分子 简答+论述(共31页)

1、第一章 绪论(xln)四、简答题1分子生物学的研究(ynji)内容有哪些？2证明DNA是遗传物质的两个(lin )关键性实验是肺炎双球菌在小鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌，简单阐述从这两个实验中所得出的主要的论点。3DNA重组技术有何应用前景？4基因表达调控主要发生在什么水平上？5基因表达调控研究主要有哪些内容？6结构分子生物学的研究内容是什么？7人类基因组计划的意义？8什么是人类蛋白质组计划？四、简答题1答：分子生物学的研究内容主要有：1）DNA重组技术2）基因表达调控研究3）生物大分子的结构功能研究4）基因组、功能基因组与生物信息学研究2答：1944年美国的微生物学家Oswald A

2、very和他的同事，首先将光滑型致病菌（S型）烧煮灭活以后再侵染小鼠，发现这些死细菌自然丧失了致病力。再用活的粗糙型细菌（R型）来侵染小鼠，小鼠不发病，因为粗糙型细菌天然无致病力。然而，当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时，奇迹发生了。实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠，发现有大量活的S型细菌（而不是R型）细菌。他们推测，死细菌中的某一成分（转化源）将无致病力的细菌转化成病源细菌。10多年以后，实验表明，DNA就是转化源。1952年Alfred Hershey和Martha Chase 利用病毒证实，传递遗传信息的是DNA而不是蛋白质。其实验的关键内容是将噬菌体的外壳蛋白和DN

3、A分别用35S和32P标记，在子代噬菌体中，到底出现的是35S还是32P，从而肯定了DNA是遗传物质，而蛋白质不是。3答：DNA重组技术在以下方面有广阔的应用前景：1）可用于大量生产某些正常细胞代谢中产量很低的多肽，如激素、抗生素、酶类及抗体等，提高产量，降低成本，使许多有价值的多肽类物质得到广泛应用。2）可用于定向改造某些生物的基因结构，使它们所具备的特殊经济价值得到成百上千倍地提高。如用在分解石油、生产避孕疫苗及在实验室生产蜘蛛丝等。3）可用于基础研究。如对启动子的研究、增强子及对转录因子的克隆与分析的研究等。4答：基因表达调控主要发生在转录水平和翻译水平上。原核生物的基因组和染色体结构比

4、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上。真核生物有细胞核结构，转录和翻译在时间和空间上是分开进行的，并且在转录和翻译后都有复杂(fz)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。5答：基因表达调控主要表现在信号转导研究、转录因子研究及RNA剪接(jinji)3个方面。1）信号传导是指外部(wib)信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激活诸如离子通透性、细胞形状或其它细胞功能方面的应答过程。当信号分子（配体）与相应的受体作用后，可以引发受体分子的构型变化，使之形成专一性的离子通道，也可以引发受体分子的蛋白激酶或磷酸酯酶活性，还可以

5、通过受体分子指导合成cGMP、cAMP、肌醇三磷酸等第二信使分子。信号传导引起细胞功能的改变，主要是由于信号最后活化了某些蛋白质分子，使之发生构型变化，从而直接作用于靶位点，打开或关闭某些基因。2）转录因子是一群能与基因5端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。3）真核基因在结构上的不连续性是近10年来生物学上的重大发现之一。当基因转录成pre-mRNA后，在5端加帽，3端加poly（A），还要切去内含子，使外显子（编码区）相连后成为成熟mRNA。研究发现，许多基因中的内含子并不是一次全部切去，而是在不同的细胞或不同的发育阶段选择性剪切其中部分内

6、含子，生成不同的mRNA及蛋白质分子。RNA选择性剪切是真核基因表达调控中一种比较灵活的方式。6答：结构分子生物学主要研究生物大分子的结构功能。一个生物大分子，包括核酸、蛋白质、多糖，具有生物活性的条件有两个：1）具有特定的空间结构（三维结构）；2）在它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。它包括结构的测定、结构运动变化规律的探索及结构与功能间的相互关系3个主要研究方向。7答：人类基因组计划在科学上的目的，是测定组成人类基因组的30亿个核苷酸的序列。从而奠定阐明人类所有基因的结构与功能，解读人类

7、的遗传信息，揭开人类奥秘的基础。由于生命物质的一致性与生物进化的连续性，这就意味着揭开生命最终奥秘的关键，也就是人类基因组计划的所有理论、策略与技术，是在研究人类这一最为高级、最为复杂的生物系统中形成的。生物学家第一次从整个基因组的规模去认识、去研究，而不是大家分头一个一个去发现，基因研究将是基因组学区别于基因组（genetics）与所有涉及基因的学科的主要地方。基因组规模也改变了经典的实验室规模，改变了原有的实验方式。随着人类基因组序列图的最终完成，SNP（单核苷酸多态性，即序列差异）的发现以及比较基因组学古代DNA、“食物基因组计划”、“病原与环境基因组计划”（主要是致命致病学）以及与之有

8、关的人类易感性有关序列的推进，有科学、经济、医学意义的主要物种的基因组序列图都将问世。HGP从整体上解决肿瘤等疾病的分子遗传学问题，6千多种单基因遗传病和多种多基因疾病的致病基因和相关基因的定位、克隆和功能鉴定是HGP的核心部分，它将彻底改变传统新药开发的模式，并赋予基因技术的商业价值；HGP将进一步深化生物制药的产业结构，引发基因诊断、基因疫苗、基因治疗、基因芯片等新兴产业。8答：在国际人类基因组计划完成后，探寻生命奥秘的下一步关键(gunjin)就是在蛋白质组层面进行研究。蛋白质组计划是目前生命科学研究的最前沿领域，试图对基因序列图解码，将为生命科学带来一次新的历史性突破。在某种意义上可以

