自學(xué)考試分子生物學(xué)簡(jiǎn)答題

1、簡(jiǎn)答題：第三章：核酸1、簡(jiǎn)述DNA雙螺旋穩(wěn)定的因素及其作用。（11頁(yè)）答：氫鍵作用。已知DNA雙螺旋的穩(wěn)定因素是堿基對(duì)中的氫鍵由于G、C之間是三個(gè)氫鍵，而A、T之間是兩個(gè)氫鍵。堿基堆積力。分布于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的嘌呤與嘧啶堿呈疏水性，大量鄰近堿基對(duì)的堆積，使其內(nèi)部形成了強(qiáng)有力的疏水區(qū)，與介質(zhì)水分子隔開。其他作用因素。例如離子強(qiáng)度。磷酸集團(tuán)上的負(fù)電荷與介質(zhì)中陽(yáng)離子之間形成離子鍵，可以有效地屏蔽磷酸基之間的靜電斥力。2、RNA有哪些主要類型？各有何生理功能？（12頁(yè)）答：核糖體RNA（rRNA）：這些RNA分子在代謝上十分穩(wěn)定，是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的“機(jī)器”核糖體的重要成分。轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）：

2、它們?cè)诖x上也是穩(wěn)定的，在蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程中起接受、轉(zhuǎn)運(yùn)和摻入氨基酸的作用。信使RNA（mRNA）：從DNA上把遺傳密碼即蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的信息接受過(guò)來(lái)，并起模板作用合成蛋白質(zhì)。3、試比較DNA與RNA化學(xué)組成的異同。（12頁(yè)）答：不同：戊糖不同：DNA為脫氧核糖；RNA為核糖。堿基不同：RNA還有U（尿嘧啶），DNA含有T（胸腺嘧啶）。相同：RNA和DNA都含有A(腺嘌呤)、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）。4、簡(jiǎn)述DNA復(fù)性的必要條件和機(jī)制。（12頁(yè)）答：復(fù)性的必要條件：鹽濃度必須高，足以使兩鏈之間磷酸基團(tuán)上負(fù)電荷的排斥力消失，通常用0.15到0.5mol/L的NaCl。溫度必須適當(dāng)高

3、，足以防止鏈內(nèi)隨機(jī)形成氫鍵。復(fù)性的最適溫度比Tm值低20到25。機(jī)制：復(fù)性是一個(gè)比較慢的過(guò)程，實(shí)際上重新繞成螺旋這一過(guò)程并不限制復(fù)性速度。變性DNA的兩條互補(bǔ)單鏈之間要形成氫鍵，必須使配對(duì)的堿基處于正確位置，因?yàn)樵谧冃訢NA溶液里兩條互補(bǔ)鏈之間處于正確位置是一個(gè)隨機(jī)的過(guò)程。在變性的DNA溶液中，混合的自由單鏈碰撞是隨機(jī)的，每一復(fù)性的DNA分子并非都是由原始配對(duì)的互補(bǔ)鏈形成的。隨機(jī)碰撞也可以產(chǎn)生分子雜交。第六章：遺傳物質(zhì)1、作為遺傳物質(zhì)的DNA，其攜帶和轉(zhuǎn)運(yùn)的遺傳信息有哪些？（15頁(yè)）答：含有細(xì)胞合成每一個(gè)蛋白質(zhì)中的氨基酸順序；有合成每個(gè)蛋白質(zhì)的起始和終止信號(hào)；有決定某一單位時(shí)間里哪些特定的蛋白

4、質(zhì)被合成并且究竟合成多少個(gè)蛋白質(zhì)分子的一個(gè)信號(hào)裝置。2、原核生物基因組的特點(diǎn)是什么？小，一般具有單一DNA復(fù)制起點(diǎn)；單個(gè)染色體，一般呈環(huán)狀；染色體DNA或RNA并不和蛋白質(zhì)形成固定地結(jié)合物；少量重復(fù)序列；功能上密切相關(guān)的基因構(gòu)成操縱子或高度集中，并且常轉(zhuǎn)錄成為基因mRNA。第七章：DNA復(fù)制1、一個(gè)細(xì)菌要遺傳，其復(fù)制必須滿足什么條件？答：一個(gè)復(fù)制周期的起始；對(duì)起始頻率的控制；復(fù)制后的染色體分配到子代細(xì)胞。2、DNA聚合酶I發(fā)揮聚合活性時(shí)所需的條件有哪些？答：模板（有模板底物引物（RNA）Mg2+）；適宜的溫度；必須有3OH末端的引物，且此引物必須與模板正確形成氫鍵；合成從53方向進(jìn)行。3、簡(jiǎn)述

