1、四 分子生物学的展望：认识论上的重大飞跃渗入到生物科学与相关其他学科中，使这些学科面目大为改观本世纪的带头学科动植物基因组的研究仍为分子生物学的重大课题实际方面复习题名词解释分子生物学，信号传导，转录因子， RNA 剪辑简答题简述分子生物学的含义及研究内容简述 DNA 重组技术的应用前景简述真核生物基因表达调控的三个水平第二章 DNA 的结构一 DNA 的一级结构：1、 核酸是重要的生物大分子根据化学成分分： DNA 脱氧核糖核酸RNA 核糖核酸功能： DNA ：信息分子，生物的主要遗传物质，遗传信息的储存和携带者RNA ：参与信息的传递和表达过程，即在蛋白质生物合成中起作用。另：有些参与调控
2、基因表达和核酸合成；有些具有生物催化作用（核酶）； RNA病毒是遗传物质2、 基本组成核酸核苷酸（碱基戊糖磷酸）核苷 磷酸（碱基戊糖）碱基（嘌呤、嘧啶） 戊糖（核糖、脱氧核糖）3、 DNA 的一级结构（1）定义：四种脱氧核苷酸通过 3， 5，磷酸二酯键连接成多核苷酸链，各核苷酸在多核苷酸链上的排列顺序。（2）脱氧核苷酸之间的连接方式二 DNA 的二级结构1 DNA 碱基组成（ 1）碱基当量定律A+G=T+C（ 2）不对称比率A+T/G+C 比值因物种而异2 DNA 的双螺旋结构（ 1） DNA 的双螺旋结构模型要点DNA链的走向为（窄槽）。分子由两条反向平行的多聚脱氧核苷酸链组成，一条链的走向
3、 53 ，另一条3形成大沟 （宽槽） 和小沟5 ，两条链沿一个假想的中心轴右旋相互盘绕，磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架分位于外侧，作为可变成分的碱基位于内侧，链间的碱基按 A=T （两个氢键），C G（三个氢键）配对形成碱基平面，碱基平面与螺旋纵轴近于垂直。螺旋的直径为 20?，相邻碱基平面的垂直距离为 3.4 ?，所以螺旋每隔 10 个碱基对（ bp）重复一次，间距 34 ? 。（2） DNA 双螺旋结构的稳定因素氢键碱基堆积力范德华力磷酸基的负电荷静电斥力碱基分子内能3 DNA 二级结构的不均一性、多样性（ 1） DNA 双螺旋结构的多态性A-DNA 、 B-DNA 、 C-DNA 、
4、D-DNA 、 Z-DNA（2）其他 DNA 螺旋结构回文结构概念：双链 DNA 中含有的二个结构相同，方向相反的序列称反向重复序列，又称回文结构DNA 三股螺旋多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的螺旋区段，在其序列中较长的镜像重复时，可形成局部三股配对并相互盘绕的三股螺旋三 DNA 的变性和复性1概念（ 1）DNA 的变性：双螺旋 DNA 氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规则线团状态的过程。（2） DNA 的复性：变性的 DNA 互补链在适当条件下重新缔结成双链的过程。（3） DNA 的降解： DNA 磷酸二酯键断裂的过程。（4）增色效应： DNA 变性后，在 260nm 处的紫外吸收值明显增加的现象
5、。（5）减色效应： DNA 复性过程，在 260nm 处的紫外吸收值明显减小的现象。（6）熔解温度（ Tm ）： DNA 的热变性过程中， 260nm 处的紫外吸收值的增加量达到最大增量的一半时的温度。（7）双螺旋的呼吸作用：双链 DNA 中配对碱基的氢键不断处于断裂和再生状态之中，特别是稳定性相对较低的富含 A-T 的区段，在微观上，常会发生瞬间的单链泡状结构，这种现象称双螺旋的呼吸作用2 DNA 的变性Tm ：DNA 中 C G 含量溶液中离子强度DNA 组成成分尿素、甲酰胺3 DNA 的复性复性的条件：足够高的离子强度足够高的温度影响复性速度的因素： DNA 分子的复杂性DNA 浓度DN
