答案-水生所遗传学考研试题12-05

1、以下答案只作参考2012年遗传学考研试题答案1.绝缘子(insulator)长约几百个核苷酸对，其长度可小至42bp，是一种具有中性调控作用的顺式作用元件，绝缘子是（insulator）位于正调控元件(增强子)（enhancer）【或者负调控因子，如异染色质或沉默子（silencer）】与启动子（promoter）之间的小段DNA调控序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应，也没有负效应，其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。3.水平基因转移（horizontal gene transfer, HGT），又称侧向基因转移（lateral gene transfer, L

2、GT），是指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。差异生物个体可以是同种但含有不同的遗传信息的生物个体，也可以是远缘的，甚至没有亲缘关系的生物个体。单个细胞内部细胞器主要指的是叶绿体、线粒体及细胞核。水平基因转移是相对于垂直基因转移（亲代传递给子代）而提出的，它打破了亲缘关系的界限，使基因流动的可能变得更为复杂。4.P460 外切核酸酶（exonuclease）可以从核酸的一端开始催化逐个降解核苷酸，按其特性及底物性质可分为单链外切核酸酶和双链外切核酸酶，前者包括大肠杆菌外切酶 、外切酶 ，后者包括大肠杆菌外切酶 、外切酶，T7基因外切酶等。5.Southern印

3、迹杂交是进行基因组DNA特定序列定位的通用方法。一般利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段，将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤或者紫外线照射固定，再与相对应结构的标记探针进行杂交，用放射自显影或酶反应显色，从而检测特定DNA分子的含量。8. P68外显率（penetrance）：在特定环境中某显性基因在杂合状态下，或某隐性基因在纯合状态下，显示预期表型的个体比率，一般用%表示。外显率为100%时，称完全外显；低于100%时属于不完全外显。9. 超基因(super gene)：真核生物基因组中紧密连锁的若干个基因座，它们作用于同一性状或

4、一系列相关性状。10.某些染色体次缢痕的末端所具有的圆形或略呈长形的突出体，称为随体（satellite），它是识别某一特定染色体的重要标志之一。二1. P307单个碱基、碱基的增加及缺失、转换、颠换、同义突变、错义突变、无义突变、移码突变。2.P351 靠近转录起始位点的启动子、增强子、沉默子; 转录因子、辅激活因子、阻遏物。3.RNA、H2A、H2B、H3、H4、H1。三1. 中心法则(genetic central dogma)，是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结

5、构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。2.大纲P93.大纲4.书P2735.书P3702011年水生所遗传学答案一个物种单倍体的染色体数目及其所携带的全部基因称为该物种的基因组（genome）。基因组是生物体内遗传信息的集合 。蛋白质组（ p roteome ）是指由一个基因组所表达的全部相应蛋白质 。 因此 ，蛋白质组与基因组相对应，也是一个整体的概念 ，是基因组表达的全部蛋白质 。持家基因（house-keeping gene;housekeeping gene）：生物体各

6、类细胞中都表达，对维持细胞存活和生长所必需的蛋白质编码的基因。以组成型方式在所有细胞中表达。奢侈基因（luxury gene）：特定类型细胞中为其执行特定功能蛋白质编码的基因。管家基因是维持细胞生存不可缺少的，奢侈基因和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。这些基因的特异表达与否，决定了生命历程中细胞的发育、分化、细胞周期的调控、体内平衡、细胞衰老、甚至于程序化死亡。复等位基因（multiple alleles）：在群体中占据某同源染色体同一座位的两个以上的 、决定同一性状的基因称为复等位基因 。拟等位基因(pseudoa

7、lleles)是表型效应相似,功能密切相关,在染色体上的位置又紧密连锁的基因。它们象是等位基因,而实际不是等位基因。适合度（fittness）：在某种环境条件下，某已知基因型的个体将其基因传递到其后代基因库中的相对能力。是个体产生能存活并对未来世代有贡献的能力的后代的指标。判断实验结果是否符合孟德尔式遗传比率用卡方检验。杂合度（heterozygosity ）：群体中某一基因座上出现杂合形式的等位基因多态的频率。用H表示:杂合性的一种状态程度,反映一个位点具有两个以上等位基因的状态：H = 1-pi。二1.分离定律、等位基因、杂合子、等位基因；自由组合定律、非同源染色体、非等位基因；连锁交换定

8、律、不同性状、非等位基因、非姊妹染色单体间交换、重组。2. 同源重组、位点专一重组、异常重组。3.P317 光复活修复、切除修复、DNA糖苷酶修复、AP核酸酶修复。4.三1断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因（splite gene）。重叠基因（overlapping gene）是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。他们的发现改变了科学家以往对进化的认识，对于现代生物学的基础研究以及生物进化论具有重要的奠基作用，