5、DNA連接酶作用的條件。答：DNA連接酶催化一個(gè)DNA鏈的5磷酸根與另一DNA鏈的3羥基形成磷酸二酯鍵，這兩個(gè)鏈都必須與同一另外的鏈互補(bǔ)結(jié)合，而且兩鏈必須相鄰。只能連接一個(gè)切口而不能連接一個(gè)豁口；所需的能量或來(lái)自NAD（如大腸桿菌）或ATP（如T4誘導(dǎo)的連接酶和動(dòng)物細(xì)胞中的連接酶）。4、請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明復(fù)制過(guò)程的復(fù)雜性。答：復(fù)制過(guò)程十分復(fù)雜，涉及許多酶和蛋白質(zhì)的協(xié)同作用。目前雖對(duì)大部分復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)已弄清楚，但對(duì)DNA的雙鏈究竟是如何解開，以及怎樣保持其復(fù)制真實(shí)性仍是知其然而不知所以，以下事實(shí)足以表明過(guò)程的復(fù)雜性：復(fù)制需要為解螺旋提供能量；單鏈DNA傾向于鏈內(nèi)堿基配對(duì)；一個(gè)酶只能催化

6、有限的生理生化反應(yīng)；一系列的防護(hù)措施既能防止復(fù)制錯(cuò)誤的產(chǎn)生又能消除偶然出現(xiàn)的錯(cuò)誤；DNA分子均以高度壓縮狀態(tài)和環(huán)狀超螺旋狀態(tài)存在，必須解決由此給復(fù)制系統(tǒng)帶來(lái)的強(qiáng)大幾何強(qiáng)制口。第八章：DNA損傷修復(fù)和基因突變1、簡(jiǎn)述突變產(chǎn)生的途徑。答：突變體的產(chǎn)生需要堿基順序發(fā)生變化，這種變化可以由于DNA復(fù)制錯(cuò)誤自發(fā)地產(chǎn)生或者由以下五種途徑促進(jìn)產(chǎn)生。插入的不能正確配對(duì)的堿基未被除去；插入的一個(gè)異構(gòu)化的堿基在緊接著的復(fù)制中可以發(fā)生替換；先插入的堿基發(fā)生化學(xué)變化，成為具有不同配對(duì)特性的堿基；在復(fù)制期間一個(gè)或多個(gè)堿基的漏減或插接。第九章：轉(zhuǎn)錄1、 簡(jiǎn)述述大腸桿菌RNA聚合酶的特點(diǎn)。答：大腸桿菌RNA聚合酶有五個(gè)亞基

7、組成，2，亞基很容易從全酶上掉下來(lái)，亞基在酶作用的某個(gè)階段掉下來(lái)之后，剩下的2成為核心酶，而2稱為全酶。是識(shí)別因子。在RNA聚合酶的亞基結(jié)構(gòu)中，、和亞基對(duì)酶活性的重組是必需的，則是不必須的，其功能尚不清楚。核心酶具催化活性，而亞基本身沒有催化活性，其作用是識(shí)別DNA分子上RNA合成的起始信號(hào)。但亞基不能單獨(dú)與DNA結(jié)合，它結(jié)合到核心酶后可能引起酶構(gòu)型的變化，因而改變核心酶與DNA結(jié)合的特性。亞基是僅有的可以單獨(dú)與DNA結(jié)合的亞基，它參與RNA聚合酶與模板反應(yīng)，同時(shí)亞基也與核心酶和亞基結(jié)合以及轉(zhuǎn)錄的終止有關(guān)。（或）也可與終止因子發(fā)生直接反應(yīng)。亞基具有與的結(jié)合點(diǎn)，參與特定的基因表達(dá)，可能與酶和DN

