大学分子生物学课后习题答案及考试重难点.docx
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大学分子生物学课后习题答案及考试重难点
第一章
1.概念：
分子生物学、反向生物学．（掌握）
答：
研究层次上：
整体水平、细胞水平、分子水平
研究范围上：
广义：
研究生物大分子的结构和功能,从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。
狭义：
研究核酸（基因）的结构和功能、复制、转录、表达和调控等过程，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。
2.现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面？
（理解）
答：
（1）基因与基因组的结构与功能
（2）DNA的复制、转录和翻译
（3）基因表达调控的研究
（4）DNA重组技术
（5）结构分子生物学
3.分子生物学发展经历哪几个阶段？
（了解）
答：
（1）人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段
（2）重组DNA技术的建立和发展阶段
（3）重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段
4.DNA重组技术有哪些方面的应用？
（了解）
答：
（1）用于进行基础研究
（2）用于大量生产某些细胞代谢中产量很低的多肽,如激素、抗体、疫苗等；
（3）可以用于定向改造某些生物的基因结构，使它们所具备的特殊经济价值或功能得以成百上千倍提高
第三章
1．概念：
DNA复性、DNA变性、Tm、核酸分子杂交（掌握）
DNA复性:
在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。
DNA变性:
在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。
融解温度Tm:
变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的融解温度或解链温度。
核酸分子杂交:
利用复性后DNA双螺旋的各种性质可以恢复的特性。
将不同来源的DNA单链分子或RNA分子放在同一体系中，只要两种单链分子之间在某些区域存在着互补序列，在适宜的条件下，就可以形成杂交双链。
这种过程称为核酸分子杂交。
2,如何理解RNA兼具信息分子和功能分子的作用？
（掌握）
答：
RNA作为遗传信息的传递者的核心作用以外，还起着表达者、储存者的作用。
另外，还参与基因表达的调控，与生物机体的生长发育密切相关；具有生物催化功能，用于初始转录物的剪接加工。
3.为什么说碱基配对规律是DNA双螺旋结构的最基本特性？
（理解）
答：
根据碱基互补原则，当一条核酸链序列被确定后，即可决定与之互补的另外一条核酸链的序列。
碱基互补原则不仅是半保留复制的基础，而且是转录和表达的基础。
所以，碱基互补原则具有极其重要的生物学意义。
它是核酸复制与表达的分子基础，是遗传信息传递所有过程的核心。
4.核酸的分子杂交有哪些应用？
（了解）
答：
研究DNA分子中某一种基因的位置
测定两种核酸分子间的序列相似性
检测某些专一序列在待检样品中存在与否
④是基因芯片技术的基础
选择题：
1哪个实验证明了DNA是遗传物质？
（C）
A1928年，肺炎球菌体内转化实验
B1944年，肺炎球菌体外转化实验
C1952年，用同位素标记技术，将T2噬菌体侵染大肠杆菌细胞的实验
D1956年，烟草花叶病毒的杂合、重建实验。
2基因组计划的任务主要是针对核酸的哪一级结构进行研的？
（A）
A一级结构B二级结构C三级结构D四级结构
3RNA有一下哪些功能？
（AB）
A是遗传信息的中间传递体，还是遗传信息的储存者、表达者
B参与基因表达的调控，
C是细胞中主要的遗传物质
D具有生物催化功能
4Southernblot、northernblot、westernblot分别是鉴定哪种分子的技术？
（A）
ADNA、RNA、蛋白质BRNA、DNA、蛋白质
C蛋白质、DNA、RNAD蛋白质、RNA、DNA
第四章
一．概念：
基因、基因组、断裂基因、重叠基因、操纵子、顺反子、GT-AG法则、RNA的剪接、基因簇、基因家族、C值矛盾（掌握）
基因：
原核、真核生物、病毒的DNA、RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位、突变单位以及控制性状的功能单位。
基因组：
生物或细胞中，一套完整单倍体遗传物质的总和。
断裂基因：
基因的编码序列在DNA分子上被不编码的序列隔开，没有连
续排列
重叠基因：
一个基因的编码区与另一个基因的编码区部分或全部重叠，通过阅读不同可读框，编码出不同的蛋白质。
操纵子:
原核生物中，功能相关的几个结构基因串联排列在一起，形成一个转录单元，受同一个调控区调节，转录产物为多顺反子mRNA.
