分子生物学习题与答案

第0章绪论、名词解释2.单克隆抗体二、填空1．分子生物学的研究内容主要包含（ ）、（ ）、（ ）三部分。三、是非题1、20世纪60年代，Nirenberg建立了大肠杆菌无细胞蛋白合成体系。研究结果发现poly（U）指导了多聚苯丙氨酸的合成，poly（G）指导甘氨酸的合成。（X）四、简答题分子生物学的概念是什么？你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？分子生物学研究内容有哪些方面？分子生物学发展前景如何？人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？6．简述分子生物学发展史中的三大理论发现和三大技术发明。简述分子生物学的发展历程。二十一世纪生物学的新热点及领域是什么？21世纪是生命科学的世纪。20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？答案：一、名词解释.分子生物学：分子生物学就是研究生物大分子之间相互关系和作用的一门学科，而生物大分子主要是指基因和蛋白质两大类；分子生物学以遗传学、生物化学、细胞生物学等学科为基础，从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究。.单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。二、填空1,结构分子生物学，基因表达与调控，DNA重组技术三、是非题四、简答题分子生物学的概念是什么？答案：有人把它定义得很广：从分子的形式来研究生物现象的学科。但是这个定义使分子生物学难以和生物化学区分开来。另一个定义要严格一些，因此更加有用：从分子水平来研究基因结构和功能。从分子角度来解释基因的结构和活性是本书的主要内容。你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学(moleculargenetics)是其主要组成部分。由于50年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则(centraldogma)是其理论体系的核心。B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子一蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。分子生物学发展前景如何？21世纪是生命科学世纪，生物经济时代，分子生物学将取得突飞猛进的发展，结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域，将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。社会意义：人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程，具有重大科学意义、经济效益和社会效益。.极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化；.促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业；.基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业(转基因动、植物)、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。科学意义：.确定人类基因组中约5万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能.了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节.从总体上了解染色体结构，了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA复制、基因转录及表达调控中的影响与作用.研究空间结构对基因调节的作用.发现与DNA复制、重组等有关的序列.研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制，为疾病的诊断、预防和治疗提供理论依据.确定人类基因组中转座子，逆转座子和病毒残余序列，研究其周围序列的性质.