分子生物学复习题

1、分子生物学的定义。从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。2、简述分子生物学的主要研究内容。a.DNA重组技术（基因工程）（1）可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽;（2）可用于定向改造某些生物的基因组结构;（3）可被用来进行基础研究b.基因的表达调控在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。c.生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提：(1)拥有特定的空间结构（三维结构）；(2)发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括3个主要研究方向：(1)结构的测定(2)结构运动变化规律的探索(3)结构与功能相互关系d.基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？(1)分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。(2)分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。(3)分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，同时也推动这些学科的发展。(4)分子生物学涉及认识生命的本质，它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中，成为现代医药学重要的基础。1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。DNA双螺旋模型在1953年由Watson和Crick提出的。基本内容：(1)两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，两条链均为右手双螺旋。(2)嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，3´,5´-磷酸与核糖在外侧，彼此通过磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。(3)双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻碱基对之间相距的高度即碱基堆积距离为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36。。(4)两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起，A与T相配对形成两个氢键，G与C相配对形成3个氢键。(5)碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但根据碱基互补配对原则，当一条多核苷酸的序列被确定后，即可决定另一条互补链的序列。2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式，各有何特点？形式：A-DNA构象、B-DNA构象、Z-DNA构象A-DNA构象：外型粗短，右手双螺旋，大沟很窄很深，小沟很宽而浅，糖苷键构象为反式。B-DNA构象：外型适中，右手双螺旋，大沟很宽较深，小沟窄而深，糖苷键构象为反式。Z-DNA构象：外型细长，左手双螺旋，大沟平坦，小沟较窄很深，磷酸核糖骨架呈Z字性走向，糖苷键构象为C、T反式，G顺式。3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾（CValueparadox）。(1)C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。(2)形态学的复杂程度（物种的生物复杂性）与C-值大小的不一致，称为C-值矛盾(C-值悖理)。4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义。真核生物染色体上组蛋白的种类：H1、H2A、H2B、H3、H4。组蛋白修饰的种类：甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化等。H3、H4修饰作用较普遍，H2B有乙酰化作用，H1有磷酸化作用。组蛋白修饰的意义：(1)改变染色体的结构，直接影响转录活性；(2)核小体表面发生改变，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。5、比较原核、真核基因组的特点。(1)原核生物基因组结构特点a.基因组很小，大多只有一条染色体b.原核生物基因主要是单拷贝基因c.结构简炼d.存在转录单元(trnascriptionaloperon)e.多顺反子(polycistron)f.有重叠基因（Sanger发现）(2)真核生物基因组结构特点a.真核基因组结构庞大,一般远大于原核的b.含有大量重复序列c.非编码序列多,多于编码序列d.转录产物为单顺反子e.基因不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子(intron)、外显子(exon)f.存在大量的顺式作用元件。启动子、增强子等g.存在大量的DNA多态性(DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异)h.端粒结构(端粒是真核染色体末端的蛋白质-DNA结构,其功能是完成染色体末端的复制,可防止染色体融合、重组和降解。端粒的结构和功能都是十分保守的)1、请设计一个实验来证明DNA复制是以半保留方式进行的。将大肠杆菌长期在以15N作氮源的培养基中培养，,再将其转移到含14N的普通培养液中培养，然后在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将DNA在氯化铯密度梯度离心，记录其位置，若离心后有三条带(自上而下为15N,15N/14N,14N),则证明DNA复制是以半保留方式进行的。2、名词解释冈崎片段：在DNA复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成5´→3´的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。Replicon：是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。semi-conservativereplication：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。3、原核DNA合成酶中（C）的主要功能是合成前导链和冈崎片段A、DNA聚合酶ⅠB、DNA聚合酶ⅡC、DNA聚合酶ⅢD、引物酶1、简要说明细胞中DNA的错配修复系统。Dam甲基化酶使母链位于5’-GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化，一旦复制叉通过复制起始点，母链就会在开始DNA合成前的几秒钟至几分钟内被甲基化。