生化与分子大题

1、什么是非编码RNA非编码RNA有哪些有什么作用（13年真题）非编码RNA（NONCODINGRNA）是指不编码蛋白质的RNA。其中包括RRNA，TRNA，SNRNA，SNORNA和SIRNA,MIRNA,PIRNA等多种已知功能的RNA，还包括未知功能的RNA。这些RNA的共同特点是都能从基因组上转录而来，但是不翻译成蛋白，在RNA水平上就能行使各自的生物学功能了。非编码RNA从长度上来划分可以分为3类小于50NT，包括MIRNA，SIRNA，PIRNA；50NT到500NT，包括RRNA，TRNA，SNRNA，SNORNA，SLRNA，SRPRNA等等；大于500NT，包括长的MRNALIKE的非编码RNA，长的不带POLYA尾巴的非编码RNA等等。TRNA功能主要是携带氨基酸进入核糖体，在MRNA指导下合成蛋白质。RRNA是细胞中含量最多的RNA，它与蛋白质结合而成核糖体，其功能是作为MRNA的支架，使MRNA分子在其上展开，实现蛋白质的合成。SNRNA是SMALLNUCLEARRNA的简称，也称作小核RNA。其功能是与蛋白因子结合形成小核核糖蛋白颗粒，参与MRNA前体的加工过程。SNORNA是最早在核仁发现的小RNA，称作小核仁RNA，最初发现它们的生物功能是用来修饰RRNA的。MIRNA也是非编码RNA，是小的RNA分子，具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能,与转录基因互补，介导基因沉默（RNAI）。SIRNA激发与之互补的目标MRNA的沉默PIRNAPIRNA主要存在于哺乳动物的生殖细胞和干细胞中，通过与PIWI亚家族蛋白结合形成PIRNA复合物（PIRC）来调控基因沉默途径。对PIWI亚家族蛋白的遗传分析以及PIRNA积累的时间特性研究发现，PIRC在配子发生过程中起着十分重要的作用。还能维持生殖系和干细胞功能和调节翻译和MRNA的稳定性非编码RNA，目前的研究显示，NCRNA的主要功能有参与MRNA的稳定和翻译水平的调节、参与蛋白质的运输、参与RNA的加工和修饰、影响染色体的结构等。2、表观遗传学的概念机主要研究内容。（10年真题）3、表观遗传概念、主要内容及其与癌症研究作用。（11年真题）4、组蛋白翻译后修饰、对转录的意义（10年真题）表观遗传学的内容太多，一时整理不出来，我这里有本图书馆借来的书，你可以看一下。2、3、4题都是表观遗传学5、有关糖酵解、TCA循环、电子传递链、戊糖磷酸途径以及乳糖操纵子、色氨酸操纵子自己总结（一定要做）6、试述泛素的降解过程（09年真题，自己整理下，答案上说的不多，下册301页）7、酶的活性受哪些因素调节，试说明之。（13年真题）答酶的调节和控制有多种方式，主要有（1）调节酶的浓度主要有2种方式诱导或抑制酶的合成；调节酶的降解；（2）通过激素调节酶活性、激素通过与细胞膜或细胞内受体相结合而引起一系列生物学效应，以此来调节酶活性；（3）反馈抑制调节酶活性许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质合成的第一步的酶，往往被他们终端产物抑制；（4）抑制剂和激活剂对酶活性的调节酶受大分子抑制剂或小分子物质抑制，从而影响酶活性；（5）其他调节方式通过别构酶、酶原的激活、酶的可逆共价修饰和同工酶来调节酶活性。别构调节某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变，从而改变酶的活性以及代谢反应的速度。可逆共价修饰酶蛋白肽链上的一些基因可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性。共价修饰包括磷酸化与脱磷酸化，乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化等，其中以磷酸化修饰最为常见。酶原的激活有一些酶在细胞内合成及释放的初期，通常不具有催化活性，必须经过蛋白酶酶解或其他因素的作用，才能转变为有活性的酶。8、酶的调节包括酶活性的调节和酶含量的调节，前者又分为变构效应、酶的特异激活和抑制以及共价修饰等几种形式；后者受合成和降解两方面的影响。9、激素的作用方式（作用机理），及各种作用方式的代表物质。（自己总结）（上册570页）10、真核生物DNA聚合酶有哪几种它们主要功能是什么（下册425页，表345）11、说明真核生物基因表达调节机制的主要特点（10年真题）。答真核生物基因表达调节机制的主要特点是真核生物细胞基因的表达可随细胞内外环境条件的改变和时间程序面在不同表达水平上加以精确调节。