分子课后习题参考.docx
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分子课后习题参考
第二章分子生物学基本操作
1、PCR原理及其基本反应步骤
PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：
①模板DNA的变性：
模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；
②模板DNA与引物的退火（复性）：
模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；
③引物的延伸：
DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板互补的DNA链。
2、细菌转化操作流程
（1）将快速生长中的大肠杆菌置于经低温（0℃）预处理的低渗氯化钙溶液中，便会造成细胞膨胀（形成原生质球）。
（2）与转化混合物中的外源DNA形成粘附在细胞表面的复合物。
（3）立即将该体系转移到42℃下做短暂的热刺激，复合物便会被细胞所吸收。
（4）在全培养基中生长一段时间使转化基因实现表达、细胞活性恢复。
（5）涂布于选择性培养基中分离转化子。
3、基因工程载体的特点
（1）至少有一个复制起点，因而至少可在一种生物体中自主复制。
（2） 至少应有一个克隆位点，以供外源DNA插入。
（3） 至少应有一个遗传标记基因，以指示载体或重组DNA分子是否进入宿主细胞。
（4）安全性。
第三章基因与基因组的结构
4、原核生物基因组结构特点
基因组很小，大多只有一条染色体
结构简炼
存在转录单元，多顺反子
存在重叠基因
5、简述真核生物基因组的结构特点
真核基因组结构庞大
单顺反子
基因具不连续性
非编码区比例较大
含有大量重复序列
6、根据起源和结构的不同，假基因种类及分布
未加工的假基因和加工的假基因。
①未加工的假基因是通过基因组DNA复制产生，经常位于相同基因有功能拷贝的附近。
②加工的假基因也称为反转录假基因，是通过对mRNA的反转录和获得的cDNA的随机整合而产生；它们经常是分散的。
7、DNA指纹特点及其应用
特点：
①多位点性
②简单的遗传方式
③高度变异性
应用：
①可应用在犯罪研究中。
②帮助确立亲子关系，证实家谱或显示个体的相关性。
第四章DNA复制
8、原核生物复制起始的相关蛋白及功能
DnaA辨认起始点
DnaB解开DNA双链
DnaC运送和协同DnaB作用
DnaG（引发酶）催化RNA引物生成
单链DNA结合蛋白稳定已解开的单链
DNA拓扑异构酶理顺DNA链
9、原核生物复制起始的过程
（1）DnaA蛋白辨认结合oriC的重复序列，并与DNA形成复合物，引起解链；
（2）DnaB在DnaC的辅助下结合于初步打开的双链，并用其解螺旋酶活性开链；
（3）拓扑酶通过切断、旋转和再连结的作用，实现DNA超螺旋的转型；
（4）SSB结合在已开链的DNA模板上，使DNA在一定的范围内保持开链状态。
（5）引发酶介入，形成引发体，可按照模板的配对序列，催化NTP的聚合，生成引物。
10、写出图中六种原核生物复制起始相关蛋白的名称及其作用。
（1）DnaA蛋白，辨认复制起始点
（2）DNA拓扑异构酶，理顺DNA链
（3）DnaB，解螺旋酶，解开DNA双链
（4）DnaC蛋白，运送DnaB蛋白，并协同DnaB蛋白作用
（5）单链DNA结合蛋白，稳定已解开的单链
（6）引发酶，催化RNA引物生成
11、拓扑异构酶的种类及其作用特点？
拓扑异构酶Ⅰ：
切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态；反应不需ATP。
拓扑异构酶Ⅱ：
切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛；利用ATP供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。
第五章突变、DNA损伤与修复
12、碱基切除修复机制
糖苷水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。
由AP核酸内切酶将受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开。
利用DNA聚合酶I切除损伤部位，补上核苷酸。
DNA连接酶连接。
13、SOS修复机制
SOS修复是一类应急性的修复方式，SOS反应由RecA-P和LexA-p相互作用引发。
RecA-P具有三种活性：
DNA重组活性、单链DNA结合活性、少数蛋白的蛋白酶活性。
LexA-p——SOS系统阻遏物，为RecA-P蛋白酶活性靶蛋白。
当DNA正常复制时，RecA-p不表现蛋白酶活性。
当DNA复制受阻或损伤时，细胞内原少量表达的RecA-p与单链DNA结合，激活RecA-p的蛋白酶活性，LexA-p降解。
SOS系统开放，RecA-p高效表达，修复损伤。
14、细胞中DNA修复系统有哪几种？
其作用分别是什么？
DNA直接修复系统修复嘧啶二体或甲基化DNA
切除修复系统切除突变的碱基修复被破坏的DNA
错配修复系统恢复错配
重组修复系统先复制再修复DNA损伤部位
SOS修复系统应急修复，提高其它系统修复能力
第六章遗传重组
15、同源重组涉及的相关蛋白及功能
相关蛋白有RecA、RecBCD、RuvA、RuvB、RuvC。
RecA具有单链DNA和双链DNA的结合活性，能启动DNA单链和与之互补的双链分子进行碱基配对——催化单链取代。
RecBCD复合体具有核酸酶，解旋酶和ATPase活性，在Chi位点产生单链3ˊ游离未端.
