华中农业大学分子生物学课程考试答案汇总讲课讲稿.docx

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华中农业大学分子生物学课程考试答案汇总讲课讲稿

华中农业大学分子生物学课程考试答案汇总

华中农业大学分子生物学课程考试试卷（答案）

一、名词解释

1．Silentmutation：

没有明显性状改变的突变。

是中性突变中的一种特殊情况。

即在基因中碱基对发生替换，改变了mRNA的密码子，结果蛋白质中相应位点是发生了相同氨基酸的取代，由于氨基酸的序列末发生变化，所以蛋白质仍具有野生型的功能，实际上就是同义突变。

2．Backmutation：

回复突变是指突变体的表现型回复为野生状态的突变。

正向突变改变了野生型性状，突变体所失去的野生型性状可以通过第二次突变得到恢复，这种第二次突变就叫做恢复突变。

3．Attenuator：

一个受到翻译控制的转录中止子结构。

由于翻译作用的影响，其后面的基因或者被转录，或者在衰减子处实现转录的中止即产生衰减作用。

4．Insulator：

能阻断激活或失活效应的元件。

可在增强子和启动子之间阻断增强子的激活作用，也可防止异染色质的扩增，引起基因表达。

5．Invertedrepeat：

反向重复。

方向相反的两端重复序列。

6．NegativesuperhelixofDNA:

原来的绳子的两股以右旋方向缠绕，如果在绳子一端向松缠方向捻转，再将绳子两端连接起来，则会产生一个右旋的超螺旋以解除外加的捻转所造成的胁变。

这样的DNA螺旋叫做负超螺旋。

7．Chisequence：

DNA分子上的同源重组热点序列5GCTGGTGG3，由RecBCD特异识别。

8．TILLING：

TargetingInducedLocalLesionsInGenome,即定向诱导基因组局部突变。

指以筛选突变基因为主的反向遗传学研究。

9．Silencer：

一种通过一段延伸的DNA区域影响染色质结构，从而调节转录关闭的DNA元件。

10．Pseudoallele：

染色体上功能相同，控制同一性状的非全同等位基因，它们紧密连锁，交换率极低。

11.Ap位点：

所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能够特异性切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点.

二、说明下列现象的分子生物学原理：

1．答：

AARS是氨酰－tRNA合成酶，它能保证氨基酸与tRNA的准确结合。

a）氨基酸tRNA合成酶对氨基酸的特异识别与结合，氨基酸结合位点对结构相似的氨基酸有双筛作用，无相似结构的氨基酸间，其特异AARS无双筛作用。

b）tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码——负密码子

能保证tRNA与AARS的tRNA结合位点的特异基团间的分子契合。

2．答：

RNAi是外源或内源性的双链RNA进入细胞后引起与其同源的mRNA特异性降解.dsRNA进入细胞后，在Dicer作用下，分解为21－22bp的SiRNA.SiRNA结合相关酶，形成RNA介导的沉默复合物RISC.RISC在ATP作用下，将双链SiRNA变成单链SiRNA,进而成为有活性的RISC,又称为slicer.slicer与靶mRNA结合，导致其断裂，进而导致其彻底降解。

反义RNA是与靶mRNA互补的RNA，它通过与靶mRNA特异结合而抑制其翻译表达，反义RNA是与靶mRNA是随机碰撞并通过碱基互补配对，所以，mRNA不一定完全被抑制。

3．答：

这两种调控方式是长期自然选择的结果，也是生物体采用的经济有效的原则选择的。

原核生物基因组小，基因少而简单，生命繁殖快，多采用负控制的保险机制，即使调节蛋白质失活，酶系统照样合成，只不过有时浪费一点罢了，绝不会使细胞因缺乏该酶系统而造成致命的后果。

另外，采用负控制具有一开俱开，一关俱关的特点，减少不必要的环节；而真核生物基因组大，基因多且复杂，采用正控制具有更大的优越性，转录因子相互作用缺一不可，可以保证真核生物基因表达调控的严谨性和灵活性以及经济性原则。

4．答:

真核生物的转录因子可以分为两部分，BindingDomain和ActivatedDomain。

BindingDomain负责结合在DNA上，ActivatedDomain负责激活转录。

二者都是相互独立的区域，但二者单独时都不能有转录活性，必须结合在一起或相互靠近在一起才有活性。

在研究蛋白质相互作用中，将一种蛋白质的基因连接在BindingDomain上，将另一种蛋白质的基因结合在BindingDomain上，蛋白质基因表达后就与转录因子的两个Domain分别结合，两个蛋白质因相互作用而结合在一起，进而使BindingDomain和ActivatedDomain相互靠近在一起，从而形成具有转录活性的转录因子。