基因表达是有多个层面上进行的多级调控（1）转录前水平的调节染色体丢失；基因扩增；基因重排；染色体DNA的修饰和异染色质化。（2）转录活性的调节染色质的活化；启动子和增强子的顺式作用元件；调节转录的反式作用因子。（3）转录后水平的调节戴帽；加尾；甲基化修饰；拼接。（4）翻译水平的调节对可溶性蛋白质因子的修饰；对MRNA稳定性的调节；反义RNA对翻译水平的调控。（5）翻译后水平的调节切割；化学修饰；连接。12、真核生物转录前水平的基因调节主要有哪些方式答真核生物转录前水平的基因调节主要有染色体丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰和异染色质化等方式。13、比较真核生物和原核生物转录水平与翻译水平的调节的异同点。答原核生物的基因组和染色体结构都比真核生物简单，转录和翻译在同一时间和空间内发生，基因表达的调控主要发生在转录水平。原核生物通过由结构基因、调节基因及由调节基因产物所识别的控制序列（启动子、操纵基因）等所组成的操纵子对基因的表达进行调节。真核生物有细胞核结构，转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开，且在转录和翻译后都有复杂的信息加工过程，其基因表达的调控可以发生在各种不同的水平上。真核生物不组成操纵子，不形成多顺反子MRNA。真核生物在转录水平上的调节包括染色质的活化和基因的活化，基因转录受顺式作用元件，包括启动子、增强子及其应答元件的控制；也受反式作用因子如基本转录因子、上游转录因子和转录调节因子等的调节。真核生物翻译水平的调节主要是控制MRNA的稳定性和有选择的进行翻译。14、DNA的复制过程可分为哪几个阶段其主要特点是什么答DNA的复制过程包括复制的起始、延伸和终止三个阶段。（1）复制的起始引发当DNA的双螺旋解开后，合成RNA引物。引发体沿着模板链53方向移动（与冈崎片段合成的方向正好相反，而与复制叉移动的方向相同），移到一定位置上即可引发RNA引物的合成。（2）DNA链的延伸前导链只需要一个RNA引物，后随链的每一个冈崎片段都需要一个RNA引物，链的延长反应由DNAPOL催化。复制体沿着复制叉方向前进合成DNA。DNAPOL的5，3，外切活力，切除RNA引物。DNAPOL的5，3，合成活性补齐缺口。DNALIGASE，动物、真核由ATP供能，原核由NAD供能。（3）DNA合成的终止环状DNA、线性DNA，复制叉相遇即终止。15、DNA重组可分为哪几种类型它们的主要特点是什么答DNA重组有3种类型，分别是同源重组、特异位点重组和转座重组。同源重组又叫一般性重组，它是由两条同源区的DNA分子，通过配对、链的断裂和再连接，而产生片段交换的过程。同源重组的功能是在减数分裂中使四联体某些位置的非姊妹染色单体之间可以发生交换。同源重组发生是依赖大范围的DNA同源序列的联会。重组过程中，两个染色体或DNA分子交换对等的部分。其特点是需要重组的蛋白质参与；蛋白质因子对DNA碱基序列的特异性要求不高；真核生物染色质的状态影响重组的频率。特异位点重组的特点重组依赖于小范围同源序列的联会，发生精确的断裂、连接，DNA分子并不对等交换。转座重组的特点完全不依赖于序列间的同源性而使一段DNA序列插入另一段中，但在形成重组分子时往往是依赖于DNA复制而完成重组过程。16、何谓转座重组它有何生物学意义答由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座重组。转座重组的生物学意义有可引起基因突变插入或切离；改变染色质的结构（缺失、倒位等）；可以插入新基（AMPR、TERR等）；在靶序列上引入新的转座子序列，原来序列保持不变；在靶序列上造成同向重复序列；产生新的变异，有利于进化。17、细菌的转座因子有几种它们的结构有何特点答微生物的某些DNA片段作为一个独立单位可在染色体上移动，此种移动甚至可发生在不同种细胞之间。这种可移动的DNA片段称之为转座因子。细菌的转座因子有两种类型插入序列INSERTSEQUENCE，IS和转座子TRANSPOSON，TN。插入序列不含任何宿主基因，是最简单的转座子，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。所有插入序列的两端都有反向重复。转座子除编码转座功能有关的基因外还携带抗性或其它标记基因。按结构可分为组合因子和复合因子。18、转录调节因子的结构有何特点答转录调节因子分类。