分子生物學(xué)習(xí)題答案

練習(xí)一參考答案一、名詞解釋1．中心法則答：centraldogma，指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。遺傳信息可以通過復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄在DNA和DNA之間或DNA和RNA之間傳遞，但是從核酸到蛋白的信息傳遞是單向的。這是生物體遺傳信息傳遞所遵循的基本法則。2．核酶答：ribozyme，核酶一詞用于描述具有催化活性的RNA,即化學(xué)本質(zhì)是核糖核酸(RNA),卻具有酶的催化功能。核酶的發(fā)現(xiàn)對于所有酶都是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念提出了挑戰(zhàn)。3．泛素答：ubiquitin，泛素是一種76氨基酸的多肽，可以在三種酶（E1，E2，E3）的催化下共價連接到把蛋白的Lysε-NH2，并進(jìn)一步通過多泛素化，介導(dǎo)靶蛋白被蛋白酶體降解。4．端粒酶答：telomerase，端粒酶是一種核糖核酸蛋白酶，由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，具逆轉(zhuǎn)錄活性，能夠以自身的RNA為模版，通過多次互補(bǔ)配對，延長染色體端粒3’末端。5．信號肽答：signalpeptide，指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有時不一定在N端），至少含有一個帶正電荷的氨基酸，中部有一高度疏水區(qū)以通過細(xì)胞膜。大多數(shù)信號肽跨膜后被切除。6．Intron答：內(nèi)含子，內(nèi)含子是基因內(nèi)的可以被轉(zhuǎn)錄，但是在轉(zhuǎn)錄后的RNA加工加工過程被切除的部分，它不出現(xiàn)在成熟的RNA分子中。大多數(shù)真核生物的基因都有內(nèi)含子。7．Shine-DalgarnoSequence答：SD序列，在原核mRNA上起始密碼子AUG上游4~13個核苷酸處一段富含嘌呤的序列，可與16SrRNA上的一段嘧啶豐富區(qū)域通過堿基互補(bǔ)結(jié)合，是原核mRNA和核糖體小亞基結(jié)合位點(diǎn)。8．OkazakiFragments答：岡崎片段，DNA復(fù)制過程中，在后隨鏈的復(fù)制是不連續(xù)的，首先形成DNA短片段（1000-2000堿基），這些片段被稱為岡崎片段，它們隨后被共價連接成完整的后隨鏈。9．FrameshiftMutation答：移碼突變，由于缺失或插入的堿基不是3或3的倍數(shù)的堿基，造成了蛋白質(zhì)翻譯的讀框的改變。10．Wobblehypothesis答：擺動學(xué)說，mRNA上密碼子的第一、第二個堿基與tRNA上的反密碼子相應(yīng)的堿基形成強(qiáng)的配對(G-C,A-U)，密碼的專一性主要是由于這兩個堿基對的作用。②反密碼子的第一個堿基（密碼子的第三個堿基配對）決定一個tRNA所能解讀的密碼子數(shù)目。當(dāng)反密碼子的第一個堿基是C或A時，則只能和一個密碼子結(jié)合；當(dāng)反密碼子的第一個堿基是U或G時，則可以和兩個密碼子結(jié)合，即U可以和A或G配對，G可以和C或U配對；而當(dāng)反密碼子的第一個堿基是I時，便可以和3個密碼子結(jié)合，即I可以和A、U、C配對。二、簡答題1.真核RNA的加工過程有哪幾種主要的內(nèi)含子剪接方式？答：內(nèi)含子剪接方式包括三種1）依靠剪接體：根據(jù)GU-AG法則，利用內(nèi)含子中的ＧＵ、分支點(diǎn)Ａ、ＡＧ三個保守識別位點(diǎn)進(jìn)行剪接。2）自我剪接：在沒有任何蛋白質(zhì)分子存在的情況下，前體RNA中的內(nèi)含子折疊為一種特殊的構(gòu)象，然后催化自身釋放。其中，groupI由鳥苷酸提供－ＯＨ，groupII由腺苷酸提供－ＯＨ3）tRNA基因中的內(nèi)含子通過酶切和連接的方式去除。2.簡述核小體的組成和結(jié)構(gòu)。答：核小體的核心區(qū)包括八個組蛋白所形成的核、纏繞在組蛋白核上的DNA。其中，這八個組蛋白分別為：兩個H2A、兩個H2B、兩個H3、兩個H4。每個組蛋白核心有一個N端尾巴，可以甲基化、乙?；⒘姿峄?。此外，H1組蛋白結(jié)合在核小體核心區(qū)外側(cè)。3.真核基因表達(dá)調(diào)控主要體現(xiàn)在哪幾個層面？答：1）DNA水平的調(diào)控2）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控3）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控4）翻譯水平的調(diào)控5）翻譯后水平的調(diào)控4.DNA修復(fù)的主要機(jī)制有哪些？答：1）校正讀碼機(jī)制，依靠DNA聚合酶切除錯誤核苷酸，替換正確核苷酸；2）錯配修復(fù)系統(tǒng)，依靠mut基因編碼的蛋白，特異性識別切除包含錯誤核苷酸的一段多核苷酸鏈，再由DNA聚合酶Ⅲ重新合成；3）光復(fù)活作用，通過修復(fù)酶（光裂化酶）直接逆轉(zhuǎn)紫外輻射造成的嘧啶二聚體結(jié)構(gòu)；4）堿基切補(bǔ)修復(fù)，糖基化酶將堿基移除，而后由核苷酸內(nèi)切酶進(jìn)行補(bǔ)切修復(fù)；5）核苷酸切補(bǔ)修復(fù)，將受損傷的一段核苷酸切除，合成新的核苷酸替換錯誤片段；6）重組修復(fù)，通過從受損DNA找回序列信息來修復(fù)DNA斷裂，當(dāng)DNA兩條鏈都受損時采用這種方式；7）SOS應(yīng)答，當(dāng)DNA受到放射損傷或其它較大損傷時，形成特化的DNA聚合酶催化，此酶越過損傷部位直接合成DNA5.簡述Sanger雙脫氧鏈終止法的原理。答：Sanger雙脫氧終止法利用了DNA聚合酶具有的兩種酶催化反應(yīng)特性：第一，DNA聚合酶能夠利用單鏈的DNA作模板，合成出準(zhǔn)確的DNA互補(bǔ)鏈。第二，DNA聚合酶能夠利用2’，3’-雙脫氧核苷三磷酸作底物，使之摻入到寡核苷酸鏈的3’-末端，DNA鏈3′-端因缺少羥基不再伸長，從而終止DNA鏈的合成。四、問答題1．什么是基因組？什么是蛋白質(zhì)組？請具體分析兩者的特點(diǎn)以及兩者之間的關(guān)系。（8分）答：基因組（Genome），一般的定義是單倍體細(xì)胞中的全套染色體為一個基因組，或是單倍體細(xì)胞中的全部基因為一個基因組?？墒腔蚪M測序的結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因編碼序列只占整個基因組序列的很小一部分。因此，基因組應(yīng)該指單倍體細(xì)胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。具體講，核基因組是單倍體細(xì)胞核內(nèi)的全部DNA分子；線粒體基因組則是一個線粒體所包含的全部DNA分子；葉綠體基因組則是一個葉綠體所包含的全部DNA分子。蛋白質(zhì)組(Proteome)提出，指由一個細(xì)胞或組織的基因組所表達(dá)的所有蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)組的概念與基因組的概念有許多差別，它隨著組織、甚至環(huán)境狀態(tài)的不同而改變.在轉(zhuǎn)錄時，一個基因可以多種mRNA形式剪接，并且同一蛋白可能以許多形式進(jìn)行翻譯后的修飾.因此，一個蛋白質(zhì)組不是一個基因組的直接產(chǎn)物，蛋白質(zhì)組中蛋白質(zhì)的數(shù)目有時可以超過基因組的數(shù)目.2．哪些主要的蛋白因子參與了原核蛋白質(zhì)合成過程，它們的功能分別是什么？答：共有十種蛋白因子，它們分別為：（1）IF-1：與小亞基結(jié)合，阻止起始tRNA和小亞基上的A位點(diǎn)結(jié)合。（2）IF-2：是GTP酶，通過形成IF2·GTP·fMet-tRNAifMet復(fù)合物促進(jìn)fMet-tRNAifMet和小亞基的結(jié)合。（3）IF-3：與小亞基結(jié)合，阻止大亞基與小亞基的結(jié)合。（4）EF-TU：在GTP存在時，EF-TU·GTP可以和氨酰-tRNA形成穩(wěn)定的EF-TU·GTP·AA-tRNA復(fù)合物，并將合適的氨酰-tRNA帶入小亞基的A位點(diǎn)。（5）EF-Ts：導(dǎo)致失活型的EF-Tu·GDP變成為有活性的EF-Tu·GTP（6）EF-G：是GTP酶，促進(jìn)移位，將肽酰-tRNA從A位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至P位點(diǎn)。（7）RF-1：識別終止密碼子UAG，UAA，催化多肽鏈從肽酰-tRNA上釋放。（8）RF-2：識別終止密碼子UGA，UAA，催化多肽鏈從肽酰-tRNA上釋放。（9）RF-3：是GTP結(jié)合蛋白，但與GDP的親和力大于GTP。RF-3激活RF-1和RF-2的功能，促進(jìn)RF-1和RF-2的釋放。（10）RRF：核糖體循環(huán)因子，促使大亞基與小亞基分離，將核糖體再次利用。