9、说，国际人类蛋白质组计划是2002年4月刚刚完成的国际人类基因(jyn)组计划的延续。蛋白质是生命活动的执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐述。无论是正常的生理过程还是病理状态过程，身体的异常最直接的体现是蛋白质，因为蛋白质是功能的执行者。所以人们研究基因、研究基因组之后感觉到，非得要研究蛋白质和蛋白质组，人们才可能更多地去发现疾病的诊断(zhndun)标志、疾病的预防标志，疾病药物筛选的靶标和疾病治疗的靶标。国际人类蛋白质组组织启动计划主席哈纳希表示，蛋白质组计划比基因组计划困难一百倍，因为基因图只有一张，而蛋白质图每个器官都有一张。由于鲜有经验可以借鉴，科

10、学家只有自力更生，使一个计划中得出的数据和经验立刻和其他计划共享。伯杰龙则指出，蛋白质组计划是人类前所未有的雄心勃勃的科学研究计划。二十年后，将获得巨大的成功。而此一计划的最大意义，在于证明科学研究可以真正以全球合作的方式进行，最大限度地超越利益集团和国界的束缚。第二章 染色体与DNA五简答题1染色体作为遗传物质有何特点？2真核细胞与原核细胞染色体有何区别？3简述核小体装配过程？4为什么会出现C值反常现象（C-value paradox）？5简述DNA染色体的压缩比例？6真核生物基因组的结构特点是什么？7原核生物基因组的特点是什么？8病毒基因组的特点是什么？9人线粒体基因组的特点是什么？10叶

11、绿体基因组的特点是什么？11DNA的碱基组成有何特点（Chargaff定则）？12DNA测序有何生物学意义？13维持DNA双螺旋的稳定因素有哪些？14DNA分子复制的一般特点是什么？15简述DNA的解链过程是什么？1616简述前导链的连续合成和后滞链的不连续合成。17简述DNA聚合酶、DNA聚合酶II和DNA聚合酶的主要作用。18真核生物DNA的复制(fzh)特点是什么？19真核生物(shngw)DNA复制必需的成份？20简述大肠杆菌(d chn n jn)染色体DNA的复制调控？21真核细胞DNA复制的调控特点是什么？22切除修复是如何进行的？23DNA重组修复是如何进行的？24SOS修复是

12、如何进行的？25IS的结构特点是什么？26转座的机制是什么？27转座作用的遗传学效应是什么？28中度重复序列有何特点？29中度重复序列何为Alu family家族有什么特点？30TnA转座子家族（TnA family）特点：31高度重复序列有几种类型？分为几类？32DNA和RNA的组成分别是什么？33DNA二级结构的基本特点是什么？34请对不同螺旋形式的DNA分子主要参数进行比较。35简述DNA复制的几种方式36大肠杆菌染色体DNA复制时，DnaA蛋白的作用是什么？37某大肠杆菌染色体的分子量大约是2.5109Da，核苷酸的平均分子量是330 Da，两个邻近核苷酸对之间的距离是0.34nm；双

13、螺旋每一转的高度（即螺距）是3.4nm，请问：（1）该分子有多长？（2）该DNA有多少转？38为什么只有DNA适合作为遗传物质？39DNA双螺旋中维持特定的沟有何作用？40请解释为什么在DNA中通常只发现A-T和C-G碱基配对？41为什么吖啶类染料诱导的突变较碱基类似物诱导的突变对生物体更有害？42长度为20微米的DNA分子的长宽比是多少？它含有多少碱基对？43当将DNA放在蒸馏水中时会怎样？请解释原因。44用哪几种方法可区别具相同分子量的单链DNA和单链RNA?45怎样用实验证明：为前体片段合成引物的酶是引物酶而不是RNA聚合酶？46单向复制、双向复制和单链环状DNA复制的DNA需有怎样的识

14、别位点？47大剂量的紫外线照射后即使在修复能力限度内，为什么还能够杀伤野生型细胞群体中的相当大一部分细胞？六、论述题1试论述DNA分子复制具有高度的精确性和准确性原因的四种(s zhn)可能机制：2论述真核生物中发现(fxin)的5种DNA聚合酶的作用是什么？3构成染色体的组蛋白的种类(zhngli)及特点是什么？4请指出原核和真核细胞的区别。5DNA双螺旋的结构特征是什么？66真核生物与原核生物DNA复制的相同点和不同点是什么？77真核生物DNA聚合酶的特性比较。8DNA损伤的原因是什么？五简答题1答：体细胞是二倍体，性细胞是单倍体。结构相对稳定。能够自我复制。能够指导蛋白质的合成。能够产生

15、可遗传的变异。2答： 真核细胞染色体原核细胞染色体蛋白质蛋白质与DNA的质量比DNA存在位置染色体数量DNA与蛋白质完全融合在一起约为2：1细胞核多条染色体、多拷贝基因细菌染色体外裹着稀疏的蛋白质-类核体一般只有一条染色体，且大都带有单拷贝基因3答：两分子的H3和两分子的H4先形成四聚体，然后由H2A和H2B形成的异二聚体在该四聚体的两侧分别结合而形成八聚体。长146bp的DNA按左手螺旋盘绕在八聚体上1.75周，形成核小体的核心颗粒。核心颗粒两端的DNA与H1结合，形成完整的核小体。4答：所谓C值，通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且