8、A上的啟動(dòng)區(qū)域的反應(yīng)有關(guān)。大腸桿菌RNA聚合酶還含有2個(gè)Zn原子，它們與亞基相連接。2、簡(jiǎn)述原核生物轉(zhuǎn)錄終止子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：具有一個(gè)反向重復(fù)的序列；第二區(qū)域是在靠近推測(cè)的莖的環(huán)端（有時(shí)全部在莖中），是一個(gè)高含GC區(qū)；第三個(gè)區(qū)（有時(shí)不存在）是一個(gè)TA序列（可能在莖的開始），在mRNA中產(chǎn)生一個(gè)6-8個(gè)尿嘧啶接著一個(gè)腺嘌呤順序。3、簡(jiǎn)要說(shuō)出原核生物mRNA與真核生物mRNA的區(qū)別。答：從原核生物來(lái)說(shuō)，mRNA是多順反子，壽命短，翻譯是偶聯(lián)的，所以合成出來(lái)的RNA不需加工；真核生物mRNA是單順反子，壽命長(zhǎng)，mRNA轉(zhuǎn)錄出來(lái)是前體，需加工，且在細(xì)胞核中合成，再進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，不是偶聯(lián)的。原核生物mRN

9、A的5端在起始密碼上有SD序列與翻譯起始有關(guān)，而真核生物mRNA沒有。真核生物mRNA的5端有帽子3端有PolyA尾，而原核生物mRNA沒有。原核生物mRNA沒有內(nèi)含子，而真核生物mRNA有內(nèi)含子，需加工變成成熟的mRNA。4、簡(jiǎn)要括原核生物啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)和功能。答：在左邊距mRNA開始轉(zhuǎn)錄的第一個(gè)堿基510個(gè)堿基的地方有一段序列叫Pribow box即10區(qū)，決定轉(zhuǎn)錄的方向。35區(qū)位于Pribow box左側(cè)，是啟動(dòng)子中另一重要區(qū)域，在35區(qū)也存在與Pribow box類似的一個(gè)順序，35區(qū)決定轉(zhuǎn)錄的頻率。起始位點(diǎn)的序列，它是影響轉(zhuǎn)錄的起始效率。5、簡(jiǎn)述真核生物RNA聚合酶的特點(diǎn)。答：真核生物的

10、基因組比原核生物大，RNA聚合酶也更為復(fù)雜。其相對(duì)分子質(zhì)量大都在500 000左右，有814個(gè)亞基，并含有Zn2+。RNA聚合酶單獨(dú)不能起作用，需負(fù)責(zé)識(shí)別啟動(dòng)子元件序列的輔助因子，真核生物RNA聚合酶中沒有細(xì)菌因子的對(duì)應(yīng)物，因此必須借助各種轉(zhuǎn)錄因子才能選擇和結(jié)合到啟動(dòng)子上，對(duì)鵝膏蕈堿，含有三種RNA聚合酶，分別為RNA聚合酶I、RNA聚合酶、RNA聚合酶。第十章：翻譯1、說(shuō)出蛋白質(zhì)合成所需的重要組成。答：蛋白質(zhì)的合成也就是生物體內(nèi)遺傳信息傳遞的“翻譯”過(guò)程。它需要大約兩百多種生物大分子，其中包括核糖體（由RNA和蛋白質(zhì)組成）、mRNA、tRNA，以及包括同功受體tRNA、氨酰tRNA合成酶、可

11、溶性蛋白質(zhì)因子（起始因子、延伸因子和釋放因子）的參加的協(xié)同作用，以上即為蛋白質(zhì)合成所需的重要組分2IF-1，IF-2,IF-3GTP、簡(jiǎn)要說(shuō)出原核生物蛋白質(zhì)合成的起始過(guò)程。答：原核生物起始總反應(yīng)式是：30S+50S+mRNA+fMet-tRNA f 70S·mRNA·fMet-tRNAf+GDP+Pi 在一定濃度Mg2+的生理?xiàng)l件下，核糖體亞基很容易締結(jié), 所以首先70S核糖體必須在IF-1和IF-3作用下解離。IF-3（IF-1）70S=50S+30S 50S+30SIF-3然后形成30S·IF-1、2、3復(fù)合物。這三個(gè)因子有結(jié)合的協(xié)同作用，并且都結(jié)合在靠近16

