现代分子生物学课后复习题与答案按拼音排序.docx
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现代分子生物学课后复习题与答案按拼音排序
AAAAAA
6．氨酰tRNA合成酶的功能是什么？
答：
两个类型的10种氨酰tRNA合成酶各自对应一种功能性氨酰tRNA。
通过两步反应，特定的
氨基酸先通过磷酸化与氨酰AMP结合，然后与相关的tRNA结合（磷酸二酯键的断裂），这一
反应的精确性是mRNA遵循遗传密码进行翻译的基础。
19．氨基酸分子如何与正确的tRNA分子连接
答：
对于每一种氨基酸都有一种特殊的氨酰tRNA合成酶，这种酶可以识别自己的氨基酸和相应的
空载tRNA。
在ATP存在的情况下，它把氨基酸的羧基同tRNA3′端的CCA连接起来。
（2）特殊反应：
起始氨酰tRNA的甲基化作用；起始氨酰tRNA同起始因子的相互作用；密码
子与反密码子的碱基配对；由氨酰tRNA合成酶催化氨酰化。
BBBBBBB
4．被加工的假基因与其他假基因有哪些不同？
它是如何产生的？
答：
已加工过的假基因具有明显的RNA加工反应的印迹。
如缺少含子，有些在3‘端已
经经过加工，推测已加工过的假基因是在基因转录成前体mRNA、RNA加工后，又经反转录形成DNA，
再将反转录出的DNA重新整合进基因组。
1．比较基因组的大小和基因组复杂性的不同。
一个基因组有两个序列，一个是A，另一个是B，各有2000bp，
其中一个是由400bp的序列重复5次而成，另一个则由50bp的序列重复40次而成的，
问：
（1）这个基因组的大小怎样？
（2）这个基因组的复杂性如何？
答：
基因组的大小是指在基因组中DNA的总量。
复杂性是指基因组中所有单一序列的总
长度。
（1）基因组的大小是4000bp
（2）基因组的复杂性是450bp
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。
36．比较RNA聚合酶I、II、III催化的转录终止过程和转录产物3′端的形成。
答：
RNA聚合酶I终止于由核切割产生的成熟3′端下游1000个碱基的固定位点上。
RNA聚合酶III
当遇到一个四U残基序列时终止（更确切地说，是在模板链上有四个A残基）。
U残基必须
位于富含GC的区域中，转录常终止于第二个U。
而3′端不再进一步加工（除了在tRNA中由
一系列特殊的酶进行加工外）。
RNA聚合酶II经过成熟转录物的末端后继续前进。
在切除
AAUAAA序列的下游之后加上一个poly（A）尾巴，这样就形成了3′端。
13．比较并指出O连接和N连接合成途径的异同。
答：
主要差别是：
O连接的侧链是直接在多肽上合成，聚糖逐步合成。
N连接的聚糖产生于前体寡
聚糖，这种前体寡聚糖是在一种叫作长醇的不饱和脂上合成的，然后N聚糖被转给多肽。
CCCCCCCC
7．曾经有一段时间认为，DNA无论来源如何，都是4个核苷酸的规则重复排列（如ATCG、ATCG、ATCG、ATCG…），
所以DNA缺乏作为遗传物质的特异性。
第一个直接推翻该四核苷酸定理的证据是什么？
答：
在1949-1951年间，E Chargaff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。
9．曾经认为DNA的复制是全保留复制，每个双螺旋分子都作为新的子代双螺旋分子的模板。
如果真是这样，
在Meselson和Stahl的实验中他们将得到什么结果？
答：
复制一代后，一半为重链，一半为轻链；复制两代后，1/4为重链，3/4为轻链。
15．重复序列并不是在选择压力下存在，因此能快速积累突变。
这些特性表明重复序列相互间应存在很大的不同，
但事实并不是这样的。
请举例说明。
答：
如卫星DNA的同源性是通过固定的交换来维持，它们通过不均等交换导致其中一个重复单元的增加
和另一个单元的消失。
13．错配修复的方向可以怎样被调节（突变型到野生型或野生型到突变型）？
答：
DNA错配修复中的mut系统识别甲基化的DNA，另外，通过更为精细的酶系统将错配的碱基进行替换，
比如，GT替换成GC或AT。
14．RecA蛋白是怎样调节SOS反应的？
答：
RecA蛋白识别损伤DNA的单链区，与单链DNA结合后，RecA的蛋白活性被激活，将LexA
切割成没有阻遏和与DNA操纵区结合的两个区，导致SOS反应（包括RecA）的高效表达。
当修复完成，
RecA蛋白又回到非水解蛋白的形式，LexA蛋白逐渐积累，并重新建立阻遏作用。
1、阐述原核生物的转录终止。
（1）转录终止的两种主要的机制是什么?