6、A 片段大小温度溶液阳离子浓度四DNA 超螺旋结构1、是一切 DNA （环状、线状）的共有的重要特征拓扑异构酶 拓扑异构酶负超螺旋松弛正超螺旋溴乙锭 溴乙锭2、 拓扑异构酶在真核、原核生物中发现有催化双螺旋 DNA 的超螺旋化或者回到松弛态的酶类，即负责 DNA 拓扑异构体的超螺旋与松弛态相互间的转化，反应都与链的切断缝合机制相关。的一级结构，回文结构，的变性，的复性，增色效应，减色效应，熔解温度（ Tm），拓扑异构酶，双螺旋呼吸作用，镜像重复总结 DNA 的双螺旋结构模型要点简述在 DNA 热变性过程中，影响熔解温度（ Tm）的因素有哪些？简述 DNA 复性的两个基本要求是什么？简述影响复性
7、速度的因素简述拓扑异构酶的概念、分类、特点及作用机理第三章 基因的组织与结构一原核生物的基因组和基因原核生物基因组的结构特点：基因组小， DNA 含量低结构简练存在转录单位有重叠基因二 真核生物基因组及其组分1.真核生物基因组结构特点分子量大染色体是 DNA 的载体转录、翻译存在严格空间间隔重复序列蛋白质编码基因往往以单拷贝存在复杂的成熟和间接过程调控2.DNA 序列的分类非重复序列轻度重复序列中度重复序列高度重复序列卫星 DNA三 基因家族概念真核生物的基因组中有许多来源相同，结构相似，功能相关的基因，这样一组或一套基因组合称基因家族。2、分类简单多基因家族复杂多基因家族发育调控的多基因家族
8、3、简单多基因家族在家族中有一个或几个 （数个）基因以串联方式重复排列， 基因与基因之间有中度重复序列，在基因组中分散成若干基因簇，各基因含有单一转录单元和非转录区4、复杂多基因家族由几个相关基因家族构成， 基因家族之间由间隔序列隔开， 并作为独立的转录单元 （存在不同形式的复杂多基因家族）5、发育调控的多基因家族不同组织，细胞类型，时间表达的复杂多基因家族。四 真核生物的不连续基因1. 外显子，内含子内含子：存在于初级转录产物或基因组中的那部分核苷酸序列（非编码序列）DNA 中，但不包括在成熟，也即初级转录产物 hnRNAmRNA 、 tRNA 加工产生成熟或 rRNAmRNA 时被切除的间
9、隔序列。外显子：成熟 mRNA 或蛋白质中存在的序列（蛋白质编码序列）3.基因断裂结构的重要特点外显子与内含子的可变性外显子与内含子的连接区五 假基因在一些基因家族中，利用 cDNA 探针分子杂交找到若干可以杂交的同源性片段，一些在序列上与活性基因相似，但不具备有功能，不能转录或翻译生成成熟 mRNA 或蛋白质，或产生过早终止的无活性肽链， 或由于错误的阅读框架形成无活性的蛋白质， 这种序列称假基因。例：血红蛋白珠蛋白基因家族：家族：移码突变或中止密码突变而不能表达，而且缺两个内含子。碱基突变不能产生有功能的蛋白质。家族：缺乏内含子剪接加工的 5， 共同序列。PolyA 的信号由 AATAAA
10、 突变成 AATGAA 。正常的起始密码子 ATG 为 GTG 所取代。从编码第 38 个氨基酸开始有 20 个核苷酸的缺失，造成一个终止密码，使肽链提前终止。六 转位因子1、 概念一些 DNA 序列，能在同一细胞的不同染色体之间，或同一染色体的不同位点之间转移，且转移不依赖于序列的同源性， 在原位点上此序列不丢失， 只是它的一个新拷贝插上到新的位点。1、 结构特点1、 结构特点：在转位因子的两端，存在末端重复序列（ TIR ），在转位过程中至关重要。2、 结构特点：绝大多数转位因子含有开放阅读框架（ ORF），它可能编码转座酶，促进转位因子的转位。3、 结构特点：受体 DNA 上很短的一段靶
