2023年研究生类研究生入学考试专业课中国科学院硕士分子遗传学历年高频考题带答案难题附详解

2023年研究生类研究生入学考试专业课中国科学院硕士分子遗传学历年高频考题带答案难题附详解（图片大小可自由调整）第1卷一.历年考点试题黑钻版(共50题)1.比较DNA复制和RNA转录的异同。2.DNA不连续复制3.反转录转座子(retrotransposon)4.自私DNA(selfishDNA)5.形态标记(morphologicalmarker)和分子标记(molecularmarker)都可用于基因定位，简要说明利用这两种标记进行基因定位的基本步骤。6.扼要说明原核生物、真核生物启动子(promoter)的结构和功能，并解释什么叫共有序列(consensussequence)?7.DNA解链(熔解)温度Tm决定于

a.A-T碱基对的比例；b.G-C碱基对的比例；c.A-T碱基对的比例和DNA变性条件；d.G-C碱基对的比例和DNA变性条件。8.BAC文库9.噬菌体10.为什么操纵区(operator)和启动子(promoter)突变总是顺式显性(cis-dominant)、反式隐性(trans-recessive)突变?而编码阻抑蛋白(repressorprotein)的基因突变，则既是顺式显性、又是反式显性呢?11.基因表达调控可以发生在诸如转录、翻译等许多不同的层次上。请简要说明发生在DNA水平上的基因表达调控方式。12.共抑制现象(cosuppression)13.反义RNA(antisenseRNA)14.穿梭载体(shuttlevector)15.依赖于DNA的DNA聚合酶所催化的反应的忠实性要比依赖于RNA的DNA聚合酶所催化的反应的忠实性要高得多。请说明其机理。16.突变率(mutationrate)17.半保留复制18.C基因和免疫球蛋白恒定区19.微卫星DNA(microsatellite)20.为什么细菌的RNA聚合酶能在恰当的区域停止转录?21.某一显花植物的隐性矮杆突变体是由于基因缺失造成的。试设计一可操作的实验方案克隆它的野生型基因。22.简单叙述DNA、染色体、基因和基因组之间的关系。23.operator;operon24.为什么一个基因座(locus)forwardmutation的频率，往往要比其backmutation的频率高出几个数量级?25.大肠杆菌K菌株同时被两种不同的rⅡ突变体侵染，细菌裂解，释放出正常数量的T4噬菌体。试问这是功能互补的结果还是重组的结果?如何把这两种原因区分开来?26.内含子27.下面这些蛋白质，哪些起正控作用(促进基因表达)?哪些起反控作用(抑制基因表达)?哪些起正、反双重控制作用?(在每种蛋白质名称后面的括号内填“+”、“-”或“±”即可)

1．大肠杆菌

LacI(

)

2．大肠杆菌

AraC(

)

3．大肠杆菌

TrpR(

)

4．大肠杆菌

σ因子(

)

5．大肠杆菌

CRP(cAMPreceptorprotein)=CAP

(cataboliteactivatorprotein)

6．高等动物hormonereceptorprotein(

)

7．λ噬菌体

cI

8．λ噬菌体

Cro

9．高等真核生物homoeticgeneproducts

(

)

10．高等动物SP1蛋白质

28.何谓细菌的严紧型反应(stringentresponse)?是如何产生的?29.基因组工程的完成将使得模式生物的DNA序列被全部测定，从而使得分子遗传学和分子生物学的研究真正进入基因功能鉴定的时代。请设计一种可以实际操作的系统性鉴定基因功能的实验方法。30.hnRNA31.简述质粒载体的结构与复制特征及其在分子生物学研究中的应用。32.反转录转座子(retrotransposon)33.持家基因(housekeepinggene)34.什么叫DNA的黏性末端(cohesiveend或stickyend)?它对λ噬菌体完成生活史(lifecycle)起什么作用?在遗传工程上有什么用处?35.E.coli的lac基因是典型的负调节操纵子，在适当的底物存在时可以合成其产物β-半乳糖苷酶。当培养基中存在IPTG(isopropylthiogalactoside)时

a.lacZ不表达；b.lacY不表达；c.lacA不表达；d.lacZ、lacY、lacA皆表达。36.双螺旋DNA有A型、B型、C型以及Z型等结构形式，在正常生理条件下占优势的形式是

a.A型；b.B型；c.C型；d.Z型。37.动原粒(kinetochore)38.primer;probe39.replicon40.在遗传密码体外翻译系统中，多聚U(polyU)译为多聚苯丙氨酸，多聚A(polyA)译为多聚赖氨酸。试问在多聚U和多聚A的混合体系中，结果如何?41.“GC”box42.lysogeniestate43.Leu拉链(leucinezipper)44.细菌核糖体系统中S1蛋白的功能是

a.负责启动30S亚基同mRNA的结合；b.负责肽基由P位至A位的移动；c.负责30S亚基与50S亚基的结合；d.参与上述各过程。45.顺反试验(cis/transtest)46.retrovirus47.E.coliDNApolymeraseⅠ具有3′→5′和5′→3′外切核酸酶活性，这两种酶活性的区别在于