（2）描述翻译怎样能调
节转录终止。
（3）为什么在细菌转录终止中很少涉及到Rho因子?
（4）怎样能阻止转录的终止?
答：
原核生物中的转录终止作用概要如下：
（1）原核生物中两种不同的转录终止机制：
①
在某一位点不需要其他因子协助仅依赖于在终止子的终止机制；②依赖于肋σ因子的终止
机制。
（2）翻译可通过弱化作用调节转录终止，例如发生在氨基酸生物合成基因的表达中。
前导肽的翻译可以调节结构基因下游的转录。
这种调节的重要性充分体现在氨基酸的生物合
成中（例如色氨酸）。
原核细胞中转录和翻译是同时发生的，正在翻译的核糖体就像在追赶正
在转录的RNA聚合酶。
具有所需氨酰tRNA时，核糖体可将前导序列翻译成前导肽，而在
前导开放读码框的终止密码子处终止翻译。
新生的mRNA自由形成3-4茎环（完全配对）终止
结构，所以阻碍了DNA指导的RNA聚合酶的前进，结构基因的下游转录终止，即发生弱化
现象。
若某种氨基酸短缺，则会导致相应的氨酰tRNA短缺，核糖体终止在前导可读框中
所短缺的氨基酸密码子上。
2-3茎环形成抗终止子，这一茎环不是聚合酶的终止信号，它可
以防止3-4茎环的形成，使结构基因的转录进行下去。
（3）在原核生物中、转录与翻译是同
时进行的，意味着核糖体追赶着DNA指导的RNA聚合酶。
Rho因子是一个依赖于RNA的
ATP水解酶，能够在转录过程中将在转录泡中的RNA-DNA杂合体分开。
因此它顺着转录的
方向（5’→3’）追赶DNA指导的RNA聚合酶。
若核糖体正好妨碍了它的前进，则依赖于肋σ因子
的终止反应不会发生。
（4）最为常见的机制是抗终止（参见噬菌体遗传学）。
抗终止于是一种
能识别终止序列上游抗终止序列（例如λ噬菌体的nut位点）的蛋白质，它帮助抗终止子所利用的底物
（如λ噬菌体基因表达中的Nus蛋白）与依赖DNA的RNA聚合酶的相互作用，通读下游的终止子序列。
DDDDDDD
5．DNA复制起始过程如何受DNA甲基化状态影响？
答：
亲本DNA通常发生种属特异的甲基化。
在复制之后，两模板复制体双链DNA是半甲基化的。
半
甲基化DNA对膜受体比对DnaA有更高的亲和力，半甲基化DNA不能复制，从而防止了成熟前复制。
8．DNA连接酶对于DNA的复制是很重要的，但RNA的合成一般却不需要连接酶。
解释这个现象的原因
答：
DNA复制时，后随链的合成需要连接酶将一个冈崎片段的5'端与另一冈崎片段的3'端连接起来。
而RNA合成时，是从转录起点开始原5'→3'一直合成的，因此不需DNA连接酶。
17．当①DNA在两个同向重复之间②DNA在两个反向重复之间发生重组的效应各是什么？
答：
（1）同向重复之间发生重组会导致重复序列间的序列缺失；
（2）反向重复间的重组会使重复序列间的序列倒位。
20．对带有部启动子的RNA聚合酶III基因有什么样的编码限制因素？
答：
A、B、C盒必须能够被与之结合的RNA聚合酶III的转录因子所识别。
因此它们与共同序列不能相差太大。
因为这些元件就位于RNA聚合酶III转录物的编码区，所以它们限制了该区域的转录物的编码能力。
21．当一段活性转录DNA受损时，模板首先被修复。
请用一下模型解释这一现象。
答：
TFIIH以两种形式存在：
激活复合物和修饰复合物。
在转录起始之后，激酶形式被修饰酶形式
所代替。
当遇到受损的DNA时，RNA聚合酶活性下降。
这可能成为激活TFIIH修复活性的信号。
28．当剪接的分支位点被移到含子的另一个位置，其活性将会消失。
相反，正确位置附件隐藏的一个分支位点被激活，请做出解释。
答：
分支位点位于疏松的剪接共有序列中。
它最早发现于多聚嘧啶区和3′剪接位点附近。
当一个真正的分支位点从
多聚嘧啶区和3′剪接位点移走之后，它将不能被U2snRNP所识别。
这时多聚嘧啶区附近的A残基起分位点的作用。
22．酵母U6sRNA基因有一个TATA框位于上游，在基因有一个弱的A框，基因下旅游的远端
还有一个保守的B框。
体外实验时，RNA聚合酶II和III都可以转录这个基因，但体实验发现只有
RNA聚合酶III可放转录它。
如何确定该基因启动子的聚合酶特异性？
答：
A框和B框结构TFIIIC，TFIIIC能够吸引TFIIIB。
TFIIIB中的TBP与TATA框的相互作用
帮助TFIIIB稳定结合于上游区域。
如果A、B框位于正确的位置并能很好地互相匹配那就不需要TATA框了。