研究染色体和个体之间的多态性6．三大理论发现DNA是遗传物质DNA双螺旋结构中心法则三大技术发明限制性内切酶载体逆转录酶简述分子生物学的发展历程。答案：从1847年施旺和施莱登提出细胞学说——证明动植物是由细胞组成的，到今天人们对生物大分子——细胞的化学组成确有了深刻地认识。孟德尔的遗传规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，而Morgan的基因学说则进一步将“性状”与“基因”相偶联，成为现代遗传学的奠基石。随着核酸化学研究的进展，Watson和Crick又提出了脱氧核糖核酸的双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。在蛋白质化学方面，继Sumner在1936年证实酶是蛋白质之后，Sanger利用纸电泳及层析技术于1953年首次阐明胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河。而Kendrew和Perutz利用X射线衍射技术解析了肌红蛋白及血红蛋白的三维结构，论证了这些蛋白质在输送分子氧过程中的特殊作用，成为研究生物大分子空间立体构型的先驱。20世纪40年代被认为是分子生物学的孕育时期。1941年，曾在摩尔根实验室工作过的美国遗传学家比德尔同美国生物化学家塔特姆合作，把生物化学引进了遗传学，推导出“一个基因一种酶”的新概念（后来有所修改），40年代中期被普遍承认，从而建立了生物化学、遗传学。有两项研究成果促进了分子生物学的发展。一项是由德国移居美国的物理学家M.德尔布吕克和其同事们在1946年发现不同种的噬菌体在一定条件下能进行基因交换重组。另一项是，1946〜1947年，美国微生物学家J.莱德伯格同E.L.塔特姆合作，以大肠杆菌为材料，也发现了基因分离和重组现象。这两项突破以及他们对噬菌体和大肠杆菌的一些基本研究，对分子生物学的发展起了十分重要的作用。1944年，美国细菌学家O.T.埃弗里发现DNA是不同种的肺炎双球菌之间的转化因子。第一次证明DNA携带着遗传信息。这一十分重要的成果却引起很大争论，一方面受传统思想的影响，很多人怀疑他所分离出的DNA不纯，可能还是混杂的蛋白质在起作用；但是这一成就无疑地也刺激了人们对DNA化学组成和晶体结构的研究。1953年4月25日——DNA双螺旋结构的分子模型。这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。“x174噬菌体DNA的全部约5400个碱基的顺序，促进了基因调节控制的研究。至于蛋白质晶体结构分析，则建立在英国的布口刺格父子及他们的学生创立并发展的X射线晶体衍射技术的基础上。该实验室的M.F.佩鲁茨自30年代末开始，就系统地研究了血红蛋白的结构。1969年完成了全部64种密码的破译。至此，基因控制蛋白质合成之谜得到了初步解答。遗传密码的破译，被认为是分子遗传学发展史上最辉煌的成果之一。1961年法国细胞遗传学家F.雅各布和J.莫诺德共同合作，提出了乳糖操纵子理论，以后被证实为在原核细胞中基因控制的普遍方式。美国分子生物学家H.M.特明和D.巴尔的摩长期从事肿瘤病毒研究的基础上，于1970年分别独立地发现鸡肉瘤病毒和白血病病毒都是RNA病毒。在此基础上他们发现了依赖于RNA的DNA聚合酶即反转录酶。反转录酶能使RNA链上的遗传密码反转录给DNA。这一发现不仅对某些肿瘤的病因作了分子生物学的阐明，而且动摇了中心法则的不可逆性，成为中心法则的重要补充。真核细胞内的调控机制要复杂得多，也是当前生物学家重点探索的问题之一。在此基础之上，分子生物学发展的速度越来越快。二十一世纪生物学的新热点及领域是什么？答案：结构生物学是当前分子生物学中的一个重要前沿学科，它是在分子层次上从结构角度特别是从三维结构的角度来研究和阐明当前生物学中各个前沿领域的重要学科问题，是一个包括生物学、物理学、化学和计算数学等多学科交叉的，以结构（特别是三维结构）测定为手段，以结构与功能关系研究为内容，以阐明生物学功能机制为目的的前沿学科。这门学科的核心内容是蛋白质及其复合物、组装体和由此形成的细胞各类组分的三维结构、运动和相互作用，以及它们与正常生物学功能和异常病理现象的关系。分子发育生物学也是当前分子生物学中的一个重要前沿学科。人类基因组计划，被称为“21世纪生命科学的敲门砖”。“人类基因组计划”以及“后基因组计划”的全面展开将进入从分子水平阐明生命活动本质的辉煌时代。