9、对于肿瘤以及其他遗传性疾病的医学导向研究，亦具有特别重要的意义。真核生物的基因组十分复杂，DNA的含量也比原核生物的大得多。噬菌体由于基因组很小，但又要编码一些必不可少的蛋白，碱基显然不够用，这样不仅几乎所有的碱基都参加编码，而且在进化中还出现了“重叠基因”，以有限的基因编码更多的遗传信息。3.2 见细胞第一点3.3 微卫星方法： 微卫星是大多数真核基因组中大量而随机出现的简单序列的串联重复。 由于它们常短于 100bp 长度插在具有单一序列的 DNA 内， 故它们能用 PCR 方法体外扩增。它们易于被克隆并特征化，由于重复单位数目的变异，故可显示出重要的多态性。 这种多态性足以稳定的用于遗传

10、分析。 但是微卫星方法不适于种及种以上水平的研究， 所以导致这种方法被使用的局限性。连锁分析法：连锁分析是基因定位中的主要策略之一，它是利用家系遗传信息中的基因间的重组率计算出两基因之间的染色体图距。 根据疾病有无合适的遗传模式，可分别进行参数分析与非参数分析。参数分析法：即一般所指的连锁分析法。 这是著名遗传学家 Newton Morton 于 1955 年在 Fisher 似然性估计的原理上提出的一种优势对数分析法（Lod 法），主要检测在两基因以某一重组率 相连锁时，出现这种情况的似然性 L 有多大。 3.5 作为载体通常具备 3个特性 ： 具有一个复制起点 ，能独立于宿主染色体进行自主

11、复制 。 含有筛选标记 ，便于鉴别阳性重组子 。 含有一个或多个限制酶的单个酶切位点 ，从而使目的DNA片段插入载体的特定位点 。1. 克隆载体1） 质粒 pBR322质粒：质粒载体pBR322的大小为4361bp，相对分子质量较小的是它第一个优点。优点之二是它带有一个复制起始位点，保证了该质粒只在大肠杆菌的细胞中行使复制的功能。具有两种抗生素抗性基因氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，可供转化子的选择标记是它的第三个优点。第四个优点是具有较高的拷贝数，经过氯霉素扩增以后，每个细胞中可累积1000-3000份拷贝，该特性为重组体DNA的制备提供了极大的方便。 pUC质粒：pUC质粒可通过蓝白斑

12、直接选择重组子 ，因为经 IPTG诱导 Lac Z酶催化 X ga l后会使菌落变蓝，当外源目的基因插入多克隆位点后 ，破坏了 肽的功能 ，该产物不能与宿主Lac Z的 N端有缺失的产物发生 互补（ complementation ）， 无 Lac Z酶活性 ，因此不能使 X ga l变蓝 ，仍为白色菌落 。另外 ，pUC质粒不经扩增也有很高拷贝数（ 500 700个细胞） ，且质粒本身更小 ，使用起来十分方便 。噬菌体载体：易入转移到宿主细胞。如噬菌体改造成charon载体。这种噬菌体的中央部分不是必需的可以切除。插入较大的外源DNA片段（2.2104bp）。可根据噬菌斑直接判断是否有外源D

13、NA插入，有较强的启动子，能增强外源DNA的表达。（3） 黏粒和噬粒：黏粒要比噬菌体载体有更大的克隆容量，适合构建基因组文库。噬粒（phagemid或phasm id）是含有单链噬菌体 M 13 F1复制起点的质粒 ，在大肠杆菌中以双链分子复制，但当有辅助噬菌体存在时（M 13或 F1 ），又可按照滚环复制或线状单链共聚体并由包装蛋白包装成噬菌体颗粒。（4） 人工染色体 BAC是细菌人工染色体（ bac teria l artific ia l chromo some，BAC）：有选择性标记（例如氯霉素） ，外源 DNA片段插入后可由蓝白斑鉴定（利用 lac Z的互补作用），克隆到特定多克隆位

14、点上的外源片段可用 N o t完整切下 ，以鉴定其大小。 酵母人工染色体（ yeast artific ia l chromo some，YAC）：酵母易与哺乳类细胞融合 ，而来源于酵母的染色体也可整合到哺乳类细胞的染色体上，并能稳定存在，这就为YAC在哺乳类动物的基因、基因簇和染色体结构元件的研究中发挥重要的作用奠定了基础。 M AC是哺乳类人工染色体（mammalian artificial chromosome）：人类人工染色体 HAC（human artificial chromosome ）是带有人类染色体的着丝粒 、端粒和自我复制区的微型染色体，可以克隆多达10 M b的外源DNA

15、片段，是其他人工染色体无法比拟的。2 穿梭载体(shuttle vector)是指含有两个亲缘关系不同的复制子，能在两种不同的生物中复制的。例如既能在原核生物中复制,又能在真核生物中复制的载体。这类载体不仅具有细菌质粒的复制原点及选择标记基因，还有真核生物的自主复制序列(ARS)以及选择标记性状，具有多克隆位点。通常穿梭载体在细菌中用于克隆,扩增克隆的基因，在酵母菌中用于基因表达分析。3 表达载体（1） 原核生物基因表达载体体（expression vec tor）：表达目的基因。（2） 真核生物基因表达载体4.1 一. 真核基因转录水平的调控： 1、真核基因表达调控的顺式作用元件 顺式作用元