a．3′→5′活性只切割碱基配对处的二酯键；b．5′→3′活性只切割碱基不配对处的二酯键；

c．3′→5′活性只切割碱基不配对处的二酯键；

d．两种活性对切割处的碱基配对与否无选择，只是5′→3′活性一次只切除一个核苷酸。48.α-complementation49.外显子50.交换固定(crossoverfixation)第1卷参考答案一.历年考点试题黑钻版1.参考答案：DNA复制和RNA转录在原理上是基本一致的，体现在：①这两种合成的直接前体是核苷三磷酸，从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成；②两种合成都是一个酶为四种核苷酸工作；③两种合成都是以DNA为模板；④合成前都必须将双链DNA解旋成单链；⑤合成的方向都是5′→3′。

DNA复制和RNA转录的不同点体现在：①复制和转录所用的酶是不同的，复制用的是DNA聚合酶，而转录用的是RNA聚合酶；②所用前体核苷三磷酸种类不同，DNA复制用四种脱氧核糖核苷三磷酸，即dATP、dGTP、dCTP、dTTP，而RNA转录用四种核糖核苷三磷酸，即ATP、GTP、CTP、UTP做前体底物；③在DNA复制时是A与T配对，而RNA转录是A与U配对；④DNA复制时两条链均做模板，而RNA转录时只以其中一条链为模板；⑤DNA复制是半不连续的，可产生冈崎片段，而RNA转录是连续的；⑥DNA复制时需RNA做引物，而RNA转录无需引物；⑦DNA复制时需连接酶的参与，而RNA转录时不需要。2.参考答案：DNA不连续复制：在DNA复制中，先合成短片段(冈崎片段)，然后这些片段再连成完整的DNA分子，所以复制是不连续的。3.参考答案：反转录转座子(retrotransposon)：真核的许多转座子具有与反转录转座子病毒基因组十分相似的结构，在其两翼为LTR，编码区包含有还原病毒反转录酶的同源序列。4.参考答案：自私DNA(selfishDNA)：现称自在DNA，是一种DNA序列，它的存在与表达不受其他因素的影响，也不管细胞的生理状态。为了自身的表达，可以关闭其他基因。其表达是自私的，称为自在DNA。5.参考答案：基因在染色体上有其一定的位置。基因定位就是确定基因在染色体上的位置。确定基因的位置主要是确定基因之间的距离和顺序。而它们之间的距离是用交换值来表示的。因此，只有准确地估算出交换值，并确定基因在染色体上的相对位置就可把它们标志在染色体上，绘制成图，就构成连锁遗传图。

1．利用形态标记进行基因定位的主要方法是两点测验和三点测验。两点测验步骤为首先通过一次杂交和一次用隐性亲本测交来确定两对基因是否连锁，然后再根据其交换值来确定它们在同一染色体上的位置。利用三点测验来确定连锁的三个基因在染色体的顺序时，首先要在F2中找出双交换类型，然后以亲本类型为对照，在双交换中居中的基因就是三个连锁基因中的中间基因，它们的排列顺序就被确定下来。

2．利用分子标记构建连锁图谱的理论基础是染色体的交换与重组。两点测验和三点测验是其基本程序。连锁图谱构建过程主要包括：(1)选择和建立适合的作图群体；(2)确立遗传连锁群；(3)基因排序和遗传距离的确定。具体方法如下：以分子标记筛选DNA序列差异较大而又不影响育性的材料作为亲本，用具有多态性的分子标记(双亲在等位区段表现不同的带型)检测该双亲的分离群体(如F2代群体、回交、重组自交系、加倍单倍体等)。如是共显性标记，对同亲本P1具有相同带型的个体赋值为1，同亲本P2具有相同带型的个体赋值为3，具有P1和P2带型的杂合个体赋值为2。如是显性标记，因不能区分显带的纯合体和杂合体，故对有谱带的杂合个体赋值为1(AA、Aa或aa、aA)，谱带缺失的赋值为3(aa或AA)。统计各种带型的个体数，两点测验是否连锁。利用X2检验时，那些两点各自独立遗传而两点同时检验时偏离孟德尔比例的位点，说明存在连锁。或从第二个标记开始，检验是否与前一个标记协同分离。因为连锁分析建立在分子标记协同分离的基础上。根据分离材料，用最大似然法估计标记位点间的重组率并转换成遗传图距(cM)。最后，同时考虑多个标记基因座的共分离，即多点分析对标记进行排列，形成线性连锁图谱。生物染色体数目是特定的，标记数较少时，其连锁群可能比染色体数目多。随标记的增加，一标记会与几个连锁群上的标记连锁，而把它们连成一个连锁群。当标记足够多时，标记连锁群的数目与染色体数目越趋接近，直至相等。6.参考答案：启动子是在基因转录过程中，具有识别并结合RNA聚合酶的那段DNA序列，与基因转录的启动有关。

