学。主要对遗传、生殖、生长和发育等生命特征的分子机

理进行阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和供应新手段。

2.功能基因学：基因组功能信息的提取、鉴定和开发利用，以及及此相关

的数据资料、基因材料和技术手段的贮存和运用。

二、问答题

▲1.分子生物学及生物化学的关系及区分：

分子生物学及生物化学关系最为亲密，称为“生物化学及分子生物学。

但两者还是有区分：①生物化学是从化学水平探讨生命现象，主要探讨生

物分子的结构，新陈代谢及生理功能。②分子生物学是从分子水平探讨生

命现象，主要探讨核酸及蛋白质的结构及功能，生命信息的传递和调控。

▲2.人类基因组安排参与参与国？人类基因组作几张图？

参与国：中国、美国、日本、英国、法国、德国六个国家。

图谱：遗传图谱、物理图谱、转录图谱、序列图谱。

3.功能基因学探讨内容？

功能基因学是指基因组功能信息的提取、鉴定和开发利用，以及及此用关

的数据资料、基因材料和技术手段的贮存和运用。探讨内容包括：探讨基

因结构，鉴定基因编码序列和调控序列；阐明全部基因产物的功能；探讨

基因表达的调控机制，分析基因及基因产物的相互作用，绘制基因表达调

控的网络图；在基因组水平上比较生物，揭示生命起源和进化。

蛋白质和蛋白质组学

名词说明

▲盐析：高浓度中性盐使蛋白质从溶液中析出沉淀的方法

▲蛋白质变性：在一些因素平衡，蛋白质的自然构象被破坏，从面导致其

理化性质变更，生物活性丢失的现象。

▲亚基：在有些蛋白质由几条甚至几十条肽链构成，肽链之间没有共价键

连接，每一条肽链都形成相对独立的三级结构称为亚基

构象：指一类不涉及共价键变更的立体结构。如蛋白质的一、坏蛋三、级

结构。

构型：指一类涉及共价键变更的立体结构如氨基酸和L-型和D-型。

▲模序：在很多蛋白质分子中，可出现两个或三个具有二级结构的肽段，

在空间上相互靠近，形成一个具有特别功能的空间结构。

▲协同效应：指一个亚基及其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基

及配体的结合实力

变构效应：一个蛋白质分子中的一个亚基及其配体结合后，引起亚基构象

发生变更，这种现象叫做变构效应

▲蛋白伴侣：在细胞骨参及其他多肽链的折叠的组装和组装完毕后及之分

别，并不成为所组装蛋白质的组成成分。

▲蛋白印迹：把电泳分别的蛋白组分转到固定膜（如硝酸纤维素膜、尼龙

膜或PVDF膜）上的技术。

▲蛋白质组：是在一种细胞内存在的全蛋白质，包括了基因组表达的蛋白

质和修饰后的各种形式的蛋白质，是细胞内全部蛋白质的集合体。

蛋白质变构是寡聚蛋白及配基结合变更蛋白质的构象，导致蛋白质生物

活性变更的现象。

简答题：

1为什么说蛋白质是生命的物质基础？

蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。从最简洁

的病毒到最困难的人体，凡是生物体无不含有蛋白质。不同蛋白质具有不

同的生理功能。例如：体内新陈代谢所进行的各种化学反应几乎都要由酶

来催化，而酶的化学本质就是蛋白质；肽类激素和蛋白质激素参及信号转

导和代谢调整；免疫球蛋白和干扰素参及机体的免疫爱护。此外，物质转

运、肌肉收缩、血液凝固、损伤修复、生长和繁殖、遗传和变异甚至高等

动物的识别和记忆、感觉和思维等生命现象均有蛋白质参及完成。因此,

一切生命活动都离不开蛋白质。

▲2.蛋白质平均含氮量多少？如何依据测出的含氮量计算样品中蛋白质

的含量？

蛋白质主要有C、H、0、N四种元素组成，有些蛋白质还含有S、P,还有些

蛋白质含有Fc、Cu、Mn、Co、Mo和I等。N是蛋白质的特征性元素，各种

蛋白质的含氮量很接近，平均值为16%,所以只要测定生物样品的含氮量

就可以大致算出其蛋白质含量：

生物样品蛋白质含量二样品含氮量X6.25,式中6.25是16%的倒数，为1

克N所代表的蛋白质的量（克）

▲3.组成人体蛋白质的氨基酸都是L-a-氨基酸，共有多少种，据R基的极

性可分为哪几类?