16、件的活性只影响同一DNA分子上的基因。这种DNA序列多位于基因上游或内含子中。 真核基因的顺式作用元件按其功能可以分为：启动子、增强子和静止子。 启动子的结构和功能 启动子是转录因子和RNA聚合酶的结合位点，位于受其调控的基因上游，邻近基因转录起始点，是基因的一部分（图 真核生物启动子元件）。与原核启动子的含义相同，是指RNA聚合酶结合并起动转录的DNA序列。但真核同启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列，而且单靠RNA聚合酶难以结合DNA而起动转录，而是需要多种蛋白质因子的相互协调作用，不同蛋白质因子又能与不同DNA序列相互作用，不同基因转录起始及其调控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同

17、启动子序列也很不相同，要比原核更复杂、序列也更长。真核启动子一般包括转录起始点及其上游约100200bp序列，包含有若干具有独立功能的DNA序列元件，每个元件约长730bp。 以上所述是典型的启动子上转录复合体的形成，但有的真核启动子不含TATA盒或不通过TATA盒开始转录。 TATA框（TATA box）：中心位于30位置，是RNA聚合酶识别和结合位点。富含AT碱基，一般有8bp，改变其中任何一个碱基都会显著降低转录活性，又称为Hogness box。如人类的珠蛋白基因启动子中TATA序列发生突变，珠蛋白产量就会大幅度下降而引起贫血症。 CAAT框（CAAT box）：位于7080位置，共有

18、序列GGCC(T)CAATCT。决定启动子的起始频率。兔的珠蛋白基因的CAAT框变成TTCCAATCT，其转录效率只有原来的12。 GC框(GC box)：110位置，GGGCGG。增强转录活性。 真核基因的启动子有三个元件构成，而原核基因的启动子一般只有两个元件，-10位置的TATAbox和35位置的TTGACAbox。 增强子的结构和功能 增强子（enhancer），又称强化子（transcriptional enhancer），是一种远端调控元件，至少距转录起始点上游100bp以上，通常位于7001000处，所以又称为上游激活序列(upstream activator sequence,

19、 UAS)。 增强子区的跨度一般有100200bp，和启动子一样，由一个或多个各具特征的DNA序列组成，常由812bp的核心序列和其他序列相间排列。 增强子也要通过与特定的蛋白质因子(转录因子)结合而实现其对转录的增强作用。 静止子 是一种类似增强子但起负调控作用的顺式作用元件。有人称为沉默基因。静止子与相应的反式作用因子结合后，可以使正调控系统失去作用。2、真核基因调控的反式作用因子 不论是启动子还是增强子序列，他们的转录调节功能都是通过与特定的DNA结合蛋白的相互作用而实现的。 真核生物的RNA聚合酶与原核生物的RNA聚合酶不同，它本身不能启动转录，纯化了的真核生物RNA聚合酶在体外是不能

20、启动转录的。因此必须事先有一套转录因子装配到启动子上，RNA聚合酶才能启动转录。 这些转录因子一般并不是RNA聚合酶的组成成分。 能直接或间接识别各种顺式调控元件并与之结合从而调控基因转录效率的各种蛋白质分子称为反式作用因子 (trans-acting factor)。 能激活真核生物基因转录的蛋白质称为转录因子(transcription factor, TF)。转录因子是参与正调控的反式作用因子，是转录起始过程中RNA聚合酶所需要的辅助因子。 这类DNA结合蛋白有很多种，顺式调控元件也有多种，正是不同的DNA序列和不同的DNA结合蛋白之间在空间结构上的相互作用，以及蛋白质与蛋白质之间的相互

21、作用，构成了复杂的基因转录调控机制。 2选择性启动子 有些真核生物基因具有两个或两个以上的启动子，用于在不同细胞中表达。不同启动子可产生不同的初级转录产物和不相同的蛋白质编码序列。果蝇的乙醇脱氢酶基因是一个典型的例子。这个基因的结构见图8-31A。在幼虫（图8-31B）和成虫期（图8-31C）分别利用不同启动子进行转录。成虫期的转录具有一段很长的5端前导序列，其中大多数在mRNA加工中去掉。多启动子可使幼虫和成虫具有独立的转录调控。3. 染色质修饰与基因表达（1） 核小体重塑与转录起始：核小体的修饰有两种形式 ：一种是增加组蛋白肽链末端的化学基团 ，如乙酰转移酶可增加组蛋白N端的乙酰基团 ，可

