生物科技行业分子生物学复习题Word格式.docx
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A、加CCA—OHB、5＇端“帽子”结构
C、3＇端poly（A）尾巴D、内含子的剪接
5、以下对DNA聚合酶和RNA聚合酶的叙述中，正确的是：
A、RNA聚合酶的作用需要引物
B、俩种酶催化新链的延伸方向都是5＇3＇
C、DNA聚合酶能以RNA作模板合成DNA
D、RNA聚合酶用NDP作原料
三、判断题
1、在真核生物中，所有rRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ转录的。
（×
）
2、RNA聚合酶Ⅰ是转录核糖体RNA的。
（√）
3、下游指RNA的3＇方向。
四、回答问题
1、试述复制和转录的相同和不同之处。
相同点：
①都是以DNA为模板进行；
②复制和转录过程都遵循碱基互补配对原则；
③都是从5＇向3＇方向进行；
④都依赖DNA的双链；
⑤聚合过程每次都只延长壹个核苷酸
⑥核苷酸时间的连接都是磷酸二酯键。
不同点：
①复制所需的底物为脱氧核苷三磷酸，而转录的底物为核苷三磷酸；
②在复制过程中，A—T配对，而在转录过程中是A—U配对；
③RNA聚合酶和DNA聚合酶不同，能合成出新链，因此转录不需要引物，而复制需要引物；
④复制得到的是和模板链互补的DNA链，而转录得到的是和模板互补的RNA链；
⑤转录过程中，只有壹条能作为模板链，且且只是壹条DNA链的某壹区段，而复制中，俩条都可作为模板链，都被复制；
⑥复制的到的产物和亲代具有高保真性，绝大多数情况下是完全相同的，而转录产物和结构基因相比较，除U和T互换外，成熟的RNA序列和模板序列相差很大。
2、试比较原核和真核细胞的mRNA的异同。
（1）真核生物5＇端有帽子结构，大部分成熟的mRNA仍同时具有3＇多聚A尾巴，原核壹般没有。
（2）原核的mRNA能够编码几个多肽，真核只能编码壹个，原核生物以多顺反子的形式存在，真核以单顺反子形式存在。
（3）原核生物以AUG作为起始密码，有时以GUG，UUG作为起始密码，真核几乎永远以AUG作为起始密码。
（4）原核生物mRNA半衰期短，真核生物mRNA的半衰期长。
3、真核生物和原核生物基因表达过程有什么不同？
（1）转录阶段：
①参和原核生物和真核生物转录的RNA聚合酶不同；
②原核生物翻译和转录是耦联的；
而真核生物翻译和转录不能耦联。
（2）翻译阶段：
①核糖体不同：
原核生物的核糖体比真核生物的和糖体小；
②参和翻译起始的起始因子不同；
③起始氨酰—tRNA不同；
④原核生物翻译起始过程不同；
⑤原核生物翻译起始需要GTP提供能量，而真核生物翻译起始需要ATP提供能量；
⑥肽链的延伸过程中所需延伸因子不同。
生物信息的传递（下）——从RNA到蛋白质
1、氨基酸活化：
氨基酸在氨酰—tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸AA—tRNA的过程。
2、简且密码子：
也称为同义密码子。
是指编码相同氨基酸的几个不同的密码子。
3、反密码子：
tRNA分子的反密码环上的三联体核苷酸残基序列。
在翻译期间，反密码子和mRNA中的互补密码子结合。
4、摆动：
处于密码子3＇端的碱基和之互补的反密码子5＇端的碱基（也称为摆动位置），例如I能够和密码子上3＇端的U，C和A配对。
由于存在摆动现象，所以使得壹个tRNA反密码子能够和壹个之上的mRNA密码子结合。
5、翻译起始复合物：
由核糖体亚基，壹个mRNA模板，壹个起始的tRNA分子和起始因子组成且组装在蛋白质合成起始点的复合物。
6、分子伴侣：
使壹些蛋白质装备或者恰当折叠所需的蛋白质，可是这些蛋白质且不是目标复合物的成分。
7、信号肽假说：
蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身的结构中，且且通过和膜上特殊受体的相互作用得以表达，蛋白质跨膜运转信号是由mRNA编码的。
二、选择或填空题
1、翻译后的加工过程不包括C。
A、N端fMet或Met的切除B、二硫键的形成
C、3＇末端加poly（A）尾D、特定氨基酸的修饰
2、以下有关信号肽的叙述正确的是A。
A、信号序列是起始密码子后的壹段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域所编码
B、蛋白质运转发生以后，信号序列必须被切除