(1)原核生物的基因启动子区均位于基因转录起始点的上游，其启动子可以分为两部分，上游部分是CAP-cAMP结合位点，下游部分是RNA聚合酶进入位点，每个位点又可以分为两部分。CAP-cAMP结合位点包括了位点Ⅰ和位点Ⅱ，RNA聚合酶进入位点包括结合位点和识别位点。

RNA聚合酶的结合位点，又称为Pribnow框，存在于起始转录的上游10bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含TATAAT序列，又称为-10序列，是RNA聚合酶的牢固结合位点。它与RNA聚合酶形成开放性启动子复合物，从而使RNA聚合酶定向，使之按顺流方向移动而行使其转录功能。

RNA聚合酶识别位点，又称为Sextama框，存在于起始转录的上游35bp左右的一段核苷酸序列中，大多包含TTGACA序列，又称为-35序列，是RNA聚合酶的识别位点。这一序列的核苷酸结构在很大程度上决定了启动子的强度。Pribnow框和Sextama框之间的碱基序列并不重要，而这两段序列间的距离却十分重要。

CAP-cAMP结合位点有两个，一个是在-70到-50(位点Ⅰ)，另一个是在-50到-40(位点Ⅱ)。位点Ⅰ包含一个反向重复序列，位点Ⅱ是一个很弱的结合位点，但当cAMP-CAP复合物结合于位点Ⅰ时，位点Ⅱ结合cAMP-CAP复合物的能力便显著提高。一旦位点Ⅱ被占据，RNA聚合酶就很快与-35序列结合，然后再与-10序列结合，并开动转录。

(2)真核生物有三种RNA聚合酶，每一种都有自己的启动子类型。RNA聚合酶Ⅰ只转录rRNA，只有一种启动子类型；RNA聚合酶Ⅱ负责蛋白质基因和部分snRNA基因的转录，其启动子结构最为复杂；RNA聚合酶Ⅲ负责转录tRNA和5SrRNA，其启动子位于转录的DNA序列之内，称为下游启动子。

RNA聚合酶Ⅱ的启动子结构是多部位结构，主要有四个部位：

帽子位点：即转录起始位点，其碱基大多为A，两侧各有若干个嘧啶核苷酸。

TATA框：又称Hogness或Goldberg-Hognessbox，其一致序列为TATAATAAT，基本上由AT碱基对组成，其两侧倾向于富含GC碱基对。TATA框一般位于-25附近，其结构和功能类似于原核生物的Pribnow框，TATA框决定了转录起始点的选择。

CAAT框：其一致序列为GGCTCAATCT，一般位于-75附近，它可能控制着转录起始的频率。

增强子：又称远上游序列，一般都在-100以上，能以组织特异性的方式来增强基因的表达，位置不固定。

RNA聚合酶Ⅲ的下游启动子，位于转录区内，在转录起始点下游50bp之后。

RNA聚合酶Ⅰ的启动子，可分为两部分：-40到+5称为近启动子，其功能决定转录起始的精确位置；-165到-40称为远启动子，其功能是影响转录的频率。

所谓共有序列，是指一种理想化的序列，其中的每一个核苷酸在一系列可比较的实际序列中最常出现(保守)，并按一定位置排列。7.参考答案：D8.参考答案：BAC文库(bacterialartificialchromosome，细菌人工染色体文库)：以噬菌体为基础构建的载体能装载的外源DNA片段只有24kb左右。然而许多基因过于庞大，不能作为单一片段克隆于这些载体中，特别是人类基因组和水稻基因组的工作需要能容纳更长DNA片段的载体，因此人们组建了一系列的人工染色体。BAC是人工染色体的一种，是以细菌F因子(细菌的性质粒)为基础组建的细菌克隆体系。9.参考答案：噬菌体(bacteriophage或phage)：以细菌、真菌和藻类植物为寄主的病毒，可分为烈性噬菌体和温和噬菌体。10.参考答案：所谓顺式作用，是指对处于同一条染色体上的基因起作用的现象。反式作用是指通过产生可扩散的物质(RNA或蛋白质)来发生作用。

在顺式作用的情况下，操纵区(现称操纵基因)或启动子的突变，使RNA聚合酶无法结合和进入该位点，导致转录不能进行，基因不能表达，其效应表现为显性；在反式作用下，RNA聚合酶可选择没有突变的操纵基因和启动子结合，使基因能够转录和表达，此时突变的效应没有表现出来，表现为隐性。

无论是顺式作用还是反式作用，编码阻抑蛋白基因的突变，都导致阻抑蛋白的失活。此时RNA聚合酶可以与操纵基因和启动子结合，使基因能够转录和表达，其突变效应均可表现出来，即既是顺式显性又是反式显性。11.参考答案：DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式，它包括了基因丢失、扩增、重排和移位等方式。通过这些方式可以消除或变换某些基因，并改变它们的活性。这些调控方式与转录及翻译水平的调控是不同的，因为它从根本上使某些细胞的基因组发生了改变。

