分子生物学问题汇总解析.docx

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分子生物学问题汇总解析

SectionA细胞与大分子

简述复杂大分子的生物学功能及与人类健康的关系。

SectionC核酸的性质

1.DNA的超螺旋结构的特点有哪些？

A发生在闭环双链DNA分子上

BDNA双链轴线高卷曲，与简单的环状相比，连接数发生变化

C当DNA扭曲方向与双螺旋方向相同时，DNA变得紧绷，为正超螺旋，反之变得松弛为负超螺旋。

自然界几乎所有DNA分子超螺旋都为负的，因为能量最低。

2.简述核酸的性质。

A核酸的稳定性：

由于核酸中碱基对的疏水效应以及电荷偶极作用而趋于稳定

B酸效应：

在强酸和高温条件下，核酸完全水解，而在稀酸条件下，DNA的核苷键被选择性地断裂生成脱嘌呤核酸

C碱效应：

当PH超出生理范围时（7-8），碱基的互变异构态发生变化

D化学变性：

一些化学物质如尿素，甲酰胺能破坏DNA和RNA二级结构中的

而使核酸变性。

E粘性：

DNA的粘性是由其形态决定的，DNA分子细长，称为高轴比，可被机械力和超声波剪切而粘性下降。

F浮力密度：

1.7g/cm^3,因此可利用高浓度分子质量的盐溶液进行纯化和分析

G紫外线吸收：

核酸中的芳香族碱基在269nm处有最大光吸收

H减色性，热变性，复性。

思考题：

提取细菌的质粒依据是核酸的哪些性质？

质粒是抗性基因，，在基因组或者质粒DNA中用碱提取法。

SectioC课前提问

1.在1.5mL的离心管中有500μL，取出10μL稀释至1000μL后进行检测，测得A260=0.15。

问

（1）：

试管中的DNA浓度是多少？

问

（2）：

如果测得A280=0.078,.A260/A280=？

说明什么问题？

（1）稀释前的浓度：

0.15/20=0.0075

稀释后的浓度：

0.0075/100=0.75ug/ml

（2）0.15/0.078=1.92〉1.8，说明DNA中混有RNA样品。

2.解释以下两幅图

（native:

非变性的；denatured:

变性的）图一表示dsDNA和RNA的热变性，中间的Tm值表示解链温度。

随着温度的升高,DNA和RNA逐渐变性形成单链，因此光吸收率逐渐增大，然而随着温度的升高RNA中双链部分的碱基堆积逐渐减少，其光吸收率不规则地增大。

较短的碱基配对区域具有更高的热力学活性，比较长的区域变性快。

图二表示的是快速慢速降温下的DNA复性，在温度缓慢下降时，DNA可以经碱基配对逐渐形成双链，但在快速降温时，DNA只形成局部区域的dsDNA，经碱基配对或者在DNA内部或者DNA之间短的互补区域的退火而形成，因此A260的下降很小。

SectioE提问

大肠杆菌的DNA聚合酶主要有哪几种？

它们有哪些特点？

DNA聚合酶I：

切除引物，修复

DNA聚合酶II：

修复

DNA聚合酶III：

复制

SectionEDNA复制

1.细胞周期（Thecellcycle）

（1）什么是细胞周期？

细胞周期包括DNA复制后的细胞分裂，即从一个母细胞产生两个子细胞。

（2）细胞分裂是有序的还是无序的？

为什么？

细胞周期是一个有序的过程，受细胞周期机制的控制。

2.检验点及其调控（Checkpointsandtheirregulation）

（1）细胞如何从G0进入G1？

G0期是指非增殖的休眠状态，称为沉默期。

G1期有一限制点（R点）细胞会对环境进行评估，然后决定是否进入另一个分裂周期。

细胞在到达R点之前具有胞外生长分子-促细胞分裂原即可使细胞从G0进入G1期。

（2）限制点（R点）

G1期，细胞会对环境进行评估，然后决定是否进入另一个分裂周期，G1期的这一点称为限制点。

SectionFDNA损伤、修复与重组

思考题

（1）5’-GTATCTTCTGATGGCTCGTGTACAAACACG-3’

3’-CATAGAAGACTACCGAGCACATGXXXGTGC-5’

根据Holliday模型在什么时候可以被修复？

该损伤的DNA链“XXX”部分本为“TTT”，修复时与另一个正常的DNA分子同源重组，“XXX”段将通过重组被正常的姐妹链上相应区域的“TTT”替代修复，而正常链上因此产生的缺口会被个填平。