此后，只要两条DNA链上碱基配对出现错误，错配修复系统根据“保存母链，修正子链”的原则，找到错误碱基所在的DNA链，并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的5’位置切开子链，再根据错配碱基相对于DNA切口的方位启动修复途径，合成新的子链DNA片段。2、简要说明细胞中DNA的碱基切除修复系统。所有细胞中都带有不同类型，能识别受损核酸位点的核苷酸水解酶，它能特异性切除受损核苷酸上的N-β糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称AP位点。DNA分子中一旦产生AP位点，AP核酸内切酶把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶Ⅰ合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。3、简要说明细胞中DNA的核苷酸切除修复系统。首先由DNA切割酶在已损伤的核苷酸5’和3’位分别切开磷酸糖苷键，产生一个由12-13个核苷酸(原核生物)或27-29个核苷酸(真核生物)的小片段，移去小片段后由DNA聚合酶Ⅰ(原核)或ε(真核)合成新的片段，并由DNA连接酶将切口补平。4、简要说明细胞中SOS修复系统。SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生存率，但留下的错误较多。当细胞DNA复制受阻时，LexA蛋白被RecA蛋白触发，发生自身催化的水解作用，SOS系统被激活，LexA基因表达也增加。DNA复制正常后，RecA蛋白失活，LexA蛋白恢复对SOS系统的阻遏作用。5、名词解释转座子：基因组上不必借助于同源序列就可移动的DNA片段称为转座子（transposons）或转座元件。转座：转座子复制，一个拷贝插入基因组的新位置，原来位置上仍保留一个拷贝的过程。复合转座子：一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。一、名词解释：Transcription：DNA分子中的遗传信息转移到RNA分子中的过程称为转录。即生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。编码链：与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链（codingstrand）或称有意义链（sensestrand）。二、选择题、填空题：1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:(B)A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合2.转录需要的原料是:(D)A.dNTPB.dNDPC.dNMPD.NTPE.NMP3、原核生物RNA聚合酶核心酶由（2个α亚基、1个β亚基、1个β'亚基和1个ω亚基）组成，全酶由（核心酶和一个σ亚基）组成。4、DNA模板链为5’-ATTCAG-3’,其转录产物是:(D)A.5’-GACTTA-3’B.5’-CTGAAT-3’C.5’-UAAGUC-3’D.5’-CUGAAU-3’5、真核生物的mRNA加工过程中,5’端加上（7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）帽），在3’端加上（多聚腺苷酸polyA尾巴），后者由（多聚腺苷酸聚合酶）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（内含子）一定要被切除，并通过（剪接）过程将（外显子）连接在一起。6、–10位的（TATAAT）区和–35位的（TTGACA）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。7、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（C）A：半衰期短B：存在多顺反子的形式C：5’端有帽子结构D：3’端没有或只有较短的多聚（A）结构8、真核细胞中的mRNA帽子结构是（A）A.7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸B.7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸C.7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸D.7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸三、名词解释核酶：具有催化功能的RNA分子。RNA的剪接：切除RNA内含子序列相应的外显子序列连接成一个连续的mRNA的过程。RNA的编辑：指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。四、简答：分别说出5种以上RNA的功能？(1)作为遗传物质。某些病毒以RNA为遗传物质。(2)参与基因表达的调控，与生物的生长发育密切相关。(3)作为细胞内蛋白质生物合成的主要参与者。(4)催化作用。核酶是一类具有催化功能的RNA分子。(5)核糖体的结构成分。核糖体由rRNA和蛋白质组成。书本P1134、简述RNA转录的概念及基本过程。转录(transcription)：DNA分子中的遗传信息转移到RNA分子中的过程称为转录。即生物体以DNA为模板合成RNA的过程。基本过程：模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。(1)起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。(2)转录起始：RNA链上第一个磷酸二酯键的产生。(3)RNA链的延伸：a.亚基脱落，RNA聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；b.在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(4)转录终止：RNA聚合酶起始基因转录后，它就会沿着模板5’—3’方向不断移动，合成RNA链，直到碰上终止信号时才与模板DNA相脱离并释放新生RNA链。终止发生时，所有参与形成RNA-DNA杂合体的氢键都必须被破坏，模板DNA链才能与有意义链重新组合成DNA链。6、大肠杆菌的RNA聚合酶由哪些组成成分，各个亚基的作用如何？大肠杆菌RNA聚合酶由核心酶（2个α亚基、1个β亚基、1个β'亚基和1个ω亚基）和一个σ亚基组成。α亚基——核心酶组装，启动子识别β亚基，β'亚基——共同形成RNA合成的活性中心σ亚基——存在多种σ因子，用于识别不同的启动子ω亚基——未知8、简述σ因子的作用。(1)负责模板链的选择和转录的开始，是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板上的启动子。(2)极大地提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力，酶底结合常数提高103