西南大学1166《分子生物学》第三次作业及参考答案

西南大学1166《分子生物学》第三次作业及参考答案论述题：1.怎样证明DNA是遗传物质?2.作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性?3.分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们各有何特点，请比较其异同。4.真核生物的DNA序列可分为几种类型?分别写出并简要叙述。5.基因编码的主要产物是什么?答：1.怎样证明DNA是遗传物质?DNA是遗传物质的概念起源于1944年Avery等人首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。他们从有荚膜、菌落光滑的Ⅲ型肺炎球菌（ⅢS）细胞中提取出纯化的DNA，加热灭活后再加入到无荚膜、菌落粗糙的Ⅱ型细菌（ⅡR）培养物中，结果发现前者的DNA能使一部分ⅡR型细胞获得合成ⅢS型细胞特有的荚膜多糖的能力。而蛋白质及多糖类物质没有这种转化能力。若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解，也就失去了转化能力。这一实验不可能是表型改变，也不可能是恢复突变，因为ⅡR型菌产生的是ⅢS型的荚膜。它有力地证明DNA是转化物质。已经转化了的细菌，其后代仍保留合成Ⅲ型荚膜的能力，说明此性状可以遗传给后代。1952年Hershey和Chase等利用大肠杆菌噬菌体实验证实了DNA是遗传物质的本质。在噬菌体中，DNA是惟一含磷的物质，而蛋白质是惟一含硫的物质。利用含P或S的放射性培养基培养噬菌体，得到了放射性标记噬菌体。使标记|的噬菌体吸附细菌，几分钟后离心除去未吸附的噬菌体。然后利用捣碎机捣碎使噬菌体和细菌分开。离心后细菌在沉淀中，而噬菌体在上清液中。这时发现放射性的硫有80%在上清液中，只有20%在沉淀中，而磷的情况则相反。说明在噬菌体感染的过程中，DNA进入了细菌体内，而蛋白质留在细菌体外。证明具有遗传作用的是DNA而不是蛋白质。2.作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性?作为遗传物质的DNA具有以下特性：①贮存并表达遗传信息；②能把遗传信息传递给子代；③物理和化学性质稳定；④有遗传变异的能力。3.分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们各有何特点，请比较其异同。基因组是指细胞或生物体中，一套完整单体的遗传物质的总和；或指原核生物染色体、质粒、真核生物的单倍染色体组、细胞器、病毒中所含有的一整套基因。真核生物基因组与原核基因组相比，其区别可总结如下：①真核生物基因组远远大于原核生物基因组，且具有相当的复杂度；②基因组中不编码区域远远多于编码区域；③基因组中的DNA与蛋白质结合，形成的染色体存在于细胞核内；④大部分基因有内含子，因此基因的编码区域不连续；⑤存在着重复序列，重复次数从几次到几百万次不等；⑥基因组中以多复制起点的形式复制；⑦转录产物为单顺反子；⑧真核生物基因组与原核相同，也存在着可移动的因子。4．真核生物的DNA序列可分为几种类型?分别写出并简要叙述。根据DNA复性动力学研究真核生物的DNA序列可以分为4种类型：(1)单拷贝序列又称非重复序列，在一个基因组中只有一个拷贝，真核生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分。(2)轻度重复序列在一个基因组中有2~10个拷贝（有时被视为非重复序列），如组蛋白基因和酵母rRNA基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。(3)中度重复序列有十至几百个拷贝，一般是不编码的序列，例如人类基因组中的Alu序列等。中度重复序列可能在基因表达调控中起重要作用，包括DNA复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约300bp，它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复性组分。(4)高度重复序列有几百到几百万个拷贝，是一些重复数百次的基因，如rRNA基因和某些tRNA基因，而大多数是重复程度更高的序列，如卫星DNA等。高度重复序列对应于快复性组分。5.基因编码的主要产物是什么?是多肽链，另外还包括许多编码RNA的基因，例如rRNA基因、tRNA基因以及其他小分子RNA基因等都是基因编码的产物。