1．基因丢失。在细胞分化时，消除某个基因活性的方式之一就是从细胞中除去那个基因。某些原生动物、昆虫及甲壳纲动物细胞分化过程中就发现有部分染色体丢失现象。研究在受精卵里只有一对染色体(2n=2)的马蛔虫，发现当个体发育到一定阶段后，在将分化为体细胞的那些细胞中的这对染色体破碎成许多小染色体。有的小染色体具有着丝粒，在细胞分裂中得到保留，不具有着丝粒的小染色体因为在以后的细胞分裂中不能分配到下一代中而丢失，在将形成生殖细胞的那些细胞里却没有染色体破碎和丢失现象。因此，马蛔虫的生殖细胞核内保存着个体发育所必需的全部基因(完整的基因组)，而在体细胞核中却失去了一部分基因。毫无疑问，这些基因的丢失决定了细胞的命运。原生动物和昆虫(小麦瘿蚊)在个体发育中也存在类似的部分染色体丢失现象。

因为在高等生物中目前还未观察到基因丢失现象，所以一般认为这种调节方式可能仅存在于进化程度较低的生物中。当然也不能肯定高等生物中就不发生DNA的丢失，要从至少50000个基因中检测出一个或数个基因的丢失实在不是件容易的事。用蛙卵所进行的实验结果表明，至少发育过程中必需的基因是不丢失的。

2．基因扩增。基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。例如，非洲爪蟾的卵母细胞中原有rRNA基因(rDNA)约500个拷贝，在减数分裂Ⅰ的粗线期，这个基因开始迅速复制，到双线期它的拷贝数约为200万个，扩增近4000倍，可以用来合成1012个核糖体，以满足卵裂期间和胚胎期间合成大量蛋白质的需要。在基因扩增之前，整个rDNA区位于单个核仁中(人们发现大部分动物细胞中都有这种含rRNA的核内小体)。在此细胞前体发育成卵母细胞的过程中(约3周时间)，不但rDNA数量猛增，核仁数量也大大增加，每个核中可有几百个这样的小核仁。

扩增后新生的rDNA并不是一条长链，而是形成许多环状的小分子，其中大部分含有2～4个甚至多达16个rDNA基因。rDNA扩增机制现在还不清楚，很可能像大肠杆菌质粒那样进行滚环式复制。首先以某种方式把rDNA上的一个重复单位切割下来，被割离的这段rDNA随即形成环状封闭，然后结合在核基质上进行滚环式复制。那么，剪下来的单位环是如何变成多单位环的呢?研究证明，一个rDNA单位长约4.3μm，通过滚动环复制形成这个单位长度的侧链大约需要1个半小时，基因扩增约进行72小时。在这段时间里，每个单位环可产生144个拷贝，而事实上rDNA大约被扩增了4000倍。所以为了合成更多的rDNA，至少有一部分被切下来的单位必须先被复制，以产生出进一步复制所需要的模板。

3．基因重排与变换。一个基因可以通过从远离其启动子的地方移到距它很近的位点而被启动转录，这种方式称基因重排。通过基因重排调节基因活性的典型例子是小鼠免疫球蛋白结构基因的表达。我们知道，免疫球蛋白的肽链主要是由可变区(V区)、恒定区(C区)以及两者之间的连接区(J区)组成的，而且V基因、C基因和J基因在小鼠胚胎细胞中是相隔较远的。当免疫球蛋白形成细胞(如淋巴细胞)发育分化时，能通过染色体内重组，把3个远离的基因紧密地连接在一起，从而产生免疫球蛋白。

此外，日本人本庶佑还提出了一个“基因变换”模式。他认为Gurdon的实验不能断言生物体所有细胞中全部DNA在分化、发育过程中都不会发生变化，可能在一部分细胞里，DNA会发生微小的、不可逆的变化。例如，基因变换可能在细胞分化的决定性阶段起着重要的调控作用。本庶佑认为，在细胞分化过程中，由于调节基因和受体基因的连接可形成“新”的基因，即调节启动基因，这种连接是由DNA片段缺失造成的。