16、功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开，这就是著名的“C值反常现象（C-value paradox）”。人们发现在真核生物中C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物，但某些两栖类的C值甚至比哺乳类还大。具体体现在：在结构和功能相似的物种中，甚至在亲缘关系相近的物种中，C值差异大。某些低等生物的C值比高等生物的C值还大。5答：DNA双螺旋核小体（压缩1/7）螺线圈（螺旋化，H1，压缩1/6）超螺线圈（折叠和螺旋化，压缩1/40）染色单体（折叠和螺旋化，压缩1/5）。合计压缩1/8 400。从DNA到染色单体，DNA压缩了近万倍。6答：基因组分子量较大。真核生物D

17、NA常和组蛋白结合形成染色体。DNA集中在细胞核区，转录在核内，翻译在细胞质中。真核生物基因组多形成断裂基因。真核生物(shngw)DNA序列中有很多重复序列和不编码序列。真核生物的编码基因常以单拷贝存在(cnzi)，无操纵子形式。7答：DNA是裸露(lul)的，不形成染色体。能够最经济地利用DNA序列，除控制区域外，很少有不编码的DNA序列。原核生物把功能相关的一系列基因高度集中在一起，形成一个操纵子（转录功能单位）。基因组中几乎没有重复序列。原核生物由于没有细胞核，转录和翻译是同步进行的。8答：1）每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA；2）病毒核酸大小差别很大，31033106bp

18、；3）除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。4）大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子（RNA或DNA），仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成。5）真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子。6）有重叠基因。9答：1）人线粒体基因组为16 569bp的双链闭环分子，一条链为重链（H链），一条链为轻链（L链），两条链均有编码功能，每个mtDNA分子编码13种蛋白质和24种结构RNA（22rRNA，2tRNA）。2）线粒体DNA为母系遗传。3）结构基因不含内含子，部分区域有基因重叠，因此病理性mtDNA突变更易发生。4）mtDNA突变频率更高。5）线粒体DNA突变的表型表达与核DN

19、A不同。1010答：叶绿体基因组在大小上是惊人的一致，一般在120160kb。1）ctDNA为闭合环状分子，分为大单拷贝（Large single copy， LSC）、小单拷贝（Small single copy， SSC）和反向重复三部分2）ctDNA通常以多拷贝形式存在，其拷贝数因植物组织或细胞类型不同而差异很大，一般每个叶绿体中有2040个ctDNA，每个细胞中有2040个叶绿体。3）ctDNA上所载有的基因与线粒体基本相似，只是所含的基因较多，编码基因有一百多个，编码RNA链和多肽链，一些基因有内含子。11答：（1）在所有的DNA中，A=T，G=C 即A+G=T+C（2）DNA的碱基

20、组成具有种的特异性，即不同生物物种的DNA具有自己独特的碱基组成，但没有组织和器官的特异性。12答：DNA是遗传信息的储存者和发布者，遗传信息是由碱基序列体现的，碱基序列略有改变，即可引起遗传信息的显著改变。所以DNA测序是研究DNA功能的基础，非常重要。13答：DNA双螺旋结构在生理条件下是很稳定的。维持这种稳定性的主要因素包括：两条DNA链之间碱基配对形成的氢键和碱基堆积力；另外，存在于DNA分子中的一些弱键在维持双螺旋结构的稳定性上也起一定的作用。即磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子间形成的离子键及范德华力。改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性。14答：1）DNA分子的复制是从特

21、定(tdng)的位点开始并按特定的方向进行2）DNA分子的半保留(boli)复制3）DNA分子(fnz)的半不连续复制4）DNA分子的复制是通过DNA聚合酶及各种相关酶蛋白、蛋白质因子的协同有序工作完成的5）DNA分子复制具有高度的精确性和准确性15答：DNA的解链过程，首先是在拓扑异构酶I的作用下解开负超螺旋，并与解链酶共同作用，在复制起点处解开双链。参与解链的除一组解链酶外，还有DNA蛋白等。一旦局部解开双链，就必须有SSB蛋白来稳定解开的单链，以保证局部结构不会恢复成双链。接着，由引发酶组成的引发体迅速作用于两条单链DNA上。不论是前导链还是滞后链，都需要一段RNA引物以开始子链DNA的

22、合成。16答：1）旋转酶（topolI）改变双螺旋的构象，解螺旋酶解开双链。2）SSB结合到解开的单链上。3）引发体合成RNA引物。4）DNA聚合酶作用下合成先导链。5）滞后链开始合成，形成第一个冈崎片段。6）复制叉继续前进，前导链连续合成，滞后链上合成新的RNA引物。7）第二个冈崎片段形成，DNA聚合酶切去引物，并加上脱氧核苷三磷酸。8）间隙被DNA连接酶封闭。17答：1）DNA聚合酶：主要负责DNA损伤的修复和冈崎片段之间间隙的填补。53聚合活性，要求有双链DNA模板和具有3羟基的引物，活性很高，可达1 000核苷酸/min。35外切活性，可以对不配对的局部单链进行识别，切除不配对碱基，又