在20种标准氨基酸中只有脯氨酸为亚氨基酸，其他氨基酸都是a-氨基酸。

据R基极性及水溶性可分为以下几类：

①非极性疏水R基氨基酸：这类氨基酸有九种，其R基是非极性疏水的。

其中异亮氨酸、亮氨酸、缀氨酸和丙氨酸的R基在蛋白质分子内可以通过

疏水作用结合在一起，以稳定蛋白质结构。甘氨酸的结构最简洁，它的R

基太小，因而及其他氨基酸无疏水作用。甲硫氨酸是两种含硫氨基酸之一,

它的R基含有非极性甲部基。脯氨酸R基形成环状结构，这种结构具有刚

性，在蛋白质的空间结构中具有特别意义。

②极性不带电荷R基氨基酸：这类氨基酸共六种，其R基是极性亲水的,

可以及水形成氢键（半氨酸除外）。因此，及非极性疏水R基氨基酸相比

它们较易溶于水。丝氨酸和苏氨酸的极性源于其羟基，半胱氨酸源于其筑

基，天冬酰胺和谷氨酰胺则源于其酰胺基。

③带正电荷R基氨基酸:这类氨基酸有三种，其中赖氨酸R基所含的氨基、

精氨酸R基所含的胭基和组氨酸R基所含的咪噪基在生理条件下可以结合

氢离子而带正电荷。组氨酸咪哇基的PK=6,接近pH7,所以在酶促反应中咪

睫基既可以作为氢离子供体也可以作为氢离子受体，发挥多元催化作用。

▲4.氨基酸主要理化性质有哪些？蛋白质分子中氨基酸间的作用力除肽

键外，还有次级键，次级键包括哪些？它们在蛋白质空间结构中起什么作

用？

氨基酸的性质：

①紫外汲取特征：依据氨基酸的汲取光谱，色氨酸和酪氨酸在280nm波长

旁边存在汲取峰。由于大多数蛋白质含有酪氨酸和色氨酸，所以测定蛋白

质溶液对280nm紫外线的吸光度可以快速简便地分析溶液中蛋白质含量。

②两性解离及等电点：氨基酸都含有氨基和峻基，氨基可以结合氢离子而

带正电荷，毂基可以结合氢离子而带负电荷，所以氨基酸是两性电解质，

氨基酸的这种解离特性成为两性解离。在生理条件下，氨基酸是一种同时

带两种电荷的离子，这种离子称为兼性离子。

③荀三酮反应：氨基酸和水合荀三酮发生氧化反应和缩合反应，最终生成

蓝紫色化合物，该化合物在570nm波长存在汲取峰。玮三酮反应可以用于

氨基酸定量分析。

蛋白质的自然构象是由多种化学键共同维持的，这些化学键包括肽键、二

硫键、氢键、疏水作用、离子键、范德华力，后四种化学键属于非共价键。

次级键及其作用：

①二硫键：胱氨酸含有二硫键，其作用是稳定蛋白质三级结构。

②氢键：是蛋白质分子内数量最多的非共价键。是维持蛋白质二级结构稳

定的主要化学键。

③疏水作用：是指疏水性分子或基团为削减及水接触而彼此聚集的一种相

对作用力。疏水作用对稳定蛋白质构象特别重要，蛋白质分子内部主要聚

集了疏水性氨基酸。其作用为稳定蛋白质三级结构。

④离子键：蛋白质分子内包含可解离带电基团，带电基团之间存在着离子

的相互作用，表现为同性电荷排斥，异性电荷吸引。稳定蛋白质三级结构。

⑤范德华力：是任何两个原子保持范德华半径距离时都存在的一种作用力。

▲5.蛋白质的二级结构都有哪些？

a螺旋：肽平面围绕％旋转盘绕形成右手螺旋结构，称a螺旋。螺旋上升

一圈大约须要3.6个氨基酸，螺距0.54nm,螺径0.5nm。氨基酸R基分布

在螺旋外侧，碱基及氢键在内侧，氢键维持结构稳定。

B折叠：多肽链局部肽段的主链呈锯齿状伸展状态，称之。一个B折叠单

位包括两个氨基酸，其R基交织排列8折叠两侧。相邻8折叠肽段的肽键

之间形成的氢键是维持B折叠稳定性的主要作用力。

B转角：位于肽链进行回折时的转角部位，由四个氨基酸构成，其中其次

个常为脯氨酸，第一个氨基酸黑基0和第四个氨基酸氨基H形成氢键。

无规则卷曲：蛋白质多肽链的一些肽段的构象没有规律性，称为无规则卷

曲。

超二级结构：又称模体，是指二级结构单元进一步聚集和组合在一起，形

成规则的二级结构聚集体。其形成进一步降低了蛋白质分子的内能，使其