五、綜合測試動物的肝臟具有再生的功能，即肝臟在切除一部分后，剩余的部分會出現(xiàn)增生。研究表明，肝臟在再生過程中表達(dá)多種可以促進(jìn)肝細(xì)胞生長的蛋白因子。請你設(shè)計一個實驗流程圖，來發(fā)現(xiàn)這些蛋白因子，克隆這些蛋白因子的基因，并初步驗證它們的功能。答：1，發(fā)現(xiàn)蛋白因子建立動物肝臟切除再生模型，同時建立假手術(shù)組動物模型作為對照組；提取再生肝臟蛋白和假手術(shù)組動物肝臟蛋白，用雙向電泳技術(shù)比較兩者的差異，鑒定出再生肝臟中特異表達(dá)的蛋白。2，克隆蛋白因子的基因運(yùn)用質(zhì)譜技術(shù)，對照已有的蛋白數(shù)據(jù)庫，確定再生肝臟中特異表達(dá)的蛋白，根據(jù)蛋白序列設(shè)計引物，RT-PCR得到相關(guān)基因。3，驗證功能將相關(guān)基因?qū)胝婧吮磉_(dá)載體，并將重組質(zhì)粒導(dǎo)入酵母細(xì)胞，提取純化蛋白，檢測該蛋白是否具有促進(jìn)肝細(xì)胞增殖的功能；或在肝臟細(xì)胞中誘導(dǎo)表達(dá)該基因，檢測是否促進(jìn)細(xì)胞增殖。（答案僅作參考，可以從其他角度設(shè)計實驗）練習(xí)二參考答案一、名詞解釋1.翻譯Translation在核糖體內(nèi)，轉(zhuǎn)錄后加工成熟的mRNA以密碼子為單位編碼出與mRNA堿基序列所對應(yīng)的多肽鏈的過程，包括起始、延伸和終止三個過程。2.核小體Nucleosome染色質(zhì)（或染色體）的基本組成單位，由DNA環(huán)繞組蛋白構(gòu)成，組蛋白為多聚物，包括H1×1，H2A×2,H2B×2,H3×2,H4×2。這些蛋白的N末端暴露在核小體的外部，有利于組蛋白的修飾（如甲基化、甲?；龋?，從而對基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。3.啟動子Promotor在DNA轉(zhuǎn)錄起始時RNA聚合酶識別并與其結(jié)合的一段DNA片斷，一般不編碼蛋白，具有與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)，并引導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的開始。4.增強(qiáng)子Enhancer真核DNA上一段特殊的片斷，其能通過一些轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)增加啟動子的使用頻率，即增加轉(zhuǎn)錄的頻率。它可以位于啟動子的上游，也可以在其下游。5.轉(zhuǎn)座子Transposon一段兩端具有反向重復(fù)序列的DNA片斷可以從原位上單獨(dú)復(fù)制或斷裂下來，插入另一位點(diǎn)，并對其后的基因起調(diào)控作用，此過程稱轉(zhuǎn)座。這段序列稱為轉(zhuǎn)座子，可分插入序列、復(fù)合轉(zhuǎn)座子和TnA家族。6.Shine-DalgarnoSequenceSD序列原核mRNA中5＇端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密碼AUG的上游5～10個堿基處,并且同核糖體小亞基上的16SrRNA3＇端的序列互補(bǔ)，能夠使核糖體準(zhǔn)確的識別到翻譯的起始位點(diǎn)。7.Ribozyme核酶核酶一詞用于描述具有催化活性的RNA,即化學(xué)本質(zhì)是核糖核酸(RNA),卻具有酶的催化功能。核酶的發(fā)現(xiàn)對于所有酶都是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念提出了挑戰(zhàn)。8.Ubiquitin泛素泛素是一種76氨基酸的多肽，可以在三種酶（E1，E2，E3）的催化下共價連接到把蛋白的Lysε-NH2，并進(jìn)一步通過多泛素化，介導(dǎo)靶蛋白被蛋白酶體降解。9.Singlenucleotidepolymorphism(SNP)單核苷酸多態(tài)性主要是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種。占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP在人類基因組中廣泛存在，平均每500～1000個堿基對中就有1個，估計其總數(shù)可達(dá)300萬個甚至更多。10.NonsenseMutation無義突變一種編碼某一氨基酸的三聯(lián)體密碼經(jīng)堿基替換后，變成不編碼任何氨基酸的終止密碼UAA、UAG或UGA的突變。雖然無義突變并不引起氨基酸編碼的錯誤，但由于終止密碼出現(xiàn)在一條mRNA的中間部位，就使翻譯時多肽鏈的終止就此終止，形成一條不完整的多肽鏈。二、簡答題1．簡述核糖體中主要的活性位點(diǎn)及其功能。答：核糖體中的主要活性位點(diǎn)為：1)A位點(diǎn)：氨酰tRNA結(jié)合位點(diǎn)，在肽鏈延長過程中與進(jìn)入的氨酰tRNA結(jié)合；2)mRNA結(jié)合位點(diǎn)：位于30S亞基的頭部，在原核中與mRNA上的SD序列結(jié)合，在真核中識別并結(jié)合mRNA的5’帽子；3)P位點(diǎn)：肽酰tRNA位點(diǎn)，與攜帶新生多肽鏈的tRNA結(jié)合，位于30和50S亞基；4)E位點(diǎn)：離開位點(diǎn)，空載的tRNA從此位點(diǎn)被排出，位于大亞基；5)肽基轉(zhuǎn)移酶活性位點(diǎn)：位于50S亞基,P位和A位之間，催化肽基轉(zhuǎn)移到氨酰tRNA；6)IF結(jié)合位點(diǎn)和EF結(jié)合位點(diǎn)：與起始因子和延伸因子結(jié)合。2．簡述端粒酶的作用機(jī)理和功能。答：端粒酶是一種核糖核酸蛋白酶，由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，具逆轉(zhuǎn)錄活性，能夠以自身的結(jié)構(gòu)RNA為模版，通過多次互補(bǔ)配對，延長端粒3’末端。之后合成引物，使5’端也得到延長。功能：由于在復(fù)制過程中存在末端丟失，通過端粒酶的作用保護(hù)了染色體末端，同時使得端粒的得到延伸，防止端粒過短影響復(fù)制。3．DNA修復(fù)的主要機(jī)制有哪些？答：DNA修復(fù)主要機(jī)制有7種：1)正讀碼機(jī)制，依靠DNA聚合酶切除錯誤核苷酸，替換正確核苷酸；2)錯配修復(fù)系統(tǒng)，依靠mut基因編碼的蛋白，特異性識別切除包含錯誤核苷酸的一段多核苷酸鏈，再由DNA聚合酶Ⅲ重新合成；3)光復(fù)活作用，通過修復(fù)酶（光裂化酶）直接逆轉(zhuǎn)紫外輻射造成的嘧啶二聚體結(jié)構(gòu)；4)堿基切補(bǔ)修復(fù)，糖基化酶將堿基移除，而后由核苷酸內(nèi)切酶進(jìn)行補(bǔ)切修復(fù)；5)核苷酸切補(bǔ)修復(fù)，將受損傷的一段核苷酸切除，合成新的核苷酸替換錯誤片段；6)重組修復(fù)，通過從受損DNA找回序列信息來修復(fù)DNA斷裂，當(dāng)DNA兩條鏈都受損時采用這種方式；7)SOS應(yīng)答，當(dāng)DNA受到放射損傷或其它較大損傷時，形成特化的DNA聚合酶催化，此酶越過損傷部位直接合成DNA4．簡述AmesTest的原理和意義。答：突變回復(fù)是指由突變性狀（缺陷型）重新恢復(fù)為野生性狀的突變過程。Amestest就是以肝臟原漿模擬體內(nèi)環(huán)境，利用突變回復(fù)來檢測誘變劑和致癌劑。缺陷型菌株（如his-）不能在缺乏相應(yīng)成分的（His-）的培養(yǎng)基中生長，而野生型菌株能。正常情況下菌株的突變幾率很低，所以缺陷型回復(fù)為野生型菌株的幾率就很小，在培養(yǎng)基中（His-）不能生長。但若加入誘變劑或是致癌劑后，能大大提高突變幾率，這樣就使部分缺陷型菌株恢復(fù)為野生性狀，能在培養(yǎng)基上生長（His-）。反之，若加入的不是誘變劑或致癌劑則菌株依舊未缺陷型，不能在培養(yǎng)基上生長。5．簡述PCR的原理。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction)，簡稱PCR，是一種在生物體外進(jìn)行DNA復(fù)制的分子生物學(xué)技術(shù)。DNA的半保留復(fù)制是生物進(jìn)化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈，在DNA聚合酶與啟動子的參與下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則復(fù)制成同樣的兩分子挎貝。在實驗中發(fā)現(xiàn)，DNA在高溫時也可以發(fā)生變性解鏈，當(dāng)溫度降低后又可以復(fù)性成為雙鏈。因此，通過溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性，并設(shè)計引物做啟動子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復(fù)制。