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基础分子生物学习题

第一章

1．什么是分子生物学？

⑴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。

⑵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。

2．列举分子生物学发展历程中的10个重大事件。

1944年，著名微生物学家Avery等在对肺炎双球杆菌的转化实验中证实了DNA是遗传物质。

1953年，Waston和Crick提出了DNA双螺旋模型。

1954年，Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律，后来Nirenberg等于1961年破译了第一批遗传密码。

Crick在前人基础之上提出了中心法则。

1956年，A.Kornberg在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I，这是能在试管中合成DNA的第一种核酸酶。

1961年，F.Jacob＆J.Monod提出调节基因表达的操纵子模型。

1967年，Gellert发现了DNA连接酶。

1970年，Smith和Wilcox等分离得到第一种限制性核酸内切酶。

1970年，Temin和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。

1972~1973年，H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA技术，并完成了第一个细菌基因的克隆。

1975~1977年，Sanger、Maxam和Gilbert发明了DNA序列测序技术。

1977年第一个全长5387bp的噬菌体X174基因组测定完成。

1981年，Cech等发现四膜虫26SrRNA前体自剪接作用，发现了核酶（ribozyme）。

1982年，Prusiner等在感染瘙痒病的仓鼠脑中发现了阮病毒（Prion）。

1985年，Saiki等发明了聚合酶链式反应（PCR）。

1988年，McClintock发现可移动的遗传因子（转座子）。

。

。

。

2001年，RNAi干扰机制的发现。

，端粒及端粒酶的发现。

2006年，成功获得诱导干细胞（iPS细胞）

2010年，获得第一个“人造细胞”

3．简述分子生物学的研究内容与研究热点。

⑴研究内容

①DNA重组技术（基因工程）

②基因的表达调控

③生物大分子的结构和功能研究（结构分子生物学）

④基因组、功能基因组与生物信息学研究

⑤基因的表达调控

⑥生物大分子的结构和功能研究（结构分子生物学）

⑦基因组、功能基因组与生物信息学研究

⑵分子生物学的研究热点及领域

①结构生物学（StructuralBiology）

②分子发育生物学（MolecularDevelopingBiology）

③分子细胞生物学（MolecularCellBiology）

④分子神经生物学（MolecularNeurobiology）

⑤分子肿瘤学（MolecularTumorology）

4．根据你所学的知识谈谈分子生物学在生命科学以及社会经济活动中的地位与作用。

⑴人口与粮食;⑵健康与疾病;⑶环境与生态;⑷能源与资源

5．简述分子生物学发展史中的三大理论发现和三大技术发明。

理论:

⑴1940年艾弗里（O.Avery）等人通过肺炎球菌的转化试验证明了生物的遗传物质是DNA，而且证明了通过DNA可以把一个细菌的性状转移给另一个细菌；

⑵1950年沃森（J.D.Watson）和克里克（F.Crick）发现了DNA分子的双螺旋结构及DNA半保留复制机理；

⑶1960年关于遗传信息中心法则的确立。

技术:

⑴限制性内切核酸酶;⑵DNA连接酶;⑶基因载体的发现

6.21世纪是生命科学的世纪。

20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。

试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？

⑴三大基本原则:

①构成生物大分子的单体是相同的，共同的核酸语言，共同的蛋白质语言

②生物遗传信息表达的中心法则相同

③生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同

⑵三大支撑学科:

Cytology、Genetics、Biochemistry

⑶研究的三大主要领域：

①基因的分子生物学：

基因的概念、结构、复制、表达、重组、交换

②结构生物学：

生物大分子的结构与功能、生物大分子之间的互作

③生物技术理论与应用

第二章

一．名词解释：

1、基因:

基因是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列，即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。

2、端粒酶:

端粒酶是参与真核生物染色体末端的端粒DNA复制的一种核糖核蛋白酶。

由RNA和蛋白质组成，其本质是一种逆转录酶。

它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模版，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷DeoxyguanosineMonophosphate（dGMP）的DNA序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。

3、假基因:

与正常基因结构相似，但没有正常功能的DNA序列

4、Alu序列家族:

Alu重复序列是哺乳动物基因组中SINE家族的一员，约有50万份拷贝。

由于这种DNA序列中有限制性内切核酸酶Alu工的识别序列AGCT，所以称为Alu重复序列。

Alu序列两端各有一个正向重复序列，末端有一个poly（A）尾。

5、断裂基因:

编码某一RNA的基因中有些序列并不出现在成熟的RNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他的序列隔开

6、重叠基因:

是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。

7、变性:

DNA双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。

8、复性:

变性DNA在适当条件下，两条彼此分开的链又可以重新地合成双螺旋结构的过程（退火）。

9、C值矛盾:

在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C值,形态学的复杂程度与C-值的不一致称为C值矛盾.

