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1、分子生物学思考题分子生物学思考题分子生物学考试重点（前四章+第七、八章）第一章一、DNA重组技术和基因工程技术 （p12）答：DNA重组技术：将不同的DNA片段，按照人们的设计定向连接起来，于特定的受体细胞中和载体一起复制并得到表达，产生影响受体的新的遗传性状的技术。基因工程技术：除DNA重组技术外还包括其他对生物细胞基因组结构进行改造的体系。关键：工具酶的发现和应用前景：1、合成正常细胞中含量很低的多肽 2、定向改造基因组结构 3、进行基础研究二、请简述现代分子生物学的研究内容。（第二版前言、p12标题）答：分子生物学：研究核酸等生物大分子的功能、形态、结构特征的重要性和规律性的科学，主要关

2、心的是核酸在细胞生命过程中的作用，包括核酸的复制和保存、基因的表达和调控。 研究内容：DNA重组技术，基因的调控和表达，生物大分子的功能结构结构分子生物学，基因组、功能基因组和生物信息学。第二章一、核小体（P27）答：核小体：由H2A、H2B、H3、H4各两分子组成的八聚体和约200bp的DNA组成。八聚体在内，DNA盘绕在外。其是DNA压缩的第一步。若用核酸酶降解核小体，只能得到约146bp的核心颗粒。（另：H1在核小体的外面）核心颗粒：除去接头DNA的核小体单体，长度约146bp核小体单体：八聚体+200bpDNA组成，包括接头DNA二、DNA的半保留复制（p38）答：DNA在复制过程中，

3、碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋解链，每条单链分别作为模板合成新链。新生成的DNA分子与原DNA分子的碱基顺序完全一样，这样每个子代分子的DNA一条单链来自模板链，另一条单链来自新合成的链，这种复制方式成为DNA的半保留复制。三、转座子（p57）答：转座子是存在于DNA上的可以自主复制和移动的基本单位，其可以分为两大类：插入序列和复合型转座子，另外还有TnA家族。四、DNA的一、二、三级结构特征。（P32p37）答：1、各级结构的定义：DNA的一级结构：指四种核苷酸的连接和排列顺序DNA的二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构DNA的三级结构：在DNA双螺旋基础上进一步扭曲盘

4、绕所形成的特定空间结构。2、各级结构的特点：DNA一级结构：（1）、DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链盘绕而形成的。（2）、脱氧核糖和磷酸交替连接，在外侧形成骨架；碱基排列在内侧。 （3）、碱基之间按照互补配对的原则以氢键连接（AT、CG）。DNA二级结构：（1）、右手螺旋（A-DNA、B-DNA） 、双螺旋之间有凹槽，小沟1.2（nm）大沟2.2（nm） 、碱基之间以氢键连接，碱基平面与纵轴垂直，螺旋的轴心穿过氢键的中点、碱基平面距离0.34nm，双螺旋直径2.0nm，每十个核苷酸为一个结构重复周期。 （2）、左手螺旋（Z-DNA）是右手螺旋结构模型的一个补充和发展DNA三级结构：（1）、超螺

5、旋是其三级结构的主要形式，分为正超螺旋与负超螺旋。在不同的拓扑异构酶的作用下可以相互转变。 （2）、DNA分子的变化满足公式：L=T+W（连接数旋转数+超螺旋数） （3）、双螺旋DNA的松开导致负超螺旋、拧紧导致正超螺旋。五、DNA复制通常采取哪些方式？（p40）答：（1）线性DNA双链复制：，复制叉方向：单一起点单向、双向，或多起点双向，特殊机制：I，线性的复制子形成环状或多聚分子 II，末端形成发卡结构 III，特殊蛋白介入，在真正末端启动复制 （2）环状DNA双链复制：型、滚环型、D环型六、真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？（p51）答：真核细胞生活周期：G1期：复制预备期、S期

