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分子生物学资料

《分子生物学》练习题及参考答案

（1）

（一）名词解释

1．翻译（translation）：

以mRNA为模板，氨酰-tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

2．密码子（codon）：

mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的，mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。

3．密码的简并性（degeneracy）：

—个氨基酸具有两个以上密码子的现象。

4．同义密码子（synonymcodon）：

为同—种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。

5．变偶假说（wobblehypothesis）：

指反密码子的前两个碱基（3’-端）按照标准与密码子的前两个碱基（5’-端）配对，而反密码子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。

6．移码突变（frame-shiftmutation）：

在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。

7，同功受体（isoacceptor）：

转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。

8．反密码子（anticodon）：

指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。

9．多核糖体（polysome）：

mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。

（二）问答题

1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?

它们具有什么功能?

①mRNA：

蛋白质合成的模板；②tRNA：

蛋白质合成的氨基酸运载工具；③核糖体：

蛋白质合成的场所；④辅助因子：

（a）起始因子—--参与蛋白质合成起始复合物形成；（b）延长因子—--肽链的延伸作用；（c）释放因子一--终止肽链合成并从核糖体上释放出来。

2．遗传密码是如何破译的?

提示：

三个突破性工作

（1）体外翻译系统的建立；

（2）核糖体结合技术；（3）核酸的人工合成。

3．遗传密码有什么特点?

（1）密码无标点：

从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。

增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。

（2）密码不重叠：

组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。

（3）密码的简并性：

在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。

（4）变偶假说：

密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。

（5）通用性及例外：

地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。

（6）起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。

4．简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。

（1）mRNA：

DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。

（2）tRNA：

蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。

（3）rRNA核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。

5．简述核糖体的活性中心的二位点模型及三位点模型的内容。

（1）二位点模型A位：

氨酰-tRNA进入并结合的部位；P位：

起始氨酰-tRNA或正在延伸的肽基-tRNA结合部位，也是无载的tRNA从核糖体上离开的部位。

（2）三位点模型大肠杆菌上的70S核糖体上除A位和P位外，还存在第三个结合tRNA的位点，称为E位，它特异地结合无负载的tRNA及无负载的tRNA最后从核糖体上离开的位点。

6．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的?

催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行：

（1）活化需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶复合物。

，

（2）转移在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸—AMP—酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。

7．简述蛋白质生物合成过程。

蛋白质合成可分四个步骤，以大肠杆菌为例：

（1）氨基酸的活化：

游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。

（2）肽链合成的起始：

由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA（fMet-tRNAt）形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。

（3）肽链的延长：

起始复合物形成后肽链即开始延长。

首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位．最后核糖体沿mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。

（4）肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。

8．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?

提示：

（1）氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；

（2）携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；（3）起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；（4）核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性；（5）校正作用：

氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。

9．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。

（1）起始因子不同：

原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。

（2）起始氨酰-tRNA不同：

原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi

（3）核糖体不同：

原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基

10．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容?

提示：

（1）水解修饰；

（2）肽键中氨基酸残基侧链的修饰；（3）二硫键的形成；（4）辅基的连接及亚基的聚合。

11．蛋白质的高级结构是怎样形成的?

提示：

蛋白质的高级结构是由氨基酸的顺序决定的，不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，各自按一定的方式折叠而成该蛋白质的高级结构。

折叠是在自然条件下自发进行的，在生理条件下，它是热力学上最稳定的形式，同时离不开环境因素对它的影响。

对于具有四级结构的蛋白质，其亚基可以由一个基因编码的相同肽链组成，也可以由不同肽链组成，不同肽链可以通过一条肽链加工剪切形成，或由几个不同单顺反子mRNA翻译，或由多顺反子mRNA翻译合成。

12．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?

如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?

原核细胞：

70S核糖体由30S和50S两个亚基组成；真核细胞：

80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。

利用放射性同位素标记法，通过核糖体的分离证明之。

13.已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。

结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下：

  正常肽段Met-Val-Cys-Val-Arg

  突变体肽段Met-Ala-Met-Arg

（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？

（2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列.

   提示：

有关氨基酸的简并密码分别为

       Val:

GUUGUCGUAGUGArg:

CGUCGCCGACGAGAAGG

       Cys:

UGUUGCAla:

