1、分子生物学 问答题练习分子生物学问答题练习1.细胞学说的内容有哪些? 一切动植物都由细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞产物所组成。 所有细胞在结构和组成上基本相似。 生物体是通过其细胞的活动反映其功能的。 新细胞由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常导致的。2.早期主要有哪些试验证实了DNA是遗传物质？1944，Avery 肺炎球菌转化小鼠试验；1952，Hershey噬菌体侵染细菌实验。4.通常所说的分子生物学的三条基本原则是什么？举例说明之。 构成生物体的各类有机大分子的单体在不同的生物中都是相同的。 生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规则。 某一生物体所拥有的核酸
2、及蛋白质分子决定了它的属性。5.现代分子生物学的主要研究领域有哪些？列举不少于三条。 DNA重组技术 基因表达调控研究 生物大分子的结构和功能 基因组、功能基因组与生物信息学研究6.简述DNA的化学组成。DNA由单体核苷酸首尾相接，以3,5-磷酸二酯键链接而成。每个核苷酸由脱氧核苷和磷酸组成，而脱氧核苷由脱氧核糖和碱基ATCG组成。7.染色体具有哪些作为遗传物质载体的特征？DNA分子结构应具有多样性和相对稳定性并能准确地自我复制。8.列表对比原核细胞和真核细胞的异同。造成两者基因表达极大差异的主要是哪些方面？造成两者基因表达极大差异的主要是细胞基本生活方式的不同。原核生物一般为单细胞生物，对营
3、养状况和环境因素反应迅速，以转录调节为主。真核生物以多细胞生物为主，以激素调节和发育调节为主要手段，有严格的时空限制，调节范围宽广。9.分析染色体的化学组成。真核生物的染色体由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成10.简要回答原核生物DNA的主要特征。原核生物中一般只有一条染色体，且大都带有单拷贝基因，只有很少基因以多拷贝形式存在；整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成；几乎每个基因序列都与它编码的蛋白质序列呈线性对应状态11.什麽是核小体？简述其形成过程。核小体是染色体的一种基本结构单位，它由DNA和组蛋白(histone)构成。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4， 每一
4、种组蛋白各两个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200 bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。12.简述真核生物染色体的组成以及组装过程。 每200bpDNA和组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各两分子和H1一分子）形成核小体（10nm），压缩比7； 核小体串联成的染色体细丝盘绕成螺线管（30nm），每一螺旋含6个核小体，压缩比6； 螺线管进一步压缩为超螺旋圆筒（4000nm），形成中期染色质，压缩比40； 进一步压缩为染色体单体，压缩比5。13.简述核小体模型的结构要点。 每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1。 由H2A、H2B、H3