目前正迅速发展的生物信息学，被称为“21世纪生命科学迅速发展的推动力”。尤应指出，建立在生物信息基础上的生物工程制药产业，在21世纪将逐步成为最为重要的新兴产业；从单基因病和多基因病研究现状可以看出，这两种疾病的诊断和治疗在21世纪将取得不同程度的重大进展；遗传信息的进化将成为分子生物学的中心内容”的观点认为，随着人类基因组和许多模式生物基因组序列的测定，通过比较研究，人类将在基因组上读到生物进化的历史，使人类对生物进化的认识从表面深入到本质；研究发育生物学的时机已经成熟。在21世纪，遗传信息的进化研究成果，将成为解决发育问题的基础，发育问题这一难题可望获得突破性进展；在21世纪，生物技术产业化的趋势将不断加剧。基因工程技术、转基因技术和基因治疗技术等将对21世纪的产业结构产生深远的影响。当前，生命科学基础研究中最活跃的前沿主要包括：分子生物学、细胞生物学、神经生物学、生态学，并由这些活跃的前沿引伸出诸如：基因组学、蛋白质组学、人类基因组计划、后人类基因组计划、克隆羊、克隆鱼、“脑的十年”、生

逐渐十髦的名词和热门话题。相应的应用研究或技术研究也正趋成熟并生物工程，即基因工程、蛋白质工程、发酵工程、酶工程、细胞工逐渐t纪全球关注的领域。程:、胚胎工程等。由于生命科学与人类生存、人们健康、社会发展密切相关，必t纪全球关注的领域。21世纪是生命科学的世纪。20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？答案：（1）研究领域的三大基本原则：构成生物大分子的单体是相同的；生物遗传信息表达的中心法则相同；生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）导致了生物的特异性。（2）三大支撑学科：细胞学，遗传学和生物化学。（3）研究的三大主要领域：主要研究生物大分子结构与功能的相互关系，其中包括DNA和蛋白质之间的相互作用；激素和受体之间的相互作用；酶和底物之间的相互作用。分子生物学习题集（2012版）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"习题一 基因、基因组、基因组学和基因的化学本质 9\o"CurrentDocument"习题二DNA的复制、重组、损伤、修复以及突变 14\o"CurrentDocument"习题三DNA转录、逆转录及其转录后加工 19\o"CurrentDocument"习题四 翻译及其后加工 24\o"CurrentDocument"习题五 基因表达的调控 29\o"CurrentDocument"习题六 基因工程以及其他现代分子生物学技术 34习题一基因、基因组、基因组学和基因的化学本质一、名词解释（每题3分，共15分）1、SNP2、satelliteDNA3、annealing4、RFLP5、physicalmap二、填空题（每空1分，共15分）1、Tm是指DNA热变性时候的熔点，双链DNA中若 含量多，则其Tm值高。2、DNA分子中存在三类核苷酸序列，高度重复序列、中度重复序列和单拷贝序列。tRNA、rRNA以及组蛋白等由 编码，而大多数蛋白质由 编码。3、硝酸纤维素膜可结合单链核酸。将RNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交，称为 印迹法；将DNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交，称为 印迹法。4、蛋白质组是指 。5、维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是它由范德华力和疏水作用构成。6、现在普遍使用的测定DNA一级结构的方法是Sanger提出的 法。7、真核生物构成染色质的蛋白质有 和 两类。染色质的一级结构为 ，二级结构是 纤维。8、DNA在酸性溶液中会发生，所以DNA应该存放在碱性溶液中；RNA在碱性溶液中发生，所以RNA应该存放在酸性溶液中。9、如果一种DNA溶液的A260A280<1.6,那么这种DNA样品严重受到的污染。三、判断题（每题1分，共10分）1、原核细胞和真核细胞的差别之一是前者无染色体结构，后者有染色体结构。（）2、基因组是指某一种生物所具有的全部基因的总称。（）3、真核生物基因的大小通常是外显子的数目和长度决定的。（）TOC\o"1-5"\h\z4、在所有的真核生物中，内含子的长度和序列是高度保守的。