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1、北京工商大学分子生物学复习资料docx1. 证明DNA是主要的遗传物质的两个实验一个是肺炎双球菌的转化实验，另一个是噬菌体侵染细菌的实验1 肺炎双球菌转化实验：研究者从有荚膜、菌落光滑的S型帅炎双球菌细胞屮提1RDNA,加入到无荚膜、菌落粗糙的R型细菌培养物中，发现DNA能使部分R型细胞 获得合成S型细胞特有的荚膜多糖的能力。而蛋口质及多糖类物质没有这种转化 能力，若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解，则失去转化能力。己经转化了得细 菌，其后代仍保留合成S型荚膜的能力，说明此性状可以遗传给后代。2 对噬菌体研究的进展使人们发现，噬菌体侵染宿主细菌后，能繁殖产生大量的 子代噬菌体。用含35S和32

2、P标记的培养基进行T2噬菌体培养，使T2噬菌体的蛋口 质被35S标记，DNA被32P标记。将两种不同标记的噬菌体分别侵染E. coi l后，发 现进入宿主细胞的只有32P标记的DNA,而无35S标记物。所产生的子代噬菌体只 含有32P标记的DNA,不含有S标记的蛋白质。T2侵染实验证明了DNA迹入宿主细胞 是产生、决定子代噬菌体的遗传物质。2. 核酸的化学组成及分子组成 化学组成：基本元素：C、H、0、N、P核甘酸：核甘+磷酸 核甘：戊糖+碱基核酸的元素组成有两个特点：一般不含S。P含量较多，并且恒定（9%-10%）。分子组成：核酸（DNA和RNA）:线性多聚核昔酸，基本结构单元：核昔酸3.

3、核酸的生物学作用具有生物催化剂的功能，作用于初始转录产物的剪接加工。与生物机体的生长发育密切相关，参与基因表达的调控。与生物体的进化有很人关系DNA： 一级结构：构成DNA的脱氧核昔酸按照一定的排列顺序，通过3, , 5, -磷 酸：酯键相连形成的线形结构。特点：不均一性重复序列富含AT的序列 二级结构：DNA的两条多聚核昔酸链间通过氢键形成双螺旋结构。特点：主链：两条长链反向平行螺旋而成螺旋直径为2mn碱基对 螺距: 为3. 4nm大沟、小沟三级结构：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构彖。RNA： 一级结构的特点1 组成RNA的戊糖是核糖2 RNA的U替代DNA中的T,此外，RNA中常有一 些

4、稀有碱基。3 天然RNA分子都是单链线形分子，只有部分区域是A-型双螺旋结构。5. Watson Crick双螺旋结构模型特点1）两条反平行的多核甘酸链绕同一屮心轴 相缠绕，形成右手双股螺旋，一条5 -3,另一条3 -52） 磷酸与脱氧核糖彼此通过3 5, -磷酸二酯键相连接，构成DNA分子的骨架。3） 磷酸与脱氧核糖在双螺旋外侧，瞟吟与n密I定碱位于双螺旋的内侧。4） 碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行。两条核廿酸链之间依靠碱基间的 氢链结合在一起。螺圈之间主要靠碱基平面间的堆积力维持5） 每圈螺旋含10个核廿酸，碱基堆积距离0. 34nm,双螺旋平均直径2mn,6） 大沟：宽 1.2n

5、m ,深0. 85nm,小沟：宽0. 6nm,深0. 75nm6. DNA二级结构的多态性 所谓DNA二级结构的多态性，是指DNA不仅具有多种形式的双螺旋结构，而且还能形成三链、四链结构，说叨DNA的结构是动态的, 而不是静态的。核酸的构型的多样性是由于核酸主干链上各键和碱基的旋转造成 的，而多链的DNA是特定的碱基序列导致的结果。7什么是拓扑异构酶，有几类引起DNA拓扑界构之间转变的酶，可改变DNA拓扑异构休的L值，有两类：两类酶 含量严格控制，使细胞内DNA保持一定超螺旋水平。拓扑界构酶酶I (解旋酶) 能使双链负超螺旋DNA转变成松驰形环状DNA,每次催化使L值增加1。拓扑界构 酶酶II

6、 (促旋酶)能使松驰环状DNA转变成负超螺旋形DNA,每次催化使L减少2。 8什么是基因组、C值与C值矛盾基因组：凡是具有细胞形态的所有生物It遗传物质都是DNA。在真核细胞中，每 条未复制的染色体包装一条DNA分子，一个生物贮存在单倍染色体组中的总遗传 信息，称为该生物的基因组。C值：一个单倍体基因组的DNA含量。C值矛盾： 指C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等动物却具有较大的C值。9. 染色体与核小体的组成与结构核小体：组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构146bp的DNA分子超螺旋盘 绕组蛋白八聚体1.75圈(核心小体)，组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA, 锁住核小