22、以激活染色质内那些难以接触到的基因 ；而组蛋白 N 端某些部位的甲基化则可抑制基因转录 。 另一种则是重塑核小体 ，修饰物是利用 ATP水解释放的能量 ，使核小体组蛋白核心改变位置 ，暂时脱开 DNA，或是使核小体核心沿 DNA滑动 ，促进高度有序的染色质结构松开 。 这种在一定能量下核小体移动或改组的过程称为染色质重塑（ chroma tin remode ling ） 。 而那些有助于核小体移动的蛋白质复合物便称为核小体重塑复合物（ nuc leo some remode ling comp lex ）或染色质重塑复合物（ chroma tin remode ling comp lex ）

23、 。（3） DNA 甲基化与基因表达 DNA甲基化调节基因的转录：DNA 中大多数甲基化的位点为胞嘧啶 ，尤其是 C pG岛（ C pG island ） 。，最常见的甲基化形式是把甲基基团加到胞嘧啶环的 5 位置上 ，形成 5 甲基胞嘧啶（m C pG） 。 DNA的甲基化可调节基因转录活性 。 甲基化与亲本印记 基因的转录水平与 DNA甲基化的状况相关 ，具有活性的基因与失活基因比较 ，前者极少被甲基化 。真核基因表达的激素调控 多细胞真核生物的一些基因表达经常受到体内外激素（hormone）的控制。许多甾类激素如皮质激素、盐皮质激素、雌激素、雄激素和一些多肽激素都可以诱导某些基因的转录。

24、原核生物的基因调控可以发生在转录和翻译等不同阶段,但也是以转录水平为主.原核生物许多功能相关的结构基因,特别是编码同一代谢途径的酶的基因,一般成簇排列,能受单一启动子的共同控制,结果是整簇基因或者都表达或者都不表达.原核生物操纵子中的全部结构基因从同一个启动子开始转录成单个mRNA分子.一,1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时

25、，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。3、CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。2 半乳

26、糖操纵子中的双重控制1）当没有葡萄糖的条件下有Gal存在时，galR（位于62）编码的阻遏物失活，CAP结合在-4723区域，RNA Pol结合在-10S1区，CAP和RNA Pol直接相互作用，使P1顺利转录；当无Gal时Gal R结合在Gal OE上，Gal OE具有回文顺序（TT GTG TAA AC|GATTCCACTAA）供CAP结合。它离启动子有一段距离，当Gal R结合在gal OE上时不大可能像lac操纵子中lac阻遏那样去阻碍RNA Pol的结合，它阻断S1的转录可能的两种方式；或是影响到cAMP-CAP和RNA聚合酶的作用而阻断；或通过干扰cAMP-CAP与DNA的相互作用

27、来阻断。 在Glu存在的情况下，cAMP -CAP含量少，当Gal存在，而无Gal R时，P1不能启动而P2启动，RNA聚合酶结合-10 S2顺序上，-10 S2（TATGCTA）和-10 S1（TATGGTT）顺序相似，从S2开始转录gal E而不转录另外的2个基因gal T和gal K。这是由于Gal既可以作为碳源，同时UDP-Gal又是合成细胞壁的重要前体，因此无论Glu是否存在，只要有Gal，gal E总可以得到转录。 2） cAMP-CAP的存在对P1可以激活是正调控，而对P2都是抑制，是负调控，其机制还没有搞清楚。 3） Gal R这个阻遏物对P1和P2两个启动子都是负调节，但在c

28、AMP-CAP含量少时P2仍可转录，其机制也不清楚。 4）P1启动子与RNA Pol的亲和力远远大于P2启动子与RNA Pol的亲和力。这可以解释为什么在没有Glu，而有Gal存在时，P1转录，而P2不转录。可能二者要竞争RNA Pol，而RNA Pol 在细胞中数量是一定的，由于P1的亲和力大大超过P2，所以RNA Pol几乎都结合到P1启动子上，P2由于得不到RNA Pol故不能启动。3 色氨酸操纵子中基因表达时的衰减作用：色氨酸操纵子的调控系统比较复杂 ，除可阻遏机制外 ，还受到衰减机制的调控 。 从前述 trp操纵子阻遏调控的讨论中 ，已知当 trp O没有结合有活性的阻遏物时 RNA

29、聚合酶就结合到 trp P上启动转录 ，合成多顺反子 mRNA。 但事实上 ， trpmRNA 常在转录进入第一个基因 trp E之前便终止 ，这表明 trp操纵子除阻遏调控外 ，必然还有其他调控途径 。4 诱导作用和阻抑作用细菌应答某种特定物质出现而合成特定酶的过程,称为诱导作用(induction).大肠杆菌乳糖操纵子是这种机制最好的范例.如果某种小分子物质能够促使细菌产生酶将其自身分解,这种小分子物质就叫做诱导物(inducer).异丙基硫代-D-糖苷(IPTG)虽然不能被-半乳糖苷酶分解,但它是乳糖操纵子非常有效的诱导物.四,阻抑蛋白的作用机制1. 阻抑蛋白及其靶DNA序列的对称性阻抑

