分子生物学PPT思考题.docx

分子生物学PPT思考题.docx

《分子生物学PPT思考题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分子生物学PPT思考题.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

分子生物学PPT思考题

第二章染色体和DNA

思考题：

（1）Replicons（复制子）,Origins（复制原点）andtermini？

Replicons（复制子）：

生物体的复制单位称为复制子。

Origins（复制原点）：

是DNA链上独特的具有起始DNA复制功能的碱基顺序。

Termini（终止点）：

复制子中控制复制终止的位点

（2）如何证明DNA为半保留复制？

（P43）

1、大肠杆菌在含15N（NH4CL形态）的培养基中繁殖多代，使嘧啶和嘌呤碱基中的14N全被置换成15N。

2、收集大肠杆菌，分离其中的DNA，然后用CsCl平衡密度梯度离心，这时DNA形成一单独的，浮力密度为1.724g/ml的条带。

和对照（浮力密度为1.710g/ml）相比，DNA浮力密度（buoyantdensity）的这种增加是由于15N置换了14N。

3、在15N氮源中培养的大肠杆菌转移到含14N的培养基中传代，每隔一定时间取样，分离其DNA并进行密度梯度离心。

这时，由浮力密度不同所产生的DNA条带显示了规律性变化（图5-2）。

4、这种规律性变化只能由DNA的半保留复制得到解释。

（3）如何证明DNA的半不连续复制？

1、用[3H]胸腺嘧啶脱氧核苷脉冲标记大肠杆菌培养物，这时优先标记的是新合成的DNA。

2、沉降分析证明新合成的大多是一些约含1000核苷酸的短片段。

3、如以培养物再在非放射性培养基中保温，标记就进入高分手量DNA中。

（4）DNA复制过程中的酶或蛋白质有哪些，DNA复制的过程？

DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、引物合成酶、DNA拓扑异构酶、SSB蛋白和滑动DNA夹蛋白。

DNA的复制过程：

DNA复制过程大致可以分为复制的引发，DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段。

（5）leadingandlaggingstrand？

Leadingstrand（前导链）：

随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制。

laggingstrand（后随链）：

一段亲本DNA单链首先暴露出来，然后以与复制叉移动相反的方向按照5’→3’方向合成一系列的冈崎片段，然后再把它们连接成完整的后随链。

（6）大肠杆菌具有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，它们的活性、功能及特点？

（7）画出DNA聚合酶Ⅰ的结构及功能？

（1）DNA聚合酶Ⅰ的结构域：

DNA聚合Ⅰ酶的作用：

①聚合酶活力。

②3’-5’核酸外切酶活力具有修复错配核苷酸的作用，保证DNA复制的准确性。

③5’-3’核酸外切酶活力使具切口的双链DNA的5’端DNA降解，在体内可切除嘧啶二聚体。

在体外可用于标记探针。

（8）切口平移标记探针的原理？

1、在DNA酶1的作用下，双链DNA产生缺口。

2、在DNA聚合聚合酶的作用下，以缺口的3’端OH为引物合成DNA。

3、将同位素标记的核苷酸掺入到DNA中，使DNA成为探针。

（9）DNA聚合酶Ⅲ结构的特点，其中α、β和ε的作用？

1、DNA聚合酶Ⅲ结构的特点：

包含7种不同的亚单位和9个亚基，生物活性形式为二聚体。

他即使5’→3’方向聚合酶活性，也有3’→5’核酸外切酶活性。

该酶的活性较强，为DNA聚合酶Ⅰ的15倍，DNA聚合酶Ⅱ的300倍。

它能在引物的3’-OH以上每分钟约5万个核苷酸的速率延长新生的DNA链，是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。

2、α作用:

由ε水解双链ＤＮＡ需要α；

β作用:

β亚基具有滑动夹子的功能；

ε作用:

ε亚基具有外切核酸酶活性。

（10）大肠杆菌染色体的结构及组成？

大肠杆菌的染色体结构：

它的染色体是由50-100个独立的负超螺旋组成的环状结构RNA蛋白质结合在上面，以保持其结构的稳定性。

组成：

大肠杆菌的染色体DNA除与蛋白质结合外，还结合有RNA。

（11）真核生物染色质的结构？

真核生物染色质的结构：

呈纤细的丝状结构，由核小体和连接丝组成。

核小体:

由H2A、H2B、H3和H44种组蛋白构成。

连接丝:

DNA双链+H1组蛋白。

（12）组蛋白的种类？

根据其凝胶电泳性质可以把组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4

（13）Genome、C-value、C-valueparadox？

Genome（基因组）：

一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或者整套基因。

C-value（C值）：

一种生物单倍体基因组DNA的总量。

C-valueparadox（C只反常现象）：

C只往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的C值。

（14）根据基因的拷贝数的多少可将DNA序列分为哪两种？

中度重复序列和高度重复序列

（15）SatelliteDNA

SatelliteDNA（卫星DNA）：

真核细胞DNA的一部分是不被转录的异染色质成分，是高度串联重复的DNA。

（16）autonomouslyreplicatingsequences（ARSs）

autonomouslyreplicatingsequences，ARS（自主复制序列）：

酵母的复制起始点

（17）转座子类型结构？

类型：

插入序列和复合型转座子

所有转座子都有两个结构特征：

（1）两端有20~40bp的反向重复序列

（2）具有编码转座酶的基因

第三章生物信息的传递（上）

思考题

（1）Codingstrand,templatestrand,Sensestrand,Antisensestrand

Codingstrand（编码链）：

指DNA双链中与mRNA序列（除T/U替换外）和方向相同的那条DNA链，又称为有义链（Sensestrand）。

templatestrand（模板链）：

指DNA双链中能作为转录模板通过碱基互补原则指导mRNA前体合成的DNA链，又称反义链（Antisensestrand）。

（2）Transcriptionunit,Promoter,RNATerminator

Transcriptionunit（转录单位）：

是一段可被RNA聚合酶转录成一条连续mRNA链的DNA。

RNATerminator（RNA终止子）：

用来终止mRNA合成的序列

（3）大肠杆菌RNA聚合酶的组成及功能？

（4）聚合酶的种类及功能，DNA聚合酶合成DNA的速度为多少，RNA聚合酶合成RNA的速度为多少？

DNA聚合酶功能：

DNA复制时把核苷酸添加到新链上。

RNA聚合酶功能：

转录时，把核苷酸添加到mRNA链上。

（5）大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的作用？

α亚基：

核心酶组装，启动子识别

β亚基β’亚基：

β和β’共同形成RNA合成的催化中心。

ω亚基：

未知

σ亚基：

存在多种σ因子，用于识别不同的启动子。

（6）大肠杆菌启动子的结构？

（7）大肠杆菌转录终止的方式有哪两种？

1、不依赖ρ因子的终止方式

有两个明显的特点：

①在DNA上有一个富含GC碱基的二重对称性（dyad　symmetry）结构，容易形成发卡式结构。

②在终止位点前有一串大约为4-8个A的碱基，它们转录为RNA末端的一连串的U。

2、依赖ρ因子的终止

ρ因子是六聚体蛋白，能水解各种核苷酸三磷酸。

没有不依赖ρ因子终止子那样的多聚A序列特征，而且也不一定形成稳定的发夹。

（8）转录的基本过程？

1、模板识别：

RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。

2、转录起始：

RNA链上第一个核苷酸键的产生。

3、延伸：

RNA聚合酶沿DNA链移动并使新生RNA链不断的过程。

4、终止：

当RNA聚合酶到转录终止位点时，从DNA链上释放出来，转录泡瓦解。

（9）原核生物与真核生物启动子的差异？

原核生物启动子：

真核生物启动子：

（10）原核生物与真核生物mRNA各自的特征及异同？

原核启动子启动区小，TATA区位于-7--10区，上游-30--70区为正调控因子结合序列。

＋1-－20为负调控因子结合序列。

真核启动子调控区大，TATA区位于-20--30区，而-40--110区为上游激活区。

TATA区使转录精确起始，CAAT区和GC区主要控制转录频率。

除Pribnow区之外，原核基因启动子上游只有TTGACA（-30--40区）作为RNA聚合酶的主要结合位点，参与转录调控；真核基因除了含有与之相对应的CAAT区之外，多数基因还拥有GC区和增强子区。