5、、H4各两分子形成八聚体，构成盘状核心颗粒； H3、H4形成4聚体，位于颗粒中央； H2A、H2B二聚体分别位于两侧。 DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合， H1 结合20bp DNA. 相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA(linker DNA),典型长度60bp。 组蛋白与DNA是非特异性结合，核小体具有自主装性质。14.组蛋白具有哪些基本特征？这些特征与以后的基因表达之间是否存在某种潜在的联系？请阐述你的看法。 A组蛋白基本特性如下： 进化上的极端保守性。 无组织特异性。到目前为止，仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体
6、不含H1而带有H5，精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。 肽链上氨基酸分布的不对称性。碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。例如，N端的半条链上净电荷为+16，C端只有+3，大部分疏水基团都分布在C端。 组蛋白的修饰作用。包括甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。 富含赖氨酸的组蛋白H5。鸟类、两栖类、鱼类红细胞分离的H5均有种的特异性。B组蛋白基本特性与基因表达之间潜在的联系：组蛋白带正电荷，含精氨酸，赖氨酸，属碱性蛋白，其含量恒定，在真核细胞中组蛋白共有5种，分为两类：一类是高度保守的核心组蛋白（core histone）包括H2A、H2B、H3、H4四种；另一类是可变的连接组蛋白（link
7、er histone）即H1。15.真核生物DNA序列按照重复度可以分为哪几类？分别有什么样的特征？它们在整个基因组中分别充当什麽样的角色？ 不重复序列：拷贝数低，以结构基因为主。 中度重复序列：拷贝数在1010000之间，串联重复，多为rRNA和tRNA基因或组蛋白基因，往往分散在不重复序列间。 高度重复序列：拷贝数极高并串联重复，碱基序列一般不长。16.何谓C-值反常现象？它说明什么问题？C值指一种生物单倍体基因组DNA的总量，一般随生物进化而增加，但也存在某些低等生物的C值比高等生物大，即C值反常现象。说明真核生物基因组中含大量非编码序列。17.原核生物基因组有何特征？列举并简要说明。基
8、因组通常由单一闭环双链DNA 分子组成；基因组DNA 只有一个复制起点；基因组所含基因数量较多，而且形成操纵子结构；基因组编码序列一般不重叠；基因是连续的，无内含子；编码序列约占基因组的50%，比例高于真核生物基因组，但低于病毒基因组；非编码序列主要是一些调控序列；多拷贝基因很少；基因组中存在称为转座子的可移动序列；在DNA 分子中存在各种特异序列。18.如何定义DNA的一二三级结构？分别有何特征？DNA一级结构是指4种核苷酸的链接和排列顺序。有线性和环状之分。 DNA二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。有左旋和右旋之分。 DNA三级结构即超螺旋结构是指DNA双螺旋进一步
9、盘旋形成的特定空间结构。有负超螺旋和正超螺旋之分。19.常见的DNA的构象有哪些？其中Watson-Crick所提出的经典模型是哪个？哪些是左旋？哪些是右旋？常见的DNA构象有A、B、C、Z型。其中Watson-Crick所提出的经典模型是B型。其中Z型左旋，其余皆右旋。20.什么是Z-DNA？Z-DNA在基因表达调控中起什么作用？ Z-DNA指左手螺旋DNA。在邻近调控系统中，与调节区相邻的转录区被ZDNA抑制，只有当ZDNA转变为BDAN后转录才能活化，而在远距离调控中，ZDNA可通过改变负超螺旋水平，决定聚合酶能否与模板链结合而调节转录起始的。21.试述DNA二级结构的特点（以B型DNA