在欲表达的基因区域连上报告基因，通过报告基因的表达与否，就可判断蛋白质之间是否发生了相互作用。

三、详细回答下列问题

1．答：

DNA结构如下：

GCCAATTATAIleadingATGsignalexon1intron1exon2intron2exon3TAGAATAAA

岛boxboxsiteseq.seq.TAA脱尾序列

TGA

hnRNA结构如下：

leadingAUGsignalexon1intron1exon2intron2exon3UAGAAUAAA

seq.seq.UAA脱尾序列

UGA

MatureRNA结构如下：

m7GpppleadingAUGsignalexon1exon2exon3UAGAAUAAApolyA

Capseq.seq.UAA脱尾序列

UGA

蛋白质结构如下：

signalseqexon1exon2exon3相应的氨基酸序列

.

2.答：

传统生物学主要基于还原论的研究，通过实验的方法解决问题。

传统生物学家通过直接的观察与实验收集数据，试图在纷繁复杂的生命世界中寻找规律。

10多年来，基因组计划的实施使这一研究达到了高潮。

越来越多的生物，如支原体、大肠杆菌、线虫、果蝇、人的完整DNA序列得以测定，功能基因组学，蛋白质组学研究正试图揭示这些基因的功能，寻找与生命现象的联系。

生物学研究正将生命现象逐步建立在分子基础之上。

基于坚实的理论基础来描述诸如遗传、发育、免疫、进化等生命现象也因此成为可能。

然而，生物体是一个复杂系统，它不仅仅是基因与蛋白质的集合，系统特性也不能仅仅通过勾画其相互联系而获得完全理解。

生命所具有的性质往往涌现于整体而不是各个分离的部分。

毫无疑义，这要求我们从系统水平来理解生物学系统。

作为生物学研究的新领域，其对生物系统的研究专注于系统水平，而不是细胞或生物体中各个孤立的部分。

目前，各部分之间的相互关系正越来越得到重视。

功能基因组学、蛋白质组学正开始探索基因之间、蛋白质之间、基因与蛋白质之间的相互作用。

细胞层次的研究则开始揭示代谢网络、信号转导网络、基因调控网络的结构与功能。

3．解：

1th2ed3rd

校正R0t（1/2）0.000750.00610.5

K.C2,00015,00026,000,000

mRNA种类17-813,000

1thmRNA

（0.275*0.965*109bp*2*0.5）/2000=130,000copies（ovalbumingene）

2edmRNA

（0.275*0.965*109bp*2*0.15）/15,000=5,000copies

3rdmRNA

（0.275*0.965*109bp*2*0.35）/26,000,000=7copies

4：

答：

（1）a，从适应角度来看，这是生物进化的需要；

b，当λ噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌中的RNApol就结合到λ噬菌体的PR启动子上，转录表达CRO-P和CII-P，而CRO-P能与OR3区域特异高效的亲和，从而关闭了PRM的启动，使建立溶原的CI-P不能表达，使大肠杆菌进入裂解途径；

c，CII-P能够正调控PRE，使λ噬菌体进入溶原状态，而大肠杆菌上具有HFL基因，该基因正常表达的蛋白HFL-P能够降解CII-P，促使λ噬菌体选择裂解途径。

（2）将λ噬菌体涂布于大肠杆菌的培养皿中，λ噬菌体高频侵染大肠杆菌。

使CII-P积累，而CII-P能够正调控强启动子PRE，PRE能够转录表达CI-P，同时转录CRO基因的反义RNA，抑制CRO基因的表达；CI-P又能与OR1区域特异高效的结合，使PR不能继续转录CRO-P，从而进入溶原。

（3）具有λ溶原状态的大肠杆菌中积累有大量的CI-P，当再有λ噬菌体侵染时，CI-P会直接结合于OR1区域，从而阻止了RNApol与PR结合，不能启动CRO-P的表达，使这些λ噬菌体不能进入裂解状态，从而体现出大肠杆菌的免疫性。