7、体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。包括组蛋白H1和166bp DNA的核 小体结构又称染色质小体。3 两个相邻核小体Z间以连接DNA相连，典型长度60bp,不同物种变化值为0 80bp形成核小体。核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和-个组蛋白八聚体及 个分子H1。4 组蛋白与DNAZ间的相互作用主要是结构性的，基木不依赖于核莒酸的特异序 列，实验表明，核小体具有自组装(self-assemble)的性质5 核小体沿DNA的定位受不同因素的影响进而通过核小体相位改变影响基因表达 DNA+组蛋白7核小体(llnm) 6螺线管(30nm) 40超螺线管(300nm) 5染色单体10. R

8、NA的种类与各自特点RNA级结构的特点组成RNA的戊糖是核糖RNA的U替代DNA屮的T,此外，RNA 中常有一些稀有碱基。夭然RNA分子都是单链线形分子，只有部分区域是A-型 双螺旋结构(1) 、tRNA的结构70-90b,分子量在25kd左右，沉降系数4S左右有较多稀 有碱基3,末端为CCA-0H5末端大多为pG或pC二级结构是三叶草形6 倒L形的三级结构。IRNA的功能：转运氨基酸识别密码子参与翻译起始参与D7A的反转录 参与基因表达调控(2) 、niRNA的结构：原核：多顺反子。真核：单顺反子，断裂基因。5 -帽子：m7G 5 -ppp5 -Nm (Nm ) p-1 由甲基化酶催化可抵抗

9、5核酸外切酶降解niRNA。可为核糖体提供识別位 点，使rnRNA很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。3 -端有一段约30-300核廿酸的polyAo转录后Fhpoly (A)聚合酶催化加尾Pol yA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。polyA与mRM半寿期有关，polyA人大提高mRNA在胞质中的稳定性。原核mRNA的结构(多顺反子)由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。 没有5,帽子和polyAoSD序列：5端先导区中，有一段富含噱吟的碱基序 列，典型的为5 -AGGAGGU-3,位于起始密码子AUG前约10核昔酸处，此序列由 Shine和D“lm（）发现，称SD序列

10、。SD序列和核糖体16S的rRNA的3末端富含 卩密噪碱基的序列互补。（3）、rRNA的结构细菌：16S rRNA、5S rRNA、23S rRNA组成30S转录单位真核：18SrRNA 5. 8S rRNA, 28S rRNA组成45S的转录单位，5S rRNA单独转录。 rRNA的功能：组成核糖体催化肽键形成的转移酶活性存在于23SrRNA上参 与tRNA与mRNA的结合RNA的高级结构特点1 RNA是单链分子，因此，在RNA分子中，并不遵守碱基种类的数量比例关系，即 分子中的嚓吟碱基总数不一定等于咳噪碱基的总数。2 RNA分子中，部分区域也能形成双螺旋结构，不能形成双螺旋的部分，则形成

11、突环。这种结构可以形象地称为“发夹型”结构。3 在RNA的双螺旋结构屮，碱基的配对情况不象DNA屮严格。G除了可以和C配对 外，也可以和U配对。G-U配对形成的氢键较弱。不同类型的RNA,其二级结构 有明显的差异。4 tRNA中除了常见的碱基外，还存在一些稀有碱基，这类碱基大部分位于突环部 分11. 什么是0RF、顺反子、转座子？开放阅读框0RF：结构基因的正常核甘酸序列。从起始密码子到终止密码子的阅 读框，可编码完整的多肽链。期间不存在使翻译终止的终止密码子。通常是从DNA 推论出来的。顺反子:一遗传上的功能单位,对应于一条多肽链的DXA加上起始信 号和终止信号。多顺反子：有一条mRNA分子

12、编码几条不同的多肽链（原核生物）。 单顺反子：只编码一条多肽链的mRNAo转座子：一些基因可以从染色体的一个基 因座位转到另一个基因座位，该特性称转座，这些基因叫转座子，又叫跳跃基因。12. 真核基因组的特点1更大的DNA分子，以染色体形式储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的 基因的基因组是双份的。（1）并非生物越高等，基因组越大。即并非进化的复 杂程度与DNA含量成正比。（2）同一类生物基因组可能相差很大。（3）基因组 屮DNA的量远大于编码蛋白质所需要的量。2.基因纽结构复杂，有多个复制启始 位点。3.基因是不连续的，有内含子结构。4.转录单位一般是单顺反子的。13. 核酸的水解方式有