12、SrRNA的3端序列，位于核糖體的界面，從而妨礙了50S亞基的結(jié)合，進(jìn)而形成30S（小亞基）起始復(fù)合物：30S IF-1、2、3+mRNA+fMet-tRNAf+GTP30S IF-1、2·mRNA·fMet-tRNAf·GTP+IF-3。共價(jià)交鏈實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)形成30S復(fù)合物時(shí)，S7、S1、S11、S12、S18和S21等蛋白質(zhì)與核糖體識(shí)別mRNA起始位點(diǎn)有關(guān)。70S起始合物（簡(jiǎn)稱起始復(fù)合物）的生成和IF-2的再循環(huán)通過(guò)以下步驟進(jìn)行。50S亞基的加入伴隨著GTP被IF-2（依賴于核糖體的GTPase）水解，然后IF-2（和IF-1）及GDP、Pi從核糖體釋放出來(lái)。

13、3、簡(jiǎn)述大腸桿菌的乳糖操縱子模型。答：乳糖操縱子模型的基因組成是由調(diào)節(jié)基因控制位點(diǎn)和一組功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成。控制位點(diǎn)包括啟動(dòng)基因和操作基因。大腸桿菌的乳糖轉(zhuǎn)錄子一般也稱為乳糖操縱子。包括三個(gè)結(jié)構(gòu)基因：Z、Y、a分別編碼半乳糖苷酶、半乳糖苷透性酶、半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶，此外還有一個(gè)操縱序列0，一個(gè)啟動(dòng)序列P及一個(gè)調(diào)節(jié)基因I。I基因編碼一種阻遏蛋白，后者與0序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于轉(zhuǎn)錄失活狀態(tài)。在啟動(dòng)序列P上游還有一個(gè)分解（代謝）物，基因激活蛋白CAP結(jié)合位點(diǎn)，由P序列、0序列和CAP結(jié)合位點(diǎn)共同構(gòu)成LAC操縱子的調(diào)控區(qū)，三個(gè)酶的編碼基因即由一控制區(qū)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)基因產(chǎn)物的協(xié)調(diào)表達(dá)。第十一章：原核

14、基因表達(dá)的調(diào)控1、簡(jiǎn)單描述大腸桿菌乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)錄過(guò)程。答：結(jié)構(gòu)基因：半乳糖苷酶基因（lacZ）、編碼半乳糖苷透性酶的基因（lacY）、半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶基因（lacA）。過(guò)程：乳糖操縱子調(diào)控是當(dāng)培養(yǎng)基中沒有乳糖時(shí)，存在于操縱子上游的調(diào)節(jié)基因編碼表達(dá)的阻遏蛋白結(jié)合到操縱子中的操縱基因上，阻止了結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。此時(shí)，在細(xì)胞中只有幾個(gè)半乳糖苷酶分子，但將大腸桿菌轉(zhuǎn)到乳糖培養(yǎng)基中時(shí)，由于誘導(dǎo)物分子結(jié)合在阻遏蛋白的特異部位，引起阻遏蛋白構(gòu)象改變，不能結(jié)合到操縱基因上，使RNA聚合酶能夠正常催化轉(zhuǎn)錄存在于操縱子上的結(jié)構(gòu)基因，即操縱子被誘導(dǎo)表達(dá)，半乳糖苷酶分子數(shù)量迅速增加，在這個(gè)系統(tǒng)中的誘導(dǎo)物分子不是

15、乳糖本身，而是乳糖的同分異構(gòu)體異乳糖。因?yàn)槿樘沁M(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞后被轉(zhuǎn)化成了異乳糖。2、說(shuō)出為什么大腸桿菌在有葡萄糖和乳糖時(shí)，首先利用葡萄糖，而沒有葡萄糖時(shí)才利用乳糖？答：葡糖糖效應(yīng)：在葡萄糖存在的情況下，即使在細(xì)菌培養(yǎng)基中加入乳糖等誘導(dǎo)物與其相對(duì)應(yīng)的操縱子，也不會(huì)啟動(dòng)產(chǎn)生代謝這些糖的酶。這是因?yàn)槠咸烟鞘亲畛Ｓ玫奶荚?。?xì)菌所需要的能量主要從葡萄糖獲得，在這種情況下，細(xì)菌無(wú)需開動(dòng)一些不常用的基因去利用稀有糖，但葡萄糖存在可抑制細(xì)菌細(xì)胞中的腺苷酸環(huán)化酶，減少了環(huán)腺苷酸(CAMP)的合成，與它結(jié)合的正受體PrCAP因找到配體而不能形成復(fù)合物，CAMPCAP是一個(gè)重要的正調(diào)節(jié)物質(zhì)，可以與操縱子的啟動(dòng)子區(qū)