顺反子：
顺反子是能编码出一条完整的肽链的一段核苷酸序列。
GT-AG法则：
在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列，内含子的5’端是GT，3’端是AG，这种接头方式称为GT-AG法则。
普遍存在于真核生物中，是RNA剪接的识别信号，转录后的前体RNA中的内含子剪接位点。
基因家族：
真核生物基因组中，来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。
基因簇：
基因家族中一组相同或相关基因串联排列在一起
RNA的剪接：
从mRNA原初转录产物中去除内含子序列，产生一个只由
外显子组成的mRNA。
这个过程称为RNA的剪接。
C值悖理：
指真核生物中DNA含量的反常现象。
一种生物单倍体基因组所包含的全部DNA量称为该物种的C值。
二．比较病毒基因组、细菌基因组、真核生物基因组的特点（掌握）
病毒基因组一般特点：
1、基因组小、遗传信息也相应少。
2、病毒基因组可以由DNA组成，也可以是RNA组成
3、基因组的大部分是用来编码蛋白质，间隔序列很短
4、基因组有重叠基因存在。
5、功能相关基因成簇
细菌基因组与真核基因组特点：
不同点：
原核基因组真核基因组
1大小、染色体
小,裸露DNA
大，染色体
转译是否同步
同时进行
时空分隔
2编码序列比例
大部分为编码序列
含大量非编码序列
3重复序列比例
重复序列不多
大量重复序列
4操纵子结构
操纵子，多顺反子
单顺反子
5基因编码区是否连续
连续的
断裂基因
相同点：
具有多种调控区；存在可移动的因子
三.如何解释断裂基因与中心法则的矛盾？
大多数断裂基因有什么共同特征？
断裂基因的存在有什么生物学意义？
（掌握）
1.在真核生物基因的表达过程中，DNA经过转录产生了精确对应于DNA序列的RNA拷贝，但这个RNA只是一个前体分子，不能直接用于表达蛋白质。
必须从mRNA原初转录产物中除去内含子序列，以产生一个只由外显子构成的信使RNA。
经过RNA剪接后，所有的外显子按其在DNA上相同的顺序连接在同一个RNA分子上，然后再翻译成蛋白质。
（答案不确定！
！
！
）
2.大多数断裂基因的共同特征：
（1）外显子在基因中的排列顺序与它在成熟mRNA产物中的排列
顺序相同。
----剪接只是去除内含子，外显子的排列顺序不变
（2）没有组织特异性：
某种断裂基因在所有组织中都具有相同
的内含子成分。
----基因组没有组织特异性
（3）在内含子上发生突变不影响蛋白质的结构，内含子上的突变
对生物体没有影响。
----自我防护机制
3.断裂基因的意义：
（1）储存较多遗传信息
（2）增加了重组机会
（3）自我防护机制
（4）利于变异和进化
（5）基因调控装置
四.比较病毒和真核生物增加基因组编码能力的方式？
试分析选择不同方式的原因。
（掌握）
病毒：
某些较小病毒基因组可利用基因重叠的方式来增加其编码能力。
因其基因组小，每一种病毒只有一种核酸组成，利用有限的遗传资源，表达更多基因产物，以满足生物功能的需要。
真核生物：
通过选择性剪接，形成不同的蛋白质,增加他们的编码能力。
因其结构复杂，基因数多，非编码序列占90%以上。
（个人观点）
五.简述基因的概念的发展过程（了解）
1．经典遗传学关于基因的概念：
基因的概念产生于经典遗传学
1865年，孟德尔发表《植物杂交试验》,将控制性状的遗传因素称为“遗传因子”
1909年，约翰生提出基因（gene）取代遗传因子。
1910年，摩尔根提出基因位于在染色体上。
基因不重复、不重叠、不分割。
基因是功能单位、突变单位、重组单位---“三位一体”的概念。
2．现代遗传学关于基因的概念：
1957年，Benzer用T4噬菌体为材料通过顺反实验提出顺反子的概念。
基因--相当于一个顺反子。