C、信号肽的C末端靠近蛋白酶的切割位点处常含有几个非极性氨基酸
D、目前发现，所有的运转蛋白都具有可降解的信号肽
3、核糖体的E位点指的是B。
A、真核mRNA被加工的位点B、原核核糖体上tRNA退出的位点
C、核算内切酶识别核糖体的位点D、结合mRNA的位点
4、有关肽链合成的终止，错误的是C。
A、释放因子RF具有GTP酶活性
B、真核细胞中只有壹个终止因子
C、只要有RF因子存在，蛋白质的合成就会自动终止
D、细菌细胞内存在3种不同的终止因子：
RF1、RF2、RF3
5、tRNA分子结合氨基酸和识别mRNA的俩个结构区域分别称为受体臂和反密码臂。
1、大多数需要转运到细胞器中蛋白质都有类似于信号肽的引导序列，所有引导序列在转运完成后都要被去除。
2、我们把和mRNA序列互补的那条DNA链称为编码链或有义链。
1、为什么真核生物中转录和翻译无法耦联？
真核生物mRNA是在细胞核内合成的，而翻译是在细胞质中进行的，因此，mRNA只有被运送到细胞质部分，才能翻译生成蛋白质。
真核生物中的mRNA开始合成时，是不成熟的hnRNA，需要通过壹系列加工过程才能成熟，才能成为成熟的mRNA。
这些过程包括，内含子的剪接、5’端帽子结构、3’端尾等。
由于RNA转录后需要壹系列的加工过程，因此，转录和翻译无法耦联。
2、肽链延伸包括哪些基本过程？
第壹步：
后续氨酰—tRNA和核糖体结合。
氨酰—tRNA首先必须和GTP及EF—Tu复合物结合，形成AA—tRNA·
GTP·
EF—Tu复合物且和核糖体的A位结合。
此时，GTP水解且释放EF—Tu·
GDP复合物，进入新壹轮循环。
第二步：
肽键生成。
肽键形成之初，俩个氨基酸仍然分别和各自的tRNA相结合，仍然分别位于各自的A位点和P位点上。
A位点氨基酸（第二个氨基酸）中的α—氨基作为亲核基团取代了P位点上的tRNA，且和起始氨基酸中的COOH基团形成肽键。
第三步：
移位。
核糖体向mRNA的3’方向移动壹个密码子，使得带有第二个氨基酸（现已成为二肽）的tRNA从A位进入P位，且使得第壹个tRNA从P位进入E位。
此时模板上的第三个密码子正好在A位上。
核糖体的移位需要EF—G和另壹分子GTP水解提供能量。
3、简述原核和真核细胞在蛋白质翻译过程中的差异。
（1）原核生物和真核生物的核糖体不同：
原核生物为70S型，而真核生物为80S型。
（2）模板不同：
原核生物的mRNA为多顺反子，而真核生物mRNA为单顺反子。
（3）起始氨酰tRNA不同：
原核生物的为fMet—tRNA而真核生物的起始氨酰tRNA为Met—tRNA。
（4）原核生物mRNA上有能和16SrRNA配对的SD序列，而真核生物没有这样的序列。
（5）原核生物起始复合物的形成过程中，30S小亚基先和翻译起始因子IF-1，IF-3结合，通过SD序列和mRNA模板结合。
而在真核生物翻译起始过程中，GTP首先和eIF2结合，这壹结合就增加了eIF2和起始tRNA的亲和力，然后三者结合形成壹个三元复合物。
三元复合物直接和40S亚基结合，此过程不需要mRNA的存在。
40S亚基—三元复合物在eIF3的存在下和mRNA模板结合。
在此过程中需要ATP提供能量。
（6）延伸因子不同：
原核生物每次反应需要三个延伸因子，EF-Tu、EF-Ts及EF-G；
真核生物细胞需要EF-1及EF-2。
（7）终止因子不同：
细菌内部存在三种不同的终止因子，分别是RF1、RF2和RF3；
真核细胞只有壹个终止因子RF。
分子生物学研究方法
1、DNA分子克隆技术：
克隆，指含有单壹的DNA重组体的无性繁殖系。
或指将DNA重组体引入宿主细胞建立无性繁殖系的过程。
DNA分子克隆技术也称基因克隆技术，是指在体外将DNA分子片段和载体DNA片段连接，转入细胞获得大量拷贝的过程。
其基本步骤包括：
制备目的基因→将目的基因和载体用限制性内切酶切割和连接，Z制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增和表达。
载体在细胞内自我复制，且带动重组的分子片段共同增殖，从而产生大量的DNA分子片段。
主要目的是获得某壹基因或DNA片段的大量拷贝，有了这些和亲本分子完全相同的分子克隆，就能够深入分析基因的结构和功能，随着引入的DNA片段的不同，有俩种DNA库，壹种是基因组文库，另壹种是cDNA文库。
2、分子杂交：
俩条不同来源的DNA（或RNA）链或DNA和RNA之间存在互补顺序时，在壹定条件下能够发生互补配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子，形成杂交分子的过程称为分子杂交。