10、双螺旋模型为例说明）。(1) 两股反向平行的DNA 链绕成同轴右手双螺旋，双螺旋表面有大沟和小沟。(2) 脱氧核糖和磷酸通过3,5-磷酸二酯键相连，构成DNA 主链，位于双螺旋的外表面，糖基平面与螺旋轴平行；碱基则位于双螺旋的内部，碱基平面与螺旋轴垂直。(3) 两股DNA 链通过Watson-Crick 碱基对结合，即A 与T 通过两个氢键结合，G 与C通过三个氢键结合，称为碱基互补原则。这样，一股DNA 的碱基序列决定了另一股DNA的碱基序列，两股DNA 链互相称为互补链。(4) 双螺旋直径为2nm。相邻碱基的堆砌距离为0.34nm，旋转夹角为36。据此，每一螺旋含10bp，螺距为3.4nm
11、。不过，在溶液状态下，每一螺旋含10.5bp，螺距为3.6nm。22.拓扑异构酶I、II分别在DNA高级结构的调整中起到了什麽样的作用？它们分别是如何其作用的？DNA的拓扑异构体之间的转变是通过拓扑异构酶（topoisomerase）来实现的。拓扑异构酶I主要消除负超螺旋，作用一次超螺旋交叉数变化+1；拓扑异构酶II主要引入负超螺旋，作用一次L变化-2。TOPO I催化DNA的单链断裂-再接过程，作用不需ATP；TOPO II催化DNA的双链断裂-再接过程，作用需要ATP提供能量。23.简述复制的起始和引发体形成的过程？该过程中都设计到了哪些蛋白质因子的作用？E.coli DNA复制的起始主要
12、指对其复制起始区(OriC)的识别、以及引发体的形成。OriC包括4个9bp重复序列、3个13bp重复序列，此外还有11个拷贝的甲基化位点序列-GATC。具体步骤如下： a. 结合有ATP的DnaA蛋白四聚体在HU蛋白、整合宿主因子(IHF)的帮助下，识别并结合OriC的9bp重复序列，这种结合具有协同性。协同作用能使更多的DnaA蛋白(2040个)在较短的时间内结合到附近的DNA上。HU是细菌内最丰富的DNA结合蛋白，它与IHF享有共同的性质和相似的结构。但与IHF不同的是，HU与DNA结合是非特异性的，而IHF与DNA特异性的位点结合，特别是OriC。HU能调节IHF与OriC位点的结合，
13、取决于HU和IHF之间的相对浓度，HU可能激活或者抑制IHF与OriC的结合。b. DnaA蛋白之间自组装成蛋白核心，DNA则环绕其上形成类似核小体的结构。c. DnaA蛋白所具有的ATP酶活性水解结合的ATP，以此驱动13bp重复序列内富含AT碱基对的序列解链，形成长约45bp的开放起始复合物。d. 在DnaC蛋白、DnaT蛋白的帮助下，个DnaB蛋白被招募到解链区，形成预引发体(preprisosome)。此过程也需要消耗ATP。e. 在DnaB蛋白的催化下，OriC内的解链区域不断扩大，形成个明显的复制叉。随着单链区域的扩大，SSB开始与单链区结合。f. 个DnaB蛋白各自朝相反的方向催
14、化个复制叉的解链，DnaA蛋白随之被取代下来。g. 在PriA、PriB和PriC蛋白的帮助下，DnaG蛋白(引发酶)被招募到复制叉与DnaB蛋白结合在一起。h. DnaG:DnaB蛋白复合物沿着DNA模板链，先后为前导链和后随链合成RNA引物。24.详细叙述DNA复制的过程。见课本具体来说包括起始延伸和终止三个阶段。在DNA复制过程中，首先是原DNA双螺旋的两条多核苷酸链之间的氢键断裂，双链解开并分为两股单链。然后，每条单链DNA各自作为模板，以三磷酸脱氧核糖核苷(dNTP)为原料，按照碱基配对规律(A与T配对，G与C配对)，合成新的互补链。这样形成的两个子代DNA分子与原来的亲代DNA分子
15、的核苷酸顺序是完全相同的。在此过程中，每个子代DNA分子的双链，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的。这种复制方式称为半保留复制。由于DNA在代谢上的稳定性和复制的忠实性，经过许多代的复制，DNA分子上的遗传信息仍可准确地传给子代。25.复制过程中，在DNA复制叉上进行了哪些基本活动？涉及哪些酶和蛋白质参与？它们在复制中的功能是什么？ DnaA蛋白结合复制起点。 DnaB、C等蛋白组装引发前体，然后和引发酶组装引发体。 拓扑异构酶解开负超螺旋。 DNA解链酶（DnaB）解开DNA双螺旋。 SSB蛋白结合稳定单链。 引发酶合成引物。 DNA聚合酶合成新链，切除引物，补齐缺口。 连接酶补齐