3．分子生物学关于基因的概念：
1961年，Monord和Jacobe对大肠杆菌乳糖代谢进行研究，提出了乳糖操纵子学说。
基因是实现一定遗传效应的核苷酸序列----基因不一定都得有产物
六.基因家族可以分为哪几类？
（了解）
（1）广义的基因家族分类：
来源相同序列高度同源性rRNA、组蛋白进化中，成员自动均一化，序列高度保守，有几十个-几百个拷贝数
结构相似编码产物（氨基酸序列）：
大段高度保守
功能相关没有同源序列，但是功能相关---超基因家族
（2）按照其在基因组的分布分类：
不同染色体上珠蛋白、干扰素、生长激素等
在同一染色体上串联排列rRNA、组蛋白基因家族---基因簇
判断题：
•1所有生物都含有基因，任意一段DNA分子都是一个基因。
•2高等真核生物大部分DNA是不编码蛋白质的
•3病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质，基因间的间隔序列很短。
•4反向生物学是从蛋白质出发，研究基因的结构和功能的科学。
•5基因家族中的相关基因都是串联排列在一起的。
•6基因簇是真核生物基因组中，来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。
•7假基因不能表达出有活性的蛋白质
选择题
1关于基因的描述正确的是（）
A基因都有编码功能。
B基因都经过转录和翻译，产生蛋白质产物。
C基因不一定都得有产物。
D基因不一定都进行翻译，但是必须经过转录。
2真核基因与原核基因的主要区别是真核基因有（）
A内含子B开放阅读框架C启动子D增强子
3关于断裂基因的描述正确的是（）
A真核生物中所有的基因都是断裂基因。
B内含子是断裂基因中不编码蛋白质的序列，是无用的。
C在外显子上发生突变会对断裂基因的产物蛋白质的结构产生影响
D断裂基因中的内含子成分不出现在成熟的mRNA分子中。
4.关于断裂基因的描述正确的是（）
A外显子以相同顺序存在于基因组和mRNA中。
B内含子可以被翻译
C人体所有的细胞都表达相同的一套基因
D人体的所有细胞以相同的方式剪接每个基因的mRNA
5.关于断裂基因的描述正确的是（）
A断裂基因中的内含子在基因中的排列顺序与它在成熟mRNA产物中的排列顺序相同。
B某种断裂基因在同一生物中的不同组织中都具有相同的内含子成分。
C在内含子上发生突变会对断裂基因的产物蛋白质的结构产生影响，所以有利于生物的变异和进化。
D原核生物通过RNA选择性剪接的方式增加其编码能力，储存较多遗传信息
第五章
1、概念：
复制子（掌握）
复制子：
基因组内能独立进行复制的单位。
它包括复制起始点和复制终止点
比较原核生
2、物和真核生物DNA复制的一般特点.（掌握）
原核生物vs真核生物
不同点：
1复制速度
快
慢
2复制子
1个复制子
多个复制子
3DNA聚合酶不同
DNA聚合酶Ⅰ
DNA聚合酶Ⅱ
DNA聚合酶
DNA聚合酶αβγδε
4端粒
不存在这种情况
真核生物染色体DNA
末端存在端粒结构
相同点：
复制机制、过程类似；需要DNA聚合酶;方向一样双向的
原核生物和真核生物DNA复制的不同点
1 原核生物比真核生物DNA复制速度快
2 原核生物基因组DNA有1个复制子，真核生物有多个复制子
3 原核生物与真核生物DNA聚合酶不同
4 真核生物真核生物染色体DNA末端存在端粒结构，原核生物不存在这种情况。
3.真核生物基因组比原核生物大，但真核细胞DNA复制的速度比原核生物慢，真核生物如何满足细胞对DNA的需要？
（掌握）
原核生物和真核生物DNA复制的不同点
1 原核生物比真核生物DNA复制速度快
2 原核生物基因组DNA有1个复制子，真核生物有多个复制子
3 原核生物与真核生物DNA聚合酶不同
4 真核生物真核生物染色体DNA末端存在端粒结构，原核生物不存在这种情况。