13、哪几种核酸的水解一酸、碱和酶1. 核酸的酸解和碱解：核酸的水解包括糖廿键和磷酸酯键的水解2、 核酸的酶解：生物体内存在多种核酸水解酶。这些酶可以催化水解多聚核廿 酸链屮的磷酸二酯键。（专一催化核酸的磷酸二酯键的酶为核酸酶） 14什么是核酸的变性、复性.杂交，什么是Tm值 核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。变性核酸将失 去其部分或全部的生物活性。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的 一级结构（碱基顺序）保持不变。 复性：变性DNA在适当的条件卜，两条彼此分 开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。 杂交：热变性的 DNA单链，在复性时并不一定与同源D

14、NA互补链形成双螺旋结构，它也可以与在某 些区域有互补序列的异源DNA单链形成双螺旋结构，这样形成的新分子称为杂交 DNA分子。Tm： DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此， 通常将DNA的变性达到50%时，即增色效应达到一半时的温度称为DNA的解链温度 （Tm） ,Tm也称熔解温度或DNA的熔点。15.什么是DNA复制，其特点如何复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生 成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。特点：半保留复制半不连续复制半保留复制:在DNA复制过程中，两条螺旋的多核昔酸链之间的氢键断裂，然后 以每条链各作为模板合成新

15、的互补链。这样新形成的两个子代DNA分子与原来DNA 分子的碱基顺序完全-样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA。 另一条链则是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。半不连续复制:DNA复 制时，一条链（前导链）是连续合成的，而另一条链（后随链）的合成却是不连续的。 16什么是复制起点，原核与真核生物复制起点有何不同，复制方式有哪几种 复制起点:复制开始处DNA分子的特定位置。 原核生物:单复制起点，即整个染色体只有一个复制单位。 真核生物:多复制起点，即有多个复制单位。复制方式：大多数以对称方式进行，即两条链同时复制，也有一定时期内DNA只 复制一条链的情况。（1）从新起始或复制

16、义式（2）置换式（线粒体和叶绿体 的DNA复制方式）（3）共价延伸方式或滚环式复制17. 什么是前导链，后随链，岗崎片断前导链:与复制叉移动的方向一致，通过连续的5 -3聚合合成的新DNA链。后随链：与复制叉移动的方向相反，通过不连续的5-3聚合合成的新的DNA 链。 冈崎片段:在DNA不连续复制过程屮，沿着后随链的模板链合成的新DNA片段，其长度在真核与原核生物当中存在羌别，真核生物的冈唏片段长度约 为100200核昔酸残基，而原核生物的为10002000核昔酸残基。18. DNA复制的一般特点是怎样的1. DNA的双螺旋的两条链在局部需要解开，以利于每条链作模板。2. DNA的局部解旋引起

17、周围区域过度缠绕，拓朴异构酶使超螺张力释放.3. DNA聚合酶以5到3方向合成。DM的两条链方向相反，因此，一条链的合 成是连续的，而另一条链的合成则是不连续的。不连续链每个片段的合成都是独 立进行的，然后各片段再连接起来。4.DNA聚合酶不能从头合成，因此必须有引 物。 5. DNA复制必须高度精确,DNA复制错误率大约是1/1010,校正机 制保证新合成的DNA的正确性。6.DNA的合成必须非常迅速，其合成速度与基因组的大小及细胞分裂速度有关。 7复制器本身不能复制线性DNA的末端，一种特殊的端粒酶参与端粒的复制。19. DNA复制过程涉及的酶有几类，什么是大肠杆菌DNA聚合酶I和Klen

18、ow片 段1. 依赖于DM的DM聚合酶1） 以脱氧核廿酸三磷酸（dNTPs）为前体催化合成DNA2） 需要模板和引物的存在；3） 不能起始合成新的DNA链；4） 催化dNTPs加到生长中的DNA链的3 -0H末端;5） 催化DNA合成的方向是5-3。2. 解链、解旋酶类A. 解螺旋酶（helicase）利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条 单链。B. 单链DNA结合蛋口C. DNA拓扑界构酶3. 引物酶在模板的复制起始部位催化NTP的聚合，形成短片段的RNA。这一小段RNA作为 复制的引物,提供3 -0H末端,使DNA-po 1能够催化dNTP聚合。人肠杆菌DNA聚合酶I：对复