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？
（2）该DNA有多少转？
答：
1碱基=330Da，1碱基对=660Da 碱基对=2.5×109/660=3.8×106 kb
染色体DNA的长度=3.8×106/0.34=1.3×106nm=1.3mm 答：
转数=3.8×106×0.34/3.4=3.8×105
7．大肠杆菌被T2噬菌体感染，当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA，发现一些RNA
与DNA紧紧结合在一起，为什么？
答：
该DNA为双链并且正在进行复制。
RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。
5．蛋白酶为什么对反转录病毒生活史很重要？
答：
翻译Gag蛋白、Pol蛋白、Env蛋白之后，病毒蛋白酶分别将切割成23个有活性的蛋白质片段。
44．对于所有具有催化能力的含子，金属离子很重要。
请举例说明金属离子是如何作用的。
答：
锤头型核酶在活性位点上结合一个Mg2+。
这个Mg2+通过去掉一个质子并攻击切割位点而直接参与切割反应。
EEEEEEEEEE
19．20世纪70年代提出的“共生假说”，现已被接受为一种理论。
有哪些分子生物学证据有力支持了该理论？
答：
（1）线粒体与叶绿体具有自身的基因组，并独立核基因组进行复制；
（2）类似于原核DNA，线粒体与叶绿体基因组不组装为核销小体结构；
（3）线粒体基因利用甲酰甲硫氨酸作为起始氨基酸；
（4）一些抑制细菌蛋白质翻译成的物质也抑制线粒体中蛋白质的翻译过程。
FFFFFFFFFFFF
10．FB元件与copia因子有何不同？
答：
FB元件两端为反向重复序列，而copia两端为同向重复序列。
5．非转录间隔区与转录间隔区分别位于rRNA重复的什么位置？
转录间隔区与含子有何区别？
答：
rRNA的非转录间隔区位于串联转录单位之间，而转录间隔区位于转录单位的18SRNA基因与28SRNA基因之间。
2.分子生物学研究容有哪些方面？
答.分子生物学主要包含以下三部分研究容：
A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究
核酸的结构及其功能。
由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学是其主要组成部分。
由于50年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学容最丰富的一个领域。
研究容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达。
调控和基因工程技术的发展和应用等。
遗传信息传递的中心法则（centraldogma）是其理论体系的核心。
B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。
尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。
近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。
3.分子生物学发展前景如何？
答.21世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学将取得突飞猛进的发展，结构基因组学、功能基因组学、
蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域，将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。
3．反转录病毒与反转录转座子有什么不同？
答：
反转录转座子是指通过RNA实现转座的遗传元件。
反转录病毒是由一列反转录转座子构成含RNA基因组的侵染颗粒。
4．gag和pol基因的蛋白质产物是怎样生成的？
mRNA编码的Env蛋白是怎样生成的？
答：
反转录病毒的所有结构蛋白均是由单个初级转录物翻译合成的，其中第一个合成的蛋白质为Gag蛋白。
为了合成Pol蛋白，gag基因的终止密码子必需被抑制或核糖体移动读码框。
这样Pol蛋白只是以
GagPol融合蛋白的状态存在，最后由病毒蛋白酶剪切。
Env蛋白是通过mRNA可变剪接合成的。