10、中心法则:

指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。

也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。

这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。

11、增色效应:

指在DNA变性的过程中，他在260nm的吸收值先是缓慢上升，达到某一温度时及骤然上升.

二、填空题

1．病毒ΦX174及M13的遗传物质都是单链DNA。

2．AIDS病毒的遗传物质是 单链RNA。

3．X射线分析证明一个完整的DNA螺旋延伸长度为 3.4nm 。

4．氢键负责维持A-T间（或G-C间）的亲和力

5．天然存在的DNA分子形式为右手  Ｂ型螺旋。

6．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是肺炎双球菌转化实验、T噬菌体侵染实验这两个实验中主要的论点证据是：

生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能。

7．DNA是　两条核苷酸链通过　氢键　连接起来的　双螺旋结构。

DNA和RNA的最大区别是在　　碱基种类　　　。

8．超螺旋是有　　　的。

有　正　超螺旋和　　负　超螺旋两种。

三、选择题（单选或多选）

1．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是：

肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。

这两个实验中主要的论点证据是（C）。

A．从被感染的生物体内重新分离得到DNA作为疾病的致病剂

B．DNA突变导致毒性丧失

C．生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能

D．DNA是不能在生物体间转移的，因此它一定是一种非常保守的分子

E．真核心生物、原核生物、病毒的DNA能相互混合并彼此替代

2．1953年Watson和Crick提出（  A）。

A．多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋  

B．DNA的复制是半保留的，常常形成亲本-子代双螺旋杂合链

C．三个连续的核苷酸代表一个遗传密码

D．遗传物质通常是DNA而非RNA

E．分离到回复突变体证明这一突变并非是一个缺失突变

3．DNA双螺旋的解链或变性打断了互补碱基间的氢键，并因此改变了它们的光吸收特性。

以下哪些是对DNA的解链温度的正确描述？

（ CD ）

A．哺乳动物DNA约为45℃，因此发烧时体温高于42℃是十分危险的

B．依赖于A-T含量，因为A-T含量越高则双链分开所需要的能量越少

C．是双链DNA中两条单链分开过程中温度变化范围的中间值

D．可通过碱基在260nm的特征吸收峰的改变来确定

E．就是单链发生断裂（磷酸二酯键断裂）时的温度

4．DNA的变性（ ACE）。

A．包括双螺旋的解链B．可以由低温产生

C．是可逆的D．是磷酸二酯键的断裂E．包括氢键的断裂

 5．在类似RNA这样的单链核酸所表现出的“二级结构”中，发夹结构的形成（AD）。

A．基于各个片段间的互补，形成反向平行双螺旋

B．依赖于A-U含量，因为形成的氢键越少则发生碱基配对所需的能量也越少

C．仅仅当两配对区段中所有的碱基均互补时才会发生

D．同样包括有像G-U这样的不规则碱基配对

E．允许存在几个只有提供过量的自由能才能形成碱基对的碱基

6．DNA分子中的超螺旋（ ACE）。

A仅发生于环状DNA中。

如果双螺旋在围绕其自身的轴缠绕后（即增加缠绕数）才闭合，则双螺旋在扭转力的作用下，处于静止

B．在线性和环状DNA中均有发生。

缠绕数的增加可被碱基配对的改变和氢键的增加所抑制

C．可在一个闭合的DNA分子中形成一个左手双螺旋。

负超螺旋是DNA修饰的前提，为酶接触DNA提供了条件

D．是真核生物DNA有比分裂过程中固缩的原因

E．是双螺旋中一条链绕另一条链的旋转数和双螺旋轴的回转数的总和

7．DNA在10nm纤丝中压缩多少倍？

（A  ）A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍E．1000倍

8．下列哪一条适用于同源染色单体？

（D）

A．有共同的着丝粒             B．遗传一致性

C．有丝分列后期彼此分开

D．两者都按照同样的顺序，分布着相同的基因，但可具有不同的等位基因