11、序列，由于转位因子的插入，靶序列在转位因子的两侧形成正向重复序列。靶序列的长短对每类转位因子都是特异的。4、 识别机制：“区域性优先” ，绝大多数转位因子可以插入到染色体 DNA 的任何碱基序列内，但更倾向于插入到某些特定的“靶序列”位点。5、 插入机制：取决于 DNA 双螺旋状态或 DNA- 蛋白质的结合状况等，而不是取决于靶的具体序列，不依赖于给体和受体序列之间的任何同源性的相互关系，即有别于 DNA 重组现象。6、 每个转位因子携带自身转位所需的基因。7、 转位作用可以引起缺失和倒位，一段序列转位到新的位点，可以阻碍有关基因的转录和翻译。2、 分类4、转位作用的机理名词解释：重叠基因，重
12、复序列，卫星 DNA ，基因家族，外显子，内含子，假基因，转位因子，插入序列问答题真核生物不连续基因的特点举例说明基因家族的各种类型根据复性动力学的研究及重复频率对 DNA 序列进行分类真核生物与原核生物基因组结构特点及区别转位因子的特点转位因子的作用机理 （转位因子的转位作用与重组过程的区别， 能根据图示区分两个过程及顺序）1、 IS 元件整合到靶位点时发生什么？2、 一个复合转座子和一个 IS 元件之间的关系是什么？3、 列出一个转座子插入到一个新位点所要求的步骤？4、 分析比较细菌转座子的结构与特点？5、 比较简单转座模型和复制转座模型，指出他们的不同之处？第四章 蛋白质与 DNA 的相
13、互作用一DNA 结合蛋白质的检测和纯化：1.凝胶滞留法分析 DNA 结合蛋白2.足迹法分析 DNA 上蛋白质结合位点3.亲和层析分离纯化结合蛋白质二 蛋白质与 DNA 结合的特性1.结合类型与单链 RNA与茎环结构与双链 DNA 的普遍结合与双链 DNA 的特异性结合2.蛋白质与 DNA 结合的一般规律1、识别部位的 DNA 序列具有某种二度对称性，结合蛋白质分子具有二个结合位点，分别与之结合。2、接触区：蛋白质和 DNA 接触区只在 DNA 分子的一侧。3、“识别螺旋” ：蛋白质分子中存在一个或几个与 DNA 特异性结合，此 -螺旋区内氨基酸与-螺旋区，某个螺旋（识别螺旋）负责DNA 特定部
14、位的碱基接触。4、蛋白质与 DNA 分子发生构象的变化，通过诱导、配合进行“相互作用”5、稳定“相互作用”的力：带正电荷的氨基酸残基常与 DNA 骨架中带负电荷的磷酸基团形成离子键，离子键的形成不具有专一性，但可稳定相互作用。三 蛋白质与 DNA 的普遍结合1.普遍结合涉及的结构因素（ 1） 0.7nm 的重复距离（ 2）对称性2.结构模型四 蛋白质与 DNA 特异性识别的模型1.普遍性结合可能是特异性识别的一个阶段2.DNA 大沟存在特异性识别的结构3.特异性识别中氨基酸与 DNA 碱基对的共平面4.氨基酸残基与碱基对之间形成氢键5.小沟中“二元码”识别填空题蛋白质与双链 DNA 结合的类型
