现代分子生物学(第4版)_课后思考题答案

分子生物学课后(4版)答案

第一章绪论

1．染色体具有哪些作为遗传物质的特征？

答：①分子结构相对稳定；

②能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；

③能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；

④能够产生可遗传的变异。

。

2.什么是核小体？简述其形成过程。

答：由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面

核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。核小体只是DNA压缩的第一步。

核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp

3简述真核生物染色体的组成及组装过程

答：组成：蛋白质+核酸。

组装过程：1，首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA连接，形成外径10nm的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；2，核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm 的螺线管结构；3，螺线管结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；4，超螺线管，形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。绊环在非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。

4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征

答：DNA一级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构

DNA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三级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构

6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义

(1)DNA双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---3，另一条是3-----5。（2）DNA双螺旋中脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧（3）其两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对

意义：该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。

7．DNA复制通常采取哪些方式？

①线性DNA双链的复制将线性复制子转变为环状或多聚分子

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在DNA末端形成发夹式结构使分子没有游离末端

在某种蛋白质的介入下，在真正的末端启动复制

②环状DNA双链的复制Sita型

滚环型

D—环型

8.简述原核生物DNA的复制特点。

（1）复制的起始：1，DNA双螺旋的解旋DNA在复制时，其双链首先解开，形成复制叉，这是一个有多种蛋白质和酶参与的复杂过程。

(2) DNA复制的引发：RNA引物的合成前导链：DNA双链解开为单链后，由引发酶（RNA聚合酶，Primase）在5’ →3’DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA 聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。然后以此为起点，进入DNA复制的延伸。后随链：后随链的引发过程由引发体（Primosome）来完成。引发体由6种蛋白组成的引发前体（Preprimosome）和引发酶（Primase）组成。引发体催化生成滞后链的RNA引物短链，再由DNA聚合酶III 作用合成后续DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。在滞后链上所合成的RNA引物非常短，一般只有3-5个核苷酸。而且，在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列。

（3）复制的延伸：冈崎片段与半不连续复制在原核生物中，DNA 新生链的合成主要由DNA 聚合酶III所催化。当冈崎片段形成后，DNA聚合酶I 通过其5'→3'外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物，同时，利用后一个冈崎片段作为引物由5'→3'合成DNA。最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来，形成完整的DNA滞后链。

（4）复制的终止：DNA复制的终止依赖与Tus蛋白（Terminus utilization substance，36kD）和DNA链上特殊的重复序列Ter（约22bp）。Tus-ter复合体将阻止DNA解链，等反方向的复制叉到达后停止复制，然后两条链解开。最后，释放子链DNA，依靠拓扑酶将超螺旋结构引入DNA分子。

9．真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控

答：①细胞生活周期水平调控（限制点调控）即决定细胞停留在G1期还是进入S期；

②染色体水平调控即决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序在S期起始复制；

③复制子水平调控即决定复制的起始与否。

10．细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复

错配修复、切除修复、重组修复‘、DNA直接修复、SOS系统。

11.什么是转座子？可分为哪些种类？

答：DNA的转座，或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座子（transposon,

Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类：插入序列（IS）和复合型转座子。

（1）插入序列：插入序列是最简单的转座子，它不含有任何宿主基因。它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到特定的基因中，造成该基因突变。

（2）复合型转座子：复合型转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座

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子，IS序列就不能再单独移动，因为它们的功能被修饰了，只能作为复合体移动。大部分情况下，这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。除了末端带有IS序列的复合转座子外，还存在一些没有IS序列的，体积庞大的转座子（5000bp以上）——TnA家族。

12请说说插入序列与复合型转座子之间异同。

答：转座子是存在于染色体DNA上的可自主复制和位移的基本单位。最简单的转座子不含有任何宿主基因而被称为插入序列（IS），他们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。她常常被定位到特定的基团中，造成基因突变。、

复合式转座子是一类带有某些抗药性基因的转座子，其两翼是相同的或高度同源的IS序列，且IS序列是不能单独移动的只能作为复合体移动而且IS序列也决定和调节转座子的转座能力。也是有没有IS序列的转座子Tna家族，其两翼带有38bp的倒置重复序列

13. 组蛋白上都存在哪些修饰？其作用是什么？(P27)

答：甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化等。

以甲基化（基因激活与沉默）、乙酰化（转录激活，转录延伸，DNA修复拼接复制，染色体组装，基因沉默，信号转导）为主。影响染色体的结构和功能、基因的表达和沉默。

第三章生物信息的传递（上）---从DNA到RNA

1，什么是编码链？什么是模版链？

答：与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链（或有意义链）；另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成DNA链称为模版链（或反义链）。

2，简述RNA转录的概念及其基本过程。

答：RNA转录：以DNA中的一条单链为模板，游离碱基为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。基本过程：模版识别—转录开始—转录延伸—转录终止。

3，大肠杆菌的RNA聚合酶有哪些组成成分？各个亚基的作用如何？

答：大肠杆菌的RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成的核心酶，加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。α亚基肯能与核心酶的组装及启动子的识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用；

β亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心，β亚基能与模版DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。

4，什么是封闭复合物、开放复合物以及三元复合物？

答：模版的识别阶段，聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭性复合物；封闭性复合物形成后，此时，DNA链仍然处于双链状态，伴随着DNA构象的重大变化，封闭性复合物转化为开放复合物；开放复合物与最初的两个NTP相结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸二脂键后即转变成包括RNA聚合酶、DNA和新生RNA的三元复合物。

5，简述σ因子的作用。

答：1，σ因子的作用是负责模版链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模版上的启动子；2，σ因子可以极大的提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力；3，σ因子还能使RNA聚合酶与模版DNA上非特异性位点结合常数降低。