更加稳定，它是蛋白质在二级结构基础上形成三级结构时经过的一个新的

结构层次。

▲（测量蛋白质一级结构的主要意义）6.试述蛋白质一级结构和空间结构

及功能的关系。举例说明？

蛋白质一级结构确定其构象，进而确定其生理功能。变更蛋白质一级结构

可以干脆影响其功能。

①蛋白质一级结构确定其构象：每一种蛋白质分子都有自己特定的氨基酸

组成和排列依次即一级结构，蛋白质的一级结构包含了指导其形成自然构

象所需的全部信息。例如：核糖核酸酶由124个氨基酸组成，其中8个半

胱氨酸，它们在分子内形成4个二硫键。用筑基乙醇和尿素处理核糖核酸

酶，可以还原二硫键，破坏非共价键，使肽链完全绽开，结果酶的催化活

性完全丢失。假如用透析法出去筑基乙醇和尿素，可以重新形成二硫键和

非共价键，重新形成活性构象，核糖核酸酶的催化活性和理化性质也完全

复原。

②同源蛋白质存在序列同源现象：不同种属来源的一些蛋白质的氨基酸序

列特别类似，构象也相像，功能也一样，这些蛋白质称为同源蛋白质。

③变更蛋白质一•级结构可以干脆影响其功能：基因突变变更蛋白质的一级

结构，从而变更蛋白质的生物活性甚至生理功能而导致疾病。由基因突变

造成的蛋白质结构或合成量异样而导致的疾病成为分子病。例如：镰状细

胞病是由血红蛋白分子结构异样而导致的分子病。正常成人血红蛋白是

HbS,HbS的B亚基及HbA相差一个氨基酸，即N端6号谷氨酸被缴氨酸取

代。谷氨酸R基石极性的，带一负电荷；而缀氨酸R基是非极性的，不带

电荷。因此HbS比HbA少两个负电荷，并且极性低。正是这种变更使得HbS

的溶解度降低，在脱氧状态下能形成棒状复合体，使得红细胞扭曲成镰状,

这一过程会损害细胞膜，使其易被脾脏清除，发生溶血性贫血。

▲7.引起蛋白质变性的因素有哪些？

蛋白质变性(proteindenaturation)是指蛋白质在某些物理和化学因素

作用下其特定的空间构象被变更，从而导致其理化性质的变更和生物活性

的丢失，这种现象称为蛋白质变性。变性作用是蛋白质受物理或化学因

素的影响，变更其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结

构和三级结构有了变更或遭到破坏，都是变性的结果。能使蛋白质变性的

化学方法有加强酸、强碱、重金属盐、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白质

变性的物理方法有加热(高温)、紫外线及X射线照耀、超声波、猛烈振荡

或搅拌等。

▲8.蛋白质胶体溶液的稳定因素是什么？

蛋白质溶液是一种比较稳定的胶体溶液，电荷和水化膜是其主要稳定因素。

假如这两种因素被破坏，就会导致蛋白质沉淀。沉淀蛋白质的方法有盐析、

重金属离子沉淀、生物碱试剂及某些酸类沉淀、有机溶剂沉淀。

▲9.镰刀形贫血是怎么样引起的？

镶状细胞病是由血红蛋白分子结构异样而导致的分子病。正常成人血红蛋

白是HbS,HbS的B亚基及HbA相差一个氨基酸，即N端6号谷氨酸被缴

氨酸取代。谷氨酸R基石极性的，带一负电荷；而缀氨酸R基是非极性的，

不带电荷。因此HbS比HbA少两个负电荷，并且极性低。正是这种变更使

得HbS的溶解度降低，在脱氧状态下能形成棒状复合体，使得红细胞扭曲

成镰状，这一过程会损害细胞膜，使其易被脾脏清除，发生溶血性贫血。

▲10分别纯化蛋白质的意义：

探讨蛋白质的结构及功能:要求纯度高，不变性；

提取活性的酶或蛋白质：必需保持自然活性状态；

作为药物或食品添加剂：纯度要求一般。

一般步骤：材料的选择一原料的预处理一蛋白质的提取一从抽提液中沉淀

蛋白质一

纯化一蛋白质的结晶。

11氨基酸序列是蛋白质功能的分子基础

一级结构是探讨间接的基础，包含了形成特定空间结构所须要的全部信

息;