3、报告基因：
壹种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是壹个表达产物非常容易被鉴定的基因。
4、聚合酶链式反应（PCR）：
壹种体外扩增DNA的方法。
PCR使用壹种耐热的多聚酶，以及俩个单链引物。
经过高温变性将模板DNA分离成俩条链，低温退火使得引物和壹条模板单链结合，然后是中温延伸，反应液的游离核苷酸紧接着引物从5’端到3’端合成壹条互补的新链。
而新和成的DNA又能够继续进行上述循环，因此DNA的数目不断倍增。
5、细菌转化：
所谓细菌转化，是指壹种细菌菌株由于捕获了来自另壹种细菌菌株的DNA，而导致遗传特性发生改变的过程。
这种提供转化DNA的菌株叫做供体菌株，而接受转化DNA的菌株则叫做受体菌株。
大肠杆菌是使用最为广泛的实验菌株。
6、DNA文库：
将某种生物的基因组DNA切割成壹定大小的片段，且和合适的载体重组后导入宿主细胞进行克隆。
这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合，即基因组文库，它包含了所有
7、cDNA：
cDNA是指以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下形成的互补DNA。
8、DNA探针：
是带有标记的壹段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面。
9、核酸原位杂交：
标记探针和细胞或组织切片中的核酸进行杂交的方法。
10、持家基因：
是指对所有类型组织细胞在任何时候都需要其表达的基因，通常都是维持细胞基本生存所必须的基因，其表达常保持在固定的水平。
又称为组成性表达基因。
11、基因工程：
指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子中，构成遗传物质的重新组合，使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内且进行持续稳定的繁殖和表达过程。
12、基因芯片：
又称为DNA微阵列，以基因序列为分析对象的微阵列，是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅片或玻璃片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其他生物组分的准确、快速、大信息的检测。
二、选择或填空
1、噬菌体展示可用来研究A。
A、蛋白质—蛋白质相互作用B、蛋白质—核酸相互作用
C、核酸—核酸相互作用D、噬菌体外壳蛋白性质
2、酵母双杂交体系被用来研究C。
A、哺乳动物功能基因的表型分析B、酵母细胞的功能基因
C、蛋白质的相互作用D、基因的表达调控
3、用于分子生物学和基因工程研究的载体必须具备俩个条件B。
A、含有复制原点，抗性选择基因
B、含有复制原点，合适的酶切位点
C、抗性基因，合适的酶切位点
4、PCR反应主要有变性、退火、延伸三个步骤。
三、回答问题
1、在进行基因工程时，载体是携带靶DNA片段进入宿主细胞扩增和表达的工具，请问壹个载体应具备哪些基本特征和结构特点？
作为分子克隆的载体，壹般应具备以下条件：
（1）在合适的位置具有至少壹个多克隆位点，供外源DNA插入以形成重组体分子。
（2）克隆载体能携带外源DNA片段进入受体细胞，或停留在细胞质中能自我复制，或整合到染色体DNA上随染色体DNA的复制壹起被复制。
（3）克隆载体必须具有用于选择克隆子的标记基因。
（4）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞有害的基因，且且不会任意转入受体细胞以外的其他生物细胞，尤其是人的细胞。
2、简述PCR相关技术及应用。
聚合酶链式反应是壹种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，因此也称为基因的体外扩增法。
是20世纪80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术，它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点。
其应用主要是以下几个方面：
（1）科学研究
基因克隆；
