自学考试分子生物学简答题

1简答题：第三章：核酸1、简述DNA双螺旋稳定的因素及其作用。（11页）答：○1氢键作用。已知DNA双螺旋的稳定因素是碱基对中的氢键由于G、C之间是三个氢键，而A、T之间是两个氢键。○2碱基堆积力。分布于双螺旋结构内侧的嘌呤与嘧啶碱呈疏水性，大量邻近碱基对的堆积，使其内部形成了强有力的疏水区，与介质水分子隔开。○3其他作用因素。例如离子强度。磷酸集团上的负电荷与介质中阳离子之间形成离子键，可以有效地屏蔽磷酸基之间的静电斥力。2、RNA有哪些主要类型？各有何生理功能？（12页）答：核糖体RNA（rRNA）：这些RNA分子在代谢上十分稳定，是生物体内蛋白质合成的“机器”—核糖体的重要成分。转移RNA（tRNA）：它们在代谢上也是稳定的，在蛋白质的生物合成过程中起接受、转运和掺入氨基酸的作用。信使RNA（mRNA）：从DNA上把遗传密码即蛋白质中氨基酸排列顺序的信息接受过来，并起模板作用合成蛋白质。3、试比较DNA与RNA化学组成的异同。（12页）答：不同：○1戊糖不同：DNA为脱氧核糖；RNA为核糖。○2碱基不同：RNA还有U（尿嘧啶），DNA含有T（胸腺嘧啶）。相同：RNA和DNA都含有A(腺嘌呤)、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）。4、简述DNA复性的必要条件和机制。（12页）答：复性的必要条件：○1盐浓度必须高，足以使两链之间磷酸基团上负电荷的排斥力消失，通常用0.15到0.5mol/L的NaCl。○2温度必须适当高，足以防止链内随机形成氢键。复性的最适温度比Tm值低20℃到25℃。机制：复性是一个比较慢的过程，实际上重新绕成螺旋这一过程并不限制复性速度。变性DNA的两条互补单链之间要形成氢键，必须使配对的碱基处于正确位置，因为在变性DNA溶液里两条互补链之间处于正确位置是一个随机的过程。在变性的DNA溶液中，混合的自由单链碰撞是随机的，每一复性的DNA分子并非都是由原始配对的互补链形成的。随机碰撞也可以产生分子杂交。第六章：遗传物质1、作为遗传物质的DNA，其携带和转运的遗传信息有哪些？（15页）答：○1含有细胞合成每一个蛋白质中的氨基酸顺序；○2有合成每个蛋白质的起始和终止信号；○3有决定某一单位时间里哪些特定的蛋白质被合成并且究竟合成多少个蛋白质分子的一个信号装置。22、原核生物基因组的特点是什么？○1小，一般具有单一DNA复制起点；○2单个染色体，一般呈环状；○3染色体DNA或RNA并不和蛋白质形成固定地结合物；○4少量重复序列；○5功能上密切相关的基因构成操纵子或高度集中，并且常转录成为基因mRNA。第七章：DNA复制1、一个细菌要遗传，其复制必须满足什么条件？答：○1一个复制周期的起始；○2对起始频率的控制；○3复制后的染色体分配到子代细胞。2、DNA聚合酶I发挥聚合活性时所需的条件有哪些？答：○1模板（有模板底物引物（RNA）Mg2+）；○2适宜的温度；○3必须有3′—OH末端的引物，且此引物必须与模板正确形成氢键；○4合成从5′→3′方向进行。3、简述DNA连接酶作用的条件。答：○1DNA连接酶催化一个DNA链的5′磷酸根与另一DNA链的3′羟基形成磷酸二酯键，这两个链都必须与同一另外的链互补结合，而且两链必须相邻。○2只能连接一个切口而不能连接一个豁口；○3所需的能量或来自NAD（如大肠杆菌）或ATP（如T4诱导的连接酶和动物细胞中的连接酶）。4、请简要说明复制过程的复杂性。答：复制过程十分复杂，涉及许多酶和蛋白质的协同作用。目前虽对大部分复制有关的酶和蛋白质结构和性质已弄清楚，但对DNA的双链究竟是如何解开，以及怎样保持其复制真实性仍是知其然而不知所以，以下事实足以表明过程的复杂性：○1复制需要为解螺旋提供能量；○2单链DNA倾向于链内碱基配对；○3一个酶只能催化有限的生理生化反应；○4一系列的防护措施既能防止复制错误的产生又能消除偶然出现的错误；○5DNA分子均以高度压缩状态和环状超螺旋状态存在，必须解决由此给复制系统带来的强大几何强制口。