2025年分子生物学专业备考题库及答案解析

2025年分子生物学专业备考题库及答案解析一、单项选择题（每题2分，共30分）1.原核生物DNA复制过程中，负责催化脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键的主要酶是（）A.DNA聚合酶IB.DNA聚合酶IIC.DNA聚合酶IIID.拓扑异构酶答案：C解析：原核生物中DNA聚合酶III是复制的主要酶，具有5’→3’聚合活性和3’→5’外切酶活性，负责链的延伸；DNA聚合酶I主要参与引物切除和填补缺口；DNA聚合酶II功能尚不明确；拓扑异构酶负责解超螺旋。2.真核生物转录生成的前体mRNA（premRNA）加工不包括（）A.5’端加帽（m7GpppN）B.3’端加polyA尾C.内含子剪接D.甲基化修饰胞嘧啶（m5C）答案：D解析：premRNA加工包括5’加帽、3’加polyA尾和内含子剪接；甲基化修饰（如m6A）主要发生在mRNA成熟后，而非加工阶段。3.下列关于遗传密码的描述，错误的是（）A.密码子具有简并性（多个密码子对应同一氨基酸）B.起始密码子为AUG（编码甲硫氨酸）C.终止密码子为UAA、UAG、UGAD.密码子与反密码子的配对严格遵循AT、GC规则答案：D解析：密码子与反密码子的配对存在“摆动性”，即第三位碱基可松弛配对（如tRNA反密码子的I可与A、U、C配对），因此不严格遵循AT、GC规则。4.乳糖操纵子（lacoperon）的阻遏蛋白结合的关键区域是（）A.启动子（P区）B.操纵基因（O区）C.结构基因（lacZ、lacY、lacA）D.调节基因（lacI）答案：B解析：阻遏蛋白由lacI基因编码，当无乳糖时，阻遏蛋白结合操纵基因（O区），阻碍RNA聚合酶通过，抑制结构基因转录；乳糖存在时，乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合使其构象改变，无法结合O区，启动转录。5.下列技术中，用于检测特定RNA分子表达水平的是（）A.SouthernblotB.NorthernblotC.WesternblotD.ELISA答案：B解析：Southernblot检测DNA，Northernblot检测RNA，Westernblot检测蛋白质，ELISA检测抗原或抗体。6.逆转录酶（reversetranscriptase）不具备的活性是（）A.RNA指导的DNA聚合酶活性B.DNA指导的DNA聚合酶活性C.RNaseH活性（降解RNADNA杂交链中的RNA）D.3’→5’外切酶活性（校正功能）答案：D解析：逆转录酶具有RNA依赖的DNA聚合酶（合成cDNA）、DNA依赖的DNA聚合酶（合成双链DNA）和RNaseH活性（降解RNA模板），但无3’→5’外切酶活性，因此逆转录过程易出错。7.表观遗传学修饰不包括（）A.DNA甲基化（5mC）B.组蛋白乙酰化C.组蛋白甲基化D.mRNA剪接答案：D解析：表观遗传学修饰指不改变DNA序列但影响基因表达的可遗传变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰（乙酰化、甲基化等）、非编码RNA调控等；mRNA剪接是RNA加工过程，不涉及遗传信息的表观调控。8.以下关于PCR技术的描述，错误的是（）A.反应体系需加入DNA模板、引物、dNTP、TaqDNA聚合酶B.扩增循环包括变性（95℃）、退火（5065℃）、延伸（72℃）C.引物设计需避免自身互补形成发夹结构D.理论上，n次循环后产物量为2ⁿ倍答案：D解析：PCR扩增的指数增长期为前2030循环，后期因底物消耗等进入平台期，实际产物量约为（1+效率）ⁿ，并非严格2ⁿ倍。9.原核生物核糖体的沉降系数为（）A.50SB.70SC.80SD.100S答案：B解析：原核核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成，总沉降系数70S；真核核糖体为80S（40S+60S）。10.下列属于顺式作用元件的是（）A.转录因子B.增强子C.