19、制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙 进行填补。Klenow: E. coli DNA聚合晦I经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C 末端605个氨基酸残基片段。该片段保留了 DNA聚合酶I的5 -3 聚合晦和3-5 外切酶活性，但缺少完整酶的5 -3 外切酶活性。20. 原核生物DNA复制的过程（-）复制起始（153） 1、拓扑异构酶解开超螺旋。2、DnaA蛋白识别并在ATP 存在下结合于四个9bp的重复序列。3、在类组蛋白HU、ATP参与下，DnaA蛋白 变性13个bp的重复序列，形成开链复合物。4、DnaB借助于水解ATP产生的能 量在DnaC的帮助下沿5, -3方向移动，解

20、开DNA双链，形成前引发复合物。5、单链结合蛋白结合于单链。6、引物合成酶（DrmG蛋白）开始合成RNA引物。（二）复制的延长：DNA聚合酶催化游离的脱氧核昔酸结合到新链3末端，使 其不断延长。（三）复制的终止：多为环状DNA分子，双向复制的复制片段在 复制的终止点处汇合。21. 什么是突变，突变的种类突变是DNA分子上碱基的改变。1、 点突变指DNA分子上一个碱基的变异。（1） 转换：发生在同型碱基Z间，即瞟吟代替另一瞟吟，或卩密喘代替另一喘呢。（2） 颠换：发生在异型碱基Z间，即瞟吟变卩密喘或卩密呢变瞟吟。2、 缺失、插入。缺失：一个碱基或一段核甘酸链从DNA大分子上消失。插入： 原来没有

21、的一个碱基或一段核昔酸链插入到DNA大分子中间。3、 重排DM分子内发生较大片断的交换，也称为重组。4、双链断裂22. 四种DNA损伤修复的方式（）回复修复（光修复）紫外光照射可使相邻的対个T形成二聚体光修复酶可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢复止常。光修复酶的激活需 300-600 u m波长的光。（二） 切除修复是细胞内最重要的修复机制，主要由DNA聚合酶I和连接酶完成。（三） 重组修复（链转移修复）复制后修复，容易出错重组修复后的损伤位点可由其它机制进一步修复（四） SOS修复当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应。各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子的网络

22、式调控系统。这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。即使修复后复制能继续，DNA 保留的错误较多，会引起较广泛、长期的突变。23. 什么是PCR,其原理与影响因素，体内DNA复制与体外PCR反应有何不同 迎技术是一种体外模拟口然DNA复制过程的核酸扩增技术，亦称为无细胞 分子克隆技术。以待扩增的两条DNA链为模板，在一对人T合成的寡核昔酸 引物的介导下，通过耐高温DNA聚合酶的酶促作用，快速特异地扩增出特定 的DNA片断。简单的讲，PCR技术即通过引物延仲核酸的某个区域而进行的 重复双向DNA合成。工作原理：类似于DNA的天然复制过程，其特界性依赖于与靶序列两端互补的寡 核昔酸引物。PCR

23、由变性一退火（复性）一延伸三个基木反应步骤构成：模板 DNA的变性：模板DNA经加热至90v95C-定时间后，使模板DNA双链或经PCR 扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准 备；模板DNA与引物的退火（复性）:模板DNA经加热变性成单链后，温度降 至5560C,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；引物的延仲：DNA模 板一引物结合物在DNA聚合酶的作用下，于7075C,以dNTP为反应原料，靶 序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的 半保留复制链重复循环变性一退火一延仲三过程，就可获得更多的“半保留复制 链”，而且这种

24、新链乂可成为下次循环的模板。每完成一个循环需24分钟，2 3小时就能将待扩Fl的基因扩增放人儿白万倍。影响因素:在PCR自动热循环中，最关键的因素是变性与退火的温度。PCR技术DNA生物复制环境体外复制，加热，90摄氏度左右体内，温和的环境模板DNA单链DNA单链原料4种脱氧核糖核廿酸4种脱氧核糖核廿酸酶主耍是DNA聚合酶DNA解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶等各种酶引物需要人工合成的引物自己合成引物成分步骤变性一退火一延伸解旋-起始-延伸-结束原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则24什么是启动子，简述原核生物和真核生物启动子的组成。启动了：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段D

25、NA序列。 原核生物启动了结构：-10区（TATA区）：6bp的保守序列TATAAT,称Pribnow框。此段序列出现在-4 到-13bp之间。频度：T89 A89 T50 A65 A65 T100-35序列（TTGACA区）:RNA聚合晦全晦的识别区域（TTGACA）各碱基出现频率:T85 T83 G81 A61 C69 A52真核生物启动子：1 核心启动子保证RNA聚合酶II转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点 及转录起始位点上游TATA区作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始TATA 区：-30【25bp 左右，保守序列 T85A97T93A85A63A83A50