第八章：DNA损伤修复和基因突变1、简述突变产生的途径。答：突变体的产生需要碱基顺序发生变化，这种变化可以由于DNA复制错误自发地产生或者由以下五种途径促进产生。○1插入的不能正确配对的碱基未被除去；○2插入的一个异构化的碱基在紧接着的复制中可以发生替换；○3先插入的碱基发生化学变化，成为具有不同配对特性的碱基；○4在复制期间一个或多个碱基的漏减或插接。3第九章：转录1、简述述大肠杆菌RNA聚合酶的特点。答：大肠杆菌RNA聚合酶有五个亚基组成，α2ββ′σ，σ亚基很容易从全酶上掉下来，σ亚基在酶作用的某个阶段掉下来之后，剩下的α2ββ′成为核心酶，而α2ββ′σ称为全酶。σ是识别因子。在RNA聚合酶的亚基结构中，α、β和β′亚基对酶活性的重组是必需的，ω则是不必须的，其功能尚不清楚。核心酶具催化活性，而σ亚基本身没有催化活性，其作用是识别DNA分子上RNA合成的起始信号。但σ亚基不能单独与DNA结合，它结合到核心酶后可能引起酶构型的变化，因而改变核心酶与DNA结合的特性。β亚基是仅有的可以单独与DNA结合的亚基，它参与RNA聚合酶与模板反应，同时β亚基也与核心酶和σ亚基结合以及转录的终止有关。β（或β′）也可与终止因子ρ发生直接反应。α亚基具有与β的结合点，参与特定的基因表达，可能与酶和DNA上的启动区域的反应有关。大肠杆菌RNA聚合酶还含有2个Zn原子，它们与β亚基相连接。2、简述原核生物转录终止子的结构特点。答：○1具有一个反向重复的序列；○2第二区域是在靠近推测的茎的环端（有时全部在茎中），是一个高含GC区；○3第三个区（有时不存在）是一个TA序列（可能在茎的开始），在mRNA中产生一个6-8个尿嘧啶接着一个腺嘌呤顺序。3、简要说出原核生物mRNA与真核生物mRNA的区别。答：○1从原核生物来说，mRNA是多顺反子，寿命短，翻译是偶联的，所以合成出来的RNA不需加工；真核生物mRNA是单顺反子，寿命长，mRNA转录出来是前体，需加工，且在细胞核中合成，再进入细胞质，不是偶联的。○2原核生物mRNA的5′端在起始密码上有SD序列与翻译起始有关，而真核生物mRNA没有。○3真核生物mRNA的5′端有帽子3′端有PolyA尾，而原核生物mRNA没有。○4原核生物mRNA没有内含子，而真核生物mRNA有内含子，需加工变成成熟的mRNA。4、简要括原核生物启动子结构和功能。答：○1在左边距mRNA开始转录的第一个碱基5—10个碱基的地方有一段序列叫Pribowbox即—10区，决定转录的方向。○2—35区位于Pribowbox左侧，是启动子中另一重要区域，在—35区也存在与Pribowbox类似的一个顺序，—35区决定转录的频率。○3起始位点的序列，它是影响转录的起始效率。45、简述真核生物RNA聚合酶的特点。答：真核生物的基因组比原核生物大，RNA聚合酶也更为复杂。其相对分子质量大都在500000左右，有8—14个亚基，并含有Zn2+。RNA聚合酶单独不能起作用，需负责识别启动子元件序列的辅助因子，真核生物RNA聚合酶中没有细菌σ因子的对应物，因此必须借助各种转录因子才能选择和结合到启动子上，对α—鹅膏蕈碱，含有三种RNA聚合酶，分别为RNA聚合酶I、RNA聚合酶Ⅱ、RNA聚合酶Ⅲ。第十章：翻译1、说出蛋白质合成所需的重要组成。答：蛋白质的合成也就是生物体内遗传信息传递的“翻译”过程。它需要大约两百多种生物大分子，其中包括核糖体（由RNA和蛋白质组成）、mRNA、tRNA，以及包括同功受体tRNA、氨酰tRNA合成酶、可溶性蛋白质因子（起始因子、延伸因子和释放因子）的参加的协同作用，以上即为蛋白质合成所需的重要组分2、简要说出原核生物蛋白质合成的起始过程。答：原核生物起始总反应式是：30S+50S+mRNA+fMet-tRNAf[70S·mRNA·fMet-tRNAf]+GDP+Pi在一定浓度Mg2+的生理条件下，核糖体亚基很容易缔结,所以首先70S核糖体必须在IF-1和IF-3作用下解离。70S=50S+30S50S+30SIF-3然后形成30S·IF-1、2、3复合物。