16、冈崎片段。 Tus蛋白终止DNA复制。 26.列表比较原核生物和真核生物复制的差异。 真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点，原核生物只有一个。 真核生物的染色体全部复制完后才能重新复制，原核生物在一次复制完成前可开始新的复制。 两者使用的DNA聚合酶种类不同。真核生物使用DNA pol、和，原核生物使用DNA pol I、II、III、IV和V。 DNA复制的过程不同。 复制的终止过程不同。 复制存在的空间问题的解决方式不同：原核生物DNA的复制时紧靠在中间体上进行的，而真核生物由于染色体存在骨架因而在骨架上直接进行。 其他区别。27.环状DNA的复制方式有哪些？举例说明。 型：大肠杆菌基
17、因组 滚环型：噬菌体X174 D环型：动物线粒体基因组28.生物体DNA复制中如何解决末端复制？生物体线性DNA一般为双向等速复制，但存在RNA引物被切除后留下的缺口，最终导致末端缩短问题。若要解决线性DNA复制所遗留的，末端缩短问题，可以有以下策略：a.将线性DNA分子转变为环状或多聚体分子。比如噬菌体的线性基因组，通过末端突出的12bp的cos位点可转变为环状，很好的解决了末端问题。b.在DNA末端形成发夹式结构，是分子没有游离的末端。草履虫的线性DNA就是一个典型的例子。c.在某种蛋白质(如末端蛋白)的介导下，在真正的末端上启动复制。29噬菌体DNA和腺病毒DNA的复制主要依赖于这一机制
18、。d.末端是可变的，而不是精确确定的。真核生物染色体可能采用这种方式，在这种情况下，DNA末端的短重复序列的拷贝数改变(如端粒的复制)。29.DNA复制的调控主要体现在哪些方面？列举说明。DNA复制的调控主要是对复制起始频率的调控。例如大肠杆菌染色体DNA复制起始过程需要复制调节蛋白和复制起点的结合，如果复制调节蛋白基因发生点突变将导致复制停止细胞死亡。30.大肠杆菌素质粒ColE1的复制起始是如何调控的？质粒ColE1的复制为单向复制，先合成500nt的RNA引物，然后先由DNA聚合酶合成，再由DNA聚合酶III代替DNA聚合酶继续合成。ColE1的复制由RNA负调控，而RNA是引物RNA的
19、反义RNA，它的长度为100nt，与引物端的前100nt正好互补。当RNA与引物RNA互补结合以后，引物就不能形成引发复制所必需的三叶草状结构，从而导致引物失活。而同时有一蛋白Rop可以促进两者的相互作用，故而Rop蛋白也可调控ColE1的复制，同为负调控因素。31.DNA的复制是如何终止的？如图，E.coli染色体DNA的复制终止于终止区。终止区存在6个特殊的位点(Ter位点)，它们能够显著降低复制叉的移动速度，其作用具有方向特异性，TerF、TerB和TerC作用于一个复制叉，TerE、TerD和TerA作用于另外一个复制叉。Ter位点富含GT，一种被称为“终止区利用物质”的蛋白质-Tus
20、蛋白(terminator utilization substance)能特异性地与它们结合。Tus蛋白能抑制DnaB蛋白的解链酶活性，当它与Ter位点结合以后便阻止了复制叉的前行。因此，当Tus蛋白与位于终止区两侧的Ter位点结合以后，便阻止另一侧的复制叉越过最后的Ter位点。如果一个复制叉先到达Ter位点，它便会减速，以便让另一个复制叉赶上，直至相遇。32.先导链与滞后链如何区分？两者各自是怎样合成的？先导链和滞后链是在DNA复制中进行划分的。先导链是子链中连续合成的那条DNA单链，而滞后链是不连续合成的那条DNA单链。先导链直接连续合成，滞后链通过冈崎片段不连续合成。33.滞后链的复制为