蛋白质氨基酸序列的变更是众多遗传病的物质基础；

探讨氨基酸序列的相像性可以阐明物种之间的进化关系，可以为人工

合成蛋白质供应参考须序。

A12.引起蛋白质变性的因素包括物理因素和化学因素。物理因素有高温、

高压、振荡、紫外线和超声波等；化学因素有强酸、强碱、乙醇、丙酮、

尿素、重金属和去污剂等。在保存蛋白质生物制品时须要主要避开及上述

因素接触。

▲13.蛋白质及玮三酮、双缩喔及酚试剂可发生呈色反应。及玮三酮反应

呈紫蓝色；及双缩胭反应呈红色；及酚试剂反应呈深蓝色。通常用于蛋白

质定量分析。

第二早

名词说明

▲核甘-一戊糖及嗑咤或喋吟碱基以糖背键连接就称为核昔。

▲核苜酸一-核甘分子中的戊糖羟基及磷酸通过磷酸酯键结合就形成了核

甘酸。

▲核酸---很多核昔酸通过3,5:磷酸二酯键连接形成的高分子化合物。

▲核酸的一级结构--核酸分子中核甘酸或者脱氧核甘酸残基的排列依次。

▲回文序列--DNA某一片段旋转180。后依次不变的序列。回文序列中的

单链可形成发夹结构。

组蛋白-一真核生物染色体上的基本结构蛋白，属碱性蛋白，有五种，即

HlH2AH2BH3H4。

▲非组蛋白-一染色体基本结构的别种蛋白，属酸性蛋白质。

▲核小体--染色体的基本结构单位。

单顺反子一-真核生物的一段mRXA一般只是一种蛋白质合成的模板，这种

iiiRNA被称为单顺反子。

多顺反子一-原核生物的一种mRXA往往能编码功能相关的几种蛋白质，这

种mRNA被称为多顺反子。

▲卫星DNA--DNA的主峰旁显示一个小峰,此小峰称为卫星峰，即卫星DNAo

逆转座子--在基因组内存在着通过DNA转录为RNA后，再经逆转录成

为cDNA并插入到基因组的新位点上的因子，被称为逆转座子

（retrotransponsons）o是真核生物基因结构中重复序列中的一类可移动

的片段，它们可能在进化过程中发挥重要作用。

结构基因一-（资料答案）在真核细胞中，除组蛋白外，其他全部蛋白质

都是由DNA中这种单拷贝序列确定的。这种序列大小不等，每一个依次确

定一个蛋白质的结构。《正确答案》结构基因是确定合成某一种蛋白质或

RNA分子结构相应的一段DNAo结构基因的功能是把携带的遗传信息转录

给mRNA（信使核糖核酸），再以mRXA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋

白质或RNA。

内含子--真核生物基因经过转录加工时被切除的RNA序列和相对应的DNA

序列（RP：不变码蛋白质的间隔序列工

外显子--真核生物基因经过转录加工后保留于mRNA中的序列和用应

的DNA序列（即：编码蛋白质的间隔序列）。

▲核酶（ribozyme）——具有催化活性的RNA,即化学本质是核糖核酸（RNA）,

却具有酶的催化功能。

基因--有遗传效应的DNA片段，是限制生物性状的基本遗传单位。其本

质是DNA序列，能表达肯定的功能产物，产物包括蛋白质和RNA。

染色体组--生物体细胞内一套完整的染色单体。

基因组-一基因组指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部

DNA分子。

断裂基因--真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区相互间隔开

但乂连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成

的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因(splitcgene)。

假基因--原始活化基因突变，形成稳定的无活性的拷贝。之所以不能产

生有功能的产物是因为：启动子错误；剪接信号缺陷；框架中引入了终止

信号；插入或缺失导致移码等。

转座子--转座子是一类在细菌的染色体，质粒或噬菌体之间自行移动的

遗传成分，是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列。它

是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。

▲单核甘酸多态性—单核甘酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,

SNP),主要是指在基因组水平上由单个核甘酸的变异所引起的DNA序列多

态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。(SNP所表现的多态性只涉

及到单个碱基的变异，这种变异可由单个碱基的转换(transition)或颠换

(transversion)所引起，也可由碱基的插入或缺失所致。但通常所说的SNP

并不包括后两种状况。)

问答题

▲核酸有什么功能？

答：核酸是生物大分子，自然存在的核酸包括DNA和RNA两大类。DNA主

耍存在于核内，是遗传信息的携带者，及生物的繁殖、遗传及变异有亲密

关系。RNA主要存在于胞质中，主要参及蛋白质的合成。对于某些病毒，

RNA是遗传物质。

▲DNA碱基组成的共同规律是什么？

答：a无论来源种属如何，DNA碱基组成中A摩尔含量二T摩尔含量，G=C,

A+G=C+TO

b不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在A+T/G+C比值的不同。

c同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同。

d一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、养分状态或者环境变更而变

更。

▲3,DNA及RNA的基本组成单位各是什么？

答：DNA的基本组成单位是脱氧核甘酸，脱氧核糖+碱基(ATCG)十磷酸；

RNA的基本组成单位是核甘酸，核糖+碱基(AUCG)+磷酸。

▲4,DNA双螺旋结构的特点？

答：a反向平行,右手螺旋，大沟(1.2nm),小沟(0.6nm)；

b碱基在螺旋内侧，磷酸核糖的骨架在外侧；

c直径2nm,螺距3.4nm,一圈10个碱基对；

dA,T间形成两个氢键，G,C间形成三个氢键，碱基对垂直于双螺旋轴居

于双螺旋内侧；

e氢键从横向，碱基堆砌力从纵向稳定双螺旋。

5,DNA三级结构的生物学意义？

答：DNA的三级结构是超螺旋结构。分为负超螺旋，正超螺旋，环状双链

超螺旋。其生物学意义：

a超螺旋DNA具有更紧密的形态，因此在DNA组装中具有重要作用；

b使DNA的结构具有动态性，超螺旋的程度介导了这种结构的变更，这有

利于其功能的发挥；

cDNA是一•种热力学上的稳定结构，超螺旋的引入提高了他的能量水平。

▲6,细胞内的RNA主要有哪三种？各有何特点？

答：mRNA,tRNA,rRNA三种。特点：

mRNA:l）mRNA从DNA转录遗传信息指导蛋白质的合成；2）种类多，分子大

小不均，差异大，寿命短；3）在真核生物mRNA的3,末端有多聚腺甘酸

结构，5,末端以7-甲基鸟喋吟-三磷酸核甘为起始结构。

tRNA:l）tRXA是蛋白质合成中的氨基酸的载体，将氨基酸转呈给mRNA;2）

含有多种稀有碱基；3）（茎环结构）具有形似三叶草的二级结构和到L型

的三级结构；4）3'末端是CCA-OH结构，连接氨基酸；5）反密码子识别

mRNA的密码子。

rRNA:l）参及蛋白质合成的场所核糖体的组成；2）胞内含量最多，含G最

多，合成代谢较慢；3）各种rRNA分子都由一条多核甘酸链构成，核甘酸

残基及其依次各不相同，有特定的二级结构，也可以形成三级结构。

7,RNA的二级结构分为五部分，各部分的作用？

答：RNA二级结构为三叶草形。有氨基酸臂；DHU环；反密码环，T6C环；

额外环。1）氨基酸臂上的寸CCA-OH结构有连接氨基酸的作用；2）反密

码环上的反密码子可以解读密码子，把正确的氨基酸引入合成位点；3)