DNA测序；
分析突变；
基因重组和融合；
检测基因的修饰；
鉴定调控蛋白质结构的DNA序列；
转座子插入位点的绘图；
合成基因的构建；
构建克隆或表达载体；
检测某某基因的内切酶多态性等。
（2）临床诊断
细菌、病毒、螺旋体、支原体、衣原体、立克次氏体、分枝杆菌等病原体的鉴定；
人类遗传病的鉴定；
诊断遗传疾病；
监测临床标本中病原体的核酸序列；
对法医学标本做遗传学鉴定；
分析激活癌基因中的突变情况；
生成克隆化双链DNA中的特异序列作为探针等。
3、说明基因芯片的工作原理及其在生物学研究中的意义。
原理：
基因芯片的工作原理和经典的核酸分子杂交方法壹致，都是应用已知核苷酸序列作为靶基因和互补的探针核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性和定量分析。
具体讲即是将许多特定的寡核苷酸片段或cDNA基因片段作为靶基因，有规律地排列固定在支持物上；
样品DNA/RNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光标记分子或放射性同位素作为探针；
然后按碱基配对原理将俩者进行杂交；
再通过荧光或同位素检测系统对芯片进行扫描，由计算机系统对每壹探针上的信号检测和比较，从而得出所需要的信息。
生物学研究中的意义:
（1）用于绘制基因缺失图谱和进行基因表达分析；
（2）用于基因突变研究；
（3）用于病毒病原体的检测和基因分型；
（4）用于细菌检测；
（5）用不同细胞周期发育阶段的cDNA作探针系统性地研究细胞中任意时期特异表达的基因；
（6）能了解某些基因对特定生长发育阶段的重要性；
（7）基因芯片仍可用于进行基因诊断，可建立正常人特定组织、器官的基因芯片，给出标准杂交信号图；
（8）用病人的可疑cDNA作探针和之杂交，检查哪些基因的表达受抑制或激活。
4、从总RNA中分离mRNA的原理是什么？
真核生物mRNA的3’端有壹段poly（A）结构，根据碱基互补配对原则，A和T能形成碱基互补，因此在分离mRNA时，常用寡聚dT进行吸附。
基因的表达调控
壹、名词解释：
1、基因表达调控：
指相同的结构基因且非在各种细胞中同时表达，而是根据机体生长、发育、繁殖的需要，随着环境的变化，有规律、选择性、程序性、适度地表达，以适应环境，发挥其生理功能，这个调节的过程称为基因表达调控。
2、顺式作用元件：
又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的壹些和基因转录调控有关的特殊顺序。
3、反式作用因子：
又称为分子间作用因子，指壹些和基因表达调控有关的蛋白质因子。
它们由某壹基因表达后通过和特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另壹基因的转录。
4、负调控：
原核生物基因的表达壹般受到蛋白质（阻遏蛋白）的抑制，使转录降低。
抑制作用是通过阻遏蛋白和操纵序列的结合实现的。
阻遏蛋白和操纵序列的结合受壹些小分子物质的调节。
5、正调控：
壹些蛋白质如分解代谢基因活化蛋白（CAP）和操纵子DNA结合后，可促进转录过程。
6、操纵子：
在原核生物中，若干结构基因可串联在壹起，其表达受到同壹调控系统的调控，这种基因的组成形式称为操纵子。
典型的操纵子可分为控制区和信息区俩部分。
信息区由壹个或数个结构基因串联在壹起组成；
控制区通常由调节基因（阻遏蛋白编码基因）、启动基因（CRP和RNA聚合酶结合区）和操纵基因（阻遏蛋白结合位点）构成。
7、弱化子：
是指当操纵子被阻遏，RNA合成被终止时，起终止转录信号作用的那壹段核苷酸。
弱化子对基因活性的影响是通过影响前导序列mRNA的结构而起作用的，起调节作用的是某种氨酰—tRNA的浓度。
8、前导肽：
色氨酸操纵子RNA的前导序列中含有壹个有效的核糖体结合位点，且能形成由前导RNA27~68号碱基所编码的14个氨基酸的多肽，这壹多肽被称为前导肽。
9、重叠基因：
是指同壹段DNA的编码顺序由于阅读框架的不同或终止早晚的不同，同时编码俩个或俩个之上多肽链的基因。
10、魔斑：
当细菌生长过程中遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生壹个应急反应，停止全部基因的表达。
产生这壹应急反应的信号时鸟苷四磷酸（ppGpp）或鸟苷五磷酸（pppGpp）。
ppGpp和pppGpp的作用不只是壹个或几个操纵子，而是影响壹大批，所以称它们是超级调控子或称为魔斑。