阻遏蛋白D.RNA聚合酶答案：B解析：顺式作用元件是DNA分子上影响自身基因表达的序列（如启动子、增强子、沉默子）；反式作用因子是调控蛋白（如转录因子、阻遏蛋白）或RNA聚合酶。11.真核生物中，负责转录rRNA（除5SrRNA外）的RNA聚合酶是（）A.RNA聚合酶IB.RNA聚合酶IIC.RNA聚合酶IIID.RNA聚合酶IV答案：A解析：RNA聚合酶I转录45SrRNA前体（加工为18S、5.8S、28SrRNA）；RNA聚合酶II转录mRNA和部分snRNA；RNA聚合酶III转录tRNA、5SrRNA和部分snRNA。12.以下关于DNA损伤修复的描述，正确的是（）A.光修复仅存在于原核生物B.碱基切除修复（BER）主要修复DNA双螺旋结构扭曲（如嘧啶二聚体）C.核苷酸切除修复（NER）可修复DNA单链断裂D.同源重组修复（HR）主要发生在S期和G2期（有姐妹染色单体时）答案：D解析：光修复普遍存在（包括真核）；BER修复单个碱基损伤（如脱氨基）；NER修复大的DNA损伤（如嘧啶二聚体、DNA加合物）；HR依赖姐妹染色单体作为模板，主要在S/G2期起作用；非同源末端连接（NHEJ）修复双链断裂，无模板依赖。13.下列关于基因工程中载体的描述，错误的是（）A.质粒载体需具备复制原点（ori）、选择标记（如抗生素抗性基因）、多克隆位点（MCS）B.噬菌体载体（如λ噬菌体）可插入较大片段（约2025kb）C.酵母人工染色体（YAC）可容纳超过1000kb的DNA片段D.腺病毒载体主要用于原核生物基因表达答案：D解析：腺病毒载体是真核表达载体，常用于哺乳动物细胞转染；原核表达常用质粒（如pET系列）或噬菌体载体。14.以下哪种技术可用于检测蛋白质与DNA的相互作用？（）A.凝胶迁移实验（EMSA）B.荧光原位杂交（FISH）C.实时荧光定量PCR（qPCR）D.流式细胞术（FCM）答案：A解析：EMSA利用蛋白质与DNA结合后电泳迁移率降低的原理检测相互作用；FISH检测核酸定位；qPCR检测核酸定量；FCM分析细胞表面标志物或细胞周期。15.下列关于CRISPRCas9系统的描述，错误的是（）A.Cas9蛋白具有内切酶活性，可切割与sgRNA互补的DNA序列B.sgRNA由crRNA和tracrRNA融合而成C.切割位点需靠近PAM序列（如NGG）D.主要用于原核生物基因编辑，真核生物中无法应用答案：D解析：CRISPRCas9系统广泛应用于原核和真核生物（包括动植物、人类细胞）的基因编辑，通过设计sgRNA实现靶向切割。二、多项选择题（每题3分，共30分，多选、错选、漏选均不得分）1.下列属于原核生物基因表达调控特点的是（）A.多顺反子mRNAB.转录与翻译偶联C.存在操纵子结构D.有复杂的染色体结构（如核小体）答案：ABC解析：原核无核膜，转录与翻译同时进行；基因常成簇排列为操纵子，转录生成多顺反子mRNA；真核才有核小体等染色体结构。2.DNA复制的特征包括（）A.半保留复制B.双向复制（多数生物）C.半不连续复制（前导链连续，后随链不连续）D.全保留复制答案：ABC解析：DNA复制为半保留（子代DNA含一条母链和一条新链）、双向（从复制起点向两侧延伸）、半不连续（后随链以冈崎片段形式合成）。3.真核生物mRNA的5’帽子结构功能包括（）A.保护mRNA免受核酸外切酶降解B.促进mRNA从细胞核运输到细胞质C.增强翻译起始效率（与核糖体小亚基结合）D.参与内含子剪接答案：ABCD解析：5’帽子通过结合帽结合蛋白（CBP）参与mRNA稳定、核输出、翻译起始及剪接调控。4.下列属于转录后调控的机制是（）A.mRNA剪接B.mRNA稳定性调控（如3’UTR的miRNA结合）C.翻译起始因子磷酸化D.蛋白质泛素化降解答案：AB解析：转录后调控包括RNA加工（剪接、编辑）、mRNA运输、稳定性（如miRNA介导的降解或翻译抑制）；翻译起始因子调控属于翻译水平调控；蛋白质降解属于翻译后调控。5.下列技术中，基于核酸杂交原理的是（）A.SouthernblotB.NorthernblotC.原位杂交（ISH）D.基因芯片（microarray）答案：ABCD解析：均利用核酸互补链的特异性结合（杂交）检测目标序列。6.组蛋白修饰对基因表达的影响包括（）A.