30、蛋白识别位点的共有特点就是具有对称性.靠近对称轴的一对反向重复序列在阻抑蛋白结合过程中起主要作用.阻抑蛋白的结构也具有对称性.2. 阻抑蛋白结构与功能的关系乳糖操纵子的阻抑蛋白为两个二聚体结合在一起形成的四聚体结构.四个亚基的螺旋连在一起,维持四聚体结构.每个二聚体都有两个头段,两个头段在一起结合一个操纵基因序列.这使整个阻抑蛋白能够同时结合操纵基因的两个位点.完整的四聚体阻抑蛋白能够同时与操纵基因结合,亲和力较不完整的阻抑蛋白高很多.与诱导物结合可直接引起阻抑蛋白构象发生改变,使两个二聚体的头段不再同时与DNA结合,使多亚基阻抑蛋白失去优势,降低了与操纵基因结合的亲和力.3. 阻抑蛋白对RN

31、A聚合酶功能的影响阻抑蛋白和RNA聚合酶可同时与DNA结合,而且阻抑蛋白与DNA的结合能够增强RNA聚合酶结合DNA的能力,但是结合着的RNA聚合酶不能起始转录.加入诱导物以后,释放出阻抑蛋白,被关闭的复合物转变为开放的复合物,起始转录.五,cAMP对操纵子转录的激活作用细菌在富含葡萄糖的培养基上生长的时候,葡萄糖可以抑制-半乳糖苷酶表达的一个很重要的因素是葡萄糖降低了细菌体内cAMP的水平.生化和遗传学实验证明,cAMP可以结合到启动子的某个部位而激活操纵子的转录.在细菌中,cAMP与CAP(catabolite activator protein,CAP)二聚体结合形成二元复合物共同发挥作

32、用.只有cAMP存在时,CAP才有活性.CAP是一个正调控因子,在依赖CAP的启动子上起始转录必须有CAP参与.cAMP下降,CAP就不能与控制区结合,RNA聚合酶就不能启动转录.CAP激活转录有两种方式:第一种方式是直接作用于RNA聚合酶.CAP直接作用于RNA聚合酶的亚基,而且CAP必须与RNA聚合酶在同一个面上才有活性.另一种是作用于DNA改变其结构,以协助RNA聚合酶的结合.在CAP-DNA复合物中,DNA呈弯曲状态,弯曲点位于二重对称的中心.CAP结合以后,DNA双螺旋结构有很大的变化.5 比较：原核生物与真核生物转录起始调控的差异主要有：1.原核生物聚合酶仅有一种，有多个亚基。2.

33、真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶，有两个不同的大亚基和十几个不同的小亚基。原核生物RNA聚合酶可直接结合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需与辅助因子结合后才结合模板。3. 转录起始需注意的问题：原核生物 1 .RNA聚合酶要结合到DNA模板上 2. DNA双链局部打开，使其中一条链作为转录模板真核生物 1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列 2.RNA-pol不能直接结合模板 3.RNA聚合酶启动转录时需要转录因子才能形成转录复合体。4.原核基因转录调节特点：因子决定RNA聚合酶识别特异性操纵调控模式在原核基因转录起始的调节中具有普遍性原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节真核基因调控的

34、特点：真核基因内含有多种RNA聚合酶处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化在真核基因表达调控中以正性调节占主导在真核细胞中转录与翻译分隔进行转录后修饰、加工更为复杂2010年水生所遗传学答案拟等位基因(pseudoalleles)是表型效应相似,功能密切相关,在染色体上的位置又紧密连锁的基因。它们不仅在功能上和真正的等位基因很相似，而且在转位（transposition）后能产生突变体表现型，它们象是等位基因,而实际不是等位基因。引发酶（primase ）DNA复制中催化合成引物RNA的酶，其功能是在DNA复制过程中先合成一段RNA引物，在这引物上延伸新合成的DNA片段。不同于在DNA转录中

35、起作用的RNA聚合酶。 中心法则（central dogma）遗传信息传递方向的法则，指遗传信息从DNA传递至RNA，再传递至多肽。DNA同RNA之间遗传信息的传递是双向的，而遗传信息只是单向地从核酸流向蛋白质。 同源重组（Homologus Recombination) 是指发生在姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组需要一系列的蛋白质催化，如原核生物细胞内的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等；以及真核生物细胞内的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重组反应通常根据交叉分子或h

36、oliday结构（Holiday Juncture Structure) 的形成和拆分分为三个阶段，即前联会体阶段、联会体形成和Holiday 结构的拆分。顺式作用元件(cis-actingelement)存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。转座子（transposon;Tn）转座元件中的一种，具有完整转座元件的功能特征并能携带内外源基因组片段(单基因或多基因)。在基因组内移动或在生命体之间传播并可表达出新的表型