PCR過程分為三步：①DNA變性（90℃-96℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA.②退火（25℃-65℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈.③延伸（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右最佳的活性）的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′端延伸，合成與模板互補(bǔ)的DNA鏈。每一循環(huán)經(jīng)過變性、退火和延伸，DNA含量既增加一倍。這樣通過對溫度變化的循環(huán)控制完成DNA的持續(xù)復(fù)制。四、問答題1．闡述乳糖操縱子的組成及其調(diào)控機(jī)制。乳糖操縱子由調(diào)控基因lacI、操縱基因和三個結(jié)構(gòu)基因lacZ、lacY、lacA組成。lacZ編碼β-半乳糖苷酶，它可以切斷乳糖的半乳糖苷鍵，而產(chǎn)生半乳糖和葡萄糖。lacY編碼β一半乳糖苷透性酶，它構(gòu)成轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，將半乳糖苷運(yùn)入到細(xì)胞中。lacA編碼β-半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶，其功能只將乙酰-輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)移到β-半乳糖苷上。Lac操縱子的調(diào)控分為正調(diào)控和負(fù)調(diào)控兩種。lacZ、Y、A基因的轉(zhuǎn)錄是由lacI基因指令合成的阻遏蛋白和cAMP與其結(jié)合蛋白CAP所控制的。機(jī)體內(nèi)沒有乳糖時，lacI編碼的阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合而占據(jù)RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，阻止了轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行；存在乳糖時，乳糖分子與阻遏蛋白結(jié)合，阻礙了阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，轉(zhuǎn)錄的抑制解除。如果體內(nèi)缺少葡萄糖，cAMP的形成增加，并與CAP結(jié)合，cAMP-CAP與操縱基因結(jié)合并引導(dǎo)RNA聚合酶與啟動子結(jié)合，加強(qiáng)了轉(zhuǎn)錄過程；如果體內(nèi)有葡萄糖，cAMP的含量降低，CAP對轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用消失。乳糖操縱子通過阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控和cAMP-CAP的正調(diào)控的綜合作用完成基因的調(diào)控2．簡述原核蛋白質(zhì)（多肽）生物合成的過程。原核多肽的生物合成可分為起始、延伸和終止三個過程。起始過程：在IF3與小亞基結(jié)合，使小亞基處于游離狀態(tài)；IF1與小亞基A位點(diǎn)結(jié)合，阻止起始tRNA進(jìn)入A位點(diǎn)；mRNA通過起始密碼子上游的SD序列與核糖體小亞基上16SrRNA3’端序列的互補(bǔ)配對使得核糖體的P位點(diǎn)正好處于起始密碼子處。IF2將起始氨酰-tRNA（fMet-tRNAi）引入P位點(diǎn)；IF3和IF1離去后，核糖體大亞基與小亞基結(jié)合形fMet成翻譯起始復(fù)合物。延伸過程：EF-TU不斷地利用GTP將氨酰-tRNA引入A位點(diǎn)，而EF-TS則負(fù)責(zé)將EF-TU-GDP變成EF-TU-GTP，再次行使功能。通過轉(zhuǎn)肽反應(yīng)，將P位點(diǎn)的肽酰-tRNA/氨酰-tRNA上的多肽或氨基酸轉(zhuǎn)移到A位點(diǎn)氨酰-tRNA的氨基端，從而產(chǎn)生延長一個氨基酸的肽酰-tRNA；EF-G促進(jìn)移位反應(yīng)，將轉(zhuǎn)肽反應(yīng)生成的肽酰-tRNA從A位點(diǎn)轉(zhuǎn)移至P位點(diǎn)。這樣核糖體每向前移動三個堿基的位置就編碼出了一個氨基酸，空載的t-RNA從E位點(diǎn)時放出。終止過程：當(dāng)核糖體移動到終止密碼子時，釋放因子RF1（UAA、UAG）或RF2（UAA、UGA）進(jìn)入A位，可以識別終止密碼；RF3RF-3激活RF-1和RF-2，催化多肽鏈從肽酰-tRNA上釋放,同時促進(jìn)RF-1和RF-2的釋放。之后，RRF與EF-G協(xié)同作用，使核糖體大小亞基分離；IF3與小亞基結(jié)合，被用于下一翻譯過程。釋放出的多肽經(jīng)過一系列的加工過程（折疊、糖基化等），形成成熟的蛋白并在機(jī)體內(nèi)行使特定的功能。五、綜合測試分子生物學(xué)中最常用的載體是質(zhì)粒（一種雙鏈環(huán)狀DNA）。根據(jù)你所掌握的分子生物學(xué)知識，分別設(shè)計一個真核表達(dá)質(zhì)粒(I)和一個原核表達(dá)質(zhì)粒(II)。在（Ⅰ）中：1：真核基因的復(fù)制起始序列，ARS；2：真核細(xì)胞篩選標(biāo)記；3：原核基因的復(fù)制起始序列，OriC；4：原核細(xì)胞篩選標(biāo)記，如ampr等；5：真核啟動子；6：增強(qiáng)子；7：多克隆酶切位點(diǎn)，MCS；8：轉(zhuǎn)錄終止序列，包括polyA加尾信號。在（Ⅱ）中：1：原核基因的復(fù)制起始序列，OriC；2：原核篩選標(biāo)記，如ampr等；3：強(qiáng)的啟動子，如Lac啟動子，包括了相關(guān)操縱子；4：SD序列；5：多克隆酶切位點(diǎn)，MCS；6：轉(zhuǎn)錄終止序列練習(xí)三參考答案一、名詞解釋(每題3分，共計12分)：1．C值和C值反常現(xiàn)象C值是一種生物單倍體基因組DNA的總量。真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白的DNA所隔開。這就是C值反?，F(xiàn)象2．DNA的轉(zhuǎn)座是由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。根據(jù)轉(zhuǎn)座作用機(jī)制的不同，可分為復(fù)制性轉(zhuǎn)座和非復(fù)制性轉(zhuǎn)座。3．基因工程是指在體外將核酸分子插入到病毒、質(zhì)?；蚴瞧渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，使之進(jìn)入原先沒有這類分子的寄主細(xì)胞中。進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的繁殖和表達(dá)。4．分子克隆的載體（vector）具有自主復(fù)制能力的DNA分子。二、判斷對錯，為什么？(每題3分，共計6分)：1.在研究mRNA所包含的功能基因信息時，一般將其反轉(zhuǎn)錄成的cDNA，再插入到可以自我復(fù)制的載體中。這種說法是正確的。由于mRNA十分敏感和脆弱，在自然狀態(tài)下難以被擴(kuò)增，故將其反轉(zhuǎn)錄成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的雙鏈DNA就是cDNA，然后再插入到可以自我復(fù)制的載體中。構(gòu)建cDNA文庫。2.一個生物體內(nèi)能產(chǎn)生百萬種以上的Ig分子，是源自于相應(yīng)數(shù)目的基因。這種說法是不正確的。生物體內(nèi)能產(chǎn)生百萬種以上的Ig分子，是由于組成Ig分子的重鏈和輕鏈的基因片段發(fā)生重排的結(jié)果。三、填空（每空0.5分，共計20分）1.核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，由200bpDNA和組蛋白八聚體組成。DNA在中期染色體中壓縮10，000倍。2．蛋白質(zhì)合成時UAA、UGA和UAG三個暗碼通常不代表任何氨基酸，它們代表終止密碼子。3．大腸桿菌釋放因子1(RF1)識別UAG與UAA。4．在大腸桿菌中，許多蛋白質(zhì)的降解是通過一個依賴于ATP的蛋白酶（con）來實現(xiàn)的。真核蛋白的降解依賴于一個只有76個氨基酸殘基、其序列高度保守的泛素。5．PCR技術(shù)是體外快速擴(kuò)增特定基因或DNA序列最常用的方法。整個反應(yīng)包括DNA解鏈（變性）、引物與模板結(jié)合（退火）、DNA合成（延伸）三步，此三步可以被不斷重復(fù)。經(jīng)多次循環(huán)之后，反應(yīng)混合物中所含有的雙鏈DNA分子數(shù)，理論上的最高值應(yīng)是2n。6.SNP（單核苷酸多態(tài)性）指基因組DNA序列中由于單個核苷酸（A，T，C和G）的突變而引起的多態(tài)性。7.