环境条件不仅能影响生物的表型，也能修饰其基因型，即引起遗传物质的永久性变化。有人用栽培亚麻做实验发现，当可塑型株系生长在高温及特定的水分平衡和土壤pH条件下，根据养分供应情况，它可能转变成大(L)或小(S)的营养遗传型。L和S型在遗传学上是稳定的，能传递给子代。研究指出，核内DNA总量及25S、18S和5SrRNA基因数量等的变化与上述表型变化有关系。这些由环境引起的稳定变异，很可能起因于某些DNA序列的不等复制、不等交换或者某些染色体外因子所导致的基因重排。12.参考答案：共抑制现象(cosuppression)：在转基因的研究中，只要转化基因与植物中已有的基因存在序列上的同源性(包括半同源)，则转入的基因和内源基因都有可能受到抑制，这种现象称为共抑制。它具有以下特点：共抑制可以发生在转化基因及其同源的内源基因之间，对其他非同源基因表达不发生影响，即内外源基因间同源顺序的存在是它产生的基础。多拷贝外源基因的导入也发生共抑制。转基因与内源基因经分离重组发生分离之后，共抑制现象消失。共抑制与启动子来源无关。抑制基因在体细胞中的表达抑制是随机发生的，并可逆进入正常的表达状态。共抑制总是出现在植株的分枝点上，或者说，一个分枝长出白色花，另一个长出紫色花。13.参考答案：反义RNA(antisenseRNA)：1983年，Miztmo和Simon等人差不多同时发现了反义RNA对基因表达的调控作用，从而提示了一种新的基因表达调控的机制。反义RNA是指与被调控的RNA或DNA序列互补的RNA，它通过配对碱基之间的氢键作用与特定的RNA或DNA形成双链复合物，影响RNA的正常修饰、翻译等过程，封闭或抑制基因的正常表达，起到调控作用。14.参考答案：穿梭载体(shuttlevector)：指既能在真核细胞中繁殖，又能在原核细胞中繁殖的载体。它既含有原核细胞的复制原点，又含有真核生物的复制原点，而且又具备可资利用的酶切位点和合适的筛选指标。15.参考答案：DNA聚合酶的种类很多，它们在细胞DNA复制过程中起着重要的作用。DNA聚合酶有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类，这些酶的共同特点在于它们都能够把脱氧核糖核苷酸连续地加到双链DNA分子引物链的3′-OH末端，催化核苷酸的聚合作用，这些酶作用时需要以DNA作模板，合成产物的序列与模板互补，所以这些酶又称为依赖于DNA的DNA聚合酶。

反转录酶是以RNA为模板，按RNA中的核苷酸顺序合成DNA，是与一般转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反，所以又可称为依赖于RNA的DNA聚合酶。它最早在致瘤RNA病毒中首先发现，最普遍使用的则是来源于鸟类骨髓母细胞瘤病毒的反转录酶。

依赖于DNA的DNA聚合酶所催化的反应的忠实性要比依赖于RNA的DNA聚合酶所催化的反应的忠实性要高得多。其主要原因是依赖于DNA的DNA聚合酶具有3′→5′外切活性。

3′→5′外切活性可以删除引物3′末端错误插入的核苷酸，称为校正阅读。这一功能对于提高DNA合成的真实性起着重要作用。缺失3′→5′外切活性的大肠杆菌聚合酶Ⅰ催化DNA合成时出现错误几率增高5～50倍。因此，3′→5′外切活性可以使DNA真实性提高1～2个数量级。

大肠杆菌DNA聚合酶与DNA结合可有二种状态：一种是聚合状态，即引物3′末端在酶的聚合活性附近；另一种是删辑状态，引物3′末端位于3′→5′外切活性位点，当酶处于删辑状态时，引物3′末端拆开至少4bp，3′端才能结合到3′→5′外切活性位点。引物3′末端局部融开结合到外切活性位点而被水解。错配对的末端核苷酸更容易融开，即使在0℃也被水解。因此DNA聚合酶的聚合状态与删辑状态之间的转换是酶与模板一引物相互作用的结果。Klenow片段的两个结构域中，大结构域的直径约2.2～2.4nm的带正电荷的深沟，DNA结合在这个活性部位里并穿过，较小的结构域可能是底物dNTP结合区域。当DNA结合到酶深沟内，柔性很大的蛋白质的次结构域就可以合拢起来。DNA复制时DNA只能在沟内向前或向后穿滑过去。DNA模板一引物的3′末端如果含有错配对，末端融化而DNA外形变形，使它不容易滑过直径2.2～2.4nm的沟，造成阻塞，延长同3′→5′外切活性的校正接触，将导致错配对碱基切除。16.参考答案：突变率(mutationrate)：是指在一个世代中或其他规定的单位时间内，一个细胞发生某一突变的概率。自然状态下，突变率通常是很低的。17.参考答案：半保留复制：DNA的复制主要是以半保留形式进行的。实际上Watson和Wrick提出的DNA模型已为复制方式奠定了基础，他们认为DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋和分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，所以这种复制方式称为半保留复制。18.参考答案：C基因和免疫球蛋白恒定区：C基因指编码免疫球蛋白肽链恒定区的基因，所谓恒定区是指变异最小的区段(C端)，故可用此来鉴别免疫球蛋白的类型。19.参考答案：微卫星DNA(microsatellite)：微卫星DNA是指以少数几个核苷酸(多数为2～4个)为单位多次串联重复的DNA序列，人们也称之为简单序列重复、短串联重复或简单序列长度多态性。20.参考答案：RNA聚合酶能在恰当的区域停止转录，是因为终止信号存在于RNA聚合酶已经转录过的序列中，这种提供终止信号的序列就称为终止子。终止子可以分为两类：一类是不依赖蛋白质辅助因子而能实现终止作用；另一类是依赖蛋白质辅助因子才能实现终止作用，这种蛋白质辅助因子称为释放因子，通常又称为p因子。