11、诱导物：
能够诱导基因表达的小分子物质。
对于可诱导的负控制操纵子来说，小分子的诱导物和阻遏蛋白的结合使阻遏蛋白从操纵基因上解离下来而引起基因的转录；
而对于可诱导的正控制操作元来说，诱导物和无辅基诱导蛋白结合才生成有活性的诱导物去促进基因转录。
二、选择、判断或填空
1、原核生物基因表达调控的意义是D。
A、调节生长和分化B、调节发育和分化
C、调节生长、发育和分化D、调节代谢，适应环境
E、维持细胞特性和调节生长
2、阻遏蛋白结合于操纵子的B。
A、启动子B、操纵基因C、结构基因D、CAP位点E、i基因
3、乳糖操纵子的安慰诱导物是D。
A、乳糖B、半乳糖C、异构乳糖D、异丙基巯基半乳糖苷
4、乳糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是E。
A、和DNA结合影响模板活性
B、和启动子结合
C、和操纵基因结合
D、和RNA聚合酶结合影响其活性
E、和蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA
5、转录的正调控B、D。
A、转录对翻译的调控B、是操纵子的调控方式之壹
C、翻译过程影响转录D、由蛋白质的作用来活化转录过程
6、1953年WatsonJD和CrickFHC提出了操纵子模型。
7、原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上，真核生物基因表达的调控能够发生在各个水平，但主要也是在转录水平。
8、对正调控和负调控操纵子而言，诱导物都能促进基因的转录。
9、大肠杆菌在含有乳糖和葡萄糖的培养基中，只利用葡萄糖为碳源，这是因为乳糖操纵子启动子区CRP-cAMP结合位点的正调控开关被关闭。
10、ppGpp和pppGpp被称为魔斑分子，它作为RNA聚合酶的别构效应物调节此酶的活性。
1、简述乳糖操纵子。
原核生物乳糖操纵子（Lacoperon）的控制区包括调节基因、启动基因（其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操纵基因；
其信息区由β-半乳糖苷酶基因（lacZ）、通透酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在壹起构成。
当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时，乳糖作为诱导剂和阻遏蛋白结合，促使阻遏蛋白和操纵基因分离；
另壹方面，细胞中cAMP浓度升高，cAMP和CRP结合且使之激活，CRP和启动基因结合且促使RNA聚合酶和启动基因结合，基因转录激活。
2、简述色氨酸操纵子。
trp操纵子是壹种阻遏型操纵子，当无色氨酸时，辅阻遏蛋白不能结合O序列，操纵基因开放，开始转录；
当细胞内有较大量的色氨酸时，辅阻遏蛋白和色氨酸结合后，可结合O序列，阻遏基因转录。
E.coli的trp操纵子的另壹个调控方式是衰减调节机制。
在色氨酸操纵子第壹个结构基因和启动基因之间存在壹弱化区域，当细胞内色氨酸浓度很高时，通过和转录相耦联的翻译过程，形成壹个弱化子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。
3、真核基因表达调控的特点。
真核基因表达调控可分为俩大类：
第壹类为瞬时调控或称可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件变化所作出的反应；
第二类是发育调控或称不可逆调控，是真核基因调控的精髓部分，决定了真核细胞生长、分化、发育的全部过程。
其特点如下：
（1）RNA聚合酶：
真核RNA聚合酶有三种，即RNApolⅠ、Ⅱ、Ⅲ，分别负责三种RNA转录。
TATA盒结合蛋白为三种聚合酶所共有。
（2）活性染色质结构变化：
当基因激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构和性质变化。
（3）正性调节占主导：
真核RNA聚合酶对启动子的亲和力极小或根本没有实质性亲和力，必须依赖壹种或多种激活蛋白的作用。
（4）转录和翻译分隔进行：
真核细胞有细胞核及胞浆等区间分布，转录和翻译在不同亚细胞结构中进行。
（5）转录后修饰、加工：
转录后剪接及修饰等过程比原核复杂。
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