E．以上描述中，有不止一种特性适用同源染色单体

9．DNA在30nm纤丝中压缩多少倍？

（ C）

A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍E．1000倍

10．DNA在染色体的常染色质区压缩多少倍？

（E）

A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍E．1000倍

11．DNA在中期染色体中压缩多少倍？

（E）

A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍E．10000倍

12．分裂间期的早期，DNA处于（  A ）状态。

A．单体连续的线性双螺旋分子B．半保留复制的双螺旋结构C．保留复制的双螺旋结构D．单链DNAE．以上都不正确

13．分裂间期S期，DNA处于（  B ）状态。

A．单体连续的线性双螺旋分子B．半保留复制的双螺旋结构C．保留复制的双螺旋结构D．单链DNAE．以上都不正确

14、在DNA组成中符合当量定律，即A=T,G=C,A+G=T+C;这就是--A---定则。

AChargaffBWatson-CrickCvandeWaalDS-D

15、DNA的复制方向只能以D方向复制。

A2’-3’B5’-2’C3’-5’D5’-3’

16、逆转录酶和逆转录作用的发现，才使----C----得到补充和完善。

A复制B转录C中心法则D翻译

17、B型DNA中，螺旋的半径是____B______Å。

A.5B.10C.15D.18

18．核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近？

A．280nmB．260nmC．200nmD．340nmE．220nm

19．某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为：

A．15%B．30%C．40%D．35%E．7%

20．双螺旋DNA有A型、B型、C型以及Z型等结构形成，在正常生理条件下占优势的形式是：

A．A型B．B型C．C型D．Z型

四、判断题

1．在高盐和低温条件下由DNA单链杂交形成的双螺旋表现出几乎完全的互补性，这一过程可看作是一个复性（退火）反应。

（错误）

2．单个核苷酸通过磷酸二酯键连接到DNA骨架上。

（正确）

3．DNA分子整体都具有强的负电性，因此没有极性。

（错误）

4．在核酸双螺旋（如DNA）中形成发夹环结构的频率比单链分子低。

发夹结构的产生需要回文序列使双链形成对称的发夹，呈十字结构。

（正确）

5．病毒的遗传因子可包括1-300个基因。

与生命有机体不同，病毒的遗传因子可能是DNA或RNA，（但不可能同时兼有！

）因此DNA不是完全通用的遗传物质。

（正确）

6．一段长度100bp的DNA，具有4100种可能的序列组合形式。

（正确）

7．C0t1/2与基因组大小相关。

（正确）

8．C0t1/2与基因组复杂性相关。

（正确）

9．非组蛋白染色体蛋白负责30nm纤丝高度有序的压缩。

（正确）

10．因为组蛋白H4在所有物种中都是一样的，可以预期该蛋白质基因在不同物种中也是一样的。

（错误）（不同物种组蛋白H4基因的核苷酸序列变化很大，）

11、DNA是所有生物遗传信息的携带者。

　（错误）

考查点：

　生物遗传信息的载体。

12、Z型DNA是右手双螺旋。

（错误）

13、在DNA双螺旋结构模型中，碱基处于螺旋的外侧。

（错误）

五、简答题

1．DNA携带哪两类不同的遗传信息?

答：

从化学角度看，不同的核苷酸仅是含氮碱基的差别。

从信息方面看，储存在DNA中的信息是指碱基的顺序，而碱基不参与核苷酸之间的共价连接，因此储存在DNA的信息不会影响分子结构，来自突变或重组的信息改变也不会破坏分子。

2．在何种情况下有可能预测某一给定的核苷酸链中“G”的百分含量？

答：

由于在DNA分子中互补碱基的含量相同的，因此只有在双链中G+C的百分比可知时，G%=（G+C）%/2

3．真核基因组的哪些参数影响C0t1/2值？

答：

C0t1/2值受基因组大小和基因组中重复DNA的类型和总数影响。

4．哪些条件可促使DNA复性（退火）？

答：

降低温度、pH和增加盐浓度。

5．为什么DNA双螺旋中维持特定的沟很重要？

答：

形成沟状结构是DNA与蛋白质相互作用所必需。

6．大肠杆菌染色体的分子质量大约是2.5×109Da，核苷酸的平均分子质量是330Da，两个邻近核苷酸对之间的距离是0.34nm，双螺旋每一转的高度（即螺距）是3.4nm，请问：