两类终止子有共同的序列特征，在转录终止点之前都有一段回文序列。两类终止子的不同点是：不依赖ρ因子的终止子的回文序列中富含GC碱基对，在回文序列的下游方向又常有6～8个AT碱基对；而依赖ρ因子的终止子回文序列中的GC碱基对含量较少，在回文序列下游方向的序列没有固定特征，其AT碱基对含量比前一种终止子低。21.参考答案：可采用差别杂交法将其野生型基因克隆出来，具体方案如下：

1)构建野生型植株的基因文库。

2)提取野生型和突变体的mRNA(或是它们的cDNA)作探针。

3)以这两种探针进行平行杂交，对野生型植株的基因文库进行筛选。

4)当使用野生型的mRNA探针时，所有包含着重组体的菌落都是阳性反应。

5)当使用突变型的mRNA探针时，除了含有目的基因的菌落外，其余的所有菌落都是阳性反应。

6)比较两种结果，便可挑出含有目的基因的菌落，即得到目的基因。

(王永飞

马三梅答)22.参考答案：DNA是由两条脱氧核糖核苷酸长链，以相反的方向，按碱基互补配对的原则，形成的一种双螺旋结构的生物大分子，它是遗传信息的携带者。染色体是由DNA和组蛋白相结合形成核小体，并在此基础之上，经过高度螺旋化以后所形成的遗传物质，在光学显微镜可见。

基因则指一段能够表达和产生产物(蛋白质或RNA)的DNA序列。根据产物的类别可分为蛋白质基因和RNA基因两大类；根据产物的功能可以分为结构基因(酶和不直接影响其他基因表达的蛋白质)和调节基因(阻抑蛋白或转录激活因子)。

基因组则是指某一物种的单倍体细胞中所含有的遗传信息的总和，即单倍体细胞中的所有染色体以及组成染色体的DNA分子，由几条甚至几十条组成。这四者之间的关系可概括如下：

不同的基因组成了DNA分子；DNA分子与组蛋白和非组蛋白组成了染色体；在单倍体细胞中的染色体组成了基因组。23.参考答案：operon：操纵子。是原核生物基因表达和调控的一个完整单元，其中包括结构基因、调节基因、操作子和启动子。B.Lewin在Genes中这样定义操纵子：“Operonisacompleteunitofbacterialgeneexpressionandregulation,includingstructuralgenes,regulatorgene(s),andcontrolelementsinDNArecognizedbyregulatorgeneproduct(s).”

operator：操作子。DNA分子上阻抑蛋白的结合位点，用以阻止相邻的启动子上转录的起始。B.Lewin在Genes中这样定义操作子：“OperatoristhesiteonDNAatwhicharepressorproteinbindstopreventtranscriptionfrominitiatingattheadjacentpromoter.”24.参考答案：在遗传学上，将自然界大量存在的或是实验室中存在的一种标准品系的野生型等位基因的形式，作为研究生物体变化的一种标准类型或出发点。任何离开野生型等位基因的变化称为正向突变(forwardmutation)；与正向突变概念相对应的是任何回复到野生型的变化，称回复突变(backmutation)。

一个基因座正向突变的频率比其回复突变的频率高很多，至少有以下几个原因：①并非所有正向突变都可以自发地回复到野生状态；②对于双重突变，其回复突变发生率是两个单位点回复突变的乘积；③对于大片段的缺失突变，产生完全的回复突变，几率几乎为0，即基本上不可能有回复突变。25.参考答案：根据题意，无法断定是功能互补的结果还是重组的结果，可做一个互补测验将它们区分开。

先用一种突变体感染大肠杆菌K菌株，噬菌体和细菌在温热的琼脂中混合，涂布在营养平板上，琼脂凝固后，在平板上划出一定位置，再滴加含有另一种突变体的培养基。在这一滴培养基的范围之内，一些细菌就会被两种突变体所感染。如果在这个范围内形成噬菌斑，就证明这两种突变体互补，相反就不是因为功能互补，而是因为重组造成的。26.参考答案：内含子(intron)：在成熟的mRNA上未反映出的DNA片段。27.参考答案：1．大肠杆菌

LacI(-)

2．大肠杆菌

AraC(±)

3．大肠杆菌

TrpR(-)

4．大肠杆菌

σ因子(+)

5．大肠杆菌

CRP(cAMPreceptorprotein)=CAP(cataboliteactivatorprotein)(+)

6．高等动物

horrmnereceptorprotein(+)

7．λ噬菌体

cI

(-)

8．λ噬菌体

Cro(+)

9．高等真核生物

homoeticgeneproducts(+)

10．高等动物SP1蛋白

(+)