21、何需要引发体？ 先导链直接连续合成，滞后链通过冈崎片段不连续合成。34.分析比较三种大肠杆菌DNA聚合酶在性质功能上的异同。 DNA聚合酶即具有核酸外切酶活性，同时也有核酸外切酶活性，故而在DNA复制中主要用于切除冈崎片段5端的RNA引物，并在DNA切除修复中起主要作用。 DNA聚合酶具有35核酸外切酶活性，故在DNA复制过程中起校正作用。 DNA聚合酶具有较高的聚合酶活性，故在DNA复制过程中起合成新链的作用。35.细胞通过哪些修复系统对DNA进行修复？各自有何特点？ 错配修复通过甲基化保护正确的母链，切除另一条链上错配的一段序列并重新以母链为模板合成。 碱基切除修复先切除突变碱基形成AP位
22、点再移去包括AP位点在内的一段序列并重新合成。 核苷酸切除修复移去包括错误的核苷酸在内的一段序列后重新合成。 直接修复通过直接的化学反应修复而不用切除DNA序列和重新合成 。 SOS修复在应急情况下对DNA进行修复，错误较高。 重组修复通过DNA重组对DNA进行修复，主要在同代互补子代DNA同源片段之间进行，不能彻底修复。36.简单转座子与复合转座子有何区别有何联系？两者的作用特征有何区别。简单转座子即IS序列，只含有末端反向重复序列和转座酶基因。而是一类带有某些功能基因（抗药性基因或宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。由于都具有反向重复序列而具有相同的转座机制。但复
23、合转座子中的IS序列结构不能独立转录。43.简述转座子的遗传学效应。1 引起插入突变 2 产生新的基因 3 产生染色体畸变 4 引起生物进化44.对于嘧啶二聚体的修复校正，有哪些途径？两种途径：可以光复活修复，另外可以切除修复。45.P因子是如何导致果蝇杂种不育的？53.列举RNA的种类和功能。mRNA 作为信使指导蛋白质合成tRNA 作为蛋白质合成中氨基酸的转运工具rRNA 作为核糖体的组分参与和糖体的组成内阁65.列出真核生物mRNA与原核生物mRNA的区别。原核生物mRNA的半衰期短，多以多顺反子形式存在，5端无帽子结构，3端没有或有较短的polyA尾巴。单在原核生物起始密码上游具有能与
24、核糖体16SrRNA3端反向互补的序列，称SD序列。原核生物mRNA的起始密码子有AUG、GUG和UUG三种。真核生物mRNA半衰期相对较长，多以单顺反子形式村子，5端有GTP倒扣形成的帽子结构，3端有较长的polyA尾巴。只有AUG一种起始密码子。66.概括说明因子对启动子调节的辅助功能。因子是RNA聚合酶的别构效应物，能增加聚合酶对启动子的亲和力，同时降低聚合酶对非启动子区的亲和力。由于同一个聚合酶可以和几种不同因子结合，故可利用选择不同的因子起始不同的基因转录。67.什么是上升与下降突变? 见课本68.真核生物mRNA的帽子是生来就有的还是后来加上去的？为什么？69.列举原核生物同真核生
25、物转录的差异。1 原核生物转录只有一种RNA聚合酶，真核生物转录根据转录产物不同而由多种RNA聚合酶。2 原核生物的启动子具有极高的同源性，而真核生物的启动子差异较大3 原核生物的转录产物是多顺反子mRNA，而真核生物的转录产物是核不均一RNA，需转录后修饰加工。56.什么是转录起始前复合体?在一系列转录因子辅助下RNA聚合酶和启动子结合的复合物。58.概括典型原核生物启动子的结构和功能，并解释什么是保守序列 启动子是RNA聚合酶结合和转录起始的特殊序列。典型的原核生物启动子大约40个核苷酸，并由两个重要的序列： 10区，pribnow box，TATA，和35区TTGACA，是RNA聚合酶的
26、结合位点。 保守序列指所有启动子的该部位都有这一序列或十分相似的结构。73.举例说明单链核酸中形成茎环结构的重要性。例如，当转录产物结构中形成茎环结构时往往意味着转录的终止。64.真核生物启动子的基本结构包括哪些部分？分别有何功能？ 真核生物启动子包含核心启动子元件和上游启动子元件两部分。核心启动子元件即TATA box，其功能是使转录精确的起始。上游启动子元件包括CAAT box 和GC box，其功能是控制转录起始的频率。63.增强子是如何增强转录的？通过影响染色质DNA蛋白质结构或改变超螺旋密度而改变模板的整体结构，从而使得RNA聚合酶更容易与模板DAN结合，起始基因转录。71.添加Po