37、。转导（transduction）由噬菌体将一个细胞的基因传递给另一细胞的过程。它是细菌之间传递遗传物质的方式之一。其具体含义是指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。整倍体(euploid )具有物种特有的一套或几套整倍数染色体组的细胞或个体。 在整倍体中体细胞含一个基本染色体组的个体叫一倍体（1x），含2 个基本染色体组的叫二倍体（2x），含3 个、4 个。m 个基本染色体组的叫三倍体（3x）、四倍体（4x）。m 倍体（mx）。摆动假说（wobble hypothesis ）在蛋白质生物合成中转移核糖核酸反密码子的5位碱基不严格的特异性的假说。允许反密码子的5位(第

38、一位)碱基与信使核糖核酸的密码子3位(第三位)碱基通过改变了的氢键配对(如非G-C、A-U 配对)，从而识别一种以上的密码子。 RNA编辑（RNA editing）是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。具体说来，指基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。二1. 负责蛋白质氨基酸组成的信息、关于基因选择性表达的信息、DNA分子中核苷酸的排列顺序、碱基互补配对、双螺旋结构、右手双螺旋、左手双螺旋。2. 转录、操纵子、调节蛋白、基因调控、转录水平调节、转录后水平的调控、翻译水平

39、调控、翻译后调节。3. P281缺失、重复、倒位、易位。3根据基因的功能和性质，简述一个基因组中所包含全部基因的类别及其相互关系。根据原初功能（即基因的产物）基因可分为：编码蛋白质的基因。包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码作用于结构基因的阻遏蛋白或激活蛋白的调节基因。没有翻译产物的基因。转录成为RNA以后不再翻译成为蛋白质的转移核糖核酸(tRNA)基因和核糖体核酸（rRNA）基因：不转录的DNA区段。如启动区、操纵基因等等。前者是转录时RNA多聚酶开始和DNA结合的部位；后者是阻遏蛋白或激活蛋白和DNA结合的部位。已经发现在果蝇中有影响发育过程的各种时空关系的突变型，控制时空关系的基因有时

40、序基因 、格局基因 、选择基因等。4. 生物的一切表型都是蛋白质活性的表现。换句话说，生物的各种性状几乎都是基因相互作用的结果。所谓相互作用，一般都是代谢产物的相互作用，只有少数情况涉及基因直接产物，即蛋白质之间的相互作用。简述基因家族（gene family）和基因簇(gene cluster)的定义，形成原因及功能。一一些结构和功能都相似的为数众多的基因，它们往往紧密连锁，构成所谓基因复合体或叫做基因家族。 基因组进化中，一个基因通过基因重复产生了两个或更多的拷贝，这些基因即构成一个基因家族。真核基因组的特点之一就是存在多基因家族（multi gene family）。多基因家族是指由某一

41、祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。一类是基因家族成簇地分布在某一条染色体上，它们可同时发挥作用，合成某些蛋白质，如组蛋白基因家族就成簇地集中在第7号染色体长臂3区2带到3区6带区域内；另一类是一个基因家族的不同成员成簇地分布不同染色体上，这些不同成员编码一组功能上紧密相关的蛋白质，如珠蛋白基因家族。在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，这些基因称为假基因（pseudo gene）。假基因与有功能的基因同源，原来可能也是有功能的基因，但由于缺失，倒位或点突变等，使这一基因失去活性，成为无功能基因。与相应的正常基因相比，假基因往往缺少正常基因的内含子，两侧有顺向重复序列。人们推测

42、，假基因的来源之一，可能是基因经过转录后生成的RNA前体通过剪接失去内含子形成mRNA，如果mRNA经反复转录产生cDNA，再整合到染色体DNA中去，便有可能成为假基因，因此该假基因是没有内含子的，在这个过程中，可能同时会发生缺失，倒位或点突变等变化，从而使假基因不能表达。2 基因簇：基因家族中来源相同、结构相似和功能相关的在染色体上彼此紧密连锁的一组基因。基因簇少则可以是由重复产生的两个相邻相关基因所组成，多则可以是几百个相同基因串联排列而成。他们属于同一个祖先的基因扩增产物。也有一些基因家族的成员在染色体上排列并不紧密，中间还含有一些无关序列。但总体是分布在染色体上相对集中的区域。 基因簇

43、中也常常包括一些没有生物功能的假基因。 四、论述题(每题 25 分，共 50 分)1论述自然群体中的遗传多态现象及其维持机制。杂合有利性；频率制约选择；强制异体受精；相反的选择压力；减数分裂比偏移（meiotic drive）；性比；时空异质性；自然种群的遗传结构。2009年回忆版答案全能干细胞是指具有无限分化潜能，能分化成所有组织和器官的干细胞。换句话说，也就是具有形成完整个体分化潜能。细胞呼吸指物质在细胞内的氧化分解，具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成，又称细胞呼吸。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。分为发酵、有氧呼吸、无氧呼吸三种。DNA甲基化：DNA上添入