其他部分的作用是维持RNA的空间结构和帮助实现RNA生物学功能。

▲8,核酶的特点及生理学意义？

答：特点：1)化学不质为RNA；2)分子大小不一，每种核酶分子都有自

己的活性序列或活性中心；3)催化效率比蛋白酶低；4)催化活性也具有

特异性;5)Mg2+及维持核酶的活性中心的构象有关，故核酶催化反应时须

要镁离子参与；6)核酶的底物种类比较少，大都是自身RNA。

意义：1)使我们对R\A的生理功能有了进一步相识；2)其催化活性的发

觉对于了解生物进化过程有着重要意义；3)依据核酶活性中心的结构特

点，可以人工改造核酶，用于降解病原体。核酶作用己经成为基因治疗的

策略之一。

9,原核生物mRNA和真核生物mRNA的结构有何特点？

答：原核生物：1)大多为多顺反子；2)在编码序列间有间隔序列，在5,

3'端有非翻译区；3)一般不含修饰核苜酸。

真核生物：为单顺反子，有帽子和尾巴结构。1)5,帽子：真核生物mRNA

的核甘酸几乎都是通过3，-5,-磷酸二酯键连接，但5,端的两个核昔

酸例外，是由核糖的5,-羟基通过一个三聚磷酸连接，而且5,端的核昔

酸都是甲基化鸟甘酸，该结构称为真核生物mRNA的帽子，用m7GpppNp表

示。2)3'poly(A)尾：除组蛋白以外,真核生物mRNA的3'端都有poly(A)

序列，其长度因mRNA不同而异，一般为80-250个腺甘酸，称为poly(A)