华中农业大学本科课程考试参考答案

考试课程与试卷类型：

分子生物学B姓名：

学年学期：

2005-2006-2学号：

考试时间：

2006-09-班级：

03级生物工程专业

一、名词解释（每小题3分，如果只翻译名词给1分）

gRNA：

一种引导RNA编辑的小RNA分子，它能决定核苷酸对mRNA的插入或删除。

Promoter：

启动子，与RNA聚合酶结合的DNA区域。

Pseudogene：

假基因，与正常基因结构相似、但丧失正常功能的DNA序列，往往存在于真核生物的多基因家族中。

Paracodon：

负密码子，tRNA中决定负载特定aa的空间密码。

tRNA中特定序列与AARS的tRNA结合位点的特异基团间的分子契合。

Extein：

前体多肽经过剪接后保留在成熟多肽中的肽链。

Trans-actingfactor：

反式作用因子，通过扩散自身表达产物控制其它基因的表达。

PCD：

细胞程序性死亡，在正常生理条件下，细胞自身遗传程序控制有关基因的正常表达，细胞裂解成凋亡小体，逐渐死亡的现象。

Cis-dominance：

Cis-actingfactor对与其紧密连锁基因的控制效应不受其等位基因的影响。

Genomeimprint：

基因印记，一定的组织和细胞中，某些基因在DNA水平上的表达程度及表达时受到甲基化修饰，使仅来自双亲中的某一亲本的基因得以表达。

Homeobox：

在调节发育的蛋白编码序列中存在的180bp的保守序列。

二、简答题（共70分，每小题7分）

1.扼要说明原核生物、真核生物启动子的结构和功能。

原核生物

CAP-cAMP结合位点转录调控

RNA聚合酶进入位点转录准确起始

真核生物帽子位点转录起始

TATA框起始点选择

CAAT框转录起始频率

增强子转录效率

2.举三例RNA的研究成就及其在推动分子生物学发展中的重要意义。

Ribozyme：

拓展了酶的概念、内含子自我剪切、生命起源和分子进化

Antisense-RNA：

基因表达调控、基因工程

RNAi：

基因表达调控、功能基因组学

3.中心法则的提出对分子生物学研究的理论意义和指导作用；

中心法则体现了遗传信息的唯一性、遗传物质的自决性、信息表达的单程性、序列转换的共线性，为分子生物学研究提供了一个理论框架，分子生物学是一部从DNA到蛋白质的中心法则的演绎。

中心法则面临的挑战；

反转录酶、内含子、不连续转录、非翻译序列、伴刀豆球蛋白A肽链一级结构的重排、RNA变通性剪切、RNA编辑、以蛋白质为模板的肽链合成、朊病毒的发现。

中心法则的修正

从DNA到RNA到肽链不断有新的遗传信息的加入：

DNA：

重排

RNA：

反转录、不连续转录、多种方式剪切、编辑

mRNA：

跳跃翻译、折叠

肽链：

氨基酸重排、蛋白质内含子剪切

朊病毒复制

4.简述真核生物转录后处理的过程及其分子生物学功能

5′端加帽：

①保护5′不被酶解

②有利于mRNA通过细胞核运输

③有一定的识别功能，被核糖体结合。

3′端加polyA尾：

①使mRNA在细胞中更稳定

②方便运输

③与帽子一样可形成特殊的识别位点。

内部甲基化：

形成tRNA等产物。

剪接：

去除内含子,可变剪接扩充模板的编码信息量

RNA编辑:

在mRNA分子水平上对碱基的插入，丢失，修改遗传信息。

5.比较DNA复制和RNA转录的异同

不同：

RNA转录时的RNA聚合酶仅有5，到3，的聚合能力，而DNA聚合酶还有5，到3，、3，到5，的外切能力。

DNA复制是半保留，RNA转录是全保留。

DNA复制的原料是dNTP,RNA转录是NTP.。

相同：

方向都是5，到3，

都以DNA为模板

都遵从碱基互补原则，只是DNA复制中的A与T配对，RNA中A与U配对。

6.RNAediting的分子生物学意义：

形成或删除AUG（起始密码子）、UAA、UAG、UGA（终止密码子）；

改变codon信息；扩大编码的遗传信息量；

使基因的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列；

中心法则的发展。

7.保证遗传稳定的机制：

复制过程中的错配修复

DNA的损伤修复

基因的回复突变

密码的简并

致死突变

多倍体

8.比较两种mRNA的剪切方式的异同。

Cis-splicing与Trans-splicing的比较

Cis-splicing

Trans-splicing

以一条pre-mRNA为底物

以两条不同来源的pre-mRNA为底物

在splicesome（剪接体）中完成

在splicesome中完成

组成型剪接

选择型剪接

在成熟RNA的前导序列中拼接一个外来的35Nt的剪接前导序列或微小外显子或发生在两条pre-mRNA间的选择型剪接

Lariatintron

Y-intron

9.原核生物与真核生物转座模式

相似处：

a.靶位点中的错切序列以DR形式出现在转座因子两侧；

b.转座因子的IR序列是转座酶的识读和作用的位点；

c.转座因子的准确切离将引起靶基因的回复突变。

不同点：

原核生物

真核生物

复制式

剪贴式

拷贝的复制与转移

拷贝的复制与转移，但多数情况下为先切除后整合

转座与切除是不同事件

切除、整合、转座为同一事件的不同过程

非准确切离表现缺失、倒位效应

非准确切离主要表现为footprint效应

10.4种基因表达调控类型的区分：

正、负调控：

调节蛋白缺乏时对操纵子的影响

可诱导、阻遏：

操纵子对调节基因表达的小分子所作出反应的特点

有或无Glu调节cAMP-CAP活性的分子生物学机制：

Glu代谢物抑制腺苷环化酶、促进磷酸二酯酶调节细胞中cAMP的水平。

当缺乏Glu时，生物体内ATP环化酶会使ATP变成cAMP，cAMP与CAP蛋白结合，进入操纵元上CAP位点，此时RNA聚合酶才能进入结合位点开始转录。

不缺乏Glu的情况下，无法生成cAMP，也就无法形成复合物，也不能使RNA聚合酶进入结合位点，开始转录。

华中农业大学本科课程考试参考答案

考试课程与试卷类型：

分子生物学A姓名：

学年学期：

2005-2006-2学号：

考试时间：

2006-07-班级：

03级生物工程专业

一、名词解释（每小题3分，如果只翻译名词给1分）

Molecularbiology：

广义指在分子水平上阐明生物学现象；狭义指在分子水平上研究基因的结构与功能。

Cis-actingfactor：

通过核苷酸自身的特异二级结构控制与其紧密连锁的结构基因的表达，一般不编码蛋白

质产物。

MolecularChaperone：

帮助其它多肽进行正确折叠的蛋白质，一旦折叠完成后，该蛋白质将解离出去，

不构成功能多肽的一部分。

Polaritymutation：

在一个操纵子中，与操纵基因近邻的结构基因发生终止突变后，它除了影响该基因自身

产物的翻译外，还影响其后结构基因多肽的翻译，并且具有极性梯度的特征。

RNAediting：

向mRNA中插入、删除核苷酸的一种转录后加工过程。

RNAi：

是一种RNA对基因表达的干涉现象。

一些小的RNA分子能够引起相应的mRNA降解及DNA的

甲基化，导致基因的沉默。

Regulon：

由一个调节基因的产物调控几个操纵元基因表达的基因表达调控单元。

Leadingsequence：

引导序列，转录起始点到翻译起始密码子之间的DNA序列。

Replicon：

从DNA复制起始到复制终止的DNA区域。

Openreadingframe：

在DNA片段中一种潜在的蛋白编码序列，具有起始密码子、终止密码子和二者间的

密码子区域。

二、简答题（共50分）

1.（3分）分子生物学遵循的三大原则：

构成生物大分子的单体是相同的

生物遗传信息的表达的中心法则相同

生物大分子之间的互作

（2分）三大支撑学科：

细胞学、遗传学、生物化学

2.DNA作为遗传物质的优点。

（每点各1分，共计5分）

DNA可以携带的遗传信息量很大，；

DNA2，-OH脱氧，使其溶液中比RNA稳定很多，适合作为遗传物质；

DNA双链中AT，CG的碱基互补原则，保证其遗传稳定性；

DNA分子中有T无U便于复制；

DNA分子可发生突变，对于物种的进化有意义；

DNA的多种修复机制也可以保证其遗传稳定性。

3.在肽链终止处常常会出现双重终止密码子：

（2.5分）生命有机体选择UAA作为最有效的终止密码子，与反密码子形成的互补产物的Tm值最低，

很少被图表现的tRNA无义抑制；

（2.5分）UAG、UGA易被漏读，错读；

4.核苷酸的C值悖论：

（3分）最大C值（单倍体基因组的总DNA含量）；最小C值（-编码基因信息的总DNA含量）。

生物体进化程度与最大C值不成明显正相关；亲缘关系相近的生物间最大C值相差较大；

一种生物内最大C值与最小C值相差极大。

（2分）原因有：

重叠基因、重复基因、间隔基因、跳跃基因、假基因。

5.保证peptide准确翻译的机制有：

（2分）aa与tRNA间负载专一性：

AARS对aa的特异识别与结合

在AARS的介导下，tRNA的paracodon对aa的负载

（1分）Anti-codon对codon的准确识读

（1分）对第一个AUG的准确起译

（1分）成肽前对aa-tRNAaa在A位点进行最后的两次校正。

6.子链DNA延伸方向从5’端到3’端的原因：

（1分）只有3’端有游离的OH；生物在进化中保留的深刻的、选择与适应的、化学及功能的根源；

（2分）如果以3’端到5’端方向延伸，磷酸基团间的强负电性，使dNTP难以聚合到DNA的5’