（ ）5、酵母的基因普遍要比人的基因小，因此，酵母基因组编码的蛋白质普遍要比人基因组编码的蛋白质要小。（）6、在自由的四种核苷酸混合溶液中，任何碱基之间都可以形成氢键而发生配对。（ ）7、大幅度增加或减少溶液的pH都会导致一种双链DNA的Tm下降。（ ）8、富含GC的DNA双螺旋比富含AT的DNA双螺旋稳定的主要原因是GC碱基对比AT碱基对多一个氢键。（）9、超螺旋DNA的能量状态总是高于相同序列的松弛型DNA。（ ）10、用氯化铯梯度超离心纯化质粒DNA时，蛋白质在离心管的最上部，RNA悬浮在中间，而DNA沉在底部。（ ）四、单项选择题（每题2分，共20分）1、有关蛋白质组不正确的叙述是（ ）A、翻译后加工可导致同一个翻译产物形成几种不同的蛋白质B、蛋白质之间的相互作用可形成组织特异性蛋白质复合物C、环境因素对一个细胞的蛋白质组无影响D、一个病态细胞的蛋白质组可能与一个健康细胞的蛋白质组有所不同2、DNA在细胞核内被包装成30nm的染色质纤维。在试管里加入某种物质可以人为破坏TOC\o"1-5"\h\z这种结构（包括10nm染色质纤维），你认为这种物质是（ ）A、NaCl B、辅酶 C、核糖核酸酶 D、ATP3、序列特异性DNA结合蛋白与DNA结合的主要作用力是（ ）A、离子键 B、氢键 C、疏水作用 D、范德华力4、基因组中含有的转座子最多的生物是（）A、细菌 B、噬菌体 C、酵母 D、玉米5、导致DNA双螺旋具有大沟和小沟的原因是（ ）A、AT碱基对与GC碱基对的外形不同B、嘌呤碱基大，形成大沟，而嘧啶碱基小，形成小沟C、DNA结合蛋白将DNA扭曲成特定的形状D、两条链上的磷酸核糖骨架不是完全相对称的TOC\o"1-5"\h\z6、噬菌体基因组DNA上的碱基发生糖基化和甲基化修饰的主要功能是（ ）A、促进基因组DNA整合到宿主基因组上 8、保护病毒DNA受到限制性酶的水解C、有利于核酸正确的排列 D、稳定DNA，防止突变7、双螺旋DNA具有的典型特征包括（ ）4沿着一条链是大沟，另外一条链是小沟 B、碱基对的排列与螺旋轴平行C、嘌呤碱基和嘧啶碱基的数目相同 D、螺旋的方向总是右手8、在许多不同物种中，具有高度保守的序列一般是（ ）A、假基因 B、特定的间隔序列C、不重要的蛋白质的基因 D、非常重要的蛋白质的基因9、以下有关染色质的叙述不正确的是（ ）A、原核生物无染色质结构，真核生物才有染色质结构8、染色质由DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白构成0、染色质的基本结构单位是核小体D、组蛋白是一种序列特异性DNA结合蛋白10、关于一种真核生物的基因组的最佳定义是（ ）A、这种生物所有的编码蛋白质的基因B、这种生物细胞核所有的DNAC、这种生物所有的遗传物质D、这种生物的单倍体细胞所具有的所有染色体五、问答题（每题10分，共40分）1、如果有人在大肠杆菌细胞里发现一种新的蛋白质，它既含有跨膜的结构域，又含有与DNA结合的结构域，下面显示的是这种蛋白质的部分氨基酸序列：...Ala-Leu-Phe-Ala-Gly-Ile-Val-Glu-Asn-Ser-Thr-Ala-Asp-Trp-His-Arg-Lys-His-Arg...（1）你认为哪一段氨基酸序列最有可能发现在跨膜的结构域？为什么？（2）如果进一步的实验证明这种蛋白质并不是一种跨膜蛋白，而是位于细胞质。那么，你认为（1）中所指的氨基酸序列位于蛋白质三维结构的什么部分？（3）指出这种蛋白质分子中最有可能与DNA结合、发生相互作用的氨基酸序列？为什么？（4）你认为这些氨基酸更可能与碱基还是磷酸核糖骨架相互作用？（5）何种次级键是蛋白质与DNA之间作用最强的化学键？2、大肠杆菌DNA的GC含量是0.532（摩尔分数为（1）计算大肠杆菌DNA在0.05mol/LNaCl溶液中的Tm(2)你认为DNA退火温度是大于、等于还是小于Tm?为什么？(3)嗜热菌能够生存在高达100℃的环境，你认为这一类细菌可以使用哪些手段维持其DNA在高温下仍然处于双螺旋状态。(4)某些生物喜欢生活在热水之中！例如，某些细菌适宜生活在近乎沸腾的热泉中，如果将它们放在正常的温度下(37℃左右)，反而不利于它们的生存。为什么37℃对于适宜生活在95℃下的生物体内的蛋白质的功能是有害的？3、(1)有人在纯化质粒DNA的时候，由于某种原因将部分纯化的DNA在室温下放在水里面近一个月的时间。等他想到这件事的时候，他可以接着继续纯化还是需要从头来重新纯化？为什么？如果他纯化的是RNA，又该