因为它的对面没有损伤，可通过正常的切除去掉，这样子就修复了。

（2）设计实验以区别细菌遗传转化转移中的转化、转导和结合的过程。

下面列出可使用的工具：

（1）合适的突变菌株及其培养基。

（2）DNA酶。

（3）两种滤板，一种滤板能让游离的DNA通过，不可让细菌和病毒通过；另一种滤板只能持留细菌。

（4）一种是插入滤板使其分隔成两个空间的玻璃容器（如U型管）。

请写出实验设计并预期3种遗传转移过程的结果。

SectionK

ω亚基：

ω亚基的功能尚不清楚,也有人认为ω亚基对于RNA聚合酶的结构和功能没有太大的影响。

问题：

（1）什么是启动子？

上游？

下游？

转录起点？

启动子：

RNA聚合酶结合到待转录序列上游的特定起始位点，长约40bp

转录起始点：

CGT/CAT,G比A更常见，被称为+1位点。

（2）原核生物δ70启动子有哪些特点？

大肠杆菌最常见的δ因子，由40-60bp的序列组成。

，含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列。

转录起始位点为+1位点，CGT/CAT，-10序列为TATAAT,也叫pribnow框，-35序列为TTGACA，也叫sextama框。

（3）原核生物的转录是如何终止的？

基因3’端自身互补的序列会在RNA中形成发夹结构作为终止子。

发夹的茎部通常（G/C）含量较高，使其稳定性强，从而使聚合酶从此停顿。

发夹之后通常是4个或更多的U碱基，导致RNA与反义DNA的弱结合。

有利于RNA链解离，从而终止转录。

分析题

以下是一段原核生物的DNA序列，请找出以下功能位点，并说明理由：

（1）一个启动子；

（2）一个转录起始位点；（3）一个转录起始密码子；（4）一个转录终止密码子；（5）一个转录终止子。

GAATTCCGGCGGCGGGGTTTTCATTATTATGATCGTTGACATGGGACAAGGGGCTCCTATAATAGGTGCATTTGTAGGAGGTGTGGCCACATGATAGCG（-35序列）（-10序列）启动子/+1起始位点（SD序列）（起始密码子）

+1

CGTCGAGGCATTCAGGACCGATATTGTCATATTGCCAGCATGCTGCAGCGCGCCAACTTAGTTACAACTTATACGATGATTTTAAAAAAAGAATATCAAATAGCCATCCACCCGAAAGACCACCGCAAGTATCGGTACGATCGTACCAGCACACACCACAGTCGCCAGTCTGTTACCAAATAATAAAGTTGATAATTAATTCACATCTACCTGGGTAACCCAGGTAGATGTGAATTTTTAGAATTC（终止密码子）

（转录终止子）

SectionL原核生物的转录调控

分析题

含中性碳源（例如甘油）的液体基本培养基培养E.coli不能诱导lacZ操纵子。

如果一个小时后在培养基中加入乳糖，然后再隔一段时间加入过量的葡萄糖，那么对lacZ操纵子的表达会有什么影响？

答：

在最初的一小时内没有诱导物（乳糖）的存在，所以lac操纵子不能表达。

加入乳糖后，E.coli本身含有的低量的透性酶使其可以吸收乳糖，β-半乳糖苷酶催化一些乳糖成为异乳糖，异乳糖作为诱导物结合到乳糖阻抑物上，引起阻抑物构象变化失活，lac操纵子经诱导表达，一段时间后加入的大量葡萄糖导致分解代谢阻遏，乳糖操纵子不能被CRP激活，使lac操纵子不能表达。

思考题：

1.原核生物基因表达调控的特点是什么？

原核生物基因表达的单元是操纵子，包括结构基因，调控基因和调控元件。

原核基因的编码区是连续的，没有内含子和外显子，所以转录后不用加工，长度与编码区相等，转录和翻译都在细胞质，且边转录边翻译。

2.简述色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统。

阻遏系统：

色氨酸阻抑物是含有两个亚基的二聚体，当色氨酸与阻抑物结合形成复合物后与色氨酸操纵子的操纵基因位点特异性相互作用，通过终产物抑制自身的合成，将转录的起始抑制大约70倍。