4.端粒和端粒酶的作用
端粒是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。
其共同的结构特征是由一些富含G、C的短重复序列构成，可重复数十次至数百次。
端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，具有逆转录活性。
它可以其自身携带的RNA为模板，通过逆转录对末端DNA链进行延长。
5.简述DNA复制采取半不连续复制方式的原因.（理解）
保持DNA复制的忠实性
6.保证复制忠实性的机制有哪些？
DNA复制为什么要合成一个RNA引物，而后又把这个引物消除呢？
（了解）
保证复制忠实性的主要机制:
（1）DNA聚合酶的碱基选择作用和自我校正功能
（2）以RNA作为引物的作用
（3）细胞内的校正和修复系统
DNA聚合酶不能从头开始合成。
从头合成引物，带来误差较大；并且错误合成的引物，不能被切除。
RNA引物比DNA引物更有利于消除误差。
先合成一条低忠实性的多核苷酸来开始DNA的合成，并以核糖核苷酸来表示是“暂时”的。
DNA聚合酶具有35′外切酶功能，校对核苷酸。
并切除RNA引物，以高忠实性的脱氧核苷酸取而代之，确保复制的忠实性。
第八章
1．概念：
转录单元、模板链、编码链、启动子、终止子
转录单元：
真核生物转录单元为一个基因（单顺反子），转录产物是单顺反子mRNA，每个结构基因有自身启动子；原核生物中转录单元为多顺反子，多个结构基因共享一个启动子。
模板链：
用于转录的链称为模板链。
编码链：
与模板链对应的非模板链称为编码链。
启动子：
RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶结合和转录起始所需的保守序列位点，本身不被转录。
终止子：
是提供RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
2．转录的一般特点（掌握）
1）催化转录反应的酶是RNA聚合酶
2）合成RNA的底物是4种核糖核苷三磷酸（NTP）
3）转录具有选择性
4）转录具有特定的起始和终止位点
5）转录的模板具有不对称性。
只有DNA双链的一股链作为转录的模板。
6）转录延伸方向为5‘→3’方向
7）转录起始由DNA分子上的启动子控制
3.比较原核生物与真核生物转录的特点（掌握）
不同点：
原核生物转录真核生物转录
1转译是否同步
同时进行
时空分隔
2转录单元
多顺反子
单顺反子
3RNA聚合酶
1种
高度分工
4转录因子参与
不需
转录因参与转录过程
5顺式作用元件
种类少，简单
比较复杂
4.比较不依赖于ρ因子的和依赖于ρ因子的两种转录终止作用机制（掌握）
（1）不依赖于ρ因子的终止作用
不依赖任何辅助因子，形成茎环二级结构。
内在终止子结构特点：
a.反向重复序列，一段GC富集区：
其转录作用生成的mRNA在其相应序列中互补配对形成的发卡式结构（茎环二级结构）。
b.一段AT富集区：
转录生成的mRNA的3′末端中相应的有一连串U序列。
茎环结构使转录终止的机理
a.环结构使RNA聚合酶移动缓速、暂停。
b.末端U-A杂合双链处于末端，氢键和碱基堆积力弱，极易解链。
使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。
（2）依赖于ρ因子的终止作用
依赖于ρ因子的终止子结构特征:
1、有回文结构（反向重复序列）
2、不富含GC
3、无polyU。
ρ因子：
是一个六聚体蛋白。
ρ因子具有ATP酶活性和解螺旋酶活性，是促使转录三元复合物解离的根本原因。
ρ因子的ATP酶活性,用于追赶RNA聚合酶
ρ因子的解螺旋酶活性能促使新生的RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。