组蛋白乙酰化（H3K9ac）通常激活基因表达B.组蛋白甲基化（H3K27me3）通常抑制基因表达C.组蛋白磷酸化（H3S10ph）与细胞周期调控相关D.组蛋白泛素化（H2BK120ub）与转录延伸相关答案：ABCD解析：乙酰化通过中和组蛋白正电荷，松弛染色质，促进转录；H3K27me3是抑制性标记（PRC2复合物介导）；H3S10ph与有丝分裂染色体浓缩相关；H2BK120ub参与转录延伸（如促进RNA聚合酶II移动）。7.下列关于PCR引物设计的原则，正确的是（）A.引物长度通常为1825个核苷酸B.引物GC含量建议在40%60%C.引物3’端避免连续G/C（防止错配）D.引物自身避免形成发夹结构（ΔG＜5kcal/mol）答案：ABCD解析：引物过短易非特异性结合，过长可能影响退火效率；GC含量过高或过低可能导致退火温度不稳定；3’端是延伸起点，连续G/C可能导致错配；自身发夹结构会降低引物有效浓度。8.下列属于基因工程工具酶的是（）A.限制性内切酶（如EcoRI）B.DNA连接酶（如T4DNA连接酶）C.逆转录酶（如MMLVRT）D.拓扑异构酶（如TopoI）答案：ABCD解析：限制性内切酶切割DNA；DNA连接酶连接片段；逆转录酶合成cDNA；拓扑异构酶用于快速克隆（如Gateway技术中的Topo克隆）。9.以下关于非编码RNA（ncRNA）的描述，正确的是（）A.miRNA通过与mRNA的3’UTR互补结合，抑制翻译或降解mRNAB.lncRNA（长链非编码RNA）可通过招募染色质修饰复合物调控基因表达C.tRNA和rRNA属于ncRNAD.siRNA（小干扰RNA）通常由外源性双链RNA（如病毒RNA）加工产生答案：ABCD解析：miRNA主要来自内源性premiRNA，siRNA多来自外源性dsRNA；tRNA和rRNA是经典ncRNA；lncRNA功能多样（如XIST参与X染色体失活）。10.下列实验中，可用于验证基因功能的是（）A.基因敲除（Knockout）后观察表型变化B.基因过表达（Overexpression）后检测功能增强C.荧光素酶报告基因实验（检测启动子活性）D.RNA干扰（RNAi）敲低基因表达后观察表型答案：ABD解析：基因敲除、过表达、RNAi均通过改变基因表达水平验证功能；荧光素酶报告基因用于分析调控元件（如启动子、增强子）活性，而非直接验证基因功能。三、填空题（每空1分，共15分）1.DNA复制时，后随链的合成以不连续的______片段形式进行，其引物由______酶合成。答案：冈崎；引物（Primase）2.真核生物转录起始复合物的核心是______（通用转录因子）与RNA聚合酶II结合形成的复合物。答案：TFIID（TATA结合蛋白TBP所在的复合物）3.遗传密码的阅读方式是______（连续无重叠/间隔有重叠），起始密码子AUG在原核中编码______（氨基酸），在真核中编码______（氨基酸）。答案：连续无重叠；甲酰甲硫氨酸（fMet）；甲硫氨酸（Met）4.乳糖操纵子的诱导物是______（实际为别乳糖），色氨酸操纵子（trpoperon）属于______（可诱导/可阻遏）操纵子。答案：乳糖；可阻遏5.表观遗传修饰中，DNA甲基化主要发生在______（碱基）的______（位置），常见于基因启动子区的______岛。答案：胞嘧啶（C）；5位碳原子（5mC）；CpG6.PCR反应中，TaqDNA聚合酶的最适反应温度是______℃，其特点是______（耐高温/不耐高温）。答案：72；耐高温7.基因工程中，常用的原核表达宿主菌是______，常用的真核表达宿主细胞是______（如CHO细胞）。答案：大肠杆菌（E.coli）；中国仓鼠卵巢细胞四、简答题（共25分）1.（5分）简述原核与真核生物DNA复制的主要差异。答案：①复制起点：原核单起点（如E.coli的oriC），真核多起点；②复制酶：原核主要为DNA聚合酶III，真核为Polα（引物合成）、Polδ（前导链）、Polε（后随链）；③染色体结构：原核为环状DNA无核小体，真核为线性DNA与组蛋白结合成核小体，复制需解聚核小体；④端粒处理：原核无端粒，真核需端粒酶延长端粒（防止线性DNA末端缩短）；⑤复制速度：原核快（约1000nt/s），真核慢（约50100nt/s）。