（11）RNA中的内含子类型，RNA的剪接过程？

RNA的剪接过程：

1、mRNA的剪接：

许多相对分子质量较小（106-185bp）的核内RNA（如Ul，U2，U4，U5和U6）以及与这些RNA相结合的核蛋白（被称为snRNPs，ribonucleo-proteinparticle）参与RNA的剪接。

mRNA链上每个内含子的5’和3’端分别与不同的snRNP相结合，形成RNA和RNP复合物。

2、tRNA的剪接：

真核生物核tRNA基因中的内含子很短，11-60个核苷酸。

其5’拼接位点位于反密码子末端一个核苷酸处。

剪切连接处没有保守序列，但内含子包含了与tRNA反密码子相互补的序列。

3、Ⅰ类内含子可以自我拼接：

I类内含子分布在酵母和其他真菌的线粒体、一些单细胞真核生物（如四膜虫）细胞核rRNA基因以及植物细胞器基因中。

I类内含子是核酶（有催化活性的RNA分子）。

4、Ⅱ类内含子的剪接：

Ⅱ类内含子存在于真菌线粒体以及植物线粒体和质体的基因中。

内含子序列中反应活性特别强的A作为进攻基团，形成套索结构。

5、变位剪接（可变剪接）：

个体发育或细胞分化时可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性的mRNA。

如果蝇与性别相关基因的特异性剪接。

（12）RNA的编辑和化学修饰，举例说明可变剪接的过程？

举例说明RNA编辑的过程？

RNA的编辑（RNAediting）：

是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。

例：

点突变编辑如哺乳动物载脂蛋白mRNA的编辑。

下图分别是该基因的DNA序列以及在哺乳动物肝脏和肠组织中分离到的mRNA序列。

载脂蛋白基因编码区共有4563个密码子，在所有组织中其DNA序列都相同。

RNA编辑的另一种形式是尿苷酸的缺失和添加。

由指导RNA（即guideRNA）来完成，指导RNA含有与编辑后mRNA相互补的核苷酸序列。

指导RNA与被编辑区及其周围部分核酸序列虽然有相当程度的互补性，但该RNA上存在一些未能配对的腺嘌呤，形成缺口，为插入尿嘧啶提供了模板。

反应完成后，指导RNA从mRNA上解离下来，而mRNA则被用做翻译的模板。

有些RNA，特别是前体rRNA和tRNA，有特异的化学修饰

第四章生物信息的传递（下）-从mRNA到蛋白质

思考题

（1）如何破译遗传密码？

①用有机化学的方法合成已知顺序的含3种碱基的共聚物。

将它加入到无细胞体系中。

②加入20种氨基酸，其中一种是同位素标记的。

③如果标记的氨基酸与核糖体能形成复合物，滤过的溶液中同位素的含量低，反之高。

（2）密码子的特性？

（1）密码子的连续性；

（2）密码子的简并性；（3）密码子的通用性与特殊性。

（3）RNA的氨酰化过程？

氨酰tRNA合成酶的作用是将氨基酸接合于tRNA。

它的反应包括两个步骤：

（1）氨基酸活化生成酶－氨酰腺苷酸复合物。

AA＋ATP＋酶（E）→AA-tRNA+AMP+ppi

（2）、氨酰基转移到tRNA　3’端腺苷酸残基的2’或3’－羟基上。

E－AA－AMP＋tRNA→AA－tRNA＋E＋AMP

（4）蛋白质的翻译过程？

翻译的起始→肽链的延伸→肽链的终止

（5）SD、anti-SD？

SD：

原核生物起始密码子上游的保守序列。

:

（6）原核生物和真核生物的起始氨基酸是什么，N-甲酰甲硫氨酸的形成？

（XX）

甲酰蛋氨酸是细菌等原核生物的起氨基酸，蛋氨酸是哺乳动物等真核动物的起始氨基酸。

N-甲酰甲硫氨酸的形成:

是一种存在于细菌及相关的真核生物细胞器中的蛋白氨基酸。

它是氨基酸甲硫氨酸的衍生物，其中一个甲酸基被加到原甲硫氨酸的氨基上。

他专门用于蛋白质合成的起始阶段，之后它可被移除。

（7）原核生物的蛋白质翻译过程及翻译过程中因子的种类及作用？

（P137）

因子：

（1）核糖体和多核糖体；

（2）mRNA；（3）tRNA；（4）氨酰-tRNA合成酶；（5）密码-反密码子配对；（6）起始因子；（7）蛋白质生物合成的延伸因子；（8）蛋白质生物合成的终止和释放因子。