23、称“校正功能”。53外切活性，主要功能是切除复制过程中的引物。此酶被认为在切除由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要作用。它也可用以除去冈崎片段5端RNA引物，使冈崎片段间缺口消失，保证连接酶将此片段连接起来。2）DNA聚合酶II是一条120kD的肽链，催化53方向合成DNA，也具有35外切酶活性但没有53外切酶活性。可能在当细胞DNA受到化学或物理损伤时，DNA聚合酶II在修复过程中起特殊作用。3）DNA聚合酶，pol是体内DNA复制的主要承担者，是大肠杆菌中最重要的复制酶。全酶由多亚基组成，至少有10种，共22个亚基：2222222222。其中、三种亚基组成核心酶，其它为辅助蛋白。18答

24、：真核生物DNA的复制与原核生物DNA的复制有很多不同。真核生物每条染色体上可以有多处复制起点，而原核生物只有一个起始点。真核生物(shngw)的染色体在全部完成复制之前，各个起点上DNA的复制不能再开始，而在快速生长的原核生物中，复制起点上可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但可有多个复制叉。真核生物DNA的复制子称为(chn wi)ARS（autonomously replicating sequences），长约150bp左右，包括数个复制起始必需的保守区。真核生物DNA复制的起始(q sh)需要起始原点识别复合物（ORC）参与。真核生物DNA复制叉的移动速度大约只有5

25、0bp/s，还不到大肠杆菌的1/20，因此，人类DNA中每隔3 000300 000bp就有一个复制起始位点。19答：1）染色体DNA复制必需三种核苷酸序列复制起点着丝粒端粒。2）RNA引物（RNA Primer），一般814nt，带游离3-OH末端。3）参加DNA复制的主要酶和蛋白质。 DNA聚合酶（DNA Polymerase），真核DNA复制的主要酶DNA Pol/。功能：从53方向延伸与模板互补的子代链。 引发酶（Primase）与其他多种蛋白组成多蛋白复合体-引发体（Primosome），催化RNA引物合成和复制起始。 DNA连接酶（DNA Ligase），催化一个双链DNA的5-磷

26、酸与另一双链DNA的3-OH形成磷酸二酯键。 DNA解链酶（DNA Helicase），打开DNA双链。 增殖细胞核抗原（Proliferating cell nuclear antigen，PCNA），辅助催化前导链合成。 端粒酶（Telomerase），末端复制问题。20答：原核生物DNA链的延伸速度是恒定的。与生长、增殖相配合协调的DNA的合成，主要依靠复制叉数量的不同。迅速分裂的细胞具有较多的复制叉，分裂缓慢的细胞复制叉较少。细胞复制叉的多少取决于复制起始的频率，这是原核细胞复制的调控点。复制子的调控由复制起始因子和起始位点两部分组成。E.coli的起始位点主要是oriC，与蛋白相互作

27、用来启动复制。主要的起始因子有dnaA、dnaH等蛋白质，它们通过与起始位点形成复合物相互作用，确定复制的起始频率。研究发现：dnaA对复制起正调控作用。21答：真核细胞中DNA复制有三个调控点： 细胞生活周期水平的调控 也称为限制点调控，即决定细胞停留在G1还是进入S期。许多外部因素和细胞因子参与限制点调控。促细胞分裂剂、致癌剂、外科切除、细胞质因子等可诱发G1进入S期。 染色体水平的调控 决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序在S期起始复制，这种有序复制的机理还不清楚。 复制子水平的调控 决定复制的起始与否。这种调控从单细胞生物到高等生物是高度保守的。此外，真核生物复制的起始

28、还包括转录活化、复制起始复合物的合成和引物合成等阶段，许多参与复制起始蛋白的功能与原核生物中类似。22答：切除修复方式(fngsh)普遍存在于各种生物细胞中，也是人体细胞主要的DNA修复机制。修复过程需要多种酶的一系列作用，基本步骤包括： 首先由核酸内切酶识别DNA的损伤(snshng)位点，在损伤部位的5侧切开磷酸二酯键。不同的DNA损伤需要不同的特殊核酸内切酶来识别和切割。 由DNA解链酶将有损伤的DNA片段(pin dun)解离。 在DNA聚合酶的催化下，以完整的互补链为模板，按53方向合成DNA链，填补已切除的空隙。 由DNA连接酶将新合成的DNA片段与原来的DNA断链连接起来。这样完

29、成的修复能使DNA恢复原来的结构。23答： 受损伤的DNA链复制时，产生的子代DNA在损伤的对应部位出现缺口。 另一条母链DNA与有缺口的子链DNA进行重组交换，将母链DNA上相应的片段填补子链缺口处，而母链DNA出现缺口。 以另一条子链DNA为模板，经DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填补母链DNA的缺口，最后由DNA连接酶连接，完成修补。重组修复不能完全去除损伤，损伤的DNA段落仍然保留在亲代DNA链上，只是重组修复后合成的DNA分子是不带有损伤的，但经多次复制后，损伤就被“冲淡”了，在子代细胞中只有一个细胞是带有损伤DNA的。24答：SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所

30、诱导的一种DNA修复方式。当DNA两条链的损伤邻近时，损伤不能被切除修复或重组修复，这时在核酸内切酶、外切酶的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶-SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，但仍然保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。但这种修复带给细胞很高的突变率。25答：IS的结构特点： 长度在1 000bp左右。 末端具有倒置重复序列，转座时常复制靶位点附近的一小段DNA（415bp），形成位于IS两端的正向重复区。 具有编码转座酶的基因。26答：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，即受体分子中有一段很短的（312