尾。

10,原核生物基因组的结构特征

答：1）通常由单一闭环的双链DNA分子构成，形成类核；2）DNA只有一

个复制起点；3）所含基因数量多，且形成操纵子结构；4）编码序列一般

不重叠；5）基因是连续的，无内含子；6）编码序列约占基因组的50怅7）

非编码序列主要是一些调控序列；8）多拷贝基因很少；9）基因组中存在

转座子；10）DNA分子中存在各种特异序列，包括复制起点、复制终止区、

转录的启动子和终止子等。

11，真核生物基因组的结构特征

答：1）DNA为线性分子，其末端序列构成端粒；2）DNA有多个复制起点；

3）真核生物有完整的细胞核、染色体结构;4）每一种真核生物的染色体数

目都是肯定的，体细胞一般是二倍体；5）基因组序列90%以上是非编码序

列；6）基因组含大量的重复序列；7）真核生物的基因是断裂基因；8）转

录产物是单顺反子mRNA;9）基因组中存在各种基因家族；10）真核生物DNA

存在转座子，其中一部分转座子的转座机制及原核生物相像。

四章

▲DNA半保留复制是：DNA在进行复制的时候链间氢键断裂，双链解旋分

开，每条链作为模板在其上合成互补链，经过一系列酶（DNA聚合酶、解

旋酶、链接酶等）的作用生成两个新的DNA分子。子代DNA分子其中的

一条链来自亲代DNA,另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。

▲领头链顺解链方向连续复制下去的子链，其复制是连续进行的，所得

到一条连续片段的子链。

▲随从链复制方向及解链方向相反，须等待解开足够长度的模板链才能

接着复制，所得到一条友不连续片段组成的子链。

半不连续复制：DNA复制时，前导链上DNA的合成是连续的，后随链上是

不连续的，故称为半不连续复制。

▲冈崎片段，相对比较短的DNA链(大约1000核苜酸残基)，是在DNA的

滞后链的不连续合成期间生成的片段

▲逆转录过程是依靠RNA的DNA合成作用；以RNA为模板，由dNTP(dATP、

dGTP、dCTP、dTTP)聚合成DNA分子

点突变指DNA分子上一个碱基的变异

转换发生在同型碱.基之间，即噂吟代替另一喋吟，或嚏噬代替另一暗噬。

颠换发生在异型碱基之间，即喋吟换成嗜咤，或嗒咤变喋吟

O

框移突变在为蛋白质编码的序列中假如缺失或插入核甘酸，则发生读框

移动，使其后译读的氨基酸序列全部混乱，这种现象称框移突变

▲端粒(Telomere)是真核生物染色体末端的一种特别结构，其实也是DNA,

只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNAo

▲端粒酶(Telomerase)是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体，

属于逆转录酶，只存在于真核细胞中

细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因限制的细胞自主的有序的死亡

一试述DNA损伤和修复的几种类型

DNA损伤也称为DNA突变，包括以下几个类型。

点突变一一指DNA分子上一个碱基的变异

转换发生在同型碱基之间，即噂吟代替另一噂吟，或喀咤代替另一喀咤。

颠换发生在异型碱基之间，即喋吟换成喀咤，或喀咤变喋吟。

（二）缺失、插入、框移突变

1缺失：一个碱基或一段核甘酸从DNA大分子上消逝。2、插入：原

来没有的碱基或一段核甘酸链插入到DNA大分子中间。框移突变

重排DNA分子内发生较大片段的交换。

☆DNA修复是对已发生分子变更的补偿措施，使其复原为原有的自然状态。

主要类型：

光修复、切除修复、重组修复、SOS修复

二简述端粒和端粒酶的作用及其在DNA复制中的意义

端粒真核生物染色体显性DNA分子末端的结构。维持染色体的

稳定性，维持DNA复制的完整性。

端粒酶合成端粒DNA。复制终止时，染色体线性DNA末端确有可

能缩短，但通过端粒酶的作用，可以补偿这种由去除引物引起的末端缩短。

第五章

RNA的生物合成

一.名词说明

▲.转录：生物体以DNA为模板，4*NTP为原料，在DNA指导下的RNA聚合

酶的催化下，合成RNA的过程。

▲.不对称转录：是指以双链DNA中的一条链作为模板进行转录，从而将

遗传信息由DNA传递给RNA。对于不同的基因来说，其转录信息可以存在

于两条不同的DNA链上。

二.问答题

1.试从模板、参及酶、合成方式、合成原料、产物、等几个方面叙述DNA

复制及转录的异同点。

分类

模板

合成方式

合成原料

参及酶

产物

DNA复制

单链DNA

半保留复制

dNTP

DNA聚合酶，拓扑异构酶，引物酶，DNA连接嗨,

DNA

DNA转录

单链DNA

选择性转录

NTP,Mg离子,Mn离子

RNA聚合酶

RNA

2.试述逆转录的基本过程

以RNA为模板，在逆转录酶的参及下生成DNA-RNA杂化双链，杂化双链在

RNA酶的作用下生成单链DXA,单链DNA再在逆转录酶的参及下生成双链

DNA的过程。

蛋白质的生物合成

一.名词说明

▲1.密码子：mRNA分子上，从5'-3',每3个相邻的碱基构成三联体，

分别代表某种氨基酸或肽链合成的起始信号或终止信号，这种三联体称为

遗传密码。

2.反密码子:位于tRNA二级结构及-C-C-A三联体相反一端称为反密码子，

其中间三个碱基构成反密码子，反密码子能分辨mRNA分子中的密码子，

把aa（氨基酸）转运到肯定的位置上。

3.核糖体循环：在翻译起始复合体形成的基础上，活化氨基酸在核蛋白体

上反复翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽的循环反应过程。

二.问答题

1.什么是遗传密码的通用行

大量探讨证明，整个生物界从低等到高等生物基本上都运用同一套遗传密

码，这说明生命有共同的起源。不过，个别遗传密码有变异，例如，在人

线粒体DNA中，UGA不是终止密码子，而是编码色氨酸。

2.什么是遗传密码的方向性

指信使RNA(mRNA)分子上从5'端到3'端方向,由起始密码子AUG起先,

每三个核甘酸组成的三联体。它确定肽链上每一个氨基酸和各氨基酸的合

成依次，以及蛋白质合成的起始、延长和终止。

3.什么是遗传密码的连续性

在mRNA的编码区，每个碱基都参及构成一个密码子，即密码子之间没有