弱化系统：

RNA聚合酶在DNA模板的前导肽编码序列末端处停顿。

核糖体起始前导肽翻译时，聚合酶继续转录RNA。

如果核糖体在色氨酸密码子上停顿（如当色氨酸含量低时），它减少了用于碱基配对的互补前导序列的供应，形成替代了弱化子发夹结构的另一个DNA发夹结构。

最终转录不终止。

如果核糖体不在色氨酸密码子上停顿（如当色氨酸含量很高时），弱化子发夹就能形成，转录将提前结束。

3.什么是葡萄糖效应？

简述cAMP-CAP的作用。

葡萄糖效应：

在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏，乳糖不能被利用，这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低，启动子不能释放cAMP-CAP蛋白，RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合，以至转录不能发生，直到葡萄糖被利用完后，乳糖操纵子才进行转录，形成利用乳糖的酶，这种现象称葡萄糖效应。

cAMP-CAP作用：

当葡萄糖缺乏时，细胞内cAMP水平上升，CAP结合到cAMP上。

cAMP-CAP复合物可结合到RNA聚合酶结合位点上游的乳糖操纵子的启动子Plac上，引起DNA900的弯曲，增强了RNA与启动子的结合，使转录效率提高50倍。

下面哪些物质是乳糖操纵子的诱导物？

（选择题）

1）乳糖2）密二糖3）O-硝基苯酚-β-半乳糖苷（ONPG）

4）异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）5）异乳糖

答：

1），4）,5）

分析题

现分离了一DNA片段，可能含有编码多肽的基因的前几个密码子。

该片段的序列组成如下：

5‘-CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG-3’

3’-GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC-5’

（1）哪一条链作为模版链；

3‘-5‘

（2）mRNA的顺序是什么？

5‘CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG-3’

（3）此mRNA能形成二级结构吗？

能，有碱基配对

（4）翻译从哪里开始？

朝哪个方向进行？

AUG开始，AUGUCCUGU延伸

（5）此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离（SD序列：

AGGA）？

原核生物有SD序列

SectionM真核生物的转录

1.真核生物的聚合酶有哪几种？

用什么方法把它们区分开来？

它们的性质和功能是什么？

RNA聚合酶I，II，III。

用真菌毒素——a-鹅膏蕈碱区分。

（1）负责大多数rRNA前体的合成；

（2）负责mRNA前体和一些小核RNA的合成；（3）负责5srRNA前体，tRNA前体。

一些sRNA以及细胞质RNA前体的合成。

2.真核生物的聚合酶和原核生物的聚合酶有何异同点？

都不需要引物。

只需要前体核苷酸A,U,G,C。

沿5‘-3’方向合成RNA。

与细菌聚合酶不同，真核生物在与DNA结合是需要辅助因子。

3.什么是PolyII的CTD？

CTD的保守氨基酸序列是什么？

RNA聚合酶II最大的亚基在羧基端有7个氨基酸的重复序列，被称为CTD。

（tyr-ser-pro-thr-ser-pro-ser）

1.真核生物有几种启动子?

它们各有什么特点?

RNAPolI启动子：

由两部分的转录控制区域构成，即核心元件和上游控制元件。

可变RNAPolIII启动子：

存在一些上游转录因子结合序列。

RNAPolII启动子：

位于转录起始位点上游25-35位置处，含有一个TATAbox的序列,启动子上游具有增强子（SP1/CCAAT），极大提高启动子的水平转录活性.

2.参与RNA酶II转录的3种转录因子是什么?

TFIIA,B,C,与启动子结合并在一起起始转录。

3.增强子最早在哪里发现?

简述它的5个作用特点及对转录的影响.

最早在DNA病毒SV40的基因组中发现。

作用特点：

加强相连基因从正确的起始位点的转录活性；无论在上游还是下游均可激活转录；无论在上游还是下游，可在远离起始位点1kb以上发挥作用；两个启动子串联在一起时，增强子优先激活距离最近的一个。

4.什么是”圣诞树”结构?