44、甲基基团的化学修饰现象。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。在对染色体进行测量计算的基础上, 进行分组、排队、配对, 并进行形态分析的过程叫核型分析。核糖体（Ribosome），细胞器的一种，为椭球形的粒状小体，是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle)，主要由RNA和蛋白质构成，在快速增殖、分泌功能旺盛的细胞中尤其多，其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链。免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应

45、答相关的细胞。包括淋巴细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等细胞骨架是指在细胞核中存在的核骨架-核纤层体系。核骨架、核纤层与中间纤维在结构上相互连接,贯穿于细胞核和细胞质的网架体系。包括微管、微丝和中间丝。细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动，如：在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离，在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运；在肌肉细胞中，细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统；在白细胞(白血球)的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。另外，在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的

46、合成。端粒：真核染色体两臂末端由特定的DNA重复序列构成的结构，使正常染色体端部间不发生融合，保证每条染色体的完整性。 2009年水生所遗传学答案反转录酶（Reversetranscripatase）是以RNA为模板指导三磷酸脱氧核苷酸合成互补DNA（cDNA）的酶。哺乳类C型病毒的反转录酶和鼠类B型病毒的反转录酶都是一条多肽链。鸟类RNA病毒的反转录酶则由两上亚基结构。真核生物中也都分离出具有不同结构的反转录酶。顺反子不同突变之间没有互补关系的功能区，即基因。数量性状：由多基因控制、易受环境影响、呈现连续变异的性状。顺式作用：同一染色体上的DNA序列直接调控其他邻近基因的表达。光复活：光解酶

47、在黑暗中专一地识别嘧啶二聚体并与之结合，形成酶复合物，当给予光照时，酶利用光能将二聚体拆开，恢复原状，使损伤得到修复。 稳定表达：(1)外源基因转染真核细胞并整合入基因组后的表达。重组基因的稳定表达水平一般要比短暂表达低12个数量级。(2)基因工程表达系统中工程菌株或细胞虽经过多次传代或条件变化，但表达水平仍然保持稳定的现象。Northern印迹杂交（Northern blot）。这是一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。位点特异性重组是遗传重组的一类。这类重组依赖于小范围同源序列的联会，重组也只发生在同源的短序列的范围之内，需要位点特异性的蛋白质分子参与催化，重组的蛋白不是r

48、ec 系统而是int 等，如噬菌体l 的定点插入。重组时发生精确的切割、连接反应，DNA不失去、不合成。两个DNA分子并不进行对等的交换，有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子上，因此将这种形式的重组又称为插入重组。远交：无亲缘关系的个体间的交配。在动物育种实践中常指交配个体间的亲缘关系比群体内随机交配时所期望的更远。二1. P480随机、选择、突变、迁移、遗传漂变、频率、前一代、随机交配系统下的平衡中。2. X、雌性、常、雄性、XX、XY、XY、XX。3.中、着丝点、核膜。三、简答题(每题15分，共60分)1 试简述cDNA文库的建立过程及其主要应用。一cDNA文库的构建（1）mRNA的

49、分离：尽量保证其完整性，必须在低温条件下提取RNA。（2） 第一链cDNA的合成：通过碱性磷酸酶对所提取的mRNA 5端进行脱磷处理，可以使断裂的mRNA 5端变成OH，然后再用脱帽酶去除mRNA分子的5端帽子部分，其5端的磷酸可以与人工合成的接头（ linker ）在RNA连接酶的作用下连接，再经逆（反）转录合成cDNA，经PCR扩增可获得第一链全长cDNA。（3） 第二链cDNA的合成：可以采用PCR方法以模板转换引物与o ligo（dT）相连的接头序列扩增获得全长基因cDNA。（4） 克隆双链cDNA并导入大肠杆菌中：将上述经均一化的基因全长cDNA两端加上稀有酶切位点（例如N o t

50、） ，连接形成线状多聚体，克隆到载体中并导入E畅 co li中繁殖扩增。2 cDNA 文库的应用1. 筛选与性状相关的重要基因及获得目的基因的全长c DNA 。2. 为表达序列标签( EST ) 的开发提供材料。3. 构建消减c DNA 文库、克隆特异表达基因。4. 为SSR 引物的开发提供平台。5. 结合DNA 芯片技术对生物体的基因的时空表达进行研究。2 试简述启动子（promoter）和操纵子(operon)的概念和关系。启动子：是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。操纵子至少有一个启动子，一般在第一个结构基因5侧上游，控制整个结构基因群的转录。操纵子：是指能被调

51、控蛋白特异性结合的一段DNA序列，常与启动子邻近或启动子序列重叠，当调控蛋白结合在操纵子序列上，会影响其下游基因转录的强弱。操纵序列并不是编码蛋白质的基因，而是起着调控基因表达强弱的作用，正如启动序列不叫启动基因而被称为启动子一样，操纵序列就可称操纵子。3 试简述定点诱变（site-directed mutagenesis）的原理和其应用。P312基因的定点突变（site specific mutagenesis o f gene）是指按照人们的意愿对基因的编码区和表达调控区（包括启动子区）定向进行缺失、插入或碱基替换等过程。基因的定点突变改变了自然状态下诱发突变表现的随机性，根据所要突变的已