6、：复制期、G2期：有丝分裂预备期、M期：有丝分裂期。 调控方式：（1）、细胞生活周期水平调控：决定是否从G1期进入S期 （2）、染色体水平调控：决定不同染色体或者同一染色体的不同部位的复制子按一定顺序在S周期进行复制 （3）、复制子水平调控：决定复制子是否进行复制七、DNA 修复包括哪几种？p51p55答：1、错配修复：通过复制前母链甲基化来识别错配的子链，根据“保留母链，修复子链”的原则，通过两种方式（3端、5端）剪切和合成新链修复。 2、切除修复：（1）、碱基切除修：、糖苷水解酶：水解受损核苷酸上的N糖苷键，形成去碱基位点（即AP位点）、AP核酸内切酶：将受损核酸的糖苷磷酸键切开、DNA聚

7、合酶：合成新的片段、DNA连接酶：连接，完成修复（2）、核苷酸切除修复：通过DNA切割酶和DNA聚合酶实现修复 、DNA切割酶：切割损伤部位的磷酸糖苷键、DNA聚合酶（原核）或（真核）：合成新片段、DNA连接酶：连接，完成修复3、重组修复：又称复制后修复，复制时跳过损伤部位，之后通过DNA重组修复4、直接修复：不通过切除来修复，如DNA光解酶使环丁烷胸腺嘧啶二聚体或64光化物还原成单体。5、SOS修复：诱导DNA修复，诱变反应，细胞分裂的抑制，溶原性细菌释放噬菌体等。细胞癌变也与SOS修复有关第三章一、Pribnow box（P76）答：为原核生物指导转录的DNA模板链上一段由5个核苷酸（TA

8、TAA）组成的共同序列，其为RNA聚合酶紧密结合点，其又位于起始位点上游10bp处，故又称10区。二、编码链（p66）答：将与mRNA序列碱基顺序相同的那条DNA单链称编码链，又称有义链；另一条根据碱基互补配对原则指导mRNA合成的DNA单链称为模板链，又称反义链。三、上升突变（p78）答：细菌中常见两种突变：上升突变、下降突变，上升突变指：增加pribnow box的共同序列的同一性能够提高启动子的效率，从而提高基因的转录水平的一种突变。例如乳糖操纵子中的pribnow区的TATGTT变为TATATT能够提高操纵子的基因转录水平。四、增强子（p78）答：是除启动子以外与转录起始有关的序列，一

9、般位于200bp处，能够增强转录起始。特点：远距离效应、顺式调节、可对外部信号有反应；无方向、有相位；无物种基因特异性、有组织特异性。五、简述生物体内RNA的种类和功能（P67）答：（1）mRNA：编码特定蛋白质序列 （2）tRNA： 识别mRNA中的遗传信息，将其转化为相应的氨基酸后加入到多肽链中 （3）rRNA： 直接参与核糖体内的蛋白质合成（为最多的RNA）六、什么是DNA模板与mRNA及蛋白质产物之间的共线性关系？（p67）答：书上67页图31七、转录一般被分为哪几个步骤？（p67p69）答：模板识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并结合的过程转录起始：RNA聚合酶与启动子DN

10、A双链结合后，形成转录泡，RNA链上第一个核苷酸键的产生。通过启动子：第一个核苷酸键产生到形成九个核苷酸短链的过程。转录延伸：RNA聚合酶释放因子后，核心酶沿DNA模板链移动并使新生RNA不断延伸的过程转录终止：RNA延伸到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二脂键，转录泡瓦解，RNA-DNA杂化双链分离，DNA恢复双链，RNA和RNA聚合酶从模板释放。八、转录终止子与翻译终止密码的结构特点？（转录终止子结构p90）答：转录终止子结构：（1）不依赖因子的终止：在终止位点上游一段富含GC二重对称区，通过转录形成RNA容易出现发卡结构，该结构阻止RNA聚合酶的前进，破坏RNA-DNA杂化双链的