6，什么是Pribnow box？它的保守序列是什么？

答：pribnow box是原核生物中中央大约位于转录起始位点上游10bp处的TATA区，所以又称作-10区。它的保守序列是TATAAT。

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7，什么是上升突变？什么是下降突变？

答：上升突变：细菌中常见的启动自突变之一，突变导致Pribnow区共同序列的同一性增加；下降突变：细菌中常见的启动子突变之一，突变导致结构基因的转录水平大大降低，如Pribnow区从TATAAT变成AATAAT。

9，大肠杆菌的终止子有哪两大类？请分别介绍一下它们的结构特点。

答：大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于p因子和依赖于p因子两大类。不依赖于p因子的终止子结构特点：1，位于位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。2，在终止位点前面有一端由4—8个A组成的序列，所以转录产物的3’端为寡聚U。依赖于p因子的终止子的结构特点：

10，真核生物的原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟的mRNA，以用作蛋白质合成的模版。

答：1，装上5′端帽子；2，装上3′端多聚A尾巴；3，剪接：将mRNA前体上的居间顺序切除，再将被隔开的蛋白质编码区连接起来。剪接过程是由细胞核小分子RNA参与完成的，被切除的居间顺序形成套索形；4，修饰：mRNA 分子内的某些部位常存在N6-甲基腺苷，它是由甲基化酶催化产生的，也是在转录后加工时修饰的。

12，什么是RNA编辑？其生物学意义是什么？

答：RNA 编辑是指某些RNA特别是mRNA前体经过插入、删除或取代一些核苷酸残疾等操作，导致DNA所编码的遗传信息的改变，使得经过RNA编辑的mRNA序列发生了不同于模版的DAN的变化。生物学意义：1，校正作用，有些基因在突变的途中丢失的遗传信息可能通过RNA的编辑得以恢复；2，调控翻译，通过编辑可以构建或去除其实密码子和终止密码子，是基因表达调控的一种方式；3，扩充遗传信息，能使基因产物获得心得结构核功能，有利于生物的进化。

13，核酶具有哪些结构特点？其生物学意义是什么？

答：核酶的结构特点：核酶的锤头结构特点是：三个茎区形成局部的双链结构；其中含13个保守的核苷酸，N代表任何核苷酸；生物学意义：1，核酶是继反转录现象之后对中心法则的有一个重要的修正，说明RNA既是遗传物质又是酶；2，核酶的发现为生命起源的研究提供了新思路—--也许曾经存在以RNA为基础的原始生命。

第四章生物信息的传递（下）----从mRNA到蛋白质

1，遗传密码有哪些特征？

答：1，密码的连续性，密码之间无间断也没有重叠；2，密码的简并性，许多氨基酸都有多个密码子；3，密码的通用性和特殊性，遗传密码无论在体内还是在体外，无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都是通用的，但是也有少数例外；4，密码子和反密码子的相互作用。

2，有几种终止密码子？它们的序列和别名分别是什么？

答：3种，UAA、UAG和UGA，别名是无意义密码。

3，简述摆动学说。

答：1966年，Crick根据立体化学原理提出摆动学说，解释了反密码子中某些稀有成分的配对。摆动学说认为，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别1个以上的密码子。认为除A-U、G-C配对外，还有非标准配对，I-A、I-C、I-U，并强调密码子的5’端第1、2个碱基严格遵循标准配对，而第3个碱基可以非标准配对，具有一定程度的摆动灵活性。

4，tRNA在组成和结构上有哪些特点？

答：1.tRNA中含有稀有碱基,除ACGU 外还含有双氢尿嘧啶、假尿嘧啶等；2.tRNA分子形成茎环节构；3.tRNA分子末端有氨基酸接纳茎；4.tRNA分子序列中很有反密码子。

6，什么是SD序列？其功能是什么？

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答：SD序列是指信使核糖核酸(mRNA)翻译起点上游与原核16S 核糖体RNA或真核18S rRNA 3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互补的富含嘌呤的3～7个核苷酸序列(AGGAGG)，是核糖体小亚基与mRNA结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。

功能：SD序列对mRNA的翻译起重要作用。

7，核糖体有哪些活性中心？

答：核糖体包括多个活性中心，即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位，结合或接受肽酰-tRNA部位，肽基转移部位及形成肽键的部位，此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。

9，链霉素为什么能够抑制蛋白质的合成？

答：链霉素是是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12，可以多种方式抑制原核生物核糖体，能干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正确起始，也会导致mRNA的错读。

10，什么是信号肽？它在序列组成上有什么特点？有什么功能？

答：绝大部分被运入内质网腔的蛋白质都带有一个信号肽，该序列常常位于蛋白质的氨基端，长度一般都在13-16个残基，有如下三个特征：1，一般带有10-15个疏水残基；2，在靠近该序列N端常常带有一个或者数个带正电荷的氨基酸；3，在其C端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸。功能：完整的信号肽是保证蛋白质转运的必要条件。

11，简述叶绿体蛋白质的跨膜运输机制。

答：1，活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内；2，叶绿体膜能够特异性的与叶绿体蛋白的前体结合；3，叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出明显的差异；

12，蛋白质有哪些翻译后的加工修饰？

答：1、氨基端和羧基端的修饰；2.共价修饰：磷酸化、糖基化、羟基化、二硫键的形成；3.亚基的聚合；4.水解断链，切除新生肽中非功能片段。

13，什么是核定位序列？其主要功能是什么？

答：核定位序列：蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，使蛋白能被运进细胞核。在绝大多数多细胞真核生物中，每当细胞发生分裂时，核膜被破坏，等到细胞分类完成后，核膜被重新建成，分散在细胞内的核蛋白必须被重新运入核内，为了核蛋白的重复定位，这些蛋白质中的信号肽----被称为核定位序列。