2.（6分）简述真核生物mRNA的加工过程及其生物学意义。答案：加工过程：①5’端加帽：添加7甲基鸟苷三磷酸（m7GpppN），由鸟苷酸转移酶催化；②3’端加polyA尾：在polyA信号（AAUAAA）下游切割并添加约200个腺苷酸，由polyA聚合酶催化；③内含子剪接：通过剪接体（snRNP复合物）切除内含子，连接外显子；④部分mRNA发生编辑（如C→U或A→I脱氨基）。生物学意义：①5’帽子和polyA尾保护mRNA免受核酸酶降解，延长半衰期；②帽子结构与polyA尾通过eIF4E和PABP相互作用，促进翻译起始；③剪接产生不同的mRNA异构体（选择性剪接），增加蛋白质多样性；④编辑可改变遗传信息（如载脂蛋白B的C→U编辑产生截短蛋白）。3.（6分）比较原核与真核生物基因表达调控的主要层次。答案：原核调控主要集中在转录水平（操纵子模型），包括：①启动子强弱（如10区TATAAT和35区TTGACA的保守性）；②阻遏蛋白/激活蛋白对操纵基因的调控（如乳糖操纵子的阻遏、阿拉伯糖操纵子的激活）；③衰减子调控（如色氨酸操纵子的转录衰减）。真核调控涉及多个层次：①染色质水平：DNA甲基化、组蛋白修饰（乙酰化/甲基化）改变染色质可及性；②转录水平：转录因子（激活/抑制）与顺式元件（启动子、增强子、沉默子）的相互作用；③转录后水平：mRNA剪接（选择性剪接）、mRNA运输（核输出调控）、mRNA稳定性（miRNA/siRNA介导）；④翻译水平：翻译起始因子磷酸化（如eIF2α）、5’UTR二级结构调控；⑤翻译后水平：蛋白质修饰（磷酸化、糖基化）、泛素化降解（通过蛋白酶体）。4.（8分）设计实验验证某新发现的非编码RNA（lncRNAX）在肝癌细胞增殖中的功能。（要求写出实验思路、关键步骤及预期结果）答案：实验思路：通过敲低（Knockdown）和过表达（Overexpression）lncRNAX，检测肝癌细胞增殖能力变化，结合功能回复实验验证特异性。关键步骤：①细胞模型：选择肝癌细胞系（如HepG2、Huh7）。②敲低实验：设计针对lncRNAX的小干扰RNA（siRNA）或短发夹RNA（shRNA），构建慢病毒载体（如pLKO.1）；感染肝癌细胞，通过嘌呤霉素筛选稳定敲低细胞株（qPCR验证lncRNAX表达下降）；检测增殖能力：MTT法（检测细胞活力）、EdU掺入实验（检测DNA合成）、克隆形成实验（检测长期增殖能力）。③过表达实验：构建lncRNAX过表达载体（如pcDNA3.1），转染肝癌细胞；qPCR验证过表达效率；同样通过MTT、EdU、克隆形成实验检测增殖能力。④功能回复实验：在敲低lncRNAX的细胞中同时转染不被siRNA靶向的lncRNAX过表达载体（突变3’UTR避免siRNA结合）；检测增殖能力是否恢复，排除脱靶效应。预期结果：敲低lncRNAX后，肝癌细胞增殖能力显著下降（MTT吸光度降低、EdU阳性细胞减少、克隆数减少）；过表达lncRNAX后，细胞增殖能力增强；功能回复实验中，增殖能力恢复至接近正常水平，验证lncRNAX的特异性作用。五、综合分析题（共20分）背景资料：研究人员发现某基因（GeneA）在乳腺癌组织中的表达水平显著高于正常乳腺组织，推测其可能参与乳腺癌进展。为探究其调控机制，进行以下实验：实验1：提取乳腺癌细胞（MCF7）和正常乳腺上皮细胞（MCF10A）的核蛋白，进行EMSA实验，使用GeneA启动子区200~150bp的DNA片段（含潜在转录因子结合位点）作为探针，结果显示MCF7组出现明显滞后条带，MCF10A组无滞后条带；加入抗转录因子SP1的抗体后，滞后条带消失（超迁移实验）。实验2：构建GeneA启动子荧光素酶报告基因载体（pGL3Promoter），转染MCF7细胞，同时共转染SP1过表达质粒或SP1siRNA，检测荧光素酶活性。结果显示：过表达SP1组活性是对照组的2.5倍，敲低SP1组活性是对照组的0.3倍。问题：1.（10分）根据实验1和实验2，推断SP1与GeneA表达的调控关系，并解释实验现象的分子机制。2.（10分）设计后续实验验证SP1是否直