16、結(jié)合啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，所以葡萄糖存在時(shí)，不易形成CAMPCAP受其調(diào)控基因不表達(dá)。如果培養(yǎng)基中葡萄糖含量下降，腺苷酸環(huán)化酶活力就會(huì)相應(yīng)提高，CAMP合成增加，CAMP與CAP形成復(fù)合物并與啟動(dòng)子結(jié)合促進(jìn)乳糖操縱子的表達(dá)，這種情況成為葡萄糖效應(yīng)或稱為降解物抑制作用。3、簡(jiǎn)述乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控機(jī)制。負(fù)調(diào)控機(jī)制：是當(dāng)培養(yǎng)基中沒有乳糖時(shí)，存在于操縱子上游的調(diào)節(jié)基因，編碼表達(dá)的阻遏蛋白結(jié)合到操縱子中的操縱子基因上，阻止了結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)（即Lac基因被調(diào)節(jié)基因編碼表達(dá)的阻遏蛋白所阻遏）。此時(shí)，在細(xì)胞中只有幾個(gè)半乳糖苷酶分子。調(diào)控機(jī)制：在乳糖培養(yǎng)基中時(shí)，由于誘導(dǎo)物分子結(jié)合在阻遏蛋白的特異部位，引起阻遏蛋白構(gòu)象改

17、變，不能結(jié)合到操縱基因上，使RNA聚合酶能夠正常催化轉(zhuǎn)錄存在于操縱子的基因結(jié)構(gòu)，即操縱子被誘導(dǎo)表達(dá)，半乳糖苷酶分子數(shù)量迅速增加。第十二章：可轉(zhuǎn)移的遺傳因子1、 述轉(zhuǎn)座因子在與遺傳學(xué)中的應(yīng)用。答：用于難篩選的基因的轉(zhuǎn)移；作為基因定位的標(biāo)記；篩選插入突變；構(gòu)建特殊菌株；克隆難以進(jìn)行表型鑒定的基因；用于F因子處在特定位置上的Hfr菌株的構(gòu)建；帶有特定基因的轉(zhuǎn)到噬菌體的構(gòu)建；特定區(qū)段缺失菌株的構(gòu)建。第十四章：真核基因組及基因表達(dá)調(diào)控1、 真核生物rRNA基因（rDNA）的特點(diǎn)。答：rRNA是細(xì)胞中主要的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之一，在高等真核生物中要求有眾多為rRNA編碼的基因拷貝。這些基因都位于細(xì)胞核內(nèi)。在許多高等

18、真核生物中，這些基因一前一后地串聯(lián)排列。每個(gè)轉(zhuǎn)錄單位被不轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)分開。被轉(zhuǎn)錄的區(qū)域被RNA聚合酶和新生的RNA鏈包圍著。新生RNA鏈和蛋白質(zhì)聯(lián)系在一起產(chǎn)生前體核糖體粒子。這些粒子中含有成熟核糖體中的蛋白質(zhì)以及還有一些非核糖體核蛋白，這些蛋白質(zhì)具有內(nèi)切酶活性，參與rDNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工。2、 概述參與真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的DNA序列。答：絕大多數(shù)真核基因調(diào)控機(jī)制幾乎普遍涉及編碼基因兩側(cè)的DNA序列順式作用元件。順式作用元件是指可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列。在不同真核基因的順式作用元件中也會(huì)時(shí)常發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CCAAT盒等。這些共有序列就是順式作用元件的核心序列，它們是真核RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。順式作用元件通常是非編碼序列，但是并非都位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游(5-端)。根據(jù)順式作用元件在基因中的位置、轉(zhuǎn)錄激活作用的性質(zhì)及發(fā)揮作用的方式，可將