转录因子，分为两类基本转录因子是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组因子，为所有MRNA转录起动共有特异转录因子为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达，包括转录激活因子和抑制因子。所有转录因子至少包括两个结构域DNA结合域和转录激活域；此外，很多转录因子还包含一个介导蛋白质蛋白质相互作用的结构域，最常见的是二聚化结构域。DNA结合域通常由60100个氨基酸残基组成。最常见的DNA结合域结构形式是锌指结构和碱性螺旋。类似的碱性DNA结合域多见于碱性亮氨酸拉链和碱性螺旋环螺旋。转录激活域由30100个氨基酸残基组成。根据氨基酸组成特点，转录激活域又有酸性激活域、谷氨酰胺富含区域及脯氨酸富含区域。介导二聚化的结构域二聚化作用与亮氨酸拉链、螺旋环螺旋结构有关。19、为什么逆转座子只存在于真核生物中它有何生物学意义答在转座过程中需要以RNA为中间体，经逆转录再分散到基因组中的转座子，叫逆转座子。由于只有真核生物能完全满足逆转座子存在的条件（逆转录酶、整合酶，重复序列等），所以逆转座子只存在于真核生物中。逆转座子的生物学意义影响所在位点或邻近基因的活性；成为基因组的不稳定因素，促进基因重组；促进生物进化。20、为什么说在酶诱导中的调节蛋白起负调节作用，而在降解物阻遏中的调节蛋白起正调节作用答酶的诱导和阻遏是在调节基因产物阻遏蛋白（调节蛋白）的作用下，通过操纵基因控制结构基因或基因组的转录而发生的。由于经济的原则，细菌通常并不合成那些在代谢上无用的酶，因此一些分解代谢的酶类只在有关的底物或底物类似物存在时才被诱导合成；而一些合成代谢的酶类在产物或产物类似物足够量存在时，其合成被阻遏。在酶诱导时，阻遏蛋白与诱导物相结合，因而失去封闭操纵基因的能力。对代谢降解物敏感的操纵子受到降解物的阻遏，有关的调节蛋白起正调节作用。当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，通常优先利用葡萄糖，只有葡萄糖耗尽后，细菌经过一段停滞期，在乳糖诱导下才能利用乳糖，这种现象称为葡萄糖效应或降解物阻遏。21、何谓衰减子说明它的作用机制和生物学意义。答在色氨酸操纵子中存在一种转录水平上调节基因表达的衰减作用（ATTENUATION），用以终止和减弱转录。这种调节作用称为衰减子（ATTENUATOR），是一种位于结构基因上游前导区的终止子。衰减子的作用机制是前导区编码MRNA的前导序列，该序列可合成一段小肽（前导肽），它在翻译水平上控制前导区转录的终止。衰减子控制转录起始后是否继续下去，是比之阻遏作用是更为精细的调节。22、原位杂交的原理是什么有何用途答将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交，称为原位杂交。利用原位杂交，可在光镜或电镜下观察目的MRNA或DAN的存在与定位；可在原位研究细胞合成某种多肽或蛋白质的基因表达。23、MIRNA与SIRNA之间有许多相同之处1二者的长度都约在22NT左右。2二者都依赖DICER酶的加工，是DICER的产物，所以具有DICER产物的特点。3二者生成都需要ARGONAUTE家族蛋白存在。4二者都是RISC组分，所以其功能界限变得不清晰，如二者在介导沉默机制上有重叠。5MIRNA和SIRNA合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的。MIRNA与SIRNA的不同点1根本区别是MIRNA是内源的，是生物体的固有因素；而SIRNA是人工体外合成的，通过转染进入人体内，是RNA干涉的中间产物。2结构上，MIRNA是单链RNA，而SIRNA是双链RNA。3DICER酶对二者的加工过程不同，MIRNA是不对称加工，MIRNA仅是剪切PREMIRNA的一个侧臂，其他部分降解；而SIRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂。4在作用位置上，MIRNA主要作用于靶标基因3UTR区，而SIRNA可作用于MRNA的任何部位。5在作用方式上，MIRNA可抑制靶标基因的翻译，也可以导致靶标基因降解，即在转录水平后和翻译水平起作用，而SIRNA只能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控。6MIRNA主要在发育过程中起作用，调节内源基因表达，而SIRNA不参与生物生长，是RNAI的产物，原始作用是抑制转座子活性和病毒感染。