27、lyA尾巴的信号序列是什么？基因3末端转录终止位点上游1530bp处的保守序列AATAAA75. RNA的加工都包括哪些方面？各自有何意义？ 1 加 帽保护RNA免遭核酸酶破坏 2 加尾终止转录，提高RNA稳定性 3 剪接切除内含子以表达断裂基因 4 编辑调整遗传信息，对核酸进行修饰化。 87.起始tRNA具有哪两种与其他 tRNA不同的特性?1 带有甲酰甲硫氨酸2 唯一一种同30S核糖体亚基mRNA复合物内的密码子AUG起反应的tRNA。94.简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别。主要区别来自mRNA的本质差异以及小亚基与mRNA起始密码子上游区结合的能力。原核细胞mRNA较不稳定且多是多
28、顺反子，在IF3介导下与核糖体小亚基16SrRNA结合。真核细胞需要几种起始因子来帮助mRNA形成起始复合物。一旦结合则核糖体开始相下游搜索直到找到第一个密码子。86.什么是摇摆假说?见课本97.蛋白质有几种转运机制？各有什么特点？ 蛋白质转运分翻译同步转运和翻译后转运两种基本机制。 1 蛋白质翻译同步转运机制主要是转运分泌蛋白。其基本特点是在翻译还没有结束、蛋白质还没有脱离核糖体时，蛋白质N端的信号肽指导蛋白质通过结合膜上受体而穿膜运输。 2 蛋白质翻译后转运机制主要是细胞器蛋白质。起基本特点是在翻译完成后靠分子伴侣进行正确折叠后与膜上受体结合并穿膜运输。83. 简述遗传密码的特征见课本10
29、4页85. tRNA的二级结构有什么特点？其四臂四环个有何功能？ 见课本107页91.三种不同的RNA在翻译中分别担负什么样的角色？见课本95.简叙蛋白质合成的过程。 见课本89.列表对真核和原核核糖体结构组分进行比较。 见课本116页表4192.核糖体上有哪些重要的活性位点？各自有何功能？1 mRNA结合部位2 A位氨酰tRNA结合部位3 P位肽酰tRNA结合部位4 E位去氨酰tRNA结合部位5 转肽酶中心98.常见的蛋白质合成抑制剂有哪些？分别怎样起作用。见课本99.你是如何理解信号肽学说的？该学说认为，当细胞合成分泌蛋白时，首先由信号密码翻译出一段肽链，叫信号肽，信号肽可被SRP识别并结
30、合，此时蛋白质合成暂停。在SRP的中介作用下，核糖体结合在内质网膜上，新合成的肽链进入内质网腔，SRP离去，此时蛋白质合成恢复进行，在内质网腔内，信号肽被切去，但与之相连的肽链继续进入内质网腔内，直到合成完整的多肽为止。100.蛋白质合成后加工都包括哪些方面？删、增、修、切107 现代分子生物学的三大主要成就是什么？ 20世纪确定了遗传物质的携带者、即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质. 50年代提出DNA分子的双螺旋模型和半保留复制机制，解决了基因的自我复制和世代交替问题。 5060年代相继提出中心法则和操纵子学说，成功破译了遗传密码，阐明了遗传信息的流动与表达机制。108重组DNA技术的含
31、义是什么？ DNA重组技术又名基因工程，是指将不同的DNA片段(如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。严格地说，DNA重组技术并不完全等于基因工程，因为后者还包括其他可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程等学科及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶，而限制性内切酶、连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。109如何理解现代的基因概念？绘制真核生物基因模式图。现代一般认为，基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类。第一类是编码蛋白质