(胡英考答)28.参考答案：当细菌在不良的营养条件下生长时，由于缺乏足够的氨基酸，蛋白质合成受到抑制，并由此影响到细胞的许多生理生化活性，代谢水平下降，生长速度变慢。细菌对于不良的营养条件所产生的这一系列的反应叫做严紧反应(stringentresponse)。细菌为了渡过困难时期，在严紧反应中关闭许多生理活动。稳定RNA(tRNA和rRNA)的合成速度下降了10～20倍，从而使RNA合成水平下降到正常状态下的5%～10%。部分种类的mRNA合成减少，但mRNA的总合成量减少约3倍。蛋白质降解速度增加，核苷酸、碳水化合物、脂类的合成均明显减少。严紧反应不仅调控了蛋白质合成，而且也调控基因转录、DNA复制等许多细胞生理过程。

缺乏任何一种氨基酸或引起任何一种氨酰tRNA合成酶失活的突变都能导致严紧反应。这就说明严紧反应的触发器是位于核糖体A位的无负载的tRNA。当这种无负载的tRNA进入A位以后，无法形成新的肽链，而GTP却在不断地消耗，这就是所谓空转反应。细胞内出现空转反应时，就发出一种报警信号，这就是鸟苷-5′-二磷酸-3′-二磷酸(ppGpp)和鸟苷-5′-三磷酸-3′-二磷酸(pppGpp)。人们很早就发现，当大肠杆菌处于氨基酸饥饿时，在体内出现了两种异常的核苷酸，在薄层层析图谱上的迁移率与常见的核苷酸不同，人们称之为魔斑Ⅰ和魔斑Ⅱ。后来才知道，魔斑Ⅰ就是ppGpp，魔斑Ⅱ就是pppGpp。

ppGpp和pppGpp又是如何产生的呢?人们通过遗传学方法分离到不表现严紧反应的突变体，即所谓松弛型突变体。各种松弛型突变位点分布在几个不同的基因中，其中大部分分布在relA基因中。relA基因编码一种蛋白质，称为严紧因子。在正常情况下relA基因表达很少，大约200个以上的核糖体中才有一个核糖体结合有一个严紧因子。当氨基酸饥饿时，relA基因的表达反而增加。松弛型突变除了发生在relA基因以外，还可以出现在核糖体50S亚基蛋白质L11的基因中以及tRNA基因的TC相应位置。这就说明，生成魔斑的反应不仅需要relA基因产物，而且还需要核糖体蛋白L11和tRNA的TC区。relA-松弛型细胞提取液不能合成ppGpp和pppGpp，而只有加入严紧因子就能合成。人工合成的四核苷酸的TC能够代替tRNA产生魔斑，而L11并不能代替核糖体，可能魔斑的合成需要核糖体的整体结构或涉及到L11以外的其他核糖体蛋白质。29.参考答案：鉴定基因功能的方法主要有以下几种：

1．基于DNA芯片的基因功能分析。利用“反向Northern”技术，把对应于不同基因或cDNA的DNA片段或寡核苷酸固定在固相支持物上，使它们与来自总mRNA的探针杂交，每个点的杂交信号可进行自动化的定量分析，从而反映出对应的mRNA在总mR-NA中的相对丰度。利用这种技术，我们可以了解每个基因对不同病虫害、逆境或其他环境条件的反应，哪些基因与激素、生长调节剂、除草剂或其他农用化学物质(如化肥和农药)的作用有关等；还可以鉴定突变的基因表达情况，了解基因产物和代谢途径的关系。因此，该技术为我们研究基因功能特别是预测基因的未知功能提供了新的途径和方法。这种技术的基础是认为控制相同生物过程的基因有相似的表达类型，基于在不同条件下基因表达的相对水平的相似性对基因进行分类，然后根据该类中其他基因的已知功能来预测基因的未知功能。

2．基因产物——蛋白质的表达分析。“蛋白质组(proteome)”指由基因组表达出的全套蛋白质，“蛋白质组学(proteomics)”即研究蛋白质组的学科。相对而言，蛋白质的表达分析比mRNA的表达分析更困难。双向PAGE技术是目前广泛使用的研究蛋白质丰度和翻译后修饰的方法。最近，这个分离系统的分辨率和重复性均得到很大改善，同时还能自动进行点定量分析，用MS技术可以对N端和内部进行微测序(根据蛋白质酶处理后片段的分子量的大小测序)，与蛋白质数据库中的数据进行比较，就可以知道该序列是哪一个蛋白质的片段，从而建立起一个生物特异的全蛋白质数据库。

3．利用正向和反向遗传学技术研究基因功能。

(1)用插入突变建立突变体库，研究功能基因组学。分析基因功能最有效的方法之一是利用突变体。经典的化学/物理诱变使我们获得了大量突变体，遗传图谱和物理图谱的构建及全序列的测序使图位克隆已比较容易，基于“作图芯片(mappingchip)”的新作图技术将加快该进程。另一种突变方法是利用插入突变，即用转座子(主要是玉米的Ac/Ds、En/Spm或Mu转座子)或根癌农杆菌的T-DNA随机插入染色体，以获得失去功能的突变体。由于插入序列是已知的，我们可以用各种克隆或PCR策略鉴定基因。与其他诱变策略一样，插入突变策略的成功依赖于突变体的饱和程度，而饱和程度与基因组的大小和结构密切相关，若一个基因至少需要一个突变，在拟南芥上估计需要12万个独立插入的突变体才能保证95%的可能来分析每一个基因。