24、小RNA是一类重要的体内调节分子，主要包括MIRNA、PIRNA和SIRNA。它的功能主要是诱导基因沉默，参与基因转录后调控，从而调节细胞生长、分化，以及个体发育、生殖等重要生物学过程。25、原核生物与真核生物MRNA有何特点答原核生物以操纵子为转录单位，产生顺反子MRNA，即一条MRNA链上有多个编码区，5端和3端各有一段非翻译区（UTR）。原核生物MRNA，包括噬菌体RNA，都无修饰碱基。真核生物的MRNA都是单顺反子，5端有帽子（CAP）结构，然后依次是5非编码区、编码区、3非编码区、3端为聚腺苷酸（POLYA）尾巴，其分子内有时还有极少甲基化的碱基。26、什么是生物膜研究生物膜的重要性。试述生物膜膜内在蛋白三维结构的解析的重要性与困难。（08年真题、课后题）27、RNA的分离（上册513页，自己整理）28、总结柠檬酸循环在机体代谢中的作用和地位。（13年真题）答柠檬酸循环是绝大多数生物体主要的分解代谢途径，也是准备提供大量自由能的重要代谢系统，在许多合成代谢中都利用柠檬酸循环的中间产物作为生物合成的前体来源，从这个意义上看，柠檬酸循环具有分解代谢和合成代谢双重性或称两用性。柠檬酸循环是新陈代谢的中心环节。它们在循环过程中产生的还原型NADH和FADH2，进一步通过电子传递链和氧化磷酸化被再氧化，所释放出的自由能形成ATP分子。柠檬酸循环的中间产物在许多生物合成中充当前体原料。地位1、三羧酸循环是机体获取能量的主要方式2、三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢途径3、三羧酸循环是体内三种主要有机物互变的联结机构。总之，TCA循环是连接糖代谢、脂代谢和氨基酸代谢的枢纽。（若能将下册110页图2314用于这里，答案就接近满分）29、什么是化学渗透学说解释氧化磷酸化作用机理的化学渗透学说的主要论点是什么13年真题化学渗透学说CHEMIOSMOTICTHEORY该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜内膜上有偶联电子传递的质子转移系统膜上有转移质子的ATP酶。在解释光合磷酸化机理时，该学说强调当氧化进行时，呼吸链起质子泵作用，质子被泵出线粒体内膜之外侧（膜间隙），造成了膜内外两侧间跨膜的电化学势差，后者被膜上ATP合成酶所利用，使ADP与PI合成ATP。主要论点1）呼吸链中的电子传递体在线粒体内膜中有着特定的不对称分布，递氢体和电子传递体是间隔交替排列的，催化反应是定向的。2）在电子传递过程中，复合物I，III和IV的传氢体起质子泵的作用，将H从线粒体内膜基质侧定向地泵至内膜外侧空间将电子传给其后的电子传递体。3）线粒体内膜对质子具有不可自由透过的性质，泵到外侧的H不能自由返回。结果形成内膜内外的电化学势梯度由质子浓度差产生的电位梯度。4）线粒体F1F0ATPASE复合物能利用ATP水解能量将质子泵出内膜，但当存在足够高的跨膜质子电化学梯度时，强大的质子流通过F1F0ATPASE进入线粒体基质时，释放的自由能推动ATP合成。30、DNA测序第一代DNA测序双脱氧终止法即SANGER测序法。SANGER法是根据核苷酸在某一固定的点开始，随机在某一个特定的碱基处终止，并且在每个碱基后面进行荧光标记，产生以A、T、C、G结束的四组不同长度的一系列核苷酸，然后在尿素变性的PAGE胶上电泳进行检测，从而获得可见的DNA碱基序列。第二代DNA测序边合成边测序在SANGER等测序方法的基础上，通过技术创新，用不同颜色的荧光标记四种不同的DNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种DNTP就会释放出不同的荧光，根据捕捉的荧光信号并经过特定的计算机软件处理，从而获得待测DNA的序列信息。第三代DNA测序单分子测序用一种聚合酶将DNA的复制限制在一个微小的间隙中，给各种碱基加上荧光示踪标记，当碱基合成DNA链时，这些荧光标记就会发出不同颜色的闪光，根据闪光颜色就可识别出不同的碱基。31、比较两种DNA快速测序的方法，包括方法的原理和优缺点。答目前应用的两种快速序列测定技术是SANGER等（1977）提出的双脱氧法（酶法）及MAXAM和GILBERT1977提出的化学降解法。虽然其原理大相径庭，但这两种方法都是同样生成互相独立的若干组带放射性标记的寡核苷酸，每组寡核苷酸都有固定的起点，但却随机终止于特定的一种或者多种残基上。由于DNA上的每一个碱基出现在可变终止端的机会均等，因些上述每一组产物都是一些寡核苷酸混合物，这些寡核苷酸的长度由某一种特定碱基在原DNA全片段上的位置所决定。