基因敲除又稱基因打靶，該技術(shù)通過外源DNA與染色體DNA之間的同源重組，進(jìn)行精確的定點(diǎn)修飾和基因改造，具有專一性強(qiáng)、染色體DNA可與目的片段共同穩(wěn)定遺傳等特點(diǎn)。8.RACE是一項在已知cDNA序列的基礎(chǔ)上克隆5’端或3’端缺失序列的技術(shù)。9.利用cDNA差式分析法和基因芯片技術(shù)可以分析不同生物組織或細(xì)胞之間基因表達(dá)的差異。10.酵母單雜交體系（yeastone-hybridsystem），常用于研究DNA與蛋白質(zhì)之間的相互作用,而酵母雙雜交系統(tǒng)用于研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用。11.SAGE是一種以測序為基礎(chǔ)定量分析全基因組表達(dá)模式的技術(shù)，能夠直接讀出任何一種類型細(xì)胞或組織的基因表達(dá)信息。12.原位雜交是用標(biāo)記的核酸探針，經(jīng)放射自顯影或非放射檢測體系，在組織、細(xì)胞、間期核及染色體上對核酸進(jìn)行定位和相對定量研究的一種手段。13.定點(diǎn)突變通過改變基因特定位點(diǎn)核苷酸序列來改變所編碼的氨基酸序列。14.RNA干涉技術(shù)利用雙鏈小RNA高效、特異性降解細(xì)胞內(nèi)同源mRNA，從而阻斷體內(nèi)靶基因表達(dá)，使細(xì)胞出現(xiàn)靶基因缺失的表型。15.蛋白質(zhì)組學(xué)研究某一物種、個體、器官、組織或細(xì)胞在特定條件、特定時間所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)圖譜。通常采用雙向電泳方法將蛋白質(zhì)分離,然后采用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行鑒定.16.凝膠阻滯試驗是體外分析DNA與蛋白質(zhì)相互作用的一種特殊的凝膠電泳技術(shù).17.研究蛋白質(zhì)相互作用可以采用酵母雙雜交、免疫共沉淀、噬菌體展示等方法。18細(xì)菌的轉(zhuǎn)化頻率是指每微克DNA轉(zhuǎn)化菌落數(shù)。19.果蠅胚胎、幼蟲和成蟲的前后極性均源于卵子期發(fā)生的極性。形態(tài)發(fā)生決定基因參與調(diào)控胚胎前—后軸形成，形態(tài)發(fā)生決定基因表達(dá)以后，依次激活間隙，成對規(guī)則，體節(jié)極化基因表達(dá)。這些基因的產(chǎn)物能調(diào)節(jié)同源域基因表達(dá)，最終決定每個體節(jié)的命運(yùn)。20.在對擬南芥和金魚草突變體及花器官特征決定基因功能的研究中，E·Myerowitz提出了控制花形態(tài)發(fā)生的"ABC"模型。正常花的四輪結(jié)構(gòu)的形成是由ABC三組基因共同作用而完成的，每一輪花器官特征的決定分別依賴于三組基因中的一組或兩組基因的正常表達(dá)，如其中任何一組或更多的基因發(fā)生突變而喪失功能，則花的形態(tài)將發(fā)生異常。四、多項選擇題（在被選擇的條款上畫圈，答對得分，答錯扣分,每個正確選擇得1分，共37分）1、決定編碼蛋白質(zhì)序列的遺傳信息[A、C]A、存在于單鏈DNA序列上；B、存在于雙鏈DNA序列上；C、其表達(dá)需要DNA雙鏈解旋；D、其表達(dá)需要DNA的高級構(gòu)象；E、其表達(dá)不需要反式作用因子；2、用特定的限制性內(nèi)切酶解雙鏈DNA產(chǎn)生DNA片段長度的分析適合構(gòu)建物理圖譜，因為：[C]A、哪怕只用一種限制酶，DNA線性化也容許直接確定限制性片段長度；B、內(nèi)切酶在等距離位點(diǎn)切割DNA，產(chǎn)生機(jī)體特異性的片段長度；C、雙酶切產(chǎn)生的重疊片段可以明確制作物理圖譜。3、限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)是：[A、C]A、用于遺傳指紋圖譜的技術(shù)；B、兩個等位基因之間限制圖譜的差別；C、同一個種的兩個個體之間限制圖譜的差別；D、兩個種的兩個個體之間限制圖譜的差別；E、單倍體的兩種不同的限制圖譜的差別。4、真核基因常常斷裂，這；[B、D]A、反映了真核mRNA是多順反子的事實；B、表明編碼的外顯子被非編碼的內(nèi)含子隔開；C、提示真核DNA是線性的，并分散在各個染色體中。因此基因可能一部分在一條染色體上，而另一部分在另一條染色體上；D、意味著初始轉(zhuǎn)錄子必須先加工后才能被翻譯為蛋白質(zhì)；5、下列哪些敘述是正確的：[A、C]A、外顯子在基因組和cDNA中順序相同；B、內(nèi)含子通常被翻譯；C、人體中的所有細(xì)胞含有相同的一套基因;D、人體中的所有細(xì)胞表達(dá)相同的一套基因；E、人體中的所有細(xì)胞均按相同的方式拼接每個基因的RNA。6、報道基因：[A、C]A、是用一個易于測定的編碼區(qū)替換目的基因的編碼區(qū)；B、是以一個易于測定的啟動子區(qū)替換目的基因的啟動子區(qū)；C、可用于測定啟動子活性；D、不可用于測定啟動子何時，何處被激活；E、用于檢測蛋白活性；F、用于檢測細(xì)胞活性。7、基因組文庫中的克隆片段，[A]A、包括了所有的基因信息；B、只包括了表達(dá)基因的信息；C、不帶有內(nèi)含子序列。8、基因打靶的作用可使，[A]A、一個特定基因被敲除；B、任意基因被去除；C、任意基因被取代。9、細(xì)胞與組織的特異性取決于；[A、C]A、特異的轉(zhuǎn)錄因子；B、特異的DNA序列；C、特異的基因的表達(dá)；D、染色質(zhì)的狀態(tài)；E、組蛋白與DNA的相互作用。10、DNA分子多態(tài)性，[B、D]A、一般只有兩種等位形式；B、可以是多種等位形式；C、可以由微衛(wèi)星產(chǎn)生；D、可以指SNP。11、順反子，[A]A、是指一個開放閱讀框的遺傳功能單位；B、在原核生物中，它不等同于基因；C、在真核生物中，它一般等同于基因；D、指一個基因的全部序列。12、增強(qiáng)子：[A、D]A、存在于啟動子上游或下游；B、存在于啟動子附近；C、不存在于遠(yuǎn)離啟動子的區(qū)域；D、但可以在啟動子的反方向。13、每個轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)僅被一個轉(zhuǎn)錄因子識別。[B]A、對 B、錯14、下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄因子的敘述哪些是正確的：[B、D]A、它們有獨(dú)立的結(jié)合DNA區(qū)和轉(zhuǎn)錄激活區(qū)，兩個區(qū)域不能獨(dú)自發(fā)揮作用；B、它們一般都具有二聚化和多聚區(qū)域；C、Fos/Jun與Jun/Jun結(jié)合的DNA序列不同；D、Fos/Jun比Jun/Jun結(jié)合DNA更緊密。15、受體酪氨酸激酶：[A、E]A、有一個胞質(zhì)激酶區(qū)；B、其配體一般是甾類物質(zhì)；C、配體結(jié)合后不發(fā)生二聚化；D、配體結(jié)合胞質(zhì)區(qū)使受體構(gòu)型發(fā)生改變；E、能夠發(fā)生自磷酸化而激活。16、凝膠阻滯法，[B、C]A、用于研究蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用的方法；B、用于研究蛋白質(zhì)－DNA相互作用的方法；C、其原理是根據(jù)復(fù)合物大小的改變而發(fā)生的電泳速度改變；D、其原理是根據(jù)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)改變而發(fā)生的電泳速度改變17、甾類受體轉(zhuǎn)錄因子，[C]A、都結(jié)合于同一激素；B、不以特異性序列模式結(jié)合DNAC、有不同的區(qū)域分別用于激活轉(zhuǎn)錄，結(jié)合DNA和激素。18、細(xì)胞凋亡，[A、D]A、是特定細(xì)胞的程序性死亡；B、當(dāng)Fas或TNF的受體結(jié)合了它們的配體后能被誘導(dǎo)；C、不出現(xiàn)有規(guī)則的DNA斷裂；D、一般引起caspase的級聯(lián)反應(yīng)。19、下列哪些關(guān)于ras說法是正確的；[B、C、D]A、ras蛋白直接結(jié)合到胞外配體上；B、基因常發(fā)生突變，突變能在V-ras或C-ras發(fā)生；C、基因突變可能在結(jié)構(gòu)上活化Ras，從而不水解GTP;D、有時可能通過野生型Ras蛋白的過量表達(dá)而引起腫瘤發(fā)生；E、不能介導(dǎo)信號通路。20、p53基因，[A、B、D、E]A、是一個抑癌基因；B、編碼一個轉(zhuǎn)錄因子；C、一般不發(fā)生突變；D、參與細(xì)胞周期的調(diào)控。E、其表達(dá)產(chǎn)物功能可以被某些病毒蛋白抑制五、問答題（共計25分）1.老師在課堂上說，Morgan的連鎖遺傳規(guī)律與孟德爾的遺傳性狀獨(dú)立分離規(guī)律是背道而馳的。你能用現(xiàn)代分子生物學(xué)的理論解釋這一現(xiàn)象嗎？