14.什么是核信号序列，其序列组成有哪些特点？主要功能是什么？

存在于核蛋白中，引导核蛋白出核的序列，称为出核信号序列(NES)。

经典的NES序列是由疏水性氨基酸尤其是亮氨酸和异亮氨酸富集的区域构成。

功能：经典的NES大多为CRM1依赖性。它能够被出核因子识别并结合，从而携带该蛋白出核。

16．增强子具有哪些特点？

答：（1）增强相邻启动子的转录；（2）两个方向都能起作用；（3）位于相邻启动子的上游或下游都能起作用；（4）在远距离外也能起作用；（5）具有细胞类型的特异性。

1.说出分子克隆的主要改进过程

试述基因克隆载体进化过程。

①pSC101质粒载体，第一个基因克隆载体

②ColE1质粒载体，松弛型复制控制的多拷贝质粒

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③pBR322质粒载体，具有较小的分子量（4363 bp）。能携带6-8 kb的外源DNA片段，操作较为便利

④pUC质粒载体，具有更小的分子量和更高的拷贝数

⑤pGEM-3Z质粒，编码有一个氨苄青霉素抗性基因和一个lacZ'基因

⑥穿梭质粒载体，由人工构建的具有原核和真核两种不同复制起点和选择标记，可在不同的寄主细胞内存活和复制的质粒载体

⑦pBluescript噬菌粒载体，一类从pUC载体派生而来的噬菌粒载体

2.试述PCR扩增的原理和步骤。

原理：首先将双链DNA分子在临近沸点的温度下加热分离成两条单链DNA分子，DNA聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物中的四种脱氧核苷三磷酸、合适的Mg2+浓度和实验中提供的引物序列合成新生的DNA分子。步骤：①将含有待扩增DNA样品的反应混合物放置在高温（>94℃）环境下加热1分钟，使双链DNA变性，形成单链模板DNA

②降低反应温度（退火，约50℃），约1分钟，使寡核苷酸引物与两条单链模板DNA结合在靶DNA区段两

端的互补序列位置上

③将反应混合物的温度上升到72℃左右保温1-数分钟，在DNA聚合酶的作用下，从引物的3'-端加入脱氧核

苷三磷酸，并沿着模板分子按5'→3'方向延伸，合成新生DNA互补链

3.筛选基因文库主要有哪些方法

① 核酸杂交法：其以广泛的适用性和快速性成为基因文库筛选中最常用方法之一。

② PCR筛选法：有很强的通用性，操作简单，但前提是已知足够的序列信息并获得基因特异性引物。

③ 免疫筛选法：免疫筛选法：基于抗体特异性结合原理，即使实验中靶基因的序列完全未知，只要有针对该

基因产物的抗体，也能筛选。

4.基因定点突变的原理

答：定点突变是重组DNA进化的基础，该方法通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列，常用于研究某个氨基酸残基对蛋白质的结构、催化活性以及结合配体能力的影响。

1.基因敲除

原理：又称基因打靶，通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点

方法：高等动物基因敲除技术，植物基因敲除技术

2.什么是完全基因敲除和条件基因敲除。

①完全基因敲除：是指通过同源重组法完全消除细胞或者动物个体中的靶基因活性；

②条件基因敲除：是指通过定位重组系统实现特定时间和空间的基因敲除。

4.免疫共沉淀CoIP的原理和过程。

该技术的核心是通过抗体来特异性识别候选蛋白。首先将靶蛋白的抗体通过亲和反应连接到固体基质上，再将可能与靶蛋白发生相互作用的待筛选蛋白加入反应体系中，用低离心力沉淀或微膜过滤法在固体基质和抗体的共同作用下将蛋白质复合物沉淀到试管的底部或微膜上。如果靶蛋白质与待筛选蛋白质发生了相互作用，那么这个待筛选蛋白质就通过靶蛋白与抗体和固体基质相互作用而被分离出来。

酵母菌单双杂交系统的基本原理和作用。

酵母菌单杂交系统基本原理：首先将已知的特定顺式作用元件构建到最基本启动子的上游，把报告基因连接到Pmin 下游。然后将编码待测转录因子cDNA与已知酵母转录激活结构域融合表达载体倒导入酵母细胞，该基因产物如果能够与顺式作用元件相结合，就能激发Pmin启动子，是报告基因得到表达。

作用：酵母单杂交系统主要被用于确定某DNA分子与某个蛋白质之间是否存在相互作用，用于分离编码结合于特定顺式调控元件或其他DNA位点的功能蛋白编码基因，验证反式转录调控因子的DNA结合结构域，准确定位参与特定蛋白质结合的核苷酸序列。

酵母双杂交系统巧妙的利用真核生物转录调控因子的组件式结构特征，因为这些蛋白往往由两个或两个以上相互独

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立的结构域构成。其中DNA结合结构域（BD）和转录激活结构域（AD）是转录激活因子发挥功能所必需的。单独的BD能与特定基因的启动区结合，但不能激活基因的转录，而由不同转录调控因子的BD和AD所形成的杂合蛋白却能行使激活转录的功能。

1. 说出经典遗传学和现代遗传学的异同。

经典遗传学认为基因是一个最小的单位，不能分割，既是结构单位又是功能单位。

现代基因概念：基因是DNA分子上带有遗传信息的特定核苷酸序列区段；基因由重组子、突变子序列构成，重组子是DNA重组的最小交换单位，突变子是基因突变的最小单位，重组子和突变子都是一个核苷酸对碱基对；基因决定某一性状表现，可以包含多个功能单位（顺反子）。