这三个因子有结合的协同作用，并且都结合在靠近16SrRNA的3′端序列，位于核糖体的界面，从而妨碍了50S亚基的结合，进而形成30S（小亚基）起始复合物：30SIF-1、2、3+mRNA+fMet-tRNAf+GTP→[30SIF-1、2·mRNA·fMet-tRNAf·GTP]+IF-3。共价交链实验表明，当形成30S复合物时，S7、S1、S11、S12、S18和S21等蛋白质与核糖体识别mRNA起始位点有关。70S起始合物（简称起始复合物）的生成和IF-2的再循环通过以下步骤进行。50S亚基的加入伴随着GTP被IF-2（依赖于核糖体的GTPase）水解，然后IF-2（和IF-1）及GDP、Pi从核糖体释放出来。IF-1，IF-2,IF-3GTPIF-3（IF-1）53、简述大肠杆菌的乳糖操纵子模型。答：乳糖操纵子模型的基因组成是由调节基因控制位点和一组功能相关的结构基因组成。控制位点包括启动基因和操作基因。大肠杆菌的乳糖转录子一般也称为乳糖操纵子。包括三个结构基因：Z、Y、a分别编码β—半乳糖苷酶、β—半乳糖苷透性酶、β—半乳糖苷转乙酰酶，此外还有一个操纵序列0，一个启动序列P及一个调节基因I。I基因编码一种阻遏蛋白，后者与0序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。在启动序列P上游还有一个分解（代谢）物，基因激活蛋白CAP结合位点，由P序列、0序列和CAP结合位点共同构成LAC操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由一控制区调节实现基因产物的协调表达。第十一章：原核基因表达的调控1、简单描述大肠杆菌乳糖操纵子的结构及转录过程。答：结构基因：β—半乳糖苷酶基因（lacZ）、编码β—半乳糖苷透性酶的基因（lacY）、β—半乳糖苷转乙酰酶基因（lacA）。过程：乳糖操纵子调控是当培养基中没有乳糖时，存在于操纵子上游的调节基因编码表达的阻遏蛋白结合到操纵子中的操纵基因上，阻止了结构基因的表达。此时，在细胞中只有几个β—半乳糖苷酶分子，但将大肠杆菌转到乳糖培养基中时，由于诱导物分子结合在阻遏蛋白的特异部位，引起阻遏蛋白构象改变，不能结合到操纵基因上，使RNA聚合酶能够正常催化转录存在于操纵子上的结构基因，即操纵子被诱导表达，β—半乳糖苷酶分子数量迅速增加，在这个系统中的诱导物分子不是乳糖本身，而是乳糖的同分异构体—异乳糖。因为乳糖进入大肠杆菌细胞后被转化成了异乳糖。2、说出为什么大肠杆菌在有葡萄糖和乳糖时，首先利用葡萄糖，而没有葡萄糖时才利用乳糖？答：葡糖糖效应：在葡萄糖存在的情况下，即使在细菌培养基中加入乳糖等诱导物与其相对应的操纵子，也不会启动产生代谢这些糖的酶。这是因为葡萄糖是最常用的碳源。细菌所需要的能量主要从葡萄糖获得，在这种情况下，细菌无需开动一些不常用的基因去利用稀有糖，但葡萄糖存在可抑制细菌细胞中的腺苷酸环化酶，减少了环腺苷酸(CAMP)的合成，与它结合的正受体PrCAP因找到配体而不能形成复合物，CAMP—CAP是一个重要的正调节物质，可以与操纵子的启动子区结合启动基因转录，所以葡萄糖存在时，不易形成CAMP—CAP受其调控基因不表达。如果培养基中葡萄糖含量下降，腺苷酸环化酶活力就会相应提高，CAMP合成增加，CAMP与CAP形成复合物并与启动子结合促进乳糖操纵子的表达，这种情况成为葡萄糖效应或称为降解物抑制作用。63、简述乳糖操纵子的负调控机制。负调控机制：是当培养基中没有乳糖时，存在于操纵子上游的调节基因，编码表达的阻遏蛋白结合到操纵子中的操纵子基因上，阻止了结构基因的表达（即Lac基因被调节基因编码表达的阻遏蛋白所阻遏）。此时，在细胞中只有几个β—半乳糖苷酶分子。调控机制：在乳糖培养基中时，由于诱导物分子结合在阻遏蛋白的特异部位，引起阻遏蛋白构象改变，不能结合到操纵基因上，使RNA聚合酶能够正常催化转录存在于操纵子的基因结构，即操纵子被诱导表达，β—半乳糖苷酶分子数量迅速