（4分）當(dāng)所研究的兩個基因分別位于不同的染色體上時，雜交后代按照獨(dú)立分離規(guī)律分離；當(dāng)所研究的基因位于同一染色體上而且距離較近時，雜交后代的分離符合連鎖遺傳規(guī)律；而當(dāng)所研究的基因位于同一染色體上而且距離較遠(yuǎn)時，雜交后代的分離可能介于獨(dú)立分離規(guī)律和連所遺傳規(guī)律之間，就是連鎖互換規(guī)律。2.解釋在DNA復(fù)制過程中，后隨鏈?zhǔn)窃鯓雍铣傻?。?分）因為DNA聚合酶只能從5’到3’方向合成DNA，后隨鏈不能象先導(dǎo)鏈那樣總是朝著同一方向合成。后隨鏈?zhǔn)且源罅康莫?dú)立的片段的形式（岡崎片段）合成的。每個片段都是按照5’到3’方向合成的。這些片段最后連在一起形成一條連續(xù)的多核苷酸鏈。每個片段都是獨(dú)立地被引發(fā)、聚合和連接。3.解釋什么是“套索結(jié)構(gòu)”，在內(nèi)含子套索中的磷酸二酯鍵有什么特別之處？（5分）當(dāng)RNA分子的一端自身回折成環(huán)并與其自身的核苷酸形成共價結(jié)合時，便形成了一個套索結(jié)構(gòu)。在內(nèi)含子的套索結(jié)構(gòu)中的磷酸二酯鍵很少見。因為它是由核苷酸的5’和2’上的碳原子連接起來的。而磷酸二酯鍵通常是靠相鄰的兩個核苷酸的5’和3’的碳原子連接起來的。5.簡述真核與原核細(xì)胞中翻譯起始的主要區(qū)別。（5分）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞翻譯起始的主要區(qū)別是來自mRNA的本質(zhì)差異以及小亞基與mRNA起始密碼子上游區(qū)結(jié)合的能力。原核細(xì)胞mRNA較不穩(wěn)定，而且是多順反子，在IF-3介導(dǎo)下。通過16SrRNA的3’末端在核糖體結(jié)合位點(diǎn)與小亞基直接結(jié)合后，原核細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物（IF-3，30S，mRNA，IF-2，GTP，fMet-tRNA）就裝配起來了。而在真核細(xì)胞中，需要幾種起始因子（eIF-4，4A，4B）幫助mRNA啟動，起始復(fù)合物（SIC，40S亞基，eIF-2，GTP，Met，tRNA）才能結(jié)合（在eIF-4和eIF-3因子的促使下）到mRNA帽上。一旦結(jié)合，SIC開始向mRNA下游區(qū)搜索，直到找到第一個AUG密碼子。練習(xí)4參考答案一、名詞解釋（15分，每小題3分）核小體：核小體是構(gòu)成染色質(zhì)的基本單位，包括DNA和組蛋白。轉(zhuǎn)錄：以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA的過程。密碼子：mRNA分子上的三個堿基決定一個氨基酸，稱為密碼子。變性：在一定的條件下，使DNA雙螺旋的氫鍵發(fā)生斷裂變成單鏈的現(xiàn)象。外顯子：在不連續(xù)基因中，把編碼序列叫外顯子。二、填空（10分，每空1分）1RNA2編輯3轉(zhuǎn)換4CRP或CAP5-106衰減子或弱化子7衛(wèi)星DNA8聚合酶鏈反應(yīng)或PCR9RNA聚合酶II10堿性磷酸酶三、選擇題（共25分，每題1分）1D2A3A4B5C6D7A8D9C10A11B12A13B14A15A16C17C18C19A20C21B22A23B24B25A四、判斷對錯，在正確的題后面劃√，在錯誤的題后面劃×。（共15分，每題1分）1×2×3×4×5×6×7×8√9×10×11×12×13×14×15×五、簡答題（共20分，每小題4分）1、維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力有幾種？氫鍵，堿基堆積力，分子內(nèi)能，磷酸基團(tuán)的負(fù)電荷2、簡述真核生物mRNA的帽子結(jié)構(gòu)及其功能。當(dāng)RNApolII聚合的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物達(dá)到約25nt長時，在其5’端加上了一個7-甲基鳥苷（m7G),該7-甲基鳥苷稱為帽子結(jié)構(gòu)，是以5’-5’方向相連的，用來防止5’-外切酶的攻擊，但卻有利于剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)和翻譯的進(jìn)行。3、DNA損傷修復(fù)有幾種類型。1）切除修復(fù)2）光復(fù)活3）重組修復(fù)4）ＳＯＳ修復(fù)4、簡述φX174基因組DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。1）Φx174共有11個蛋白質(zhì)基因，但是只轉(zhuǎn)錄3個mRNA,其中，一個從A開始，一個從B開始,另一個從D開始。2）Φx174的DNA分子絕大部分用來編碼蛋白質(zhì)，不翻譯出來只占4%（（63+8+110+36）/5386=4%），其中包括一些間隔區(qū)和一些控制基因表達(dá)的序列。3）Φx174基因排列上最顯著的特點(diǎn)是有重疊基因和基因內(nèi)基因。這是首次發(fā)現(xiàn)基因重疊現(xiàn)象。迄今為止，只有在噬菌體和病毒中發(fā)現(xiàn)基因重疊現(xiàn)象。5、簡述原核生物啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。1Pribnow框：人們發(fā)現(xiàn)在大腸桿菌中在-10左右的一段核苷酸序列中，大多包含TATAAT.2sextama框：對于大多數(shù)啟動子來說，在RNA聚合酶覆蓋的部分還有一個重要的區(qū)域，叫做sextama框。其位置在-35附近，因此又叫-35序列。其一致序列為TTGACA六、問答題（從2個論述題任選其一。10分）1、詳述真核生物tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能。tRNA的一級結(jié)構(gòu)：tRNA是將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體，并被破譯mRNA信息的轉(zhuǎn)接器分子。它們的一級結(jié)構(gòu)長約60-95個核苷酸，通常為76。在任何tRNA分子中，均含有許多修飾堿基，有時能占到分子總堿基數(shù)的20%。實際上，在迄今為止已鑒定的幾百種tRNA分子中，已觀察到50余種不同類型的修飾堿基，都是在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)修飾形成的。在tRNA中，含有修飾過的堿基，它們是假尿嘧啶核苷（ψ）、二氫尿嘧啶核苷（D）、和次黃嘌呤核苷（I）。在tRNA一級結(jié)構(gòu)中，有15個核苷酸是恒定的，有8個位置上的核苷酸是半恒定的，即要么是嘌呤，要么是嘧啶。按照標(biāo)準(zhǔn)定位習(xí)慣，將第1位定為5’端，而第76位定義為3’端。tRNA的二級結(jié)構(gòu)：tRNA的結(jié)構(gòu)相當(dāng)保守，各物種的tRNA均含有70~80個堿基，tRNA均具有三葉草的二級結(jié)構(gòu)和L狀的三級結(jié)構(gòu)。從二級結(jié)構(gòu)上看，tRNA可以分為5個臂：攜帶氨基酸的接受臂；TψC臂；反密碼子臂；二氫尿嘧啶臂；附加臂。tRNA的三級結(jié)構(gòu)：tRNA的三級結(jié)構(gòu)中共有9個氫鍵。這些氫鍵主要涉及幾個恒定堿基間堿基配對。D臂和T臂上的堿基配對將tRNA分子折疊成倒L形，反密碼子在倒L形的一端，而氨基酸接受臂則在另一端，tRNA三級結(jié)構(gòu)經(jīng)過堿基堆積作用而得到加強(qiáng)。tRNA的功能：經(jīng)過氨?；磻?yīng)，tRNA與氨基酸連接成為氨酰-tRNA，而蛋白質(zhì)合成中的轉(zhuǎn)接器分子正是這些負(fù)載tRNA，被稱為氨酰-tRNA合成酶特異催化氨?；磻?yīng)，且極為專一。2、論述色氨酸衰減子的作用機(jī)理。大腸桿菌中，衰減作用依賴于轉(zhuǎn)錄和翻譯的緊密偶聯(lián)。RNA聚合酶剛轉(zhuǎn)錄出前導(dǎo)肽的部分密碼子，核糖體就開始翻譯。當(dāng)細(xì)胞中有色氨酸時，核糖體能夠順利地翻譯出整個前導(dǎo)肽而在終止密碼子ＵＧＡ（＋７０）處停下來。這時核糖體占據(jù)了序列１和部分序列２，使序列２和序列３不能配對，因而序列３和４配對產(chǎn)生終止子的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)錄的終止。當(dāng)出現(xiàn)色氨酸饑餓時，核糖體停頓兩個trp密碼子上，這時，核糖體占據(jù)了序列１，而留下完整的序列２以便于和轉(zhuǎn)錄出或即將轉(zhuǎn)錄出的序列３形成二級結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)序列４轉(zhuǎn)錄出來后仍是單鏈狀態(tài)，即終止子不能形成，于是轉(zhuǎn)錄繼續(xù)下去。七、計算題(5分)雙鏈：50/X=1.00/4.11x=50*4.11=205.5單鏈：50/x=1.37/4.11x=(50*4.11)/1.37=150練習(xí)5參考答案一、填空題,r6I3U7k8_/X$k