第五章分子生物学研究法

思考题

（1）基因工程中酶的种类和作用特点？

I型限制性内切酶：

在距离特异性识别位点约1000-1500处随机切开一条单链。

II型限制性内切酶：

这类酶不但能识别特定的位点，而且识别位置与切割位置一致，产生具有粘性末端或具有平齐末端的两端DNA。

III型类限制性内切酶：

在DNA的每条链上从识别序列的一侧开始测量一定距离后进行切割，产生仅一个碱基凸出来的3’末端。

（2）DNA克隆的基本步骤？

（XX）

1、目的基因的获取；2、克隆载体的选择与改建；3、外源基因与载体的连接；4、重组DNA导入受体菌；5、重组体的筛选

。

（3）分子杂交的种类及原理？

1、DNA印迹杂交

原理：

根据毛细管作用的原理，使在电泳凝胶中分离的DNA片段转移并结合在适当的滤膜上，然后通过同标记的单链DNA或RNA探针的杂交作用检测这些被转移的DNA片段，这种实验方法叫做DNA印迹杂交技术。

由于它是由E.Southern于1975年首先设计出来的，故又叫SouthernDNA印迹转移技术。

2、RNA印迹技术

原理：

1979年，J.C.Alwine等人发展而来，是将RNA分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维素滤膜或其他化学修饰的活性滤纸上，进行核酸杂交的一种实验方法。

由于这种方法与萨瑟恩DNA印迹杂交技术十分类似，所以叫做诺赛恩RNA印迹技术（Northernblotting）。

3、蛋白质免疫印迹技术

原理：

将经SDS－PAGE分离的蛋白质样品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素膜）上，固相戴体以非共价键形式吸附蛋白质，且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变。

转移后首先将膜上未反应的位点封闭起来以抑制抗体的非特异性吸附。

用固定在膜上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的非标记抗体（一抗）发生免疫反应。

与荧光素酶或放射性同位素标记的第二抗体起反应。

显色或放射自显影法检测凝胶中的蛋白质成分。

（4）PCR的原理？

PCR反应过程包括以下3个方面：

①变性。

这是PCR反应的第一步，即将模板DNA置于95℃的高温下，使双链DNA的双链解开变成单链DNA；②退火（退火温度确定规则：

引物Tm值低2-5度）。

将反应体系的温度降低至55℃左右，使得一对引物能分别与变性后的两条模板链相配对；③延伸。

将反应体系温度调整到TaqDNA聚合酶作用的最适温度72℃，然后以目的基因为模板，合成新的DNA链。

如此反复进行约30个循环左右，即可扩增得到目的DNA序列。

（5）DNA测序的原理？

利用了DNA聚合酶所具有的两种酶催反应的特性：

第一，DNA聚合酶能够利用单链的DNA作模板，合成出准确的DNA互补链；第二，DNA聚合酶能够利用2’，3’—双脱氧核苷三磷酸作底物，使之参入到寡核苷酸链的3’—末端，从而终止DNA链的生长。

（6）酵母双杂交的用途及原理？

用途：

有效地分离能与一种已知的靶蛋白相互作用的蛋白质

原理：

X基因和Y基因产物的相互结合，导致reportergene表达。

Reportergene表达就可说明X基因产物于Y基因产物能结合。

（7）RNAi的用途及原理？

用途：

为生物学家提供了一种快速、简便的反向遗传学技术,在后基因组时代功能

原理：

双链RNA首先被降解为具5’单磷酸、长21～23bp的小分子双链RNA,这种RNA小分子称为小干扰RNA（siRNA）。

siRNA具相似的结构特征:

为长约21～23bp的双链RNA,具5’单磷酸和3’羟基末端,互补双链的3’端均有一个2～3nt的单链突出

第六章基因的表达与调控（上）

思考题

（1）乳糖操纵子和色氨酸操纵子分别属于正控诱导、负控诱导、正控阻遏和负控阻遏中的哪一种？

乳糖操纵子属于负控诱导；色氨酸操纵子属于负控阻遏。

（2）色氨酸操纵子的结构及调控机理。

1、当色氨酸的浓度高时，它作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合使阻遏蛋白有活性，它与操纵基因结合，结构基因表达。

2、当色氨酸的浓度较低时，分为两种情况：

①当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNATrp也就少，这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。

②当培养基中色氨酸浓度较高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前就到达2区，使2-3区不能配对，3-4区自由配对形成基一环终止子结构，转录被终止，trp操纵子被关闭。