31、bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。转座可分为复制性和非复制性两大类：1）在复制性转座中，整个转座子被复制了，所移动和转位的仅仅是原转座子的拷贝。转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座子。TnA类转座主要是这种形式。2）在非复制性转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被转位，IS序列、Mu及Tn5等都以这种方式进行转座。27答：1）转座引起插入突变：如果插入位于某操纵子的前半部分，就可能造成极性突变，导致该操纵子后半部分结构基因表达失活。2）转座产生(chnshng)新的基因3）转座产生(chn

32、shng)染色体畸变4）转座引起(ynq)生物的进化28答：中度重复序列其重复次数在数十到数百次之间。特点是： 重复单位序列相似，但不完全一样 散在分布于基因组中 序列的长度和拷贝数非常不均一 中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记 中度重复序列可能是转座元件（返座子）2929答：哺乳动物中含量最丰富的中度重复序列家族。重复单位中带有限制性内切酶Alu的酶切位：AGCTTCGA单倍体人基因组50万100万拷贝，平均每隔36kb就有一个Alu序列，人A1u序列长300bp。Alu序列广泛散布于人基因组，约90%巳克隆的人基因含有Alu序列。3030答： 没有IS序列 体积庞大（5000

33、bp以上） 两翼都带有38bp的倒置重复序列31答：高度重复序列有几百到几百万个拷贝。根据重复序列的长度可将其分为3类：1）卫星（satellite）DNA：重复长度510bp，大多位于着丝粒和端粒、表达基因的间隔区、内含子。2）小卫星DNA：重复长度1570bp，其在人群中有高度的特异性。3）微卫星DNA（简单串联重复序列）：重复长度25bp，其在人群中存在个体间的高度变化，是DNA指纹的形成基础。32.答：1）DNA的组成：DNA为脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成。含氮碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）2）RNA的组成：RNA为核糖核苷酸，由磷酸、

34、核糖、含氮碱基组成。含氮碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）33答：1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。3）两条链上的碱基通过氢键结合，形成碱基对。A总是与T配对，G总是与C配对。34请对不同螺旋形式的DNA分子主要参数进行比较。 表：不同螺旋形式的DNA分子主要参数比较双螺旋 碱基倾角/（） 碱基间距/nm 螺旋直径/nm 每轮碱基数 螺旋方向A-DNA 20 0.26 2.6 11 右B-DNA 6 0.34 2.0 10 右Z-DNA 7 0.37 1.8 12

35、 左35答：（1）线性DNA双链的复制(fzh)单一起点(qdin)的单向及双向、多个起点的双向（2）环形(hun xn)DNA双链的复制 包括滚环式和D-环型。滚环型复制，某些环形的病毒DNA，如x174、噬菌体都是以这种方式复制。这是一种单向复制类型；D环复制，双链环在固定点解开进行复制。但两条链的合成是高度不对称的，一条链上迅速合成出互补链，另一条链则成为游离的单链环（D-环）。36答：大肠杆菌染色体DNA复制时，DnaA蛋白是复制起始的关键蛋白，可识别复制起点并与之结合。一旦结合DNA，起始蛋白会获得额外的性质： 它可促进DNA解旋或使邻近的DNA发生扭曲使DNA解链酶能够进入； 它们

36、可帮助与复制叉组装和功能有关的其他因子进入。37答：（1）1碱基330Da，1碱基对660Da碱基对数2.51096603.83 800kb每个碱基对相距0.34nm，这样：染色体DNA分子的长度3.8106nm 1.3106nm 1.3mm（2）该DNA双螺旋中的转数3.81060.343.43.810538答：DNA是由磷酸二酯键连接的简单核苷酸多聚体，其双链结构（二级结构）保证了依赖于模板合成的准确性。DNA以遗传密码的形式编码多肽和蛋白质，其编码形式的多样性和复杂性是令人难以想像的。39答：形成沟状结构是DNA与蛋白质相互作用所必需的，这样DNA结合蛋白与DNA修饰蛋白中特定的氨基酸才

37、能与对应的碱基相互作用。40答：（1）C-A配对过于庞大而不能存在于双螺旋中；G-T碱基对则太小，核苷酸间的空隙太大无法形成氢键。（2）A和T通常有两个氢键，而C和G有三个。正常情况下，可形成两个氢键的碱基不能与可形成三个氢键的碱基配对。41答：吖啶类引起的突变主要是产生无义密码子，使翻译提前终止。碱基类似物诱导碱基取代式的突变，很多是同义突变，或是对生物体影响不大的错义突变。42答：宽是2纳米，长是2104纳米。因此，长宽比是10 000。这一分子具有的分子量是40106。每对碱基的分子量是672，所以有约59 500对碱基。另一种计算方法是利用每对碱基的距离是0.34纳米，所以碱基对数目是

38、2104/0.34=58 800。43答：当DNA放在蒸馏水中时，两条链分离。我们知道，溶液中离子对带电荷基团间具有相互作用的影响。没有带相反电荷的离子将磷酸基团相互屏蔽起来，的静电斥力使两条链分离。44答：可通过特异性核酸酶酶解来区分ssDNA和ssRNA；RNA可被碱水解，但DNA不能；二苯胺试验可区分核糖和脱氧核糖；酸水解后再进行层析或电泳可区分尿嘧啶和胸腺嘧啶。45答：前体片段的起始可以在利福平存在条件(tiojin)下出现，利福平是抑制RNA聚合酶的；在dnaG基团缺陷的突变体中不出现前体片段(pin dun)的起始，dnaG基团(j tun)是编码引物酶的。46答：一切形式的复制都