26、上游启动子元件CAAT 盒(CCAAT): -70 - -80bpGC 盒(GGGCGG): -80一 -llObp作用：控制转录起始频率。25什么是增强子，增强子有何生物学功能？增强子：远离转录起始点、决定基因的时间、空间特开性表达、增强启动子转录 活性的DNA序列. 其发挥作用的方式通常与方向、距离无关，可位于转录起始点的上游或下游。没有启动子时，增强子无法发挥作用。26.简述原核生物的RNA聚合酶的组成及生物学功能原核生物的RNA聚合酶:大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基Q 2 13 B a。组 成，。因了与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与卩分离，没有。亚基的酶称为核心酶一一只催化

27、链的延长，对起始无作用。称为起始因子。亚基基因相对分子量亚基数组分功能arpoA365002核心酶核心酶组装，启动子识别BrpoB1510001核心酶B和旷共同形成RNA合成的活 性屮心B，rpoC1550001核心酶G)?110001核心酶90rpoD700001。因子存在多种。因子，用于识别不 同的启动子27.原核生物基因转录终止子有何特征，通过哪些机制终止转录RNA链延伸到终止位点，RNA合成停止，转录泡消失，RNA链释放出來，转录 终止，提供停止转录信号的DNA序列称为终止壬强终止子：内部终止子弱终止子:需要P因子乂称为P依赖性终止子 不依赖P因子的终止终止位点上游一般存在一个富含GC

28、碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构；在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA的:T端为寡聚U依赖P因子的终止P因子：六聚体蛋白、水解各种核I,三磷酸促使新生RMA链从 三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。28. 简述原核生物基因转录过程1、 起始位点的识别：RNA聚合酶在。亚基的引导下结合于启动了上2、 转录起始：RNA聚合酶结合到启动子上，DNA双链局部解开，找到起始点，在 模板链上通过碱基配对结合第一个核廿酸，合成RNA链；RNA的合成开始，o亚基 会被释放脱离核心酶3、 RNA链的延伸：。亚基脱落，RNA聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着 DNA模板前移；在核心酶作用

29、下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。当酶从起始位点往下游移动时，解旋随酶一起进行，而转录完成部分DNA重新形 成完整的双螺旋。4、 转录终止：RNA链延伸到终止位点，RNA合成停止，转录泡消失，RNA链释放 出來，转录终止，提供停止转录信号的DNA序列称为终止了。29. 原核生物和真核生物基因转录过程有哪些差异真核生物与原核生物基因的转录过程基本上是相同的，但仍有一些区别，主要有 以下几点：1.原核生物的转录和翻译几乎同时进行，而真核生物的转录在胞核, 翻译在胞浆。2.原核生物中只有一种RNA聚合酶催化RNA的合成，而在真核生 物中则有RNA聚合酶I、RNA聚合酶II和RNA聚合酶III三种

30、不同酶，分别催化不 同种类型RNA的合成。三种RNA聚合酶都是由10个以上亚基组成的复合酶。RNA 聚合酶I存在于细胞核仁内，催化合成除5SrRNA以外的所有rRNA的合成；RNA 聚合酶II和RNA聚合酶Ill均存在于细胞核质内，RNA聚合酶II催化合成mRNA前 体，即不均一核RNA(hnRNA)的合成，而RNA聚合酶III催化tRNA和小核RNA的合 成。3.真核和原核生物的在起始点识别和转录终止的方式也有所不同。30. 真核生物基因5端帽子、3端尾巴结构在5端加帽真核生物mRNA5端都经过修饰加帽mRNA前端序列转录合成后，在其5端加上一个7-甲基鸟核昔三磷酸(m7Gppp), mRN

31、A5端的这种结构称为帽子(cap)。帽子结构功能：1 能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5,末端，以保护mRNA免受5核酸外切酶的 降解，增强mRNA的稳定。3端加尾绝大数真核生物mRNA转录完成后在3加多聚腺昔酸尾巴poly (A) 加尾信号：真核基因mRNA转录终止位点上游1530bp处保守序列：AALAAA poly (A)尾巴功能：提高了 mRNA在细胞质中的稳定性。31. 内含子(intron)、外显子(exon)大数真核牛物基凶为断裂基因(interrupted gene),真核基凶表达需要RNA的剪 接过程(splicing),从mRNA前体分子中切除被称为内含子(intron)的非编码 区，并使基因中被称为外显子(exon)的编码区拼接形成成熟的mRNA0内含子:真核生物细