GCUGCCGCACGC

提示：

（1）在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C；

（2）正常肽段的核苷酸序列为：

AUGGUAUGCGU…CG…；突变体肽段的核苷酸序列为：

AUGGCUAUGCGU。

14.试列表比较核酸与蛋白质的结构。

核酸与蛋白质的结构比较表如下：

核酸（Nucleicacids）

蛋白质（Proteins）

DNA

RNA

一级结构

Primarystructure

核苷酸序列

AGTTCT或AGUUCU的排列顺序

3，，5，-磷酸二酯键

氨基酸排列顺序

肽键

二级结构

Secondarystructure

双螺旋

主要是氢键，碱基堆积力

配对（茎-环结构）

（同左）

有规则重复的构象

（α-helix，β－sheet，β-turn）

氢键

三级结构

Tertiarystructure

超螺旋

RNA空间构象

一条肽链的空间构象

范德华力氢键疏水作用盐桥二硫键等

四级结构Quaternarystructure

多条肽链

（或不同蛋白）

15.试比较原核生物与真核生物的翻译。

原核生物与真核生物的翻译比较如下：

仅述真核生物的，原核生物与此相反。

（1）.起始Met不需甲酰化；

（2）.无SD序列，但需要一个扫描过程；（3）.tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合；（4）.起始因子比较多；（5）.只一个终止释放因子。

（三）填空题

1．蛋白质的生物合成是以___________为模板，以___________为原料直接供体，以_________为合成杨所。

2．生物界共有______________个密码子，其中___________个为氨基酸编码，起始密码子为_________；终止密码子为_______、__________、____________。

3．原核生物的起始tRNA以___________表示，真核生物的起始tRNA以___________表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以__________表示。

4．植物细胞中蛋白质生物合成可在__________、___________和___________三种细胞器内进行。

5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热___________蛋白质，Ts为对热________蛋白质。

6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_____________、____________；RF-2识别__________、____________；真核中的释放因子只有___________一种。

7．氨酰-tRNA合成酶对__________和相应的________有高度的选择性。

8．原核细胞的起始氨基酸是_______，起始氨酰-tRNA是____________。

9．原核细胞核糖体的___________亚基上的__________协助辨认起始密码子。

l0．每形成一个肽键要消耗_____________个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗___________个高能磷酸键。

11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化__________形成和_________的水解。

12．肽链合成终止时，___________进人“A”位，识别出_________，同时终止因子使________的催化作用转变为____________。

13．原核生物的核糖体由____________小亚基和____________大亚基组成，真核生物核糖体由_________小亚基和_______________大亚基组成。

14.蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_____________、____________、___________。

1．mRNA氨酰-tRNA核糖体2．6461UAAUAGUGA3．tRNAftRNAitRNAm4．核糖体线粒体叶绿体5．不稳定稳定6．UAAUAGUAAUGARF7．氨基酸tRNA8．甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酰-tRNA9．小16SrRNA10．4111．肽键肽酰-tRNA12．终止因子终止密码子肽基转移酶水解作用13．30S50S40S60S14.SerThrTyr

（四）选择题

1．蛋白质生物合成的方向是（）。

①从C→N端②定点双向进行③从N端、C端同时进行④从N→C端

2．不能合成蛋白质的细胞器是（）。

①线粒体②叶绿体③高尔基体④核糖体

3．真核生物的延伸因子是（）。

①EF—Tu②EF一2③EF--G④EF一1

4．真核生物的释放因子是（）。

①RF②RF一1③RF一2④RF一3

5．能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是（）。

①A、G②C、U③U④U、C、A

6．蛋白质合成所需能量来自（）。

①ATP②GTP③ATP、GTP④GTP

7．tRNA的作用是（）。

①将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上②把氨基酸带到mRNA位置上

③将mRNA接到核糖体上④增加氨基酸的有效浓度

8．关于核糖体的移位，叙述正确的是（）。

①空载tRNA的脱落发生在“A”位上②核糖体沿mRNA的3’→5’方向相对移动

③核糖体沿mRNA的5’→3’方向相对移动

④核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度

9．在蛋白质合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸键（）。

①肽基转移酶形成肽键②氨酰一tRNA与核糖体的“A，’位点结合

③核糖体沿mRNA移动④fMet—tRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合

10．在真核细胞中肽链合成的终止原因是（）。

①已达到mRNA分子的尽头②具有特异的tRNA识别终止密码子

③终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键④终止密码子被终止因子（RF）所识别

11．蛋白质生物合成中的终止密码是（）。

①UAA②UAU③UAC④UAG⑤UGA

12．根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码子（）

①A②C③G④T⑤U

13．下列哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子（）。

①IF1②IF2③eIF2④eIF4⑤elF4A

14．蛋白质生物合成具有下列哪些特征（）。

①氨基酸必须活化②需要消耗能量③每延长一个氨基酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤

④合成肽链由C端向N端不断延长⑤新生肽链需加工才能成为活性蛋白质

15．下列哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰（）。

①切除内含子，连接外显子②切除信号肽③切除N-端Met④形成二硫键⑤氨的侧链修饰

16．蛋白质生物合成过程中，下列哪些步骤需要消耗能量（）。

①氨基酸分子的活化②70S起始复合物的形成③氨酰tRNA进入核糖体A位④肽键形成⑤核糖体移位

17．原核生物的肽链延伸过程有下列哪些物质参与（）。

①肽基转移酶②鸟苷三磷酸③mRNA④甲酰甲硫氨酰-tRNA

⑤EF-Tu、EF-Ts、EF-G

18.Shine-Dalgarno顺序（SD-顺序）是指:

（）

①在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序

②在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序

③16srRNA3'端富含嘧啶的互补顺序④启动基因的顺序特征⑤以上都正确

19.在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它:

（）

①使大小亚基解聚　②使肽链提前释放③抑制氨基酰-tRNA合成酶活性　④防止多核糖体形成⑤以上都正确

20.氨基酸活化酶：

（）

①活化氨基酸的氨基②利用GTP作为活化氨基酸的能量来源

③催化在tRNA的5’磷酸与相应氨基酸间形成酯键

④每一种酶特异地作用于一种氨基酸及相应的tRNA⑤以上都不正确

1．④2．③3．④4．①5．④6．③7．②8．③9．①10．④11．①④⑤12．①②⑤13．③④⑤14．①②③⑤15．②③④⑤16．①②③⑤17．①②③⑤18.①19.②20.④

（五）是非题

1．DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。

（）

2．密码子在mRNA上的阅读方向为5’→3’。

（）

3．每—种氨基酸都有两种以上密码子。

（）

4．一种tRNA只能识别一种密码子。

（）

5．线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。

（）

6．大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。

（）

7．大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合。

（）

8．在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。

（）

9．氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗—个高能磷酸键。

（）

10．线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物相同。

（）

11．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。

（）

12．AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。

（）

13．构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。

（）

14．核糖体大小亚基的结合和分离与Mg2+，的浓度有关。

（）

15．核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。

（）

16.E.coli中，DnaA与复制起始区DNA结合，决定复制的起始。

（）

1．×2．√3．×4．×5．√6．×7．√8．√9．×10．√11．×12．√13．×14．√15．×16.√

《分子生物学》练习题及参考答案

（2）

1．中心法则（centraldogma）：

生物体遗传信息流动途径。

最初由Crick（1958）提出，经后人的不断补充和修改，现包括反转录和RNA复制等内容。

2．半保留复制（简称复制）（semiconservativereplication）：

亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链，称为半保留复制。

3．DNA聚合酶（DNApolymerase）：

指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5’→3’方向合成DNA的一类酶，反应条件：

4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。

DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。

4．解旋酶（helicase）：

是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。

5．拓扑异构酶（topoisomerase）：

是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：

类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。

6．单链DNA结合蛋白（single-strandbindingprotein,SSB）：

是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。

它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

7．DNA连接酶（DNAligase）：

是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。

反应需要能量。

8．引物酶及引发体（primase＆primosome）：

以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物，在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。

大肠杆菌的引物酶单独没有活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引发体才有生物活性。

9．复制叉（replicationfork）：

复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。

10．复制眼θ结构：

在一段DNA上，正在复制的部分形成眼状结构。

复制眼在环状DNA上形成的结构与希腊字母θ相象，所以叫θ结构。

11．前导链（1eadingstrand）：

在DNA复制过程中，以亲代链（3’→5’为模板时，子代链的合成（5’→3’）是连续的．这条能连续合成的链称前导链。

12．冈崎片段（Okazakifragment）、后随链（1aggingstrand）：

在DNA复制过程中，以亲代链（5’→3’）为模板时，子代链的合成不能以3’→5’方向进行，而是按5’→3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。

由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。

13．半不连续复制（Semidiscontinuousreplication）：

在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。

14．逆转录（reversetranscription）：

以RNA为模板合成DNA的过程。

15．逆转录酶（reversetranseriptase）：

催化以RNA为模板合成DNA的逆转录过程的酶。

Temin（1960）首次从劳氏肉瘤病毒中发现。

逆转录酶具有多种酶活性：

依赖RNA的DNA聚合酶活性；依赖DNA的DNA聚合酶活性，RNA水解酶活性，DNA合成方向5’→3’。

合成时需要引物与模板。

16．突变（mutation）：

基因组DNA顺序上的任何一种改变都叫做突变。

分点突变和结构畸变。

17．点突变（Pointmutation）：

是指一个或几个碱基对被置换（replacement），这种置换又分两种形式：

转换（transition）一--指用一个嘌呤碱置换另一个嘌呤碱，一个嘧啶碱置换另一个嘧啶碱；颠换（transversion）一--指用嘌呤碱置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。

18．结构畸变：

基因中的缺口、或插入（insertion）或缺失（deletion）某些碱基造成移码突变使DNA的模板链失去功能。

19．诱变剂（mutagen）：

使基因组发生突变的物理、化学、生物因素叫诱变剂。

20．修复（repair）：

除去DNA上的损伤，恢复DNA的正常结构和功能是生物机体的一种保护功能。

21．光裂合酶修复（又称光复活）（photoreactivation）：

可见光将光裂合酶激活，它分解DNA上由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使它们恢复成两个单独的嘧啶碱。

22．切除修复（excisionrepair）：

在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，以互补链为模板，合成出空缺的部分，使DNA恢复正常结构的过程。

23．重组修复（recombinationrepai