39、需有复制起始的部位和前体片段合成起始的部位。单向复制还需要终止信号以阻止第一个前体片段的扩展；双向复制不再需要任何其它部位；单链环状DNA需要有一个不被ssb蛋白结合的区域，在那里可以合成引物。47答：如果DNA复制发生在损伤充分修复之前，就不会形成有功能的DNA。此外，从两条单链上切除片段会引起双链断裂。六、论述题1答：1）DNA聚合酶具有选择正确地脱氧核苷三磷酸的能力。2）可能存在一种核对机制，通过这种机制拒绝不正确的核苷三磷酸进入。这种对核苷酸识别能力的提高可能是由于模板诱发使DNA聚合酶构象发生变化，只允许选择正确的脱氧核苷三磷酸底物，或者在存在互补的核苷酸时，增加了酶与模板的结合。3

40、）动力学校对模型：认为，当脱氧核苷三磷酸作为底物进行DNA链合成时，随着焦磷酸的释放，形成了酶-模板-dNMP高能复合物。DNA聚合酶具有对此复合物核对的能力，看掺入的核苷酸是否正确。这个核苷酸（dNMP）这时可能被释放的机会远远高于正确核苷酸。这就是动力学校对模型。4）DNA聚合酶具有聚合酶活性，还具有53和35的外切酶活性。DNA聚合酶的35外切酶活性可以随时将已经掺入的错配的脱氧核糖核苷酸从生长的多核苷酸链上去除，保证了DNA复制的忠实性和准确性。2答：真核生物中发现有5种DNA聚合酶，分别是：、。（1）DNA聚合酶，是DNA复制的主要酶类，由4个亚基组成。原因是： 所有强烈抑制酶的抑制

41、剂都能抑制细胞的复制。 酶的温度敏感突变株使该细胞的DNA复制成呈温度敏感型。 显微注射酶的抗体可以抑制DNA的复制。 酶的活性随细胞周期而变化，S期活性最高。（2）DNA聚合酶，具有35外切酶活性，对于复制的真实性十分重要。同时也是前导链合成的主要酶类。（3）聚合酶负责线粒体基因组的复制：目前认为：酶和酶都是真核DNA复制酶。酶在复制中合成前导链，酶合成后滞链。和都具有35外切核酸酶的活性，说明二者都有校对功能。和之间的差别是：在催化持续的DNA合成时，需要一个辅助蛋白因子增值细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA），而则不需要。（4）可能

42、主要在DNA损伤的修复中起作用。（5）的主要功能可能是在去掉RNA引物后把缺口补全。3答：构成真核生物染色体的组蛋白为一类小的带有丰富正电荷（富含Lys，Arg）的核蛋白，是染色体的结构蛋白，与DNA有较高的亲和力，与DNA共同组成核小体。真核生物的染色体一般有5种主要的组蛋白，分别命名为：H1、H2A、H2B、H3和H4。在5种组蛋白中，H1富含赖氨酸，H3、H4富含精氨酸。H2A、H2B介于两者之间。组蛋白根据(gnj)其作用，又可分为2类： 核小体核心(hxn)组蛋白：H2A，H2B，H3，H4。分子量较小（102-135aa）。作用：盘绕DNA形成核小体。 H1组蛋白：分子量较大（22

43、3aa）。作用：与连接器DNA结合(jih)后利于核小体稳定和更高级结构的形成。组蛋白的特点如下：1）进化上的极端保守性。不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分保守的，特别是H3和H4。保守程度：H1H2A、H2BH3、H4。2）无组织特异性。仅发现鸟类、鱼类、两栖类红细胞不含H1而含有H5。3）肽链上氨基酸分布不对称性。碱性氨基酸分布在N端的半条链上，大部分疏水基团都分布在C端。这种不对称分布可能与它们的功能和相互作用有关。碱性的半条链易与DNA的负电荷区结合，而另外半条链与其它组蛋白、非组蛋白结合。4）组蛋白的修饰作用。包括甲基化、乙酰化、磷酸化等。H3和H4的修饰作用比较普遍。5）富含赖氨酸

44、的组蛋白H5。很可能H5的磷酸化在染色质的失活过程中起重要作用。4答：见下表。原核和真核细胞特征分析特 征原核细胞真核细胞体积基因组 细胞分裂形式外膜包被的细胞器能量代谢 细胞骨架细胞间的运动小（110m）DNA与非组蛋白相结合，基因组位于类核中裂殖或出芽无无线粒体，氧化还原酶系统位于细胞质膜上无无较大（5100m）DNA与非组蛋白及非组蛋白结合形成染色体 有丝分裂和减数分裂线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等氧化还原酶系统位于线粒体中，能量代谢途径之间差异较小由微管、中间纤维和微丝等形成复杂的细胞骨架原生质体流动或胞饮 5答： 主链：脱氧核糖和磷酸通过3-5磷酸二酯键连接形成螺旋链的骨架。两条

45、主链以反平行的方式围绕同一中心轴相互缠绕，组成双螺旋。两条链均为右手螺旋。磷酸与核糖主链处于螺旋的外侧，在磷酸基团上带有负电荷。碱基处于螺旋的内侧。核糖平面与螺旋轴平行。 碱基对：两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连结合在一起，而且必须是嘌呤与嘧啶相配，A和T、C和G配对才能保证形成正确的双螺旋结构。 大沟和小沟：配对的碱基并不充满双螺旋空间，且碱基对占据的空间不对称，螺旋的表面形成两条沟。大沟中碱基的差异很易被识别，是蛋白质结合特异DNA序列的位点，对于蛋白质识别DNA双螺旋结构上的特异序列非常重要。 螺旋(luxun)参数：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10个核苷酸；螺距3.4nm；相