52、知基因序列，对其保守的功能结构域，调控区进行定点突变，从而改变基因的结构和表达状况。定点突变通常采用以下方法： 寡核苷酸诱导的基因定点突变 双引物法定点突变法的应用不仅广泛用于基因工程技术领域，还可用于农业培育抗虫、抗病的良种，用于医学矫正遗传病、治疗癌症等病。4. 何谓遗传的多态性(polymorphism)和杂合性（heterozygosity）？多态性表现在形态特征直到DNA的核苷酸序列及它们所编码的酶与蛋白质的氨基酸序列。一个基因或一个表型特征若在群体内有多于一种的形式，就是多态的基因或多态的表型，它可能作为进化变化基础的遗传变异而普遍存在。群体遗传学为量化描述遗传变异，以群体中多态基

53、因的比例来表示多态性的大小。 杂合性(度)(eterozygosity，H)，这是遗传变异的另一度量。杂合性是指每个基因座上都有杂合的个体的平均频率，或称为群体的平均杂合性。二.形态变异和染色体多态性 由一系列等位基因造成形态变异存在于群体内的情况在陆地蜗牛和果蝇中有发现。核型是一个物种的显著特征，许多物种在染色体数目与形态上有很高的多态性。相互易位和倒位等染色体结构变异引起的多态，在植物、昆虫甚至哺乳动物中都有存在。三蛋白质多态性 遗传多态性的研究已深入到结构基因编码的多肽的层次上。如果一个结构基因上有一个非冗余密码子改变，那么多肽在翻译时就将有一个氨基酸被替换，导致蛋白质的改变。利用蛋白质

54、凝胶电泳技术就可对大量物种的蛋白质多态性进行分析。四DNA序列多态性 DNA序列多态性的检测方法：限制性内切酶检测核苷酸序列的多态性；从多重复DNA序列发展出来的限制性片段方法。2008年水生所遗传学答案外显子捕获：快速识别和克隆基因外显子的一种技术。将待测DNA克隆在表达载体两个外显子之间的内含子中，转化细胞，经RNA剪接后从细胞中分离出RNA，可鉴定出待测DNA中有无外显子。反式剪接：把分别位于不同前体mRNA中的外显子切下来而后拼接为成熟mRNA。与正常的顺式剪接不同，这里的两段外显子是来自不同的RNA的，但却可能来自同一基因。营养缺陷型：对某些必需的营养物质(如氨基酸)或生长因子的合成

55、能力出现缺陷的变异菌株或细胞。必须在基本培养基(如由葡萄糖和无机盐组成的培养基)中补加相应的营养成分才能正常生长。细菌人工染色体：由大肠杆菌单拷贝F质粒衍生而成的，可用于克隆基因组大片段DNA及构建基因组文库的克隆载体。渗漏突变：突变的产物仍然有部分活性，表现型介于完全的突变型和野生型之间的某种中间类型非保守性替代保守性置换（conservative substitution)，是指蛋白质中某一氨基酸被另一化学上相似的氨基酸所置换。如极性（非极性）氨基酸置换另一个极性（非极性）氨基酸。保守性置换一般不会改变或仅稍许改变蛋白质的性质 亚倍体：相对于整倍体而言，少数染色体有所缺少的一种非整倍体。表

56、观遗传学：表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic impriting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。DNA解旋酶:在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，催化DNA双链结构解链，并具有ATP酶活性的酶。两种活性相互偶联，通过水解ATP提供解链的能量。不同来源的DNA解旋酶的共同特性是通过水解ATP提供解链的能

57、量，而复制叉结构的存在与否对活性的影响因酶而异。二1.碱性、DNA、组蛋白、非组蛋白和RNA、遗传物质。2。胸腺嘧啶二聚体、DNA、保真度、错误。3.DNA、RNA、DNA、RNA的DNA。3原核生物基因表达的极性现象及其出现的原因。在细菌中，根据对乳糖操纵子和半乳糖操纵子的研究，当IS因子插入到这两种操纵子的5端顺反子中以后，往往严重降低其下游顺反子的表达水平，这就是所谓的极性突变（polar mutation）或突变的极性效应（polar effect）。 4 真核生物mRNA后加工过程形成的5帽子和3poly（A）尾结构的功能？一般认为mRNA 5加帽的功能主要表现在4个方面： 保护mRNA 5端不被降解RNA酶的降解从5端起始，当在mRNA的5端加上m7G pppG帽子后，带有3个连接磷酸的5帽可阻止存在细胞内的RN ase切割。 为核糖体识别mRNA提供信号，提高翻译效率。真核生物mRNA必须通过5帽结合蛋白才能接触核糖体，起始翻译。 作为进出细胞核的识别标记。 提高mRNA的剪接效率。 5帽结合蛋白涉及第一个内含子剪接