标点符号，每个碱基只参及构成一个密码子，即密码子之间没有重叠，因

此，假如发生插入或缺失突变，并且插入或缺失的不是3n个碱基，突变

点之后就会发生移码突变。

4.什么是遗传密码的简便性

指不同密码子可以编码同--种氨基酸，并且只编码1种氨基酸。

5.简述氨基酸的活化过程

氨基酸活化指氨基酰-tRNA合成酶的催化下，消耗ATP,生成氨基酰TRNA

的过程，须要镁离子的参及，活化过程如下：

6.简述核糖体循环过程

整个核糖体循环过程包括起始、延长、终止三个阶段，在进行蛋白质合成

以前，核糖体的大小两个亚基是分别的，当进行蛋白质的生物合成时，在

起始因子的作用下才及mRNA的起始密码子部位聚集在一起，经过延长阶

段的进位、成肽和转位三个步骤使肽链不断延长，直到出现终止密码子，

然后在释放因子的作用下，多肽链被水解下来，大小亚基解聚，又在mRNA

的起始部位重新聚合，参及另一条多肽链的合成，构成一个循环，称为核

糖体循环。

7.什么是多核糖体循环

在一条mRNA链上可同时结合多个核糖体，即多个核糖体可在一条mRNA链

上同时合成几条多肽链，称为多核糖体循环，越是接近mRXA3,一端的核

糖体，其合成的多肽链越长。多核糖体循环大大提高了翻译的效率。

基因表达及其调控

基因表达及其调控

1.名词说明

▲基因表达：是基因通过转录和翻译等一系列困难过程，指导合成具有特

异生物功能的产物。

▲基因组:是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。

▲管家基因：某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不行少，这类基

因在一个生物个体的几乎全部细胞中持续表达，通常称之为管家基因。

▲操纵子：是原核生物绝大多数基因的表达单位，即一个转录单位。

▲顺式作用元件：指参及调控存在于同一DNA分子中的基因转录活性的特

异碱基序列。

启动子：是结构基因上游的能够结合RNApol的DNA序列。

增加子：指真核细胞中能够增加启动子转录活性的特异DNA碱基序列。

▲反式作用因子：指能够干脆或间接及顺式作用元件结合，调控特异基因

转录的一类调整蛋白。

可诱导基因：在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活而开放或增加表

达，是基因表达产物增加，这种基因是可诱导的。

▲可阻遏基因：在特定环境信号刺激下，假如相应的基因对环境信号应答

时被抑制，而关闭或降低表达的基因，这种基因是可阻遏的。

2.问答题

(1)什么叫基因表达？举例说明基因表达的阶段特异性和组织特异性。

答：基因表达：基因转录为RNA及翻译为蛋白质的过程。

基因表达的时间特异性是指基因表达严格依据特定的时间依次发生,

以适应细胞或个体分化、发育各阶段的须要，故又称阶段特异性。如一个

受精卵含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息，在个体发育分化的各个

阶段，各种基因高度有序地表达，一般在胚胎时期基因开放的数量最多，

随着分化发展细胞中某些基因关闭、某些基因转向开放。基因表达的

空间特异性是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表

达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的

细胞或组织器官，故乂称为细胞特异性或组织特异性。例如肝细胞中涉及

编码鸟氨酸循环酶类的基因表达水平高于其他组织细胞，其中某些酶(如

精氨酸酶)为肝脏所特有，这些酶蛋白的基因表达均呈细胞特异性。

(2)举例说明什么是管家基因及其基因表达的方式。

答：在一个生物个体的几乎全部细胞中持续表达的基因通常被称为管家基

因。例如，三殁酸循环是一枢纽性代谢途径，催化该反应过程的酶蛋白编

码基因就属这类基因。管家基因较少受环境因素影响，在个体各生长阶段

的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变更很小。这类基因表达只受启

动子及RNA聚合酶相互作用的影响，而不受其他机制调整

▲(3)简述乳糖操纵子结构，说明阻遏蛋白的负性调整机制，CAP的调整

机制及其生长条件下的协调调整。

答：操纵子结构包括结构基因、操纵基因、启动子和调整基因。

负性调整:阻遏戴白及操纵序列0结合，阻挡RNA聚合酶及启动序列结合，

转录启动被抑制。大肠杆菌在没有乳糖的环境中生存时，lac操纵子处于

阻遏状态；当有乳糖存在时基因转录开放。细菌优先利用葡萄糖作为能源，

有葡萄糖：cAMPI-CAP无活性一不促进转录；无葡萄糖:cAMPt-CAP

有活性一促进转录。

CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄

糖存在时，cAMPt，cAMP及CAP结合，CAP结合在lac启动序列旁边的CAP

位点，可刺激RNA聚合酶活性。当有葡萄糖存在时,cAMPI,cAMP及CAP

结合受阻，lac操纵子表达I。

正性调控及负性调控的协调调整：①当阻遏蛋白及操纵序列结合而封闭后,

CAP不能启动转录；②当阻遏蛋白脱离操纵序列而解除封闭后，假如没有

CAP也不能启动转录。

4、简述原核生物基因表达的调控的特点。

答：每个原核生物都是独立的生物体，其一切代谢活动都是为了使自己适

应环境，更好的生存、生长和繁殖。

基因以操纵子为单位进行转录；

基因转录的特异性由。因子确定

基因表达既存在正调控，也存在负调控

基因表达存在衰减子调控机制

基因表达存在应急反应调控

5、简述真核生物基因表达的调控的特点。

答：（一）DNA、染色体水平的变更特点

1）染色质结构

2）组蛋白的作用

3）DNA拓扑结构变更

4）DNA甲基化

5）转录活性区对核酸酶敏感

（二）正性调整占主导

（三）翻译及转录分隔进行

（四）转录后加二

6、什么是顺式元件及反式作用因子？简述真核基因表达转录调控的一般

原理。

答：1）顺式元件乂称分子内作用元件，是基因四周能及特异转录因子结

合而作用的DNA序列。反式作用因子又称分子间作用分子，是指能够干脆

或间接及顺式作用元件结合，调控特异基因转录的一类调整蛋白。

2）#暂缺#（以下内容仅供参考）真核基因组比原核大得多，结构更困