5.原核生物的RNA聚合酶各亚基的功能？
（理解）
•α：
酶的装配与启动子上游元件和活化因子结合
•β：
结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键形成，与模板DNA结合，形
•
β′成催化中心
•σ亚基的作用：
识别启动子和促进转录的起始。
•ω：
未知
6.真核生物3种类型RNA聚合酶的功能（理解）
（1）RNA聚合酶Ⅰ：
主要负责转录45SrRNA前体，经转录后加工产生5.8SrRNA、18SrRNA和28SrRNA。
（2）RNA聚合酶Ⅱ：
主要转录产物为mRNA前体分子，即核内不均一的RNA，以及几种小分子RNA,负担着RNA聚合酶的基本功能。
（3）RNA聚合酶Ⅲ：
催化的主要转录产物为tRNA、5SrRNA和一些稳定的小分子RNA转录物，包括参与mRNA前体剪接的U6snRNA及参与运输蛋白质到内质网上的信号识别颗粒7SRNA。
7.原核生物启动子上不同区域（-10区和－35区）的功能（理解）
（1）-35序列：
提供RNA聚合酶识别的信号。
又称“识别区域”。
通过因子识别-35序列，使结合在启动子上。
（2）-10序列：
有助于DNA解螺旋。
RNA聚合酶的“结合位点”-10序列组成全是A－T配对，所以Tm值较低。
此区域的DNA双链容易解开，利于RNA聚合酶的进入，而促使转录作用的起始。
（3）起始位点附近的序列影响转录的起始效率
（４）-35框与-10框之间的距离影响转录的起始效率
8.真核生物3种启动子的结构特点（了解）
1）类型Ⅰ基因启动子
核心启动子（corepromoter）：
位于-45—+20，负责转录的起始。
上游控制元件（upstreamcontrolelement，UCE）：
位于-180—-107，可增加转录起始的效率。
两个区域都有G.C丰富区（含量达85%）
2）类型Ⅱ基因启动子
核心启动子：
起始子（initiator，Inr）
基本启动子：
TATA盒：
-25—-35bp
上游启动子元件：
CAAT盒：
-70~-80区
GC盒：
-80~-110区
下游元件
3）类型Ⅲ基因启动子
•转录起点上游启动子--snRNA
•基因内启动子---tRNA、5SrRNA
启动子的两个保守序列：
A框（5’-TGGCNNAGTGG-3’）；
B框（5’-GGTTCGANNCC-3’）
第九章
1．概念：
（掌握）
RNA的成熟：
（P267）细胞内由RNA聚合酶合成的原初转录物一般都需要经过一系列的变化，包括：
①5’端形成帽子结构；②3’端形成多聚腺苷酸；③剪接；④链的断裂；⑤核苷酸修饰；⑥糖苷键的改变；⑦RNA的编辑等过程，才能转变为成熟的RNA分子，这些过程总称为RNA的成熟。
3’多聚腺苷酸化：
真核细胞中几乎所有的成熟mRNA的3’末端都有一串腺苷酸构成的尾巴，即poly（A）。
RNA的剪接：
真核生物基因表达过程中，DNA经过转录产生了精确对应于DNA序列的mRNA原初转录产物,它不能直接用于表达蛋白质。
转录后加工时从原初转录产物中去除内含子序列，外显子被连接在一起，产生成熟的mRNA此过程称为剪接。
核内不均一RNA：
真核生物刚转录出来的mRNA分子是复杂的前体，且大小很不一致，即核内不均一RNA。
5`GT-AG3`法则：
在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列，内含子的5`端是GT，3端是AG，这种接头方式称为GT-AG法则.GT-AG法则普遍存在于真核生物中，是RNA剪接的识别信号，转录后的前体RNA中的内含子剪接位点。
选择性剪接：
一个基因的初级转录产物在不同的分化细胞、不同的发育阶段、甚至不同的生理状态下，通过不同的剪接途径，产生不同的成熟mRNA和蛋白质。