0@9S,l#c*_%s0]$^;?

1、DNA重組技術(shù)，基因表達(dá)調(diào)控研究，生物大分子的結(jié)構(gòu)功能研究，基因組、功能基因組與生物信息學(xué)5L7^!z5b9Y3h

2、功能基因，調(diào)控序列

3、八聚體，H1

"x"L6C*[/^0q:c

~7b$S$L

4、保存母鏈，修正子鏈&l5o;l0h2w%O9M-|

5、轉(zhuǎn)錄，翻譯，轉(zhuǎn)錄，翻譯

/X1R

a(p;V"l5e

6、TATA，TTGACA4G/h1J!E!B

*^(U

C/L9A

7、對模板mRNA進(jìn)行序列特異性識別，攜帶氨基酸及tRNA的功能

8、RNA引物，DNA引發(fā)酶3P8R8W3{)c

9、單鏈DNA結(jié)合蛋白

10、帽子結(jié)構(gòu)，多腺苷化尾，poly(A)聚合酶，內(nèi)含子，剪接，外顯子，snRNA,snRNP，剪接體

4n2f4_%h!N6i5N(x

二、選擇題

1、c2、a3、d4、b5、b7O*D'D0p3M5V9N2c(J6、ace7、c8、bc9、ac10、cd,j.~'O3n6]*`.s1L

三、判斷題/l2Q0L1J8}&T

1、錯2、錯3、正確4、正確5、正確6、錯7、正確8、正確9、正確10、正確4O${*|0T1Q3j0L#p

$a3o5~0c)_4~5{

四、名詞解釋

%u(I(I6F:r2X

1、C值反?，F(xiàn)象（C-valueparadox）;\-L+h![5N6w

所謂C值，通常是指一種生物單倍體基因組DNA的總量。真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開，這就是著名的“C值反常現(xiàn)象（C-valueparadox）”。8m.r2\6a'd-x2、堿基切除修復(fù)0t7n9r)Q%d0q(h(w+V

研究發(fā)現(xiàn)，所有細(xì)胞中都帶有不同類型、能識別受損核酸位點(diǎn)的糖苷水解酶，它能特異性切除受損核苷酸上的N-β糖苷鍵，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)，統(tǒng)稱為AP位點(diǎn)。DNA分子中一旦產(chǎn)生了AP位點(diǎn)，AP核酸內(nèi)切酶就會把受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開，并移去包括AP位點(diǎn)核苷酸在內(nèi)的小片段DNA，由DNA聚合酶I合成新的片段，最終由DNA連接酶把兩者連成新的被修復(fù)的DNA鏈。

3、有意義連（sensestrand）

與mRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈（codingstrand）或稱有意義連（sensestrand）。

3~+T&D7p:?6V:r%g

4、鋅指結(jié)構(gòu)3Q3d'E8d"z*}8\鋅指結(jié)構(gòu)家族蛋白大體可分為鋅指、鋅鈕(twist)和鋅簇(cluster)結(jié)構(gòu)，其特有的半胱氨酸和組氨酸殘基之間氨基酸殘基數(shù)基本恒定，有鋅參與時才具備轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性。重復(fù)的鋅指樣結(jié)構(gòu)都是以鋅將一個α螺旋與一個反向平行β片層的基部以鋅原子為中心，通過與一對半胱氨酸和一對組氨酸之間形成配位鍵相連接，鋅指環(huán)上突出的賴氨酸、精氨酸參與DNA的結(jié)合。

,~$d)v7o-R.T9H

5、物理圖"t(q%s$w2v:P

人類基因組的物理圖是指以已知核苷酸序列的DNA片段（序列標(biāo)簽位點(diǎn)，sequence-taggedsite，STS）為“路標(biāo)”，以堿基對（bp，kb，Mb）作為基本測量單位（圖距）的基因組圖。任何DNA序列，只要知道它在基因組中的位置，都能被用作STS標(biāo)簽。物理圖的主要內(nèi)容是建立相互重疊連接的“相連DNA片段群”（contigs），并用PCR方法予以證實。

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五、簡答題2R4Z-F*a5Y5\2h9S

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1、解釋在DNA復(fù)制過程中，后隨鏈?zhǔn)窃鯓雍铣傻摹?]*B"A/M-L

后隨鏈的引發(fā)過程往往由引發(fā)體（primosome）來完成。引發(fā)體由6種蛋白質(zhì)n、n'、n''、DnaB、C和I共同組成，只有當(dāng)引發(fā)前體（preprimosome）把這6種蛋白質(zhì)合在一起并與引發(fā)酶（primase）進(jìn)一步組裝后形成引發(fā)體，才能發(fā)揮其功效。引發(fā)體像火車頭一樣在滯后鏈分叉的方向上前進(jìn)，并在模板上斷斷續(xù)續(xù)地引發(fā)生成滯后鏈的引物RNA短鏈，再由DNA聚合酶III作用合成DNA，直至遇到下一個引物或?qū)槠螢橹?。由RNaseH降解RNA引物并由DNA聚合酶I將缺口補(bǔ)齊，再由DNA連接酶將兩個岡崎片段連在一起形成大分子DNA。