真核原核的比较

5，比较原核与真核的核糖体组成。

答：1，真核细胞中的核糖体数量多余原核；2，真核细胞中核糖体RNA占细胞中总RNA的量少于原核；3，原核生物的核糖体通过与mRNA的相互作用，被固定在核基因组上，真核生物的核糖体则直接或间接的与细胞骨架有关联或者与内质网膜结构相连；4，原核生物核糖体由约RNA占2/3及1/3的蛋白组成，真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。

1．比较真核生物与原核生物转录起始的第一步有什么不同。

答：原核生物中，具有特异识别能力的σ亚基识别转录起始点上游的启动字同源序列，这样可以使

全酶与启动子序列结合力增加，形成闭合的二元起始复合物。关键的作用时 RNA 聚合酶与 DNA 的相互作用。真核生物中，当含 TBP 的转录因子与 DNA 相互作用时，其它转录因子也结合上来，形成起始复合体，这一复合物在于RNA 聚合酶结合，因此主要是 RNA 与蛋白质之间的作用。

5.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？

①结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同。

②存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。

③有重叠基因重叠基因，即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况① 一个基因完全在另一个基因里面② 部分重叠③ 两个基因只有一个碱基对是重叠的

15．列举原核生物同真核生物转录的差异

原核生物真核生物

1、一种 RNA 聚合酶1、三种 RNA 聚合酶

2、不同启动子具相当大的同源性2、不同启动子的差异大

3、聚合酶直接与启动子结合3、聚合酶通过转录因子相互作用进行结合

4、没有增强子4、有增强子

5、转录作用的终止由在几个多聚5、转录的终止是靠转录过程特殊的核

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U 前面形成茎环酸内切酶切割的序列介导

6、聚合酶 III 的启动子位于被转录的序列之中6、启动子通常位于基因的上游

7、转录单位只含一基因7、转录单位常常含有多基因

期中考过的

2. ．解释在 DNA 复制过程中，后随链是怎样合成的。

答：DNA 聚合酶只能朝 5'→3'方向合成 DNA，后随链不能像前导链一样一直进行合成。后随链是以大量独立片段（冈崎片段）合成的，每个片段都以 5'→3'方向合成，这些片段最后由连接酶连接在一起。每个片段独立引发、聚合、连接。

8，简述原核生物和真核生物mRNA的区别。

答：1，原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在；2，原核生物mRNA 的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作；3，原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时。真核生物mRNA的半寿期较长，如胚胎中的mRNA可达数日；4，原核与真核生物mRNA的结构特点也不同，原核生物的mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的poly A结构。

11，简述Ⅰ、Ⅱ类内含子的剪接特点。

答：Ⅰ类内含子的剪接主要是转酯反应，即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二脂键的转移。在I类内含子的切除体系中，第一个转酯反应由一个游离的鸟苷或者鸟苷酸介导，鸟苷或鸟苷酸的3’—OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二脂键，从上游切开RNA链。在第二个转酯反应中，上游外显子的自由3’—OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二脂键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二脂键相连。

Ⅱ类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因中，在Ⅱ类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷或鸟苷酸，而是由内含子本身的靠近3’端的腺苷酸2’—OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二脂键，从上游切开RNA链后形成套索结构。再由上游外显子的自由3’—OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二脂键，使得内含子被完全切开，上下游两个内含子通过新的磷酸二脂键相连。

8，真核生物与原核生物在翻译起始过程中有哪些区别？

答：原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA，真核生物是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亚基首先与mRNA模版相结合，再与fMet-tRNA结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模版mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80S.mRNA.Met-tRNAMet起始复合物。

◆简述代谢物对基因表达调控的两种方式。

◆原核生物代谢物对基因表达调控的方式有两种：可诱导调节和可阻遏调节。可诱导调节：是指一些基因在特殊

的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化；可阻遏调节：这类基因平时都是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。

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◆什么是操纵子学说？

◆操作子学说是关于原核生物基因结构及基因表达调控的学说，由雅各布(F. Jacob)和莫诺(J.Monod)于1961年提

出，并在10年内经许多科学家的补充和修正得以完成。

◆简述乳糖操纵子的调控模型。

◆乳糖操纵子包括调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。大肠杆菌的lac操纵子受到两方面的调控：一是

对RNA聚合酶结合到启动子上去的调控（阳性）；二是对操纵基因的调控（阴性）。在含葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能利用乳糖，只有改用乳糖时才能利用乳糖。

◆DNA甲基化对基因表达的调控机制。

◆大量研究表明，DNA甲基化能关闭某些基因达的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。三种调控

机制：一是DNA甲基化导致了某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质和DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。二是促进阻遏蛋白的阻遏作用。三是DNA的甲基化还提高了该位点的突变频率。

◆简述增强子的作用机理。

◆增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。可能有3种作用机制：（1）影响模版附近的

DNA双螺旋结构，导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子鱼启动子之间“成环”连接，活化基因转录。（2）将模版固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进RNA聚合酶Ⅱ在DNA链上的结合和滑动。（3）增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ进入染色质结构的“入口”。

第一章

1 简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献

答：孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验，发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律；摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，成为现代实验生物学奠基人；沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。

2写出DNARNA的英文全称

答：脱氧核糖核酸（DNA, Deoxyribonucleic acid），核糖核酸（RNA, Ribonucleic acid）

3试述“有其父必有其子”的生物学本质

答：其生物学本质是基因遗传。子代的性质由遗传所得的基因决定，而基因由于遗传的作用，其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。

4早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤

答：一，肺炎双球菌感染实验，1，R型菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。2，S 型菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3，用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；二，噬菌体侵染细菌的实验：1，噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。2，DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S，所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。三，烟草TMV的重建实验：1957年，Fraenkel-Conrat 等人，将两个不同的TMV株系（S株系和HR株系）的蛋白质和RNA分别提取出来，然后相互对换，将S株系的蛋