RuvA可识别Holliday的连接结构
RuvB是ATPase,可发动迁移反应
RuvC是一种内切酶,可特异识别Holliday分枝，它在体外可切这个连接体，解离重组中间体。
16、依据下图写出λ噬菌体的整合和切除的反应表达式。
说明λ噬菌体的整合和切除过程中所需要蛋白因子。
1.λ-DNA对E.coli的整合：
POP’+BOB’→BOP’—POB’
需要整合酶（Int）和整合宿主因子（IHF）参与。
2.λ-DNA从E.coli的切离：
BOP’—POB’→POP’+BOB’
需要整合酶（Int）、整合宿主因子（IHF）和切除酶（Xis）参与。
第七章转录
17、如何采用RNA聚合酶保护法分离启动子序列？
（1）RNA聚合酶同DNA结合，保护启动子序列；
（2）核酸酶消化（或水解）DNA，去除非启动子区域的DNA；
（3）蛋白酶消化，释放启动子序列。
18、说明原核RNA聚合酶的结构组成及其功能．
核心酶
α负责酶的连接，装配
全酶
β同底物结合
β´同模板结合
ω
ó同启动子结合，识别模板链
19、真核生物RNA聚合酶的类型及其转录产物。
RNA聚合酶Ⅰ，转录产物为45SrRNA；
RNA聚合酶Ⅱ，转录产物为hnRNA；
RNA聚合酶Ⅲ，转录产物为5SrRNA、tRNA、snRNA。
20、简述原核生物转录起始复合物的形成过程。
（1）辨认起始位点：
亚基辨认启动子的-35区，RNA聚合酶全酶与模板疏松结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物，酶滑行到-10区，通过亚基与模板牢固结合。
（2）DNA双链解开：
RNA聚合酶挤入DNA双链中，解链长度约20个核苷酸，形成开放的启动子二元复合体（拓扑异构酶参与）。
（3）在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成酶-启动子-NTP三元复合物
21、真核转录后加工的内容有哪些？
5端形成帽子结构
3端加上多聚腺苷酸尾巴
RNA剪接
RNA编辑
甲基化修饰
第八章蛋白质合成
22.现分离了一DNA片段，可能含有编码多肽的基因的前几个密码子。
该片段的序列组成如下：
5’CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG3’
3’GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC5’
（1）哪一条链作为转录的模板链?
（2）mRNA的顺序是什么?
（3）此mRNA能形成二级结构吗?
（4）翻译从哪里开始?
朝哪个方向进行?
（5）此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的?
（1）哪一条链作为转录的模板链?
3’GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC5’
（2）mRNA的顺序是什么?
5’CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG3’
（3）此mRNA能形成二级结构吗?
能
（4）翻译从哪里开始?
朝哪个方向进行?
5‘-AUG-3’
（5）此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的?