7．反转录病毒怎样获得像onc基因这样的细胞基因？
获得此类基因会对反转录病毒基因产生影响吗？
一个反转录病毒怎样才会丢失如pol和env这样的重要的基因而复制？
答：
当整合的原病毒和邻近细胞基因之间出现缺失，反转录病毒可获得细胞基因；原病毒启动子起始的转录产生一融合mRNA，剪接后被包装进病毒颗粒。
当病毒获得宿主DNA时可丢失诸如pol和env等病毒基因，但这样的病毒自身进行复制，必须依赖于野生型病毒的辅助。
GGGGGGGGG
3．概括说明σ因子对启动子调节的辅助功能。
答：
σ因子（RpoN）有识别启动子序列的结构域。
作为游离的蛋白质，σ因子并不具与DNA结合
的构象。
当σ因子与核心酶结合后构象发生改变，其N端游离出与DNA结合的结构域。
σ因子的
这一调节方式防止了游离的σ因子与启动子区的结合，阻碍了依赖全酶的转录起始。
另外，也可防
止形成全酶的σ因子的浓度被稀释，因为每3个核心酶对应一个σ因子。
13、概括细菌细胞的转录过程。
答：
转录是通过RNA聚合酶（RP）的作用，以一条DNA链为模板产生一条单链RNA的过
程。
步骤如下：
（1）与RP全酶的结合：
一个RP全酶分子与待转录的DNA编码序列上游的
启动子序列松弛地结合。
（2）起始：
RP往下游移动了几个核苷酸到达启动子的另一段短序
列———Pribnow框，紧密地与DNA结合。
DNA上的启动子区域解链，RNA便从Pribnow
框下游的几个核苷酸处开始合成，通常是DNA的反义链作为模板。
合成几个核苷酸后，σ因子
被释放并被循环使用，以下的步骤不再需要σ因子（3）延伸：
四核心酶沿着DNA模板移动，使DNA
解链，与DNA模板的下一碱基互补的核苷三磷酸聚合到链上。
RP继续在DNA上移动，RNA链从
模板链被释放出来，DNA双螺旋重新形成（4）终止：
当所有编码序列被转录后，RP移到一个终止序列，
即终止子。
转录复合体解体，RP和新合成的RNA从DNA模板脱落下来。
2、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。
答：
启动于是与RP结合和转录起始的特殊序列。
典型的原核生物启动子大约长40个核苷
酸并有两个重要的序列（图A7.4）
（1）-35区位于复制起点（+1）上游35个核苷酸处的6核苷酸
序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。
其中σ亚基在识别中起关键作用。
因为没有σ亚
基的核心酶只能随机地结合到DNA上。
（2）Pribnow或-10区另一个位于-10处的6核苷酸序
列。
RP松散地结合到-35区后，它沿着DNA移动几个核苷酸使Pribnow框区域约10bp
解链，形成一个紧密结合的RP-DNA复合体。
Pribnow．框使RP能够识别DNA双链中的
反义链，确保转录的链和方向无误。
于是，RP在反义链的+1碱基的相对处插入一个核糖核
苷三磷酸，起始RNA的合成。
Pribnow框具有的保守序列:
5’-TATAAT-3’有义链3’-ATATTA-5’反义链
通常简写为TATAAT。
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序列3仅在
极少启动子中，Pribnow框有1个或2个核苷酸不同。
与此相似，-35区有nGAcA的保守序列。
8．根据翻译过程所涉及的各个步骤，设计出至少6种抑制翻译的方案。
答：
通过以下影响核糖体加工的方法可以抑制翻译：
①阻碍起始因子三级结构的形成；②用反义RNA
与mRNA结合形成双链结构抑制RNA翻译；③选择性地封闭30S亚基的P位点与A位点；④引入错义抑制；
⑤抑制30S与50S亚基的装配；⑥抑制转肽反应；⑦抑制核糖体的转位；⑧抑制核糖体的解离。
9．根据遗传密码字典，将mRNA序列5′AUGUUCCAGACCACGGGCCCUAAA3′翻译成多肽，假定翻译从5′端的AUG开始。
如果：
（1）C改成G；
（2）C改成A；（3）C被缺失。
答：
MetPheGlnSerThrGlyProLys。
（1）MetPheGlnArgThrGlyProLys；
（2）MetPheGln终止；（3）MetPheGln终止；
HHHHHHHH
1．Holliday重组模型经过修正，现成为同源重组模型。
简述该模型的五个特点。
答：
（1）同源配对的链发生断裂，经过部分交换并重新结合；