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分子生物学课后(4版)答案

白质和HR株系的RNA，或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起，重建形成两种杂种病毒，去感染烟草叶片。

5请定义DNA重组技术和基因工程技术

答：DNA重组技术：目的是将不同的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，然后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。基因工程技术：是除了包含DNA重组技术外还包括其他可能是生物细胞基因结构得到改造的体系，基因工程是指技术重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。

6写出分子生物学的主要研究内容。

答：1，DNA重组技术；2，基因表达调控研究；3，生物大分子的结构功能研究----结构分子生物学；4，基因组、功能基因组与生物信息学研究。

7.分子生物学的定义

答: 广义的分子生物学：蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA 的复制、转录、表达和调控等过程，当然也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究

第二章

1，染色体具备哪些作为遗传物质的特性？

答：1，分子结构相对稳定；2，能够自我复制，使得亲子代之间保持连续性；3，能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命活动的过程；4，能够产生可遗传的变异。

2，什么是核小体？简述其形成过程。

答：核小体是染色质的基本结构单位，由~200bpDNA和组蛋白八聚体组成。形成过程：核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。形成核小体时八聚体在中间，DNA分子盘绕在外组成真核细胞染色体的一种重复珠状结构。

3简述真核生物染色体的组成及组装过程

答：组成：蛋白质+核酸。组装过程：1，首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA连接，形成外径10nm的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；2，核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm的螺旋结构；3，螺旋结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；4，超螺线管，形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。绊环再非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。

4，简述DNA的一、二、三级结构特征。

答：1，DNA的一级结构，就是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学成分；2，DNA的二级结构是指两条多核苷酸连反向平行盘绕所形成的双螺旋结构；3，DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。

6，原核生物DNA与真核生物有哪些不同的特征？

答：(1)DNA双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---3，另一条是3-----5。（2）DNA双螺旋中脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧（3）其两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对

意义：该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石

7，DNA复制通常采取哪些方式。

答：一，线性DNA双链的复制：1，将线性复制子转变为环装或者多聚分子；2，在DNA末端形成发卡式结构，使分子没有游离末端；3，在某种蛋白质的介入下（如末端蛋白，terminal protein），在真正的末端上启动复制。二，环状DNA的复制：1，θ型；2，滚环形；3，D—环形（D--loop）。

8，简述原核生物的DNA复制特点。

答：1，与真核生物不同，原核生物的DNA复制只有一个复制起点；2，真核生物的染色体全部完成复制之前，各个起始点上DNA的复制不能在开始，而在快速生长的原核生物中，复制起始点上可以连续开始新的DNA的复制，变现为虽然只有一个复制单元，但可有多个复制叉；

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分子生物学课后(4版)答案

9，真核生物的DNA的复制在那些水平上受到调控？

答：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。

10，细胞通过哪些修复系统对DNA损伤进行修复？

答：1，错配修复，恢复错配；2，切除修复，切除突变的碱基和核苷酸序列；3，重组修复，复制后的修复，重新启动停滞的复制叉；4，DNA的直接修复，修复嘧啶二聚体和甲基化的DNA；5，SOS系统，DNA的修复，导致突变。 11，什么是转座子？可以分为哪些种类？

答：转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。转座子可分为两大类：插入序列和复合型转座子。

12，请说说插入序列与复合型转座子之间的异同。

答：插入序列是最简单的转座子，它不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分，一般插入序列都是很小的DNA片段，末端带有倒置重复序列；复合型转座子是一类带有某些抗药性基因的转座子，其两翼往往带有两个或者相同高度同源的IS序列，一旦形成复合转座子，IS序列就不能移动，因为他们的功能被修饰了，只能作为复合体移动。

第三章

1，什么是编码链？什么是模版链？

答：与 mRNA 序列相同的那条 DNA 链称为编码链（或有意义链）；另一条根据碱基互补原则指导 mRNA 合成 DNA 链称为模版链（或反义链）。

2，简述 RNA 转录的概念及其基本过程。

答：RNA 转录：以 DNA 中的一条单链为模板，游离碱基为原料，在 DNA 依赖的 RNA 聚合酶催化下合成 RNA 链的过程。基本过程：模版识别—转录开始—转录延伸—转录终止。

3，大肠杆菌的 RNA 聚合酶有哪些组成成分？各个亚基的作用如何？

答：大肠杆菌的 RNA 聚合酶由 2 个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成的核心酶，加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。α亚基肯能与核心酶的组装及启动子的识别有关，并参与 RNA 聚合酶和部分调节因子的相互作用；β亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心，β亚基能与模版 DNA、新生 RNA 链及核苷酸底物相结合。

4，什么是封闭复合物、开放复合物以及三元复合物？

答：模版的识别阶段，聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭性复合物；封闭性复合物形成后，此时，DNA 链仍然处于双链状态，伴随着 DNA 构象的重大变化，封闭性复合物转化为开放复合物；开放复合物与最初的两个 NTP 相结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸二脂键后即转变成包括 RNA 聚合酶、DNA 和新生 RNA 的三元复合物。

5，简述σ因子的作用。

答：1，σ因子的作用是负责模版链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模版上的启动子；2，σ因子可以极大的提高 RNA 聚合酶对启动子区 DNA 序列的亲和力；3，σ因子还能使 RNA 聚合酶与模版 DNA 上非特异性位点结合常数降低。

6，什么是 Pribnow box？它的保守序列是什么？

答：pribnow box 是原核生物中中央大约位于转录起始位点上游 10bp 处的 TATA 区，所以又称作-10 区。它的保守序列是 TATAAT。

7，什么是上升突变？什么是下降突变？

答：上升突变：细菌中常见的启动自突变之一，突变导致 Pribnow 区共同序列的同一性增加；下降突变：细菌中常见的启动子突变之一，突变导致结构基因的转录水平大大降低，如 Pribnow 区从 TATAAT 变成 AATAAT。