2、真核生物mRNA前体的加工包括哪些内容？
（掌握）
•5′端加帽：
真核生物mRNA前体和绝大多数成熟的mRNA都在5′端形成特殊的帽子结构。
•3’端剪切及加多聚A尾：
在mRNA3’端，由Poly（A）聚合酶添加Poly（A）到mRNA分子上。
•剪接：
真核生物基因表达过程中，DNA经过转录产生了精确对应于DNA序列的mRNA原初转录产物,它不能直接用于表达蛋白质。
转录后加工时从原初转录产物中去除内含子序列，外显子被连接在一起，产生成熟的mRNA。
•甲基化：
RNA链内部的核苷酸被甲基化。
3、5’端帽子结构的功能（掌握）
（1）对mRNA有保护作用，使mRNA免受核酸酶的降解
（2）使mRNA具有可翻译能力
（3）作为进出细胞核的识别标记
4、3’端加尾结构的功能（掌握）
（1）对mRNA有保护作用，使mRNA免受核酸酶的降解
（2）使mRNA具有可翻译效率能力
5、内含子的剪接有哪三种方式？
（掌握）（P273、PPT61）
1）自我剪接
2）蛋白质（酶）参与的剪接
3）依赖snRNP的剪接
6、选择性剪接有哪些类型？
（理解）（课本P293、PPT58）
①不同启动子
②不同polyA尾位点
③缺失外显子
④保留内含子
⑤部分缺失外显子
⑥部分保留外显子
7、什么是RNA的自我剪接？
有哪些类型？
（理解）
像催化作用一样，内含子能从RNA里切下自已，而这只依赖于内含子中的RNA序列。
分别有I型内含子的剪接和II型内含子的剪接。
第十一章
1、概念：
可读框/开放阅读框架（掌握）
按照三联密码子进行阅读某段DNA序列，就是从起始密码子到终止密码子之间的一段连续的密码子区域.ORF对应于DNA上的编码区（编码某种蛋白产物的区域）
2、真核与原核生物的蛋白质起始合成的区别？
（掌握）
1 真核起始甲硫氨酸不需甲酰化。
2 真核与原核生物中mRNA与核糖体的识别机制不同：
真核AUG位于5’端没有S-D序列。
但是mRNA5‘端具有帽子结构。
帽子结合蛋白
（CBP）可与mRNA帽子识别结合，促进mRNA与小亚基结合。
滑动搜索模型。
原核生物：
多个AUG，多个起始位点，为多个蛋白起始合成。
需要翻译起始信号S-D序列。
3、真核与原核生物的核糖体的组成？
（理解）
核糖体的组成由几十种蛋白质和几种核糖体RNA（rRNA）组成的亚细胞颗粒
4、核糖体循环的概念（理解）
3个步骤构成一个循环，每经过一个循环，就有一个氨基酸残基加入到肽键上，周而复始地延伸，多肽链得以合成。
1）进位反应2）成肽反应3）移位反应
第12章
1.概念：
基因表达调控、操纵子模型（掌握）
基因表达调控：
生物体内基因表达的调节控制机制，使细胞中基因表达的过程在时间上、空间上处于有序状态，并对环境条件的变化做出适当反应的复杂过程。
操纵子模型：
操纵子是原核生物在分子水平上的基因表达调控的单位，由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因等序列组成。
通过调节基因编码的调节蛋白或与诱导物、辅阻遏物协同作用，开启或关闭操纵子上的结构基因，对结构基因的表达进行正、负控制。
2.基因表达调控主要在那些水平进行？
（掌握）
基因水平.转录水平（基因激活及转录起始）.转录后水平（加工及转运）.翻译水平.翻译后水平
以转录水平的基因表达调控最重要。
3、原核基因表达调控的特点（掌握）
1）原核生物基因表达调控存在于转录和翻译的起始、延伸和终止的每一步骤，多以操纵子为单位进行。
2）细胞要控制蛋白在不同时期的表达水平，可以通过转录、翻译水平进行调控，但是主要发生在转录水平，有正负两种机制。
4、以乳糖操纵子为例，简述负调控系统的作用机制（掌握）
没有乳糖
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