11、结构在终止位点上游存在48个A组成的序列，转录产物形成不稳定的rUdA区域，上述两者共同作用，使RNA聚合酶从三元复合物中脱离出来（2）依赖因子的终止：因子为六个相同亚基的聚合物，其能够催化NTP的水解促使新生成的RNA从三元复合物中脱离出来，从而终止转录翻译终止密码结构：待定九、什么是RNA编辑？其生物学意义？（p99、p101）答：定义：RNA编辑是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，通过插入删除或取代一些核苷酸残基，导致mRNA编码的遗传信息发生改变，通过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。RNA编辑的机制有两种：位点特异性脱氨基作用和RNA指导的尿嘧啶插入或删除。

12、生物学意义：（1）、校正作用：弥补因突变而缺失的遗传信息。 （2）、调控翻译：通过构建或除去起始密码子和终止密码子来调控翻译。 （3）、扩充遗传信息：能使基因产物获得新的结构功能。第四章一、SD序列（P130）答：原核生物的mRNA上，于翻译起始密码AUG上游约10bp处，有一段5AGGAGGU3的富嘌呤区，称为SD序列。该序列与核糖体30s亚基的16srRNA中的3端一段富嘧啶区互补；通过SD序列，核糖体与mRNA相互作用并结合。二、信号肽(p145)答：定义：在编码分泌蛋白的基因中，大多5 端有一段基因用于编码疏水性肽段，这一肽段在成熟的分泌蛋白中并不存在，其功能在于引导随后产生的蛋白质多

13、肽链穿过内质网膜进入腔内。其在蛋白质的内质网高尔基体质膜分泌途径中具有重要作用，并被称之为信号肽。（来源XX）特征：（1）带有1015个疏水性氨基酸 （2）靠近N端常有一个或数个带正电的氨基酸 （3）C端于蛋白酶切割位点附近常有数个极性氨基酸，且离切割位点最近的极性氨基酸常有很短的侧链三、简述tRNA 的结构。（P116p117）答：二级结构：“三叶草”结构，含76个碱基，相对分子量为2.5104 （1）共同点：、含稀有碱基 、3末端均为CCA-OH （2）五个臂：、受体臂：含CCA-OH 、D臂：因含二氢尿嘧啶得名，并含三个可变核苷酸位点 、反密码子臂：其套索结构中含有三个反密码子 、TC臂

14、：根据三个核苷酸命名，其中为拟尿嘧啶 、多余臂：为tRNA变化最大的部位。 三级结构：L形折叠。特点：、氢键维系 、两个新增双螺旋结构：TC臂、受体臂和D臂 、L的两头：分别为受体臂和反密码子臂 、L的转角处：TC臂和D臂的套索结构 、结构意义：满足翻译时核糖体与mRNA的结构相适应。四、简述核糖体的组成及其功能。（P123p126）答：结构：（1）、由大亚基和小亚基组成，每个亚基都由核糖体蛋白以及rRNA组成 （2）、根据沉降系数不同70S型（原核生物，由50S+30S组成）80S型（真核生物，由60S+40S组成）（3）、核糖体蛋白：组成活性中心，去除任一蛋白，总体也会失去功能 （4）、r

15、RNA：5S rRNA： 结合50S大亚基、TC臂。 16S rRNA： 结合mRNA、50S大亚基、A（P）位置的tRNA 23S rRNA： 结合tRNAMET 5.8S rRNA： 存在于真核生物中，相当于5S rRNA 18S rRNA： 存在于酵母中，相当于大肠杆菌16S rRNA 28S rRNA： 功能未知 （5）、三个tRNA结合位点：A：结合氨酰tRNA P：结合肽酰tRNA E：移出tRNA tRNA的移动顺序：APE 功能：（1）、所有生物体的核糖体结构相近、功能相同参与蛋白质多肽的合成 （2）、大亚基的功能：肽键的形成、结合氨酰tRNA、结合肽酰tRNA（3）、小亚基的

16、功能：识别mRNA，识别起始部位、识别密码子与反密码子 （4）、核糖体可以根据需要解离为亚基或者合成为颗粒。五、简述肽链合成过程的生物学机制。（P132p136）答：（1）、后续AAtRNA与核糖体结合、起始复合物生成后，AAtRNA与延伸因子EFTu和GTP形成复合物、AAtRNAEFTuGTP复合物进入核糖体A位。同时，GTP水解、通过另一延伸因子EFTs产生GTP，形成EFTuGTP复合物循坏再利用（2）、肽链合成、AAtRNA的AA从A位进入P位，与fMETtRNAMET上的AA形成肽键、形成肽键后的起始tRNA离开P位、A点准备接受新的tRNA（3）、移位：即核糖体沿mRNA的3端方