（1）该分子有多长？

答：

1碱基=330Da，1碱基对=660Da

碱基对=2.5×109/660=3.8×106kb

染色体DNA的长度=3.8×106/0.34=1.3×106nm=1.3mm

（2）该DNA有多少转？

答：

转数=3.8×106×0.34/3.4=3.8×105

7．说明三股螺旋DNA形成的条件与结构特点及其可能的功能。

答：

在1949-1951年间，EChargaff发现：

（1）不同来源的DNA的碱基组成变化极大

（2）A和T、C和G的总量几乎是相等的（即Chargaff规则）

（3）虽然（A+G）/（C+T）=1，但（A+T）/（G+C）的比值在各种生物之间变化极大

8．为什么在DNA中通常只发现A-T和C-G碱基配对？

答：

（1）C-A配对过于庞大而不能存在于双螺旋中；G-T碱基对太小，核苷酸间的空间空隙太大无法形成氢键。

（2）A和T通常形成两个氢键，而C和G可形成三个氢键。

正常情况下，可形成两个氢键的碱基不与可形成三个氢键的碱基配对。

9．为什么只有DNA适合作为遗传物质？

答：

是磷酸二酯键连接的简单核苷酸多聚体，其双链结构保证了依赖于模板合成的准确性，DNA的以遗传密码的形式编码多肽和蛋白质，其编码形式多样而复杂

10．简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的?

有几种组蛋白参与核小体的形成?

答：

DNA和组蛋白构成核小体多个核小体形成串珠链串珠链绕成每圈6个核小体的中空螺旋管的微纤丝微纤丝与多种非蛋白结合形成的突环，每个突环含若干功能基因由6个突环形成一个玫瑰花结状结构组装成每圈30个玫瑰花结的螺旋圈由10个螺旋圈再组装成一个染色单体

2分子H3和2分子H4形成四聚体；H2A和H2B

11．核酸变性后分子结构和性质发生了哪几种变化?

答：

变性：

DNA双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。

变化：

DNA溶液的黏度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；紫外吸收光谱升高；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失。

第三章

一．名词解释：

1、复制:

亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

2、半保留复制:

在DNA复制时，子代双链DNA中，一条链来自亲代，另一条链是新合成的互补链，这种方式称半保留复制。

3、复制叉:

复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。

4、引发酶:

为DNA复制中引物-RNA的合成酶，狭义的引发酶是指大肠杆菌dnaG遗传因子的产物。

5、复制子:

是DNA复制时从一个DNA复制起点到复制终止的一段区域，能够独立地进行复制。

6、半不连续复制:

DNA双链复制时，一条链是连续合成的,另一条链是不连续合成的,这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。

7、先导链:

又称前导链，是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子链。

8、后随链:

又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。

后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。

9、DNA复制的转录激活:

DNA复制起始时通过RNApolymerse的转录过程而解开局部的双链。

10、夹子装置器:

又称为ϒ-复合物，主要功能是帮助β亚基夹住DNA，并有增强核心酶活性的作用。

11、DNA连接酶:

是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。

若双链DNA中一条链有切口,一端是3′-OH,另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接的酶。

12、SSB:

单链结合蛋白，稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。

13、HU:

类组蛋白，和DNA结合蛋白，能促进复制的起始。

14、DnaA:

引发体的部分组成，辨认复制起始点。

15、DnaB:

引发体的部分组成，与DnaC相互作用，解螺旋作用。

16、DnaC:

引发体的部分组成，与DnaB相互作用，使DnaB蛋白组装到复制起始点上。

17、回环模型:

滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进行。

二、填空题

1．在DNA合成中负责复制和修复的酶是DNA聚合酶

2．染色体中参与复制的活性区呈Y开结构，称为 DNA复制叉

3．在DNA复制和修复过程中，修补DNA螺旋上缺口的酶称为 DNA连接酶

4．在DNA复制过程中，连续合成的子链称为先导链，另一条非连续合成的子链称为后随链

5．如果DNA聚合酶把一个不正确的核苷酸加到3′端，一个含3′→5′活性的独立催化区会将这个错配碱基切去。

这个催化区称为校正核酸外切酶。

6．DNA后随链合成的起始要一段短的RNA引物，它是由DNA引发酶以核糖核苷酸为底物合成的。

7．复制叉上DNA双螺旋的解旋作用由DNA解旋酶催化的，它利用来源于ATP水解产生的能量沿DNA链单向移动。

8．帮助DNA解旋的单链结合蛋白（SSB）与单链DNA结合，使碱基仍可参与模板反应。

9．DNA引发酶分子与DNA解旋酶直接结合形成一个引发体单位，它可在复制叉上沿后随链下移，随着后随链的延伸合成RNA引物。

10．如果DNA聚合酶出现错误，会产生一对错配碱基，这种错误可以被一个通过甲基化作用来区别新链和旧链的判别的错配校正（错配修复）系统进行校正。

11．对酵母、细菌以及几种生活在真核生物细胞中的病毒来说，都可以在DNA独特序列的复制起点处观察到复制泡的形成。

12．DNA拓扑酶可被看成一种可形成暂时单链缺口（I型）或暂时双链缺口（II型）的可逆核酸酶。

13．拓扑异构酶通过在DNA上形成缺口 松弛超螺旋结构。

14．真核生物中有五种DNA聚合酶，它们是A.αB.βC.γD.δE.ε

15有真核DNA聚合酶δ  和  ε显示 3'→5' 外切核酸酶活性。

16.原核生物DNA复制的主要酶是DNA-polⅢ,真核生物中DNA复制的主要酶是DNA聚合酶α与DNA聚合酶δ

17、大肠杆菌RNA聚合酶的核心酶为α2ββ’。

18、在DNA复制中，在dUTPase突变菌株中，冈崎片段变大一些。

在尿嘧啶-N-糖苷酶突变菌株中，冈崎片段变小一些

20.DNA拓扑异构酶是与超螺旋结构有关的酶.

三、选择题（单选或多选）

1．DNA的复制（  B、D）。

A．包括一个双螺旋中两条子链的合成      B．遵循新的子链与其亲本链相配对的原则

C．依赖于物种特异的遗传密码            D．是碱基错配最主要的来源

E．是一个描述基因表达的过程

2．一个复制子是（   C ）。

A．细胞分裂期间复制产物被分离之后的DNA片段 

B．复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白质

C．任何自发复制的DNA序列（它与复制起点相连）

D．任何给定的复制机制的产物（如单环）  

E．复制起点和复制叉之间的DNA片段

3．真核生物复制子有下列特征，它们（   C  ）。

A．比原核生物复制子短得多，因为有末端序列的存在 

B．比原核生物复制子长得多，因为有较大的基因组

C．通常是双向复制且能融合

D．全部立即启动，以确保染色体的S期完成复制

E．不是全部立即启动，在任何给定的时间只有大约15%具有活性

4．下述特征是所有（原核生物、真核生物和病毒）复制起始位点都共有的是（A、C、D）。

A．起始位点是包括多个短重复序列的独特DNA片段

B．起始位点是形成稳定二级结构的回文序列

C．多聚体DNA结合蛋白专一性识别这些短的重复序列

D．起始位点旁侧序列是A-T丰富的，能使DNA螺旋解开

E．起始位点旁侧序是G-C丰富的，能稳定起始复合物

5．下列关于DNA复制的说法正确的有（  D、E、F ）。

A．按全保留机制进行

B．按3′→5′方向进行

C．需要4种dNMP的参与

D．需要DNA连接酶的作用

E．涉及RNA引物的形成F．需要DNA聚合酶I

6．滚环复制（ B、D、E  ）

A．是细胞DNA的主要复制方式     B．可以使复制子大量扩增

C．产生的复制子总是双链环状拷贝  D．是噬菌体DNA在细菌中最通常的一种复制方式

E．复制子中编码切口蛋白的基因的表达是自动调节的

7．标出下列所有正确的答案。

（  B、C ）

A．转录是以半保留的方式获得两条相同的DNA链的过程

B．DNA依赖的DNA聚合酶是负责DNA复制的多亚基酶

C．细菌转录物（mRNA）是多基