8，简述原核生物和真核生物 mRNA 的区别。

答：1，原核生物 mRNA 常以多顺反子的形式存在。真核生物 mRNA 一般以单顺反子的形式存在；2，原核生物 mRNA 的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的 mRNA 前体则需经转录后加工，加工为成熟的 mRNA 与蛋白质结合生成信息体后才开始工作；3，原核生物 mRNA 半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时。真核生物 mRNA 的半寿期较长，如胚胎中的 mRNA 可达数日；4，原核与真核生物 mRNA 的结构特点也不同，原核生物的 mRNA 的 5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的 poly A 结构。

9，大肠杆菌的终止子有哪两大类？请分别介绍一下它们的结构特点。

答：大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于 p 因子和依赖于 p 因子两大类。不依赖于 p 因子的终止子结构特点：

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分子生物学课后(4版)答案

1，位于位点上游一般存在一个富含 GC 碱基的二重对称区，由这段 DNA 转录产生的 RNA 容易形成发卡式结构。2，在终止位点前面有一端由 4—8 个 A 组成的序列，所以转录产物的 3’端为寡聚 U。依赖于 p 因子的终止子的结构特点：

10，真核生物的原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟的 mRNA，以用作蛋白质合成的模版。

答：加工包括：（1）5’端连接“帽子”结构；（2）3’端添加polyA “尾巴”；（3）hnRNA被剪接，把内含子（DNA 上非编码序列）转录序列剪掉，把外显子（DNA上的编码序列）转录序列拼接上(真核生物一般为不连续基因)。（4）分子内部的核苷酸甲基化修饰

11，简述Ⅰ、Ⅱ类内含子的剪接特点。

答：Ⅰ类内含子的剪接主要是转酯反应，即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二脂键的转移。 I 类内含子的切除体系中，在第一个转酯反应由一个游离的鸟苷或者鸟苷酸介导，鸟苷或鸟苷酸的 3’—OH 作为亲核基团攻击内含子 5’端的磷酸二脂键，从上游切开 RNA 链。在第二个转酯反应中，上游外显子的自由 3’—OH 作为亲核基团攻击内含子 3’位核苷酸上的磷酸二脂键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二脂键相连。Ⅱ类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体 rRNA 基因中，在Ⅱ类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷或鸟苷酸，而是由内含子本身的靠近 3’端的腺苷酸 2’—OH 作为亲核基团攻击内含子 5’端的磷酸二脂键，从上游切开 RNA 链后形成套索结构。再由上游外显子的自由 3’—OH 作为亲核基团攻击内含子 3’位核苷酸上的磷酸二脂键，使得内含子被完全切开，上下游两个内含子通过新的磷酸二脂键相连。

12，什么是 RNA 编辑？其生物学意义是什么？

答：RNA 编辑是指某些 RNA 特别是 mRNA 前体经过插入、删除或取代一些核苷酸残疾等操作，导致 DNA 所编码的遗传信息的改变，使得经过 RNA 编辑的 mRNA 序列发生了不同于模版的 DAN 的变化。生物学意义：1，校正作用，有些基因在突变的途中丢失的遗传信息可能通过 RNA 的编辑得以恢复；2，调控翻译，通过编辑可以构建或去除其实密码子和终止密码子，是基因表达调控的一种方式；扩充遗传信息， 3，能使基因产物获得心得结构核功能，有利于生物的进化。

13，核酶具有哪些结构特点？其生物学意义是什么？

答：核酶的结构特点：核酶的锤头结构特点是：三个茎区形成局部的双链结构；其中含 13 个保守的核苷酸，N 代表任何核苷酸；生物学意义：1，核酶是继反转录现象之后对中心法则的有一个重要的修正，说明 RNA 既是遗传物质又是酶； 2，核酶的发现为生命起源的研究提供了新思路—--也许曾(经存在以 RNA 为基础的原始生命.

第四章

1，遗传密码有哪些特征？

答：1，密码的连续性，密码之间无间断也没有重叠；2，密码的简并性，许多氨基酸都有多个密码子；3，密码的通用性和特殊性，遗传密码无论在体内还是在体外，无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都是通用的，但是也有少数例外；4，密码子和反密码子的相互作用。

2，有几种终止密码子？它们的序列和别名分别是什么？

答：3种，UAA、UAG和UGA，别名是无意义密码。

3，简述摆动学说。

答：1966年，Crick根据立体化学原理提出摆动学说，解释了反密码子中某些稀有成分的配对。摆动学说认为，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别1个以上的密码子。认为除A-U、G-C配对外，还有非标准配对，I-A、I-C、I-U，并强调密码子的5’端第1、2个碱基严格遵循标准配对，而第3个碱基可以非标准配对，具有一定程度的摆动灵活性。

4，tRNA在组成和结构上有哪些特点

答：1.tRNA中含有稀有碱基,除ACGU 外还含有双氢尿嘧啶、假尿嘧啶等；2.tRNA分子形成茎环节构；3.tRNA分子末端有氨基酸接纳茎；4.tRNA分子序列中很有反密码子。

5，比较原核与真核的核糖体组成。

答：1，真核细胞中的核糖体数量多余原核；2，真核细胞中核糖体RNA占细胞中总RNA的量少于原核；3，原核生物的核糖体通过与mRNA的相互作用，被固定在核基因组上，真核生物的核糖体则直接或间接的与细胞骨架有关联或者与内质网膜结构相连；4，原核生物核糖体由约RNA占2/3及1/3的蛋白组成，真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。