17、向移动一个密码子、位于A位的二肽酰tRNA2从A位移动到P位、去氨基tRNA进入E位、mRNA上第三位密码子对应A位另：1、氨基酸活化 2、肽链合成的起始 指核糖体与mRNA及起始氨酰-tRNA结合成起始复合物。分为三步：(1) 核糖体的小亚基与mRNA结合小亚基能识别mRNA上的起始密码子AUG，并附着在这个部位，形成“小亚基 - mRNA”复合物。(2) 起始氨酰-tRNA结合上去起始氨酰-tRNA与mRNA上的起始密码子结合，形成了“小亚基 - mRNA - fMet-tRNA”复合物。(3) 大亚基结合上去大亚基与上述复合物结合，形成了起始复合物，即“核糖体 - mRNA - (f)M

18、et-tRNA”复合物。在整个起始过程中，还需有3种蛋白质因子参与，称起始因子(IF)，即IF1、IF2、IF3。另外，起始过程还消耗高能化合物，即1分子GTP。3、肽链的延伸(1) 进位与起始复合物中A位处的密码子相对应的aa-tRNA进入。此时需消耗1分子GTPGDP。(2) 转肽P位的fMet-tRNA上的甲酰甲硫氨酰基转移至A位的aa-tRNA的aa的氨基上，形成肽键。催化此反应的酶叫肽基转移酶，它是核糖体大亚基中的一种酶。此转肽反应不另外消耗高能化合物，因为活化的氨基酸已具有潜在的能量。(3) 移位核糖体沿着mRNA 3端方向移动一个密码子的距离，这样，原来P位空载的tRNA离开了核

19、糖体，原来A位的肽酰-tRNA位于了P位，而A位空了出来。这一步需消耗1分子GTPGDP。通过以上三步，延长了一个氨基酸。在此过程中，还需要一些蛋白质因子的参与，称为延长因子（EF）。每延伸一个氨基酸，需要消耗 2 分子GTPGDP。（进位和移位）接下来，空着的A位又有新的aa-tRNA进入，通过转肽移位，又可延长一个aa。重复上述步骤，随着核糖体从53移动，可使aa按照mRNA上密码子的要求一个个地对号加入，肽链从N端向C端延伸。4、肽链合成的终止与释放 当核糖体由53移动至终止密码子（UAA、UAG、UGA）时，由于没有与之相应的tRNA，终止因子RF进入A位。终止因子使肽基转移酶的活性转

20、变为水解酶活性(使肽基不再转移到氨酰tRNA上，而是转移给水分子)，从而将肽酰tRNA水解。这样肽链被释放。空载的tRNA也离开核糖体。核糖体的大小亚基解离并离开mRNA。5、新合成多肽链的折叠和加工六、蛋白质加工的种类和意义。（P136p140）答：（1）、N端fMET和MET的切除：无论真核、原核细胞，蛋白翻译之后均要切除N端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸（2）、二硫键形成：二硫键的正确形成对于形成蛋白质天然空间构象具有重要意义（3）、特殊AA的修饰：、磷酸化：苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸（苏西洛） 、糖基化：、真核细胞蛋白的特征 、于内质网内受糖基化酶的作用 、所有分泌蛋白和膜蛋白均为糖基化蛋白 、

21、甲基化、乙基化、羟基化、羧基化（4）、切除新生肽链中的非功能片段：肽类激素或酶的前体大多都要经过此类加工才能成为活性分子七、简述蛋白质转运的种类和机制。P142p153答：1、蛋白质转运分为：翻译转运同步机制，翻译后转运机制2、几种主要蛋白质的转运机制：（1）、分泌蛋白：翻译转运同步机制 （2）、细胞器蛋白：翻译后转运机制 （3）、膜蛋白：两者都有3、翻译转运同步机制：（1）、核糖体组装、翻译开始 （2）、位于N端的信号肽首先被翻译出来 （3）、SRP与含有信号肽的新生肽链以及核糖体及GTP结合，翻译被中止 （4）、膜上受体DP与SRP结合，形成孔道 （5）、GTP水解，SRP释放、翻译继续进