15、 ， 。蛋白质与 DNA 普遍结合的结构因素型 ， ， 。蛋白质与 DNA 结合的一般规律蛋白质与 DNA 特异结合模型的特点如何检测、纯化 DNA 上的结合蛋白。 及 类第五章 基因工程原理一 概念1.现代生物技术：利用微生物、哺乳动物或植物细胞等生物体系，采用先进的生物学和工程学技术，有目的、有计划、有选择地加工制造各种生物制品的新兴技术领域。主体技术：基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程2.基因工程：外源 DNA ，通过具有复制能力的载体分子（质粒、噬菌体、病毒等）形成重组导入到不具有这种重组分子的受体细胞内，进行持久稳定的复制和表达，使受体细胞产生外源 DNA 或其蛋白质分
16、子。分子，构成要素：（ 1）目的基因（外源（ 2）载体（复制能力）（ 3）受体细胞（ 4）工具酶DNA）重要技术环节：（ 1）目的基因的获得（ 2）载体的制备（ 3）体外构建重组载体（ 4）受体的遗传转化（ 5）筛选转化细胞（成败与否的关键）第六章 DNA 的复制一、 DNA 复制的特点1、 DNA 的半保留复制DNA 复制过程中每个子代分子的一条链来自亲代方式称 DNA 的半保留复制。，另一条链则是新合成的，这种复制2、 复制的顺序性（起点、方向和速度）无论原核生物还是真核生物 DNA 的复制主要是从固定的起始点开始，以双向等速复制的方式进行。一个复制子只含有一个复制起点3、 DNA 的半不
17、连续复制冈崎片段：在半不连续复制过程中形成的短 DNA 片段。前导链和后滞链：复制叉上一股链上 DNA 合成总是比另一股超前一步，称前导链，则另一条链称后滞链。半不连续复制： 前导链的连续复制和滞后链的不连续复制 （形成多个冈崎片段再转化成成熟的 DNA 链）的复制方式。二、复制的几种主要方式1、 线性 DNA 双链的复制单一起点的单向复制单一起点的双向复制多起点的双向复制2、环状 DNA 双链的复制型滚环型 （ 型 , 成环滚环型 ）D型三、原核生物和真核生物 DNA 的复制过程及特点（一）、原核生物 DNA 的复制过程及特点1、 复制过程：DNA 双链复制起始复制的不断延伸复制的终止2、
18、相关的酶和蛋白质DNA 聚合酶、引物酶和 RNA 聚合酶解链酶单链 DNA 结合蛋白（ SSB）依赖 DNA 的 ATPaseDNA 连接酶旋转酶（二）、真核生物 DNA 的复制过程及特点与原核的区别：1、真核生物是多复制子的，而原核生物一般是单复制子的。2、真核生物染色体在全部复制完之前，各起始点上不能开始新的复制，而快速生长的原核生物，复制起始点可以连续开始新的复制，表现为一个复制子，多个复制叉的现象。3、真核生物复制叉移动速度50bp/s，E.coil是其20 倍，因此人类每30000-300000bp就有一个复制原点。4、 核生物核生物5 种聚合酶，分别是聚合酶 、聚合酶 、聚合酶 、
19、聚合酶 、聚合酶 。原3 种聚合酶，分别是聚合酶、聚合酶、聚合酶。5、真核生物和原核生物在复制的主要方面相似，但在合成RNA引物的聚合酶种类，辅助蛋白，决定开始引物转录的核苷酸序列等方面有差异。6、在调控水平上有差异。四、 DNA 复制的调控E.coli的复制调控原核生物细胞生长、增殖速度取决于培养条件，但不同生长速度的细胞中的速度恒定，只是复制叉数目不同。复制叉多少， 决定复制起始频率的高低， 是原核生物细胞复制调控机制，白质和 RNA真核细胞 DNA 的复制调控DNA 链延伸调控因子是蛋3 个水平1、细胞生活周期水平调控2、染色体水平调控3、复制子水平调控1、概念： DNA 的半保留复制，