在rRNA合成活跃阶段，前rRNA转录物与rDNA捆扎在一起可在显微镜下看到“圣诞树”

SectionN真核生物的转录调控

1.简述在转录水平，真核生物与原核生物调控的区别。

原核生物的转录调控通过操纵子和a因子来实现，真核生物通过转录因子实现。

2.转录因子的激活结构域有哪几种类型？

分别写出其结构特点。

A.酸性激活结构与：

含有很高比例的酸性氨基酸

B．富含谷氨酰胺结构域：

谷氨酰胺残基所占的比例似乎比总体结构更为重要。

C.富含脯氨酸结构域：

有一个能激活转录的连续脯氨酸残基链。

3.转录因子有哪些主要类型，请分别举一例说明。

DNA结合结构域（螺旋-转角-螺旋结构域，锌指结构域，碱性结构域）；二聚体结构域（亮氨酸拉链，HLH蛋白）

转录激活结构域（酸性激活结构域，富含谷氨酰胺结构域，富含脯氨酸结构域）；阻抑物结构域：

阻抑物阻断激活因子与DNA的结合位点。

SectionORNA加工与核糖核蛋白复合体

1.什么是RNA加工?

对初生转录物进行修饰的总称。

2.原核生物的rRNA加工和真核生物的rRNA加工有何异同点?

相同点：

都要进过剪接和甲基化修饰

不用点：

原核生物的rRNA通过碱基配对折叠形成一些茎环结构，而真核生物没有；原核生物的5srRNA是经过加工产生的，而真核生物的5srRNANA聚合酶III转录散在基因，几乎不需要加工。

1.以大肠杆菌的tRNATyr的加工为例简述原核生物tRNA的加工过程。

A．首先，转录物前体经过折叠形成特征茎环结构；B。

RNaseE、F内切酶在3‘段切除侧翼序列，于是3’端留下一个额外的9核苷酸；C.RNaseD外切酶从3‘端切下7核苷酸；D.RNaseP内切酶切去5’端的前导序列，产生成熟的5‘端；E.RNaseD外切酶继续切去3’端剩余的两个核苷酸，产生成熟的3‘端CCAOH;

F.tRna再经过一系列的碱基修饰，形成成熟的tRna分子。

2.真核生物的tRNA加工过程有何特点,举1例说明。

以酵母的tRNATyr的加工为例：

（1）内切酶识别茎环结构切去5‘端前导序列和3‘端额外的2个核苷酸；

（2）在tRNA核酸转移酶的作用下在3‘端加上5’-CCA-3’形成成熟的3‘端；（3）内切酶切除内含子，并由连接酶把缺口连接，之后成为成熟的tRNA，真核生物的tRNA加工高度保守。

3.什么是核酶?

它有哪些特点?

核酶是可以催化特定生化反应的RNA分子。

在无蛋白质的条件下，可以对转录物进行体外自我剪接。

RNA名称

定义

转录RNA聚合酶类型

功能

rRNA

RNA聚合酶I

核糖体

tRNA

RNA聚合酶III

转运

mRNA

原核生物不需要加工

RNA聚合酶II

信使

hnRNA

不同的mRNA前体，即核内不均一RNA

RNA聚合酶II

RNA转录产物的群体

hnRNP

特定蛋白（hnRNA蛋白A,B,C复合物）与hnRNA相结合

辅助RNA加工

snRNA

参与信使RNA的剪接，只存在于细胞核

RNA聚合酶II，III

snRNP

snRNA与特定蛋白质复合形成

与hnRNP发生作用，参与RNA加工

5srRNA

RNA聚合酶III

1.hnRNA转变成成熟的mRNA的加工过程包括哪几步?