22、行，边翻译边跨膜 （6）、翻译结束，信号肽被切除、核糖体解离并恢复到翻译前起始状态4、翻译后转运：（1）、线粒体转运：、待转运多肽由成熟蛋白质和前导肽组成 、转运需要能量 、先有线粒体外膜上的Tom受体识别Hsp70或MSF等分子伴侣结合的待转运多肽，再通过Tom和Tim组成的通道进入线粒体腔 、前导肽特点：、碱性氨基酸和羟基氨基酸含量多、有形成两条螺旋的能力 （2）、叶绿体转运：叶绿体定位信号肽为两部分：、决定该蛋白能否进入叶绿体基质 、决定该蛋白能否进入叶绿体类囊体 特征：、活性蛋白水解酶位于叶绿体基质中 、叶绿体膜与叶绿体蛋白前体特异性结合 、叶绿体蛋白前体内可降解序列因植物和蛋白种类不

23、同而不同 （3）、核定位蛋白转运：真核生物：、NLS（核定位序列）与核转运因子结合，停留于核孔、依靠GTP水解能量（Ran酶），进入细胞核、亚基解离 原核生物：、新生成蛋白质与分子伴侣SecB结合，形成结合物 、结合物与膜上的SecASecYEG复合物结合 、通过SecA水解ATP将蛋白质分段送出胞外第七、八章一、定义：基因家族。（P282）答：真核细胞中相关基因按功能成套组合，称为基因家族，同一家族的成员有时紧密排列，组成一个基因簇，但大多分布在同一染色体的不同部位，甚至不同的染色体，有各自不同的表达调控模式。二、简述操纵子学说。（P237）答：（1）、1961年，由法国科学提出，最初发现的

24、是大肠杆菌的乳糖操纵子。其由三个结构基因Z、Y、A，以及启动子、控制子和阻遏子等组成，负责调控大肠杆菌的乳糖代谢。（2）、乳糖操纵子结构基因的表达受阻遏蛋白和诱导物的调控，当阻遏蛋白结合到操纵基因之上时，结构基因不产表达，而乳糖（充当诱导物）会与阻遏蛋白结合，使之从操纵基因上脱落下来。这时，操纵基因开启，结构基因表达，细菌就能分解并利用乳糖了。三、简述乳糖操纵子的调控模型。（P240）答：（1）、Z、Y、A的基因产物由同一条多顺反子mRNA编码；Z编码半乳糖苷酶、Y编码半乳糖苷透过酶、A编码半乳糖苷乙酰基转移酶 （2）、启动区（P）位于阻遏基因（I基因）和操纵区（O区）之间，不能主动进行糖苷酶

25、和糖苷透过酶基因的高效表达 （3）、操纵区为一段短DNA链（长约26bp），是阻遏物的结合位点 （4）、阻遏物与操纵区结合后，阻遏lac mRNA的转录 （5）、诱导物与阻遏物结合后，改变阻遏物的空间构象，使其不能结合到操纵区，从而激活lac mRNA的表达四、简述顺式作用元件与反式作用因子。（P299）答：（1）、顺式作用原件：影响自身基因表达活性的非编码DNA，如启动子、增强子、沉默子（2）、反式作用因子：、定义：能够直接或间接识别或结合在顺式作用原件的核心序列，调控靶基因转录效率的蛋白质 、常见的反式作用因子：、 HTH结构（螺旋转折螺旋结构） 、 锌指结构 、bZIP结构（碱性亮氨酸拉