难，含有很多重复序列，基因组的大部分序列不是为蛋白质编码的，而为

蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的。真核生物基本上是实行逐个基因

调控表达的形式。真核基因表达调控的环节更多，转录前可以有基因的扩

增或重排，并涉及染色质结构的变更、基因激活过程。转录后调控的方式

也很多，但仍以转录起始调控为主。正性调控是真核基因调控的主导方面,

RNA聚合酶的转录活性依靠于基本转录因子，在转录前先形成转录复合体,

其转录效率受很多蛋白因子的影响，协调表达更为困难。

7、论述原核生物及真核生物在基因表达调控方面的差异。

原核生物基因表达调控

真核生物基因表达调控

启动子

。因子确定RNA聚合酶识别的特异性

TFIID确定RNA聚合酶识别的特异性

转录激活

操纵子、调整蛋白

顺式作用元件、转录因子

主要机制

操纵子模型具有普遍性

士要为负性调整（阻遏调整）

顺式作用元件具有普遍性

主要为正性调整

特有机制

转录衰减为其特有机制

染色体结构变更为其特有机制

共同点

基因表达都有时间特异性和空间特异性

基因调控的多层次和困难性

转录起始是基因表达的基本调控点

核酸的体外扩增

名词说明：

核酸的体外扩增：指通过无细胞体系的化学反应实现目的DNA的扩增。

问答题：

简述PCR的基本原理和特点。

基本原理：DNA的变性、复性、半保留复制。

特点：a、特异性强（扩增的目的DNA,可以是DNA混合物中的某个特定分

子，也可以是DNA大分子的某段特定序列。）b、灵敏度高（应用PCR技

术可以对一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中得到的DNA片段进行扩增、

分析、鉴定。在病毒学检测中，PCR的灵敏度可达3个RFU（空斑形成单

位）；在细菌学检测中，PCR的最小检出率为3个细菌。）c、简便快捷（PCR

技术运用的是耐高温的TaqDNA聚合酶，且已有各种的PCR扩增仪供应。

只需将反应液一次性地加好，然后设置肯定的程序，即可在DNA扩增仪中

进行变性-退火-延长的反应，一般在2-4小时就完成）d、对样品要求低

（病毒、细菌、培育细胞。其DNA或RNA粗制品均可作为扩增模板。扩增

样品可以是簇新的，也可以是陈旧的；可干脆用临床标本进行扩增，如血

液、体腔液、洗漱液、毛发、细胞、活组织等）

筒述PCR的体系组成和反应条件。

体系组成：10x扩增缓冲液；4种dN成混合物;引物；模板DNA；TaqDNA

聚合酶；Mg2+；加双或三蒸水至。

反应条件：（一）反应温度和时间：1）变性温度刚好间：95℃、30秒钟或

97℃、15秒钟（第一次变性5-7分钟）2）温度和时间：退火温度一般在

45-55℃之间,（最适退火温度℃）=4（G+C）+2（A+T）-（5"10））o退火时间

一般为30、60秒钟。3）延长温度和时间：延长的温度一般选择在70、75c

之间，常用温度为72℃。延长时间可以依据目的DNA的长度来确定。

（二）循环次数：PCR循环次数的设定主要取决于初始目的DNA的

浓度。一般循环次数选在30-40次数之间。

PCR技术在分子生物学中的应用。

PCR技术建立以来不断的发展，并及其他技术联合，建立了很多新技术，

包括逆转录PCR、定量PCR、多重PCR、重组PCR、不对称PCR、原位PCR、

反向PCR、共享引物FCR、等位基因特异PCR、克隆PCR、PCR-RFLP、PCR-ASOH

和PCR-SSCP等。

细胞通讯和信息转导

名词说明

内分泌：指由特别分化的内分泌细胞分泌的激素。

旁分泌：指这类信息分子通过扩散，干脆作用于邻近的靶细胞相应受体而

发挥作用。

自分泌：指这类信息分子作用于分泌它们的细胞自身受体而发挥作用。

受体：是位于细胞膜或细胞内能够特意识别并结合配体的蛋白质。

配体：是指及受体特异结合的各种信息分子。如神经递质、神经肽、激素、

细胞因子等。

▲其次信使：很多化学信号（第一信使）及细胞膜受体结合，触发细胞内

产生小分子物质，包括cAMP、cGMP、DAG、IP3、Ca生等,这些物质称为其

次信使。

第三信使：负责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使。

钙调蛋白：钙调蛋白是真核生物细胞中的胞质溶胶蛋白，由148个氨基酸

组成单条多肽,相对分子质量为16.7kDao

问答题

▲试述肾上腺素及受体结合后调整糖原代谢的信息传递过程。（下图所占

篇幅较大，请自行参考简化）

肾上腺素+P-AR

肾上腺素-AR

无活性GS-有活性GS

I

无活性的AC-有活性的AC

I

ATP->cAMP-*5,-AMP

I

无活性PKAf有活性PKA

无活性磷酸f有活性磷酸有活性糖一无活性糖

化酶b激酶化酶b激酶原合酶2原合酶D

无活性糖原一有活性糖原

磷酸化酶b磷酸化酶b

糖原一葡萄糖-1磷酸

糖原分解加强糖

原合成抑制

血糖上升

受体及激素、细胞因子的结合特征是什么？

高度特异性②高度亲和力③可逆性④可饱和性⑤受体及激素、细胞因子的

结合量及配体的生物学效应呈正比关系

▲简述cAMP-蛋白激酶A途径。

化学信号fGPCRfGs-AC-cAMP-PKA-＞关键酶/功能蛋白一细胞效应

细胞内Ca2+是如何作为其次信使起作用的？

Ca2+及细胞质基质内游离的PKC结合，引导其向细胞膜胞质面转运，并及

细胞膜内层脂上的DAG结合，彻底激活PKC。

Ca2+还及细胞质基质内的钙调蛋白(CaM)结合形成复合物，激活另一种

蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶一一钙调蛋白依靠性蛋白激酶。

▲那些物质是其次信使？

通常将Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP等这类在细胞内传递信息的小

分子化合物称为其次信使。

AcAMP的生成及分解分别是有何种酶催化？生成cAMP的底物是什么？

cAMP分解的产物是什么？

ATP经腺甘酸环化酶催化合成cAMP,由磷酸二酯酶分解cAMP生成5'-AMP

说明G蛋白有几种类型，是如何调控细胞膜上腺甘酸环化酶的活性的？

G蛋白的类型功能

Gs激活腺甘酸环化酶

Gi抑制腺甘酸环化酶

Gp/Gq激活磷脂酰肌醇的特异磷脂酶C

Go大脑中主要的G