（2）断裂及修复产生交互的产物；
（3）重组可发生在DNA的任何位置；
（4）交换过程是精确的，没有核苷酸的添加于丢失；
（5）基因的转变可造成两个不同等位基因的不等量。
IIIIIIII
14．IS元件整合到靶位点时会发生什么？
答：
转座子插入前产生交错缺口，插入后填补导致靶位点序列重复。
51．I组含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗？
如果可以，是哪些活性？
这意味着I组含
子的催化中心有什么特点？
答：
可以。
这些活性包括：
RNA聚合酶、切核酸酶、磷酸连接酶的活性。
将I组含子转变成这
些酶的能力表明它能结合于RNA的糖磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同反应。
例如，连接
是剪切的相反反应。
JJJJJJJ
1．碱基对间在生化和信息方面有什么区别？
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。
8．酵母rho-小菌落突变株的线粒体DNA发生了什么变化？
答：
rho-酵母线粒体基因组具有大量的缺失和重复。
剩余的DNA通过扩增形成多拷贝。
12．酵母mRNA的大小一般与基因的大小相一致，而哺乳动物mRNA比对应的基因明显小。
为什么？
答：
大部分基因含有含子。
11．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。
11．假如发生了碱基对错配产生什么表型，它们怎样被修复？
答：
由于DNA聚集合酶具有校正功能，可以识别错配碱基，并通过聚合酶的外切酶活性将其切除，再填补正确的碱基。
只要DNA是半甲基化的，DNA聚集合酶就可以行使识别和修复功能。
6．解释σ因子是怎样选择专一性启动子共有序列而启动不同基因表达的（考虑对环境压力的应答）。
答：
σ因子对不同基因的启动子同源序列有特异选择性。
不同σ因子与核心酶结合形成不同的全酶，启动相应基因表达。
如果一些σ因子不是组成型而是受环境或发育信号所诱导的，则细胞会表现出差异的基因表达。
43．解释什么是“套索结构”，在含子套索中的磷酸二酯键有什么特别之处？
答：
当RNA分子的一端自身回折成环并与其自身的核苷酸形成共价结合时，便形成了一个套索结构。
在含子的套索结构中的磷酸二酯键很少见，因为它是由核苷酸5′和2′上的碳原子的连接起
来的，而磷酸二酯键通常是靠靠相邻两个核苷酸的5′和3′碳原子连接起来的。
2．解释核糖体肽基转移反应。
答：
肽基转移酶的活性区位于大亚基，邻近肽酰tRNA的氨基酸茎、核糖体P位点和A位点。
催化
即转移并将多肽链与在A位点的氨酰tRNA氨基基因共价结合是由大亚基rRNA负责。
然而，
许多大亚基的蛋白质是必需的。
23．举例说明单链核酸中形成茎环结构的重要性。
答：
单链核酸形成的茎环结构是固有的转录终止子，例如，RNA中的茎环结构。
34．据说前mRNA的剪接是从II组剪接进化而来的。
有什么证据可以证明这一点？
是如何发生的？
这种进化为什么对生物体有利？
答：
II组含子和前mRNA的剪接有着相同的反应机制、相同的剪接位点，在催化中心形成相同的
二级结构。
前mRNA含子可能由II组含子进化而来。
在进化过程中，II组含子中被切除
的结构域插入到分隔的基因中，这些结构域呆能成为snRNA。
它们通过分开片段的相互作用形
成II组含子的催化中心。
这对生物体来说是有利的，因为它们不再需要含子了。
含子序
列可以自由地进化形成新基因，而且它提供了多种II组含子不具备的剪接方式。
42．既然真核mRNA的poly（A）尾不是由DNA编码的，为什么能将它准确地加到3′端上呢？
答：
真核细胞mRNA的poly（A）尾巴并不是由DNA编码的。
RNA聚合酶通常从加poly（A）的位置向
下游转录出几百个核苷酸，然后由酶复合体识别多聚腺嘌呤通用位点并切割，以聚合形式加上约200个腺嘌呤。
3．简述真核细胞中翻译终止的过程。
答：
由于氨酰tRNA上没有反密码子能够与三个终止密码子互补配对，因此翻译终止。
终止并需要
tRNA的协助，此时没有氨基酸能够连接到位于P位点的肽酰tRNA上。
释放因子（eRF）有助
于终止的发生，可能使tRNA上
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