（3）解释下图，画出乳糖操纵子的结构，并分析产生图中结果的原因？

1、）当大肠杆菌生长在含有葡萄糖和乳糖的培养基上时，实线代表细胞的生长状态，细菌成对数增长。

2、当葡萄糖用完后，细菌有一段时间停止生长，之后又呈对数增长。

3、虚线代表β-半乳糖苷酶的活性，它在葡萄糖用完后活性快速升高。

结构：

机理：

1、没有乳糖存在时，I基因的产物阻遏蛋白与操纵序列结合，基因不转录。

2、有乳糖存在时，乳糖与阴遏蛋白结合，使其失活，它不与操纵基因结合，结构基因转录。

在有葡萄糖和乳糖同时存在的情况下，葡萄糖使细胞中的cAMP的浓度下降。

cAMP与CRP蛋白结合能促进结构基因转录。

因此在有葡萄糖存在时结构基因不转录。

当葡萄糖利用完后，cAMP的浓度升高，cAMP与CRP蛋白结合能促进结构基因转录。

β-半乳糖苷酶的活性升高。

第七章基因的表达与调控（下）

思考题

（1）简单多基因家族、复杂多基因家族和发育调控的复杂多基因家族的定义。

简单多基因家族：

家族中的基因一般以串联方式前后相连。

复杂多基因家族：

一般由几个相关的基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。

发育调控的复杂多基因家族：

在生物个体发育的不同阶段，出现几种不同形式的基因家族。

（2）图解真核生物断裂基因的结构。

（3）基因扩增和基因重排与交换的定义？

基因扩增：

指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象

基因重排：

将一个基因从远离启动子的地方移到距离它很近的位点从而启动转录，这种方式称为基因重排。

基因交换：

通过一种交配型转换的过程来改变自己的过程

（4）真核基因的转录过程？

1、真核启动子由核心启动子和上游启动子两个部分组成，是决定RNA聚合酶Ⅱ转录起点和转录频率的关键元件。

2、转录模板包括从转录起始位点到RNA聚合酶Ⅱ转录终止处的全部DNA序列。

RNA聚合酶与模板形成转录泡，新形成的RNA与模板结合的紧密程度影响转录效率的高低。

3、RNA聚合酶RNA聚合酶影响转录效率。

4、反式作用因子反式作用因子与顺式作用无件的结合影响转录的效率。

5、增强子及其对转录的影响

（5）从DNA水平、转录水平、转录后加工及翻译水平上论述真核基因表达调控的多性？

（一）真核生物DNA水平上的基因表达调控

1、“开放”型活染色质结构对转录的影响

真核基因的活跃转录是在常染色质上进行的。

转录发生之前，染色质常常会在特定的区域被解旋松驰，形成自由DNA。

2、基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。

3、将一个基因从远离启动子的地方移到距离它很近的位点从而启动转录，这种方式称为基因重排。

4、DNA甲基化与基因活性的调控。

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，这一修饰途径可能存在于所有的高等生物中并与基因的表达调控密切相关。

大量研究表明，DNA的甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导某些基因的重新活化和表达。

（二）真核基因的转录

1、真核启动子由核心启动子和上游启动子两个部分组成，是决定RNA聚合酶Ⅱ转录起点和转录频率的关键元件。

2、转录模板包括从转录起始位点到RNA聚合酶Ⅱ转录终止处的全部DNA序列。

RNA聚合酶与模板形成转录泡，新形成的RNA与模板结合的紧密程度影响转录效率的高低。

3、RNA聚合酶RNA聚合酶影响转录效率。

4、反式作用因子反式作用因子与顺式作用无件的结合影响转录的效率。

5、增强子及其对转录的影响

（三）其他水平上的基因调控

1、RNA的加工成熟

包括rRNA、tRNA及mRNA的加工成熟；真核基因转录后加工多样性及mRNA的有效性。

这些因素均影响基因的表达。

2、RNA的转运到胞质及其稳定性

3、翻译水平的调控

真核生物mRNA的扫描模式与蛋白质合成的起始；mRNA5’末端帽子结构的识别与蛋白质合成；可溶性蛋白质因子的修饰与翻译起始调控。

4、翻译后的加工的调控

蛋白质前体的加工、蛋白质的运转及蛋白质的降解均能影响到基因的表达。