原核细胞
第九章原核生物基因表达调控
23、乳糖操纵子模型的主要内容是什么？
①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码
②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。
③操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。
④当阻遏物与操纵区结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。
⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵区结合，从而激发lacmRNA的合成。
24、依据乳糖操纵子转录水平的正负调控机制，判断下图中以下三种条件下乳糖操纵子的状态。
A．只有乳糖
B．只有葡萄糖
C．既无乳糖也无葡萄糖
A．由于没有葡萄糖，腺苷酸环化酶活性较高，能够促进ATP转化为cAMP，cAMP-CAP复合体结合于CAP位点，满足了正转录调控的要求；由于乳糖的存在，导致阻遏蛋白构象变化，不能同操纵区结合，满足了负控诱导条件；乳糖操纵子开放。
B．由于葡萄糖的存在，腺苷酸环化酶活性受到抑制，影响ATP向cAMP的转化，不满足正转录调控的要求；由于没有乳糖的存在，阻遏蛋白构同操纵区结合，阻止聚合酶通过，不满足负控诱导条件；乳糖操纵子关闭。
C．由于没有葡萄糖，腺苷酸环化酶活性较高，能够促进ATP转化为cAMP，cAMP-CAP复合体结合于CAP位点，可以满足正转录调控的要求；但由于没有乳糖的存在，阻遏蛋白构同操纵区结合，阻止聚合酶通过，不能满足负控诱导条件；乳糖操纵子关闭。
25、简述乳糖操纵子的正调控机制
调节蛋白：
代谢物激活蛋白（CAP）/环腺苷酸受体蛋白（CRP），
效应物：
cAMP
相关基因：
Cya——编码腺苷酸环化酶，Crp——编码CAP。
腺苷酸环化酶能够催化ATP转化为cAMP（环腺苷酸）。
cAMP-CAP复合物与DNA结合改变了这一区段DNA次级结构，促进了RNA聚合酶结合区的解链。
无葡萄糖，cAMP浓度高时，促进转录。
有葡萄糖，cAMP浓度低时，不促进转录。
26、（a）据图说明色氨酸操纵子弱化作用的机制。
（b）色氨酸操纵子存在转录水平上的阻遏调控，那么弱化作用的存在有什么意义？
（a）在色氨酸操纵子mRNA起始密码前一个长162nt的mRNA片段，称为前导序列，内含14肽（前导肽）编码区，该编码区含有两上连续的色氨酸密码子。
前导序列中有四个区段具有形成二级结构的能力，14肽编码区位于1区；
当色氨酸水平高时，前导肽翻译速度较快，核糖体行进至2区，3区和4区有机会形成二级结构，这一二级结构具有典型的强终止子的序列特征，可造成色氨酸操纵子转录的提前终止；
当色氨酸水平低时，前导肽翻译速度较慢，核糖体滞留在1区，2区和3区形成了二级结构，这一二级结构不具有终止子特征，色氨酸操纵子转录正常进行。
（b）细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。
阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。
弱化作用通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内阻遏作用与弱化作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。
第十章真核生物基因表达调控的一般规律
27、真核生物基因表达调控的特点
①RNA聚合酶对基因具有选择性
②调控具有多层次性
③个体发育复杂同基因表达密切相关
④活性染色体结构变化影响基因转录活性
⑤正性调节占主导
⑥转录与翻译间隔进行
28、V/（D）/J重组酶的作用特点、识别信号的分布及序列特征
重组酶作用的特点是：
（1）淋巴细胞特异性，这可能解释了Ig基因的重排仅见于B淋巴细胞。
（2）重组酶发挥其功能仅限于B细胞发育早期。
V/（D）/J重组酶识别与Ig基因片段重排有关的特殊序列，称为重组信号序列（RSS），位于V基因片段的3‘端与J基因片段的5’端之间以及D基因片段的两侧。
序列特征：
（1）高度保守的回文结构的七聚体。
（2）较少保守、富含A/T的九聚体。
（3）七聚体和九聚体之间不保守的间隔序列，含有12±1碱基对或23±1碱基对。
29、利用蓝白斑筛选重组子的原理
β—半乳糖苷酶基因编码1021个氨基酸，基因产物装配为四聚体后才有酶活性。
该蛋白质可分为两部分：
α肽段和β肽段。
前者负责四聚体装配，后者具β—半乳糖苷酶活性；只有当两者都存在时，才会表现出酶活性，可催化X-Gal水解为兰色产物，该作用称之为α-互补作用。
这两个部分可独立存在，分别由两个基因编码。
为α肽段编码的基因称之为lacZα（编码145AAs），lacZα编码区5‘-端可容许很大的变化（如加入多克隆位点）而不影响酶活性。
当外源DNA分子插入多克隆位点后，会破坏α肽段的编码。
所以重组DNA转化α肽段编码区缺失的E.coli，涂布在含X-Gal的平板上会产生白色菌落，而非重组子产生蓝色菌落。
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