(2)应用反向遗传学方法研究功能基因组学。研究基因功能最直接的方法是在获得失去功能的突变体后研究该突变体的表型。但是利用同源重组方法(为反向遗传学方法之一)来进行定点突变十分困难。由于大量的基因重复并且紧密连锁，用遗传重组技术产生双突变体也不容易，这就要求我们寻求其他方法。在获得插入突变体后，可以用寡核苷酸引物做PCR来检测插入突变，在群体中大规模筛选突变体株系。其中一个主要策略是利用建池方法。另外，通过RNA-DNA杂种可能产生点突变，通过把终止密码子引入重复基因的保守区域，可能产生多基因家族的若干个无义突变。对那些转化技术还存在问题的植物来说，病毒诱导的基因沉默可能是抑制基因功能的有效方法之一。用含有植物基因一部分的重组病毒接种植株，则可能使内源基因快速沉默，这也可用于基因功能分析。

(王永飞

马三梅答)30.参考答案：hnRNA

核内不均一RNA31.参考答案：质粒载体是以细菌质粒的各种元件为基础组建而成的基因工程载体。细菌质粒是双链闭合环状DNA分子，其分子大小可从1kb到200kb。质粒的复制和遗传独立于细菌染色体，但其复制和转录依赖于宿主所编码的蛋白和酶。质粒按其复制方式分为松弛型质粒和严紧型质粒。前者的复制不需要质粒编码的功能蛋白，其复制完全依赖于宿主提供的半衰期较长的酶(如DNA聚合酶Ⅰ、Ⅲ，依赖于DNA的RNA聚合酶以及宿主基因dnaB、C、D、Z的产物等)来进行。因此，在一定的情况下即使蛋白质合成并非正在进行，质粒的复制依然进行。当在抑制蛋白合成并阻断细菌染色体复制的氯霉素或壮观霉素等抗生素存在时，其拷贝数可达2000～3000。后者的复制则要求同时表达一个由质粒编码的蛋白质，所以这类质粒的拷贝数不能通过诸如氯霉素等蛋白合成的抑制剂来增加。利用松弛型复制子组建的载体叫做松弛型载体(如pBR322，其复制区来源于ColE1质粒的复制子)；而利用严紧型复制子组建的载体叫做严紧型载体(如由pSC101为基础组建的载体)。大多数基因工程工作使用松弛型载体，因为它们在单位体积的培养物中所得到的DNA收率更高，用这些载体组建的表达载体，外源基因产物的得率也高，然而严紧型载体可以用来表达一些其高表达可能使宿主细胞受毒害致死的基因。松弛型质粒(如pMBI或ColE1)的单向复制从特异的起点开始，由一个RNA引物所引导，而该引物的启动子位于复制起始点上游大约550bp处。DNA模板链与新生的RNA间形成稳定的杂交体作为RNaseH的底物，由RNaseH切割前引物从而产生引导DNA合成的引物RNAⅡ。RNAⅡ的成熟则由另一个不翻译的RNAⅠ来控制，RNAⅠ由编码RNAⅡ的同一区段的DNA互补链转录而来，它可以与RNAⅡ结合，并阻止RNAⅡ折叠为三叶草结构，而这三叶草结构又是同DNA形成DNA-RNA杂交体所必需。一个由63个氨基酸组成的Rop蛋白的存在可以强化RNAⅠ对复制的负调控作用。

因此，要想增加带有pMBI或ColE1的复制子载体的拷贝数，可以通过突变RNAⅠ或缺失Rop基因来减弱RNAⅠ对RNAⅡ的结合效率来实现。PUC质粒(复制子为pMBI)的拷贝数之所以高就是因为使RNAⅠ转录起始点产生G→A的突变所致。pKKH质粒拷贝数增加，外源基因表达效率的提高是由于rop基因缺失所致。值得指出的是，质粒上编码的RNAⅠ、RNAⅡ和Rop蛋白的区段也决定两个不同的质粒是否可以在同一细菌细胞中共存。把利用同一复制系统的不同质粒不能稳定的共存的现象，称为质粒的不相容性。在基因工程的操作中要注意这一情况。32.参考答案：反转录转座子(retrotransposon)：是指必须有反转录酶参入的一类转座子，如还原病毒。其共同特点是：RNA在细胞质内进行的反转录和双链DNA的合成，以及与细胞基因组的整合过程全部由反转录酶催化。反转录的双链DNA可以作为细胞基因组的一部分，随细胞基因组的复制而传递，也可以以它为模板转录产生新的RNA。如新的病毒RNA。33.参考答案：持家基因(housekeepinggene)：在各类不同的细胞中均在表达的一组相同的基因。高等真核生物中其数目约在10000左右。34.参考答案：黏性末端是指DNA分子在限制性内切核酸酶的作用下形成的、具有互补碱基的单链末端结构。它可以与同一D