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2、大腸桿菌DNA聚合酶I、II、III的性質(zhì)。/u7G.r

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性

質(zhì)5B4W5r(\!W1j(Q+G)n3E1a

3、轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)。

①轉(zhuǎn)座引起插入突變。②轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因。③轉(zhuǎn)座產(chǎn)生的染色體畸變。④轉(zhuǎn)座引起的生物進(jìn)化。

4、σ因子的作用。

α亞基可能與核心酶的組裝及啟動子識別有關(guān)，并參與RNA聚合酶和部分調(diào)節(jié)因子的相互作用。σ因子可以極大地提高RNA聚合酶對啟動子區(qū)DNA序列的親和力。σ因子的作用是負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，它是酶的別構(gòu)效應(yīng)物，使酶專一性識別模板上的啟動子。σ因子不僅增加聚合酶對啟動子的親和力，還降低了它對非專一位點(diǎn)的親和力。9E3D+R%N"M2Z-g

2

5、原核與真核生物mRNA的特征比較。!c5a*W!V$N0Q3x&`2[

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原核生物mRNA的特征：1.半衰期短。2.許多原核生物mRNA以多順反子的形式存在。3.原核生物mRNA的5’端無帽子結(jié)構(gòu)，3’端沒有或只有較短的多聚（A）結(jié)構(gòu)。

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真核生物mRNA的特征：1.真核生物mRNA的5’端存在“帽子”結(jié)構(gòu)。2.絕大多數(shù)真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。9{-F9n6h-b7~5d4c

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6、I類內(nèi)含子的自我剪切過程。'?8K7S0j2e){

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在I類內(nèi)含子切除體系中，鳥苷或鳥苷酸的3’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子5’端的磷酸二酯鍵，從上游切開RNA鏈。再由上游外顯子的自由3’-OH作為親核基團(tuán)攻擊內(nèi)含子3’位核苷酸上的磷酸二酯鍵，使內(nèi)含子被完全切開，上下游兩個外顯子通過新的磷酸二酯鍵相連。6O%f)d7I-A!`2t3_$s:W

7、Sanger雙脫氧鏈終止法。7s1a3P(b5y8m

英國劍橋大學(xué)分子生物學(xué)實驗室的F.Sanger等人于1977年發(fā)明了利用DNA聚合酶的雙脫氧鏈終止原理測定核苷酸序列的方法。由于這種方法要求使用一種單鏈DNA模板和一種適當(dāng)?shù)腄NA引物，因此有時也稱為引物合成法或酶催引物合成法。它利用了DNA聚合酶所具有的兩種酶催反應(yīng)的特性：第一，DNA聚合酶能夠利用單鏈的DNA作模板，合成出準(zhǔn)確的DNA互補(bǔ)鏈；第二，DNA聚合酶能夠利用2'，3'-雙脫氧核苷三磷酸作底物，將其摻入到寡核苷酸鏈的3'-末端，從而終止DNA鏈的生長。#k6{%X%m*H%S+T3]9j

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8、PCR技術(shù)原理。

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聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即PCR技術(shù)，是一種在體外快速擴(kuò)增特定基因或DNA序列的方法，故又稱為基因的體外擴(kuò)增法。;u'n7m"_8V*V;I9c5t

PCR技術(shù)的原理：首先將雙鏈DNA分子在臨近沸點(diǎn)的溫度下加熱分離成兩條單鏈DNA分子，DNA聚合酶以單鏈DNA為模板并利用反應(yīng)混合物中的四種脫氧核苷三磷酸合成新生的DNA互補(bǔ)鏈。因為DNA聚合酶需要有一小段雙鏈DNA來啟動（“引導(dǎo)”）新鏈的合成，所以，新合成的DNA鏈的起點(diǎn)，事實上是由加入到反應(yīng)混合物中的一對寡核苷酸引物在模板DNA鏈兩端的退火位點(diǎn)決定的。只要有合適的引物存在，兩條單鏈DNA都可作為合成新生互補(bǔ)鏈的模板。由于在PCR反應(yīng)中所選用的一對引物，是按照與擴(kuò)增區(qū)段兩端序列彼此互補(bǔ)的原則設(shè)計的，因此每一條新生鏈的合成都是從引物的退火結(jié)合位點(diǎn)開始并朝相反方向延伸的。整個PCR反應(yīng)的全過程，即DNA解鏈（變性）、引物與模板DNA相結(jié)合（退火）、DNA合成（鏈的延伸）三步，可以被不斷重復(fù)。經(jīng)多次循環(huán)之后，反應(yīng)混合物中所含有的雙鏈DNA分子數(shù)，即兩條引物結(jié)合位點(diǎn)之間的DNA區(qū)段的拷貝數(shù)，理論上的最高值應(yīng)是2n%D,b

H.g%N2N&l

9、假定你從一新發(fā)現(xiàn)的病毒中提取了核酸。請用最簡單的方法確定：+Q2u,r（1）它是DNA還是RNA？（2）它是單鏈還是雙鏈？

確定堿基比率。如果有胸腺嘧啶，為DNA，如果有尿嘧啶，則為RNA。如果為雙鏈分子，那么A與T（或U）的量以及G或C的量應(yīng)相等。

10、熱激蛋白調(diào)控的基因表達(dá)機(jī)制。

4~9[)s3y%[/m

許多生物在最適溫度范圍以上，能受熱誘導(dǎo)合成一系列熱休克蛋白（heatshockprotein）。受熱后，果蠅細(xì)胞內(nèi)Hsp70mRNA水平提高1000倍，就是因為熱激因子（heatshockfactor，HSF）與hsp70基因TATA區(qū)上游60bp處的HSE相結(jié)合，誘發(fā)轉(zhuǎn)錄起始。.B5`4l8E,@,p+I

0Q"c)V#d(s.V1a

在沒有受熱或其他環(huán)境脅迫時，HSF主要以單體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)。單體HSF沒有DNA結(jié)合能力，Hsp70可能參與了維持HSF的單體形式。受到熱激或其他環(huán)境脅迫時，細(xì)胞內(nèi)變性蛋白增多，它們都與HSF競爭結(jié)合Hsp70，從而釋放HSF，使之形成三體并輸入核內(nèi)。HSF一旦形成三體，便擁有與HSE特異結(jié)合、促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的功能。這種能力可能還受磷酸化水平的影響，因為熱激以后，HSF不但形成三體，還會迅速被磷酸化。HSF與HSE的特異性結(jié)合，引起包括Hsp70在內(nèi)的許多熱激應(yīng)答基因表達(dá)，大量產(chǎn)生Hsp70蛋白。隨著熱激溫度消失，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)大量游離的Hsp70蛋白，它們與HSF相結(jié)合，形成沒有DNA結(jié)合能力的單體并脫離DNA。

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六、問答題

1S/}7^1H,z'}"@:S(g&y:C-d

1、描述蛋白質(zhì)的生物合成過程。-U:o7t;J8X+p

要點(diǎn)：蛋白質(zhì)的生物合成是一個比DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄更為復(fù)雜的過程。它包括：.l)}4S+Y4g)x1n

①翻譯的起始——核糖體與mRNA結(jié)合并與氨基酰-tRNA生成起始復(fù)合物。

②肽鏈的延伸——由于核糖體沿mRNA5'端向3'端移動，開始了從N端向C端的多肽合成，這是蛋白質(zhì)合成過程中速度最快的階段。

③肽鏈的終止及釋放。核糖體從mRNA上解離，準(zhǔn)備新一輪合成反應(yīng)。.F7h"c6I;[

2、比較原核生物和真核生物基因調(diào)控的異同點(diǎn)。2S7s2u

U$k.}0A%I4b*s.1、轉(zhuǎn)錄因子是與稱之效應(yīng)成分的特殊的DNA序列相互作用的DNA結(jié)合蛋白，效應(yīng)成分位于基因的調(diào)節(jié)區(qū)或啟動子區(qū)。

在細(xì)菌系統(tǒng)中，這些效應(yīng)成分稱為操縱基因部位。轉(zhuǎn)錄因子激活還是阻遏轉(zhuǎn)錄取決于啟動子前后序列和細(xì)胞的生理狀態(tài)。轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合活性常?？梢员恍?yīng)分子調(diào)節(jié)。