简述每一步的特点。

（1）5‘端加帽：

在RNA链长度超过30nt之前其5‘端经化学修饰加上一个甲基鸟苷残基

（2）3‘端加尾：

3’端经过剪切后加上一串PolyA残基。

（3）剪接：

切除内含子将外显子连接在一起，发生在核内。

（4）甲基化：

某些碱基的甲基化，甲基化修饰时高度保守的。

2.术语解释：

snRNA；snRNP；剪接体；剪接；5‘端帽子结构。

snRNA：

RNA聚合酶II转录，参与信使RNA的剪接。

snRNP：

snRNA与特定蛋白质复合形成。

剪接体：

mRNA前体与snRNP形成的复合体使得上下游的外显子靠近，同时内含子为环状结构。

剪接：

切除内含子将外显子连接在一起的过程。

5‘端帽子结构：

RNA聚合酶转录后不久RNA链达到30nt之前在5‘端经化学修饰加上一个甲基鸟苷残基（防止外切酶的攻击，利于剪切，转运，翻译）

综合分析题

下图是真核生物前mRNA的一段序列，请标出前mRNA剪接加工的确切剪接位点及保守序列并说明剪接过程。

假设剪接发生在一个内含子的GU序列与相邻内含子的AG序列或发生在同一个内含子的GU序列的3’端与AG序列的5’端，会有什么后果？

SectionP遗传密码与tRNA

1.简述遗传密码的基本特征

遗传密码由三个核苷酸组成的三联体密码，密码子是相连的，中间没有任何停顿，大多数氨基酸是由同义密码子编码的

2.什么是密码的兼并性？

它有什么生物学意义？

氨基酸有20种，三联体有64种，结果大多数氨基酸是由多于一个三联体编码称为密码子的兼并性。

生物学意义：

减少有害突变

4.简述tRNA的结构特点及其功能。

一级线性序列，二级三叶草结构，三级倒L形结构。

功能：

经氨酰化，tRna与氨基酸连接成为氨酰-tRna（负载tRna），而蛋白质合成中的转接器分子就是负载tRna。

SectionQ蛋白质合成

（1）什么是起始tRNA

在原核和真核生物中能够识别AUG起始密码子，起始蛋白合成的一种特殊的tRNA。

（2）起始tRNA与tRNA的区别

起始tRNA的碱基配对有更大的灵活性，由于它的反密码子环上缺少烷基化的A，因此可识别AUG和GUG起始密码子，而GUG在原核生物的mRNA中很少出现。

非起始RNA缺乏灵活性，只与AUG配对。

这两种tRNA均由甲硫氨酰-tRNA合成酶催化，与甲硫氨酸作用而形成甲硫氨酰-tRNA，但只有起始甲硫氨酰-tRNA被转甲酰酶修饰而变成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA

1.什么是多聚核糖体？

什么是SD序列，它有什么重要意义？

多聚核糖体：

将单一mRNA分子上的多个核糖体称为多聚核糖体。

可以在短时间内生成大量的同种蛋白质，这极大地缩减了合成足量蛋白质的时间。

SD序列：

原核生物mRNA起始密码子上游有一段8-13个核苷酸的保守序列，通常含有5‘-AGGAGGU-3’序列称为核糖体结合位点。

对核糖体进行定位并起始蛋白合成。

2.简述原核生物和真核生物在蛋白质合成的起始上有何异同？

原核和真核可以识别AUG起始密码子，原核生物中，起始tRNA首先在甲硫氨酰-tRNA合成酶作用下负载甲硫氨酸，接着甲硫氨酸残基经转甲酰酶作用变成N-甲酰甲硫氨酸。

真核生物中起始tRNA携带的甲硫氨酸未经修饰，在大肠杆菌，起始tRNA与运送内部甲硫氨酸的tRNA在结构上不一样。

3.解释Wobble摇摆现象。

反密码子的5‘端碱基相对于另外两个碱基有更大的活动范围。

，因此只要核糖间的距离接近正常距离，它能够形成非标准碱基对，嘌呤-嘌呤或嘧啶-嘧啶配对是不允许的，因为核糖之间的距离不合适。

没有一种tRNA能够识别三种以上的密码子，因此，至少需要32种tRNA去破译61种密码子（终止子除外）。

tRNA依其摆动碱基（反密码子5‘端碱基）能够识别一个，两个或三个密码子，Wobble摇摆现象导致密码子的简并性，可以减少因基因突变而导致的氨基酸序列改变的机率。

4.起始tRNA有何特点？

起始tRNA的碱基配对有更大的灵活性，由于它的反密码子环上缺少烷基化的A，因此可识别AUG和GUG起始密码子，而GUG在原核生物的mRNA中很少出现。

5.简述细胞中的蛋白质是如何定位的？

取决于自身蛋白质分子的特性，相对长度，以及氨基酸序列

6.简述生物在基因表达过程中的翻译调控。

不同原核生物中，不同基因的翻译水平受下列因素调控：

（1）原核生物产生的自身较短的反义RNA与mRNA结合，抑制了翻译；

（2）多顺反子mRNA对核酸酶的相对稳定性，调节翻译的进程；（3）mRNA的自身结合，阻止了其与核糖体附着蛋白质的结合。

7.蛋白质翻译后的修饰有哪两个方面？

切割（信号肽切除、多蛋白成熟片段的释放，中间肽的切除，N端和C端的修剪）和化学修饰（氨基酸侧链）磷酸化控制蛋白质的活性。

8.什么是信号肽序列？

信号肽的识别依赖于什么？

信号肽序列引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短肽链,一般由13-36个氨基酸构成，至少有一个带正电的残基，其后是10-15个残基的疏水核，接着为小的中性残基，通常为Ala信号肽。

依赖SRP识别。