6，什么是SD序列？其功能是什么？

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分子生物学课后(4版)答案

答：SD序列是指信使核糖核酸(mRNA)翻译起点上游与原核16S 核糖体RNA或真核18S rRNA 3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互补的富含嘌呤的3～7个核苷酸序列(AGGAGG)，是核糖体小亚基与mRNA结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。功能：SD序列对mRNA的翻译起重要作用。

7，核糖体有哪些活性中心？

答：核糖体包括多个活性中心，即mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位，结合或接受肽酰-tRNA部位，肽基转移部位及形成肽键的部位，此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。

8，真核生物与原核生物在翻译起始过程中有哪些区别？

答：原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA，真核生物是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亚基首先与mRNA模版相结合，再与fMet-tRNA结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模版mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80S.mRNA.Met-tRNAMet起始复合物。

9，链霉素为什么能够抑制蛋白质的合成？

答：链霉素是是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12，可以多种方式抑制原核生物核糖体，能干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正确起始，也会导致mRNA的错读。

10，什么是信号肽？它在序列组成上有什么特点？有什么功能？

答：绝大部分被运入内质网腔的蛋白质都带有一个信号肽，该序列常常位于蛋白质的氨基端，长度一般都在13-16个残基，有如下三个特征：1，一般带有10-15个疏水残基；2，在靠近该序列N端常常带有一个或者数个带正电荷的氨基酸；3，在其C端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸。功能：完整的信号肽是保证蛋白质转运的必要条件。

11，简述叶绿体蛋白质的跨膜运输机制。

答：1，活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内；2，叶绿体膜能够特异性的与叶绿体蛋白的前体结合；3，叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出明显的差异；

12，蛋白质有哪些翻译后的加工修饰？

答：1、氨基端和羧基端的修饰；2.共价修饰：磷酸化、糖基化、羟基化、二硫键的形成；3.亚基的聚合；4.水解断链，切除新生肽中非功能片段。

13，什么是核定位序列？其主要功能是什么？

答：核定位序列：蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，使蛋白能被运进细胞核。在绝大多数多细胞真核生物中，每当细胞发生分裂时，核膜被破坏，等到细胞分类完成后，核膜被重新建成，分散在细胞内的核蛋白必须被重新运入核内，为了核蛋白的重复定位，这些蛋白质中的信号肽----被称为核定位序列。

第五章

分子生物学的研究方法（上）

1，哪些重要的科学发现和实验推动了DNA重组技术的产生和发展？

答：1，确定遗传信息的携带者是DNA而不是蛋白质；2，DNA的双螺旋结构模型和

半保留复制机制的提出；3，中心法则，操纵子学说的提出和密码子的破译；4，重组工具酶的发现；5，运载体重组质粒的发现。

2，如何理解PCR扩增的原理和过程。

答：原理：DNA在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA 的变性和复性，并设计引物做启动子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。

过程：1，变性，将DNA在临近沸点的温度下加热使变性，双链打开；2，退火，引物与模版的相结合；3，链的延伸，DNA合成。

3，简述定量PCR的原理和过程。

答：实时定量PCR反应在带透明盖的塑料小管中进行，激发光可以直接头孤傲管盖，使其中的荧光探针被激发。

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分子生物学课后(4版)答案

一逛探针事先混合在PCR反应液中，只有与DNA 结合之后，才能被激发发出荧光。随着新和成DNA片段的增加，结合到DNA上的荧光探针，即被激发产生的荧光增加。

4，基因组DNA文库和cDNA文库在构建原理和用途上的主要区别是什么？

答：基因组DNA是把某种生物的基因组DNA切成适当大小，分别与载体结合，导入

微生物细胞形成克隆。应用：主要用于基因组作图、测序和克隆序列的对比。

cDNA文库是以mRNA为模版反转录而成的序列，与适当的载体（常用噬菌体或质粒

载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增。

应用：筛选目的基因、大规模测序、金银芯片杂交等功能基因组学的研究。

5，基因克隆的方法主要有哪几种？简述各种方法的作用和用途。

答：1，RACE技术，用于在已知cDNA序列的基础上克隆5’端和3’端缺失的序列；2，应用cDNA差示分析法克隆基因，在没有任何探针的情况下，通过降低cDNA群体复杂性和更换

cDAN两端接头的方法特异性的扩增目的基因片段。3，Gateway大规模克隆技术，用于实现不需要传统的酶切连接过程的基因快速克隆和载体间平行转移，为大规模克隆基因组注视的可译框架提供保障；4，基因的图位克隆法，用于分离未知形状目的基因。

6，在基因操作实践中有哪些检测核酸和蛋白质相对分子质量的方法？

答：核酸凝胶电泳、蛋白质SDS-PAGE

7，蛋白质组学的研究对象和目的是什么？主要有哪些技术和方法。

答：研究对象：某遗物种、个体、器官、组织或细胞在特定条件、特定时间所表达的全

部蛋白质图谱。技术：双向电泳技术、蛋白质印迹法、蛋白质的质谱分析技术

8，SNP作为第三代遗传标记的优点是什么？

答：(1) SNPs在基因组中的相对高频分布，非常适合用于关联分析。

(2) SNP在人群中是二等位基因性的，在任何人群中其等位基因频率都可估计出来；

(3) 与串联重复的微卫星位点相比，SNP是高度稳定的，尤其是处于编码区的SNP(cSNP)

，而前者的高突变率容易引起对人群的遗传分析出现困难；

(4) 部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构或基因表达水平，因

此，它们本身可能就是疾病遗传机制的候选改变位点；

(5)易于进行自动化、规模化分析，缩短了研究时间。

9，基因分型的方法有哪些？简述其原理。

答：基因分型是利用生物学检测方法测定个体基因型的技术。又称为基因型分析，PCR

基因分型技术，使用技术包括聚合酶链反应（PCR）、DNA片段分析、寡核苷酸探针（ASO probes）

、基因测序、核酸杂交、基因芯片技术等。

10，已知一个cDNA3’端的部分序列，请设计实验流程得到该基因的全长cDNA。

答：1，根据已知序列设计三条巢式引物，进行5’RACE，拿到5’序列； 2，同时设计巢氏引物，进行3’RACE 拿到3’序列； 3，序列拼接；4，设计引物扩增全长序列