26、件） 、bHLH结构（碱性螺旋环螺旋结构） 、同源域蛋白 、反式作用因子的唯一结构基础：转录活化域 、转录活化域主要结构：、带负电的螺旋结构 、富含谷氨酰胺的结构 、富含脯氨酸的结构五、DNA 甲基化的方式及其作用。（P292）答：1、方式：通过两种甲基化酶 （1）日常型甲基化酶：通过甲基化的母链，将DNA分子中处于半甲基化状态的甲基胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化 （2）、从头合成甲基化酶：无需母链，将未甲基化的CpG进行甲基化。 2、常见的DNA甲基化：5mC（5甲基胞嘧啶），N6mA（N6甲基腺嘌呤），7mG（7甲基鸟嘌呤）。 3、作用：通过甲基化关闭某些基因的活性、改变染色体结构、DNA构象

27、、DNA稳定性，以及和蛋白相互作用来达到调控基因表达。六、简述真核基因转录的过程和调控方式。（P296起）答：1、转录过程：一般转录过程：模板识别、转录起始、转录延伸、转录终止（参见第三章第七问） 真核生物参转录机器的组成： （1）、启动子、核心启动子 、结构：包括转录起始位点以及其上游3525bp处的TATA盒 、作用：确定转录起始位点，产生基础水平转录 、上游启动原件、结构：包括位于70bp的CAAT盒以及GC盒等 、作用：提高转录效率 （2）、转录模板：从转录起始点到RNA聚合酶转录终止处的全部DNA序列。 （3）、RNA聚合酶 （4）、RNA聚合酶基础转录所需的蛋白质因子（TF）： 、

28、TFD、B、F形成初级复合物 、TFH、E加入后形成完整转录复合物 、加入TFA可提高转录效率 、转录时TFD、A滞留在转录起始位点上。 2、调控方式：大多数通过顺式作用原件和反式作用因子相互作用调控 （1）、顺式作用原件：启动子：（见上） 增强子：（定义、功能特点见第三章） 沉默子：为参与基因表达负调控的一种元件，其DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转录起始复合物的形成或活化，使基因表达活性关闭。（2）、反式作用因子：（见上）分子生物学考试重点后半部分一、基因工程答：在体外将核酸分子插入载体分子中，使之进入原先不含此类分子的寄主细胞中，并使之进行持续稳定的繁殖和表达的技术。其与其他技术最显著的

29、区别是，基因工程技术跨越了天然生物屏障，能将来自任何生物的基因置于与之毫无亲缘关系的寄主细胞中。二、限制性核酸内切酶答：1、定义：能识别DNA中特定的碱基序列，并从该位点切开DNA分子的酶称。其能够识别并切断外来DNA分子的某些部位，使外来DNA分子失去活性，并限制外来噬菌体的繁殖。2、分类：（1）限制性核酸内切酶：能识别专一的核苷酸顺序，并在识别位点附近的核苷酸切割DNA分子，但切割的核苷酸顺序没有专一性，是随机的。代表酶：EcoK EcoB。（2）、限制性核酸内切酶：能够识别专一的核苷酸顺序，并且在该顺序内固定位置切割DNA分子，识别的专一顺序是：回文对称顺序。代表酶：EcoR。（3）、限

30、制性核酸内切酶：能够识别专一的核苷酸顺序，但所识别的顺序并非回文对称顺序，能够在所识别的核苷酸顺序外专一切割DNA分子。3、反应过程：（1）、加DNA（2）、加Buffer（3）、加酶（4）、37一小时或过夜（5）、停止反应，65加热，加EDTA或苯酚4、注意事项：（1）、使用浓缩限制性核酸内切酶时以1限制酶缓冲液稀释 （2）、每次取酶均应更换无菌吸头，操作要快，操作完立刻放回20冰箱内 （3）、尽量减小反应体积，但酶的体积最多不超过总体积的10% （4）、切割大量DNA时，延长作用时间可以减少所需的酶，反应时可取少量酶，行微量凝胶电泳来检测反应 （5）、注意星号酶切活力：核酸内切酶在一些特殊情况下，对底物DNA特异性降低，将与特定DNA序列不同的碱基切断三、基因组DNA文库和cDNA文库答：1、基因组DNA文库 （1）、概念：将某种生物细胞的基因组DNA切成适