46、邻碱基对平面的间距0.34nm。6答：1）相同点：都是半保留和半不连续复制；复制过程都有起始、延伸和终止三个阶段；都必须有相应功能的蛋白质和DNA聚合酶参与(cny)等等。2）不同点： 真核生物的每条染色体有多个复制起始位点，而原核只有(zhyu)一个起始位点； 真核生物染色体在全部复制完成之前，各个起始点上DNA的复制不能再开始，而原核复制起始点上可以连续地开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制子，但可有多个复制叉。 真核生物DNA的复制子称为ARS（autonomously replicating sequences），长约150bp左右，包括数个复制起始必需的保守区。 真核生物DNA复

47、制的起始需要起始原点识别复合物（ORC）参与。 真核生物DNA复制叉的移动速度大约只有50bp/s，还不到大肠杆菌的1/20，因此，人类DNA中每隔3 000300 000bp就有一个复制起始位点。7答：以下列表格说明。真核生物DNA聚合酶的特性比较性质聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶亚基数412231细胞内分布核内核内线粒体核内核内(?)功能DNA引物合成损伤修复线粒体DNA复制主要DNA复制酶DNA复制(?)35外切无无有有有53外切无无无无无 8答：1）DNA分子的自发性损伤 DNA复制中的错误，错配率约在10-10左右 DNA的自发性化学变化 碱基的异构互变 碱基的脱氨基作用 脱嘌呤与脱

48、嘧啶 碱基修饰与链断裂2）物理因素引起的DNA损伤 紫外线引起的DNA损伤 电离辐射引起的DNA损伤（x射线、射线）3）化学诱变因素烷化剂、亚硝酸、嵌入剂等第三章 生物信息的传递（上）从DNA到RNA五、简答题1RNA合成(hchng)的基本特征是什么？2简述(jin sh)RNA转录的基本过程。33真核生物中，不同(b tn)生物3类聚合酶的亚基种类和大小各异，但共性是什么？44真核RNA聚合酶区别于原核RNA聚合酶的最大特点是什么？5转录起始有哪些基本特征？5简述原核生物转录起始的过程。6简述RNA。6简述延伸过程的一些特点7简述形成RNA聚合酶转录前起始复合物的相关因子结合的过程。8原核

49、和真核基因转录起始位点上游区的结构有什么差别？9需要因子的转录终止中，因子的作用是什么？10在转录终止过程中，强终止子序列有哪两个明显的特征？1111内含子的可能功能是什么？12真核mRNA的加工一般要经过哪四步？1313RNA的剪接有哪三种方式？14简述原核生物启动子的结构。15简述真核生物启动子的结构。1616原核和真核生物基因转录的差别有哪些？1717简述3种在转录过程中有选择性抑制作用的药物。18在细胞内mRNA仅占细胞RNA总量的一小部分，请说明原因。19请举例说明何为安慰诱导物？20请概括说明因子对启动子调节的辅助功能。21请解释因子是怎样选择专一性启动子共有序列而启动不同基因表达

50、的（考虑对环境压力的应答）。22葡萄糖是如何影响葡萄糖敏感型操纵子表达的？23在离体进行RNA聚合酶反应时，发现某DNA分子在生理离子强度条件下被转录的区域少于在极低离子强度条件下的转录。而且，在低离子强度下所转录的区域明显不同于体内转录所观察到的区域。请作出解释。24对于真核细胞来说，三种RNA聚合酶在体内的存在部位和功能是什么？六、论述题1大肠杆菌的RNA聚合酶全酶中五种亚基的功能各是什么？2怎样理解启动子功能既受DNA序列的影响，又受其构象影响？33增强子的作用有何特点？4请对原核生物和真核生物mRNA的特征进行比较，有什么差别？5原核生物mRNA的特征是什么？6真核生物mRNA的特征是

51、什么？7请叙述(xsh)真核生物核mRNA前体的剪接机制。五、简答题1答：在RNA聚合酶催化下，进行(jnxng)下述聚合反应：NTP+（NMP）n （NMP）n+1+PPi1）底物(d w)是4种NTP，即ATP、GTP、CTP和UTP。2）RNA合成方向是533）在RNA聚合酶的作用下，一个NTP的3-OH和另一个NTP的5-P反应，形成磷酸二酯键。4）需模板5）不需引物2答：1）模板识别阶段 主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。转录起始前，启动子附近的DNA双链分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的配对。转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。2

52、）转录起始后直到形成9个核苷酸短链，是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处于启动子区，新生的RNA链与DNA链的结合不够牢固，很容易从DNA链上掉下来并导致转录重新开始。一旦RNA酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区，转录就进入正常的延伸阶段。3）延伸阶段 当RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是延伸阶段。4）终止 终止反应包括识别特定的终止位点，碱基不再加到链上，转录复合物停止移动，酶和RNA从模板上释放。当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链

53、都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。33答：共性如下：1）聚合酶中含有两个相对分子质量超过1105的大亚基；2）同种生物3类聚合酶有“共享”小亚基的倾向，即有几个小亚基是其中3类或2类聚合酶所共有的。4答：真核RNA聚合酶区别于原核RNA聚合酶的最大特点是原核的酶具有全能性，基本不需要其它蛋白因子参与；而真核的RNA聚合酶需要多种转录因子参与才能显示出起始转录的能力。5答：转录起始的特征如下：1）核心酶在因子参与下接触到DNA上2）RNA聚合酶与启动子的结合3）形成开放式起始复合物：4）酶移动到转录起始位点，加上第一个核苷三磷酸，形成三元复合物，转录开始。三元复合物：DNA模板/RNA p