端，而且双链DNA的5’端碱基配对困难，需要其它机制解脱；

（2分）碱基发生错配后的校正费时、费能，增加脱磷酸、加磷酸的能量消耗。

7.原核生物与真核生物基因表达调控机制的相似性有：

共同的起源与共同的分子基础

（1分）调控机理上：

核酸分子间的互作；核酸与蛋白质分子间的互作；蛋白质分子间的互作

调控层次上：

转录水平、转录后水平、翻译水平、翻译后水平

（2分）原核生物多采用负控制：

提供了一个万一保险机制，即万一调节蛋白质失活，酶系统可以照样合成，只不过有时浪费一点，决不会使细胞因为缺乏该酶系统而造成致命的后果。

起初，这种酶系统的表达是组成型的，后来细胞中产生一种干预表达的机制给细胞提供了选择优势，演化成现在的负调控系统。

（2分）真核生物多采用正控制：

灵活性：

真核生物基因组大，某一种顺式因子出现的机率高，可与多种反式因子结合

严谨性：

随机出现套顺式因子和反式因子完全相同组合的机率小

经济合理有效：

真核生物特异基因表达，产生细胞分化。

以基因数量100k为例，10%基因表达，在负控制下，需要合成90k的阻遏蛋白；在正控制下，只需要停止合成90k特异反式因子。

8.E.coli在Trp缺乏时至少会启动哪3种调控机制：

（1分）①可能会启动可诱导的氨基酸负调控，在缺乏氨基酸的情况下，无活性的阻遏蛋白无法与操纵子结合，因此可转录用于氨基酸合成酶类。

（2分）②启动严谨反应，当细胞内蛋白质缺乏时，会调节tRNA与mRNA合成，从而提高蛋白质合成。

（2分）③前导序列中的弱化效应消除。

9.λ噬菌体选择溶原、裂解发育途径时采用的基因表达调控方式有：

（至少5点，每点2分，

共计10分）

正调控：

如CⅡ，CⅢ蛋白与PRE位点结合开始从右向左转录，生成CⅠ。

负调控：

如CⅠ与PRE位点结合，使转录终止，从而选择溶原途径。

抗终止调控：

如N蛋白与终止子结合，使转录继续进行。

反义调控：

在PE位点开始转录，编码出一段与Cro蛋白基因相反的mRNA与其结合形成双链，抑制Cro蛋白的产生。

反向调控：

sib位点

自主性的反馈调控：

CⅠ蛋白

HFL（营养耗竭）、MOI（>10）

三、计算题（共20分）

（1分）（4.2×106bp×样品DNACot1/2）÷E.coliDNACot1/2

（1分）重复频率f=化学复杂长度÷动力学复杂长度

快复性组分

中间复性组分

慢复性组分

实际Cot1/2（6分）

3.25×10-4

0.57

283

复杂性（bp）（6分）

340

6.0×105

3.0×108

重复频率（4分）

500000

350

1

（2分）基因组动力学复杂长度为3.0×108÷45%=6.7×108

华中农业大学本科课程考试答案

考试课程与试卷类型：

分子生物学（B）

一、详细解释下列名词；（每小题2.5分）

hoogsteenbonding：

在形成三螺旋与四螺旋DNA结构时，嘌呤A或G第6，7位与嘧啶3，4位形成的H键连接

homeobox：

不同的转录因子基因内具有相似的与DNAseq.结合的同源区域。

heteroallele：

非全同等位基因，在同一基因座位（locus）中，不同突变位点（site）发生突变所形成的等位基因

synconformationofnucleoside：

核苷中碱基以糖苷键为轴旋转时的夹角χ=0°±90°的构相

R-Loop;whenanRNAstrandhybridizedwithitscomplementarystrandinaDNAduplex,therebydisplacingtheoriginalstrandofDNAintheformofaloopextendingovertheregionofhybridization

paracodon:

tRNA分子中为AARS特定氨基酸所识别的若干Nts

epigenetics：

Theabilityofdifferentstates,whichmayhavedifferentphenotypeconsequences,tobeinheritedwithoutanychangeintheDNAsequence.

intronearly：

认为所有基因原初均有intron，进化中原核生物中的intron逐渐消失的

PCD：

细胞内由细胞死亡（凋亡）的基因启动，而导致DNA降解，细胞形成凋亡小体的程序化过程

retro-transposon：

由RNA，cDNA介导的DNA分子插入基因组的现象，导致基因组的扩增

二、说明下列现象的分子生物学原理（每小题5分）