第七章基因的表达与调控

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分子生物学课后(4版)答案

1.简述代谢物对基因表达调控的两种方式。

答：①转录水平上的调控

②转录后水平上的调控，包括mRNA加工成熟水平上的调控)和翻译水平上的调控

3.简述乳糖操纵子的调控模型。

答：A、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A 三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P 和一个调节基因I。

B、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I 基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O 处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

C、CAP 的正性调节：在启动子上游有CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与CAP 结合，使CAP 发生变构，CAP 结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP 结合位点，激活RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

D、协调调节：乳糖操纵子中的I 基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP 的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

5.什么是弱化作用？

答：1.当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNA Trp也就少，这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。

2.当培养基中色氨酸浓度较高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前就到达2区，使2-3区不能配对，3-4区自由配对形成基一环终止子结构，转录被终止，trp操纵子被关闭。

第八章

1，基因家族的分类及其主要表达调控模式

答：（1），简单多基因家族，真核生物首先是pre rRNA经过特异性甲基化，然后是经RNA酶的切割便可产生成熟rRNA 分子。原核生物则还要经过核酸酶降解才能产生成熟rRNA分子。（2），复杂多基因家族，一般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位，可能存在具有不同专一性的组蛋白亚类和发育调控机制。（3），发育调控的复杂多基因家族，每个基因家族中，基因排列的顺序就是他们在发育阶段的表达顺序。

2，何为外显子和内含子及其结构特点和可变调控

答：大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列组成的，编码序列称为外显子（exon），非编码序列称为内含子（intron）。结构特点：一个结构基因中编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，而是常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式。可变调控：不少真核基因的原始转录产物可通过不同剪接方式，产生不同的mRNA，并翻译成不同的蛋白质。另外，一些核基因由于转录是选择了不同的启动子或者在转录产物上选择了不同的PolyA位点而使转录产物产生不同的二级结构，因而影响剪接过程，最终产生不同的mRNA分子。

3DNA甲基化对基因表达的的调控机制

答：大量研究表明，DNA甲基化能关闭某些基因达的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。三种调控机制：一是DNA甲基化导致了某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质和DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。二是促进阻遏蛋白的阻遏作用。三是DNA的甲基化还提高了该位点的突变频率。

4真核生物转录元件组成及其分类

答：启动子，转录模版，RAN聚合酶Ⅱ基础转录所需的蛋白质因子（TFⅡ），RNA聚合酶Ⅱ，增强子，反式作用因子 5增强子的作用机制。

答：增强子是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。可能有3中作用机制：（1），影响模版附近的DNA双螺旋结构，导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子鱼启动子之间“成环”连接，活化基因转录。（2），将模版固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有利于DNA 拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进RNA聚合酶Ⅱ在DNA链上的结合和滑动。（3），增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ进入染色质结构的“入口”。

6反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控

答：反式作用因子是能直接或间接的识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白

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分子生物学课后(4版)答案

质。这些因子有两种独立的活性: 特异地与DNA结合位点相结合，然后激活转录。两种活性可以独立分配给特定的蛋白结构域，分别称作DNA结合结构域和激活结构域，两者是相分离的。它们在蛋白质的不同区域。

7举例说明蛋白质磷酸化如何影响基因表达。

答：蛋白质磷酸化主要影响细胞信号转导进而影响基因表达。举例：在糖原代谢过程中，激素与其受体在肌细胞外表面相结合，诱发细胞质cAMP的合成并活化A激酶，后者再将活化磷酸基团传递给无活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最终将糖原磷酸化，进入糖酵解途径并提供ATP。（cAMP介导的蛋白质磷酸化过程）

8组蛋白乙酰化和去乙酰化影响基因转录的机制。

答：组蛋白乙酰转移酶和去乙酰化酶通过是组蛋白乙酰化和去乙酰化对基因表达产生影响。组蛋白N端尾部上赖氨酸残基的乙酰化中和了尾部的正电荷，降低了它与组蛋白的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质结合的变化，从而提高了基因转录的活性。核心组蛋白H2A,H2B,H3,H4通过组蛋白尾部选择性乙酰化影响核小体的浓缩水平和可接近性。由于乙酰化的组蛋白抑制了核小体的浓缩，使转录因子更容易与基因组的这一部分相接触，有利于提高基因的转录活性。

9激素影响基因表达的基本模式。

答：许多类固醇激素（如雌激素、孕激素、醛固酮、糖皮质激素和雄激素）以及一些代谢性激素（如胰岛素）的调控作用都是通过起始基因转录而实现的。靶细胞具有专一的细胞质受体，可与激素形成复合物，导致三维结构甚至化学性质的变化。经修饰的受体与激素复合物通过核膜进入细胞核与染色质的特定区域结合导致基因转录的起始或关闭。靶细胞内含有大量激素受体蛋白，而非靶细胞中没有或很少有这类受体，这是激素调节转录组织特异性的根本原因。

10分子伴侣的分类及其影响基因表达的机制。

答：分子伴侣（molecular chaperone）是一类序列上没有相关性担忧共同功能的保守性蛋白质，它们在细胞内能帮助其他多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解。目前认为分子伴侣至少有两类：热休克蛋白家族和伴侣素。把能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因特意表达的DNA上游序列称为应答元件（response element），如热休克应答元件，这些应答元件与细胞内转移的转录因子相互作用，协调相关基因的转录。

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