54、ol/RNA。6答：转录延伸表现以下特点：1）核心(hxn)酶负责RNA的延伸2）RNA延伸(ynshn)方向533）RNA多聚酶的亚基有两个(lin )结合位点4）RNA多聚酶在转录起始后，对DNA的亲和力发生改变5）靠拓扑异构酶完成DNA螺旋和解旋过程6）三元复合物中的DNA-RNA杂合体较短：仅210个碱基。7）新RNA链合成速度较慢77答：TFD介导形成转录前起始复合物（pre intitiation complex， PIC）的相关因子结合的过程为：转录前先是TFD与TATA盒结合 TFA结合在TFD上游 TFB结合在转录起始位点附近 RNA聚合酶与TFF偶联形成复合体结合到转录起始

55、位点 TFE结合在RNA聚合酶的下游 TFH和TFJ结合上去，形成完整的转录起始复合物和TF8答：原核和真核基因转录起始位点上游区的结构有很大差别：1）原核基因启动区范围很小，一般情况下，TATAAT（Pribnow区）的中心位于710，上游3070区为正调控因子结合序列，120区为负调控因子结合序列；真核基因的调控区较大，TATAA/TA区位于2030，而上游40110区为上游激活区。2）除Pribnow区之外，原核基因启动子上游只有TTGACA区（3040）作为RNA聚合酶的主要结合位点，参与转录调控；而真核基因除了含有可与之相对应的CAAT区之外，大多数基因还拥有GC区和增强子区。9答：

56、因子又称终止因子，协助RNA聚合酶识别终止信号，是一种分子量为55kD的蛋白质，其活性形式为六聚体，具有NTPase活性。同样具有茎环结构，但是缺少寡聚U结构。当RNA聚合酶转录到发夹结构时发生一定时间的停顿，这时如果没有因子，转录将会继续下去；只有当因子存在时，转录才终止。因子能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分，它的作用是阻止RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。因子是一种弱终止子，缺少回文结构。10答：强终止子有回文结构，在转录终止过程中不依赖于因子。强终止子序列有两个明显的特征：（1）在终止点之前具有一段富含G-C的回文区域。（2）富含G-C的区域之后是一连串

57、的dA碱基序列，它们转录的RNA链的末端为一连串U（连续6个）。1111答：内含子的功能主要有：内含子通过启动子、起始位点的碱基配对，可以阻止或增强RNA聚合酶的作用；内含子具有各种剪接信号，不同的细胞可以选择不同的拼接点，对外显子进行有选择地拼接，形成不同的成熟mRNA； 内含子也许有自已特定的蛋白质编码。12答：mRNA加工(ji gng)方式如下：（1）5加帽（capping）；（2）3加尾（tailing）；（3）切除(qich)内含子（intron cleavage ）；（4）修饰(xish)（modification）：对某些碱基进行甲基化。13答：内含子剪接的方式主要有：（1）自

58、我剪接内含子：能够自发地进行剪接，又分为型内含子和型内含子两个亚类。（2）由蛋白酶参与剪接的内含子：主要在tRNA前体中发现。（3）由snRNP参与剪接的内含子：存在于绝大多数真核细胞的蛋白质基因中。14答：原核生物启动子结构是：（1）转录起始点 常见序列为CAT，A为转录起始点（2）-10序列（Pribnow框） -10 区（pribnow box） 5-TATAAT-3，功能：RNA聚合酶结合位点，是启动子的关键部位。（3）-35序列（Sexfama box） -35 区 5-TTGACA-3，功能：RNA聚合酶识别位点，决定启动子强弱（4）-10区和-35区间的序列 一般为1619bp，

59、为17bp时转录效率最高。15答：RNA聚合酶II识别的启动子，无组织特异性（1）转录起始位点（帽子位点） 碱基大多为A（非模板链）（2）TATA box -25-30 bp 主要保守序列为 TATAA，功能：使转录精确其始（3）CAAT box -70 -80 bp 保守序列为CCAAT，功能：控制转录起始频率（4）GC box -80 -110 bp 保守序列为GCCACACCC或 GGGCGGG，功能：控制转录起始频率。1616答：两类生物转录差别是： 原核生物只有一种RNA聚合酶，负责转录所有类型的基因，而真核生物有三种以上的RNA聚合酶，负责不同类型基因的转录，在细胞核内的位置也不相

60、同。 转录产物有差别。真核的初始产物很长，包括有内含子序列，加工后成熟的mRNA只占其中的一小部分。而原核生物的初始产物与编码的蛋白成线性关系。 真核生物转录产物要经过加工修饰过程。 原核的mRNA是多顺反子，而大多数真核mRNA是单顺反子。17答：转录过程的选择性抑制有： 放线菌素D是原核和真核生物中RNA聚合酶的专一抑制剂。 利福平也是一种重要的RNA合成抑制剂，它只抑制原核生物RNA的合成，而不抑制真核生物中RNA的合成作用。 -鹅膏蕈碱是真核细胞中RNA合成(hchng)的专一抑制剂。1818答：mRNA只占总RNA的35，这主要(zhyo)是有以下两个原因： 由于需要大量的核糖体和稳