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2、E.coli中的lac操縱子是由一套編碼用于乳糖代謝的酶的基因。這些基因被轉(zhuǎn)錄為單一一條順反子mRNA的一部分。lac操縱子的轉(zhuǎn)錄受到LacI阻遏物和CAP的調(diào)控。乳糖和其它的半乳糖苷，例如IPTG結(jié)合LacI阻遏物并且使它的特殊序列結(jié)合活性下降1000倍。在乳糖存在下，lac操縱子被轉(zhuǎn)錄，合成乳糖代謝需要的蛋白質(zhì)。

3、CAP是lac操縱子的正調(diào)節(jié)劑，當(dāng)存在乳糖（LacI是非活性的）并且葡萄糖水平低時，它能夠很強(qiáng)地促進(jìn)lac表達(dá)。在這樣的條件下，CAP-cAMP復(fù)合物結(jié)合lac操縱基因并直接與RNA聚合酶的亞基相互作用。人們認(rèn)為這種相互作用可以促進(jìn)RNA聚合酶結(jié)合啟動子和開放起始復(fù)合物的形成。

C:J&d2@-F1C.b;K

4、ara操縱子受到AraC活性的正調(diào)節(jié)，AraC既可以作為ara操縱子轉(zhuǎn)錄的阻遏物，也可以作為它的激活劑，主要取決于細(xì)胞內(nèi)阿拉伯糖和葡萄糖的濃度。在缺少阿拉伯糖時，AraC是一個阻遏物結(jié)合位于ara操縱子內(nèi)的兩個分開的操縱基因部位，導(dǎo)致一個抑制DNA環(huán)的形成。然而當(dāng)阿拉伯糖存在以及CAP-cAMP復(fù)合物存在時，抑制DNA環(huán)被破壞，CAP-cAMP復(fù)合物能促進(jìn)ara操縱子的轉(zhuǎn)錄。

5、trp操縱子從兩個水平上控制色氨酸生物合成酶的生產(chǎn),取決于細(xì)胞內(nèi)色氨酸的濃度。當(dāng)色氨酸水平高時，Trp阻遏物-色氨酸復(fù)合物形成，Trp阻遏物結(jié)合trp操縱子抑制轉(zhuǎn)錄。2x6l0|:Y$b

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第二水平調(diào)控稱之衰減作用，當(dāng)Trp-tRNATrp豐富時和一個終止結(jié)構(gòu)形成時，衰減作用使得轉(zhuǎn)錄提前終止，導(dǎo)致RNA聚合酶從DNA上脫落下來。1g6j5]

`;u/L9x"v%c3Q6、甾類激素受體是配體依賴性的轉(zhuǎn)錄因子，它們通過與靶基因應(yīng)答成分結(jié)合將激素信號直接轉(zhuǎn)導(dǎo)到核。這些受體是誘導(dǎo)還是阻遏轉(zhuǎn)錄取決于配體的可利用性和啟動子的前后序列。甾類激素受體以同源二聚體與回文DNA序列結(jié)合。0E8k.H;r4y

7、大多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子都含有功能結(jié)構(gòu)域，這些因子中的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域大體有螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helix）、鋅指（zincfingers）和亮氨酸拉鏈（leucinezippers）3種主要類型。螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基元由兩個α-螺旋和一個β-轉(zhuǎn)角組成，用來結(jié)合許多原核生物和某些真核生物中的特異的DNA序列；鋅指基元是由鋅離子通過配位鍵與組氨酸和半胱氨酸殘基形成的，不同蛋白中的鋅指數(shù)目不同，鋅指蛋白TFIIIA通過結(jié)合于基因的轉(zhuǎn)錄部分內(nèi)的控制區(qū)調(diào)控小的核糖體RNA（5SrRNA）的轉(zhuǎn)錄。/V2j6e0y6X9P!~2K1P

在亮氨酸拉鏈基元中相鄰鏈內(nèi)的亮氨酸象兩手手指那樣交叉鎖住，提供了可將兩個α-螺旋結(jié)合在一起的疏水堆積相互作用。這種基元被不同的真核生物轉(zhuǎn)錄因子用來產(chǎn)生用于結(jié)合DNA的二聚體結(jié)構(gòu)。(z:O8f8U0G8~+A(T:c8V:?9N#T0X-n#W2G+g)W6c3、衰減作用如何調(diào)控大腸桿菌中色氨酸操縱子的表達(dá)？

轉(zhuǎn)錄的弱化理論認(rèn)為mRNA轉(zhuǎn)錄的終止是通過前導(dǎo)肽基因的翻譯來調(diào)節(jié)的。因為在前導(dǎo)肽基因中有兩個相鄰的色氨酸密碼子，所以這個前導(dǎo)肽的翻譯必定對tRNATrp的濃度敏感。當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸的濃度很低時，負(fù)載有色氨酸的tRNATrp也就少，這樣翻譯通過兩個相鄰色氨酸密碼子的速度就會很慢，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時，核糖體才進(jìn)行到1區(qū)（或停留在兩個相鄰的trp密碼子處），這時的前導(dǎo)區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3配對，不形成3-4配對的終止結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)錄可繼續(xù)進(jìn)行，直到將trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)錄。"U(b7o/G.[

而當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸濃度高時，核糖體可順利通過兩個相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前，核糖體就到達(dá)2區(qū)，這樣使2-3不能配對，3-4區(qū)可以自由配對形成莖-環(huán)狀終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停止，trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因被關(guān)閉而不再合成色氨酸。所以，弱化子對RNA聚合酶的影響依賴于前導(dǎo)肽翻譯中核糖體所處的位置。,b,E/Q2j*J3j2u#{)y'p.h1{

4、描述lac操縱子的結(jié)構(gòu)和調(diào)控特征。

(操縱子學(xué)說是關(guān)于原核生物基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)調(diào)控的學(xué)說，由法國巴斯德研究所著名科學(xué)家Jacob和Monod在1961年首先提出，并在10年內(nèi)經(jīng)許多科學(xué)家的補(bǔ)充和修正得以逐步完善。大腸桿菌乳糖操縱子（lactoseoperon）包括3個結(jié)構(gòu)基因：Z、Y和A，以及啟動子、控制子和阻遏子等。

'轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶首先與啟動區(qū)（promoter，P）結(jié)合，通過操縱區(qū)（operator，O）向右轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄從O區(qū)中間開始，按Z→Y→A方向進(jìn)行，每次轉(zhuǎn)錄出來的一條mRNA上都帶有這3個基因。轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是在啟動區(qū)和操縱區(qū)進(jìn)行的。

①Z、Y、A基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的mRNA分子所編碼。&}$V7B$z,②該mRNA分子的啟動區(qū)（P）位于阻遏基因（I）與操縱區(qū)（O）之間，不能單獨(dú)起始半乳糖苷酶和透過酶基因的高效表達(dá)。

③操縱區(qū)是DNA上的一小段序列（僅為26bp），是阻遏物的結(jié)合位點(diǎn)。

④當(dāng)阻遏物與操縱區(qū)相結(jié)合時，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到抑制。0~+W!^

r5⑤誘導(dǎo)物通過與阻遏物結(jié)合，改變它的三維構(gòu)象，使之不能與操縱區(qū)相結(jié)合，從而激發(fā)lacmRNA的合成。這就是說，有誘導(dǎo)物存在時，操縱區(qū)沒有被阻遏物占據(jù)，所以啟動子能夠順利起始mRNA的轉(zhuǎn)錄。*U6[2a7t

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lac操縱子阻遏物mRNA是由弱啟動子控制下永久型合成的，該阻遏蛋白有4個相同的亞基，每個亞基均含有347個氨基酸殘基，并能與1分子IPTG結(jié)合。

葡萄糖對lac操縱子表達(dá)的抑制是間接的。阻遏物與O區(qū)的結(jié)合影響了RNA聚合酶與啟動區(qū)結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的效率。-z4O4f/I*W

x#N.Z#w9D7F練習(xí)6參考答案一、填空1.核酸外切酶，DNA聚合酶I，連接酶；2.單拷貝序列；3.插入序列，復(fù)合轉(zhuǎn)座子；9Z;{)r$D&U2M&Y:y-y(j.e8n,u

4.延伸（延長）；5.延伸tRNA；6.翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制，翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制；7.負(fù)，正；8.氯化銫密度梯度離心；9.乳糖；10.復(fù)制叉-}8_%x5I+T4h2v2Z

二、選擇.q$h7H,T-j&k6O

1.C;2.D;3.C;4.A;5.D;6.A;7.A;8.A;9.B;10.C

三、判斷題X1X

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1.×;2.×;3.×;4.√;5.;×6.√;7.×;8.×;9.√;10.√;3^;J*e$E&?

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