20、 DNA 的半不连续复制2、 DNA 复制的几种形式有（）3、真核生物复制调控的水平。4、描述 E.coli 的 DNA 复制过程及水平。5、真核生物及原核生物 DNA 复制的区别。第七章生物信息的传递（上）-从到 RNA （ RNA的转录）一、转录的概述1、 基因的编码链和有意义链转录：由 RNA 聚合酶催化，通过互补碱基配对合成 RNA 的反应。有意义链（编码链） ：基因的 DNA 总是以 mRNA 相一致（除 T 与 U 之间差别外）的非模板链序列来表示，非模板链称有意义链（编码链） 。反义链（模板链） ：合成 mRNA 的转录模板 DNA 称反义链（模板链） 。2、 RNA 聚合酶催化
21、转录的四个阶段：模板的识别（启动子的选择）启动子：原核生物基因中进行起始反应所必要的全部序列。转录的起始延伸终止3、 RNA 合成的基本特征存在 RNA 聚合酶底物前体模板RNA 合成的方向4、 RNA 合成的测定5、 合成 RNA 的酶类原核生物 RNA 聚合酶真核生物 RNA 聚合酶转录复合物一、原核生物转录阶段启动子与转录起始1、 启动子区的基本结构上游：起点前面， 5 末端的序列。下游：起点后面 3 末端的序列。启动子内保守的共同序列：2、 启动子区的识别3、 酶和启动子的结合4、 因子的结合与解离二、原核生物转录阶段 RNA 延伸三、原核生物转录阶段转录终止终止子：转录终止的信号序列
22、。分类：不依赖于 因子的终止子： 不需要任何辅助因子， 核心酶能够在某些终止信号上完成转录的终止，又称强终止子。依赖于 因子的终止子：需要辅助因子 才能完成终止的整个过程。2、 依赖于 因子的终止结构特点：终止位点上游一般存在一个富含GC 碱基的二重对称区（导致RNA 产物具有一个发夹结构）终止位点前面有一段由4-8个 A 组成的序列 （导致转录产物3， 端有一段富含寡聚 U 片段）终止过程RNA 聚合酶到达终止子位点时，发生暂停。发夹结构茎区前一半序列与后一半序列合成后首先配对，形成RNA 的二级结构，提前把茎区序列从RNA-DNA杂合配对中“吸引”出来。RNA 链生长端剩下一段寡聚U 序列
23、还能继续与DNA 模板上的寡聚 A 氢键配对。因为为 rU-dA 双链十分不稳定，氢键和碱基堆积力都很弱，为rU-dA双链可以解开，新生 RNA从模板 DNA 上脱落，不需要 因子可以终止转录。3、 依赖于 因子的终止因子终止位点上游一般存在一个的二重对称区（导致RNA 产物具有一个发夹结构）但含GC 碱基较少。终止位点前面缺少 AT 组成的序列（导致转录产物3 端缺少寡聚 U 片段）端。RNA 合成起始， 因子即结合到新生 RNA 链 5 因子利用 NTPase 水解反应提供的能量沿 RNA 链向前移动。RNA 聚合酶在终止子发夹处暂停。 因子赶上 RNA 聚合酶，并与聚合酶相互作用。 因子
24、通过与 亚基相互作用，将嵌合于 RNA 聚合酶空间结构中的RNA“拉” 出来， 与 RNA 聚合酶竞争 RNA3 ， 端（ 因子的两种活性，催化NTP 水解促使新生RNA 链从三元复合物中解离出来） ，同时促使 RNA 聚合酶脱离模板DNA ，三元复合物解体，转录中止。四、真核生物转录过程五、转录产物及其加工原核生物与真核生物 mRNA 的特征比较原核生物 mRNA 的特征原核生物 mRNA 的半衰期短许多原核生物 mRNA 以多顺反子的形式存在原核生物 mRNA 的 5， 端无帽子结构， 3， 端没有或只有较短的 poly （A ）结构。起始密码子上游 7-12 个核苷酸处存在 SD 序列保守区 , 16SrNA3 ，端反向互补真核生物 mRNA 的特征真核生物 mRNA5 端存在帽子结构帽子结构的功能帽子结构常被甲基化绝大多数真核生物 mRNA 有 poly （ A ）结构。poly（ A ）结构poly（ A ）功能