然后在可以区分长度仅差一个核苷酸的不同DNA分子的条件下，对各组寡核苷酸进行电泳分析，只要把几组寡核苷酸加样于测序凝胶中若干个相邻的泳道这上，即可从凝胶的放射自影片上直接读出DNA上的核苷酸顺序。SANGER法DNA测序SANGER法测序的原理就是利用一种DNA聚合酶来延伸结合在待定序列模板上的引物。直到掺入一种链终止核苷酸为止。每一次序列测定由一套四个单独的反应构成，每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸DNTP，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸DDNTP。由于DDNTP缺乏延伸所需要的3OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止。终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种DNTPS和DDNTPS的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。SANGER法测序快速、省事，不需要比强很高的32PDNTP,但有时会出现一些不够清晰的结果。MAXAMGILBERTDNA化学降解法化学降解法的原理是首先标记双链DNA的5端，然后加入二甲基亚砜并加热到90C，使双链DNA分子变成单链。通过凝胶电泳分离两条链，其中一条链含有更多的嘌呤成为重链，另一条链为轻链。纯化两条链，分成四份，分别利用不同的降解试剂进行降解（哌啶,氮杂环己烷），产生了一系列的降解片段。可以通过电泳分离显示出来。化学降解法可以提供比较清晰的结果，但步骤繁琐，许多药品有剧毒。32、电子传递链和氧化磷酸化之间有何关系答生物氧化亦称细胞呼吸，指各类有机物质在细胞内进行氧化分解，最终产生CO2和H2O，同时释放能量（ATP）的过程。包括TCA循环、电子传递和氧化磷酸化三个步骤，分别是在线粒体的不同部位进行的。其中电子传递链和氧化磷酸化之间关系密切，电子传递和氧化磷酸化偶联在一起。根据化学渗透学说（电化学偶联学说），在电子传递过程中所释放的能量转化成了跨膜的氢离子浓度梯度的势能，这种势能驱动氧化磷酸化反应，合成ATP。即葡萄糖等在TCA循环中产生的NADH和FADH2只有通过电子传递链，才能氧化磷酸化，将氧化产生的能量以ATP的形式贮藏起来。33、说明“酮尿症”的生化机制（08年真题）。答酮体是乙酰乙酸、羟丁酸及丙酮的总称。严重饥饿或胰岛素水平过低，耗尽体内糖的贮存，肝中糖异生作用加强，脂肪酸氧化产生大量乙酰COA，由于糖异生已经耗尽草酰乙酸，使乙酰COA不能进入TCA循环，转向生成酮体方向，导致血和尿中酮体过多，即“酮尿症”，动物没有乙醛酸循环。34、试比较脂肪酸合成与脂肪酸氧化的异同。（）答脂肪酸合成与脂肪酸氧化的差异主要表现在以下几个方面（1）发生场所不同胞质中；线粒体（2）酰基载体不同ACP；COA（3）发生的反应不同缩合、还原、脱水、再还原；脱氢、水化、再脱氢、硫解（4）参与酶类不同2种酶系；5种（5）辅因子不同NADPH；FAD，NAD（6）原料转运不同三羧酸转运机制；肉碱载体系统（6）ATP不同耗7ATP；生成106ATP（7）方向不同甲基端向羧基端；相反35、说明尿素形成的机制和意义。答尿素是通过尿素循环形成的。尿素循环亦称鸟氨酸循环，是排尿素动物在肝脏中合成尿素的一个循环机制。肝细胞胞浆中的氨基酸经转氨作用与酮戊二酸形成的谷氨酸，透过线粒体膜进入线粒体基质，在谷氨酸脱氢酶作用下脱氨形成游离氨。形成的氨（NH4）与三羧酸循环产生的二氧化碳、2分子ATP，在氨基甲酰合成酶I的催化下生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸在线粒体的鸟氨酸转氨基甲酰酶的催化下，将氨基甲酰基转移给鸟氨酸生成瓜氨酸。瓜氨酸形成后即离开线粒体进入胞浆，在ATP的存在下，由精氨酸代琥珀酸合成酶的催化，与天冬氨酸缩合成精氨酸代琥珀酸。天冬氨酸在反应中作为氨基的供体。精氨酸代琥珀酸通过裂解酶的催化生成精氨酸和延胡索酸。精氨酸在胞浆精氨酸酶的催化下水解产生尿素和鸟氨酸。鸟氨酸可重新进入尿素循环。蛋白质在体内分解成氨基酸,再分解产生氨,过量的氨具有神经毒性,氨的解毒是在肝内合成尿素,再随尿排出。因此，通过合成尿素可以维持正常的血氨水平。36、尿素循环的过程及发生部位（11年真题，自己总结，真题答案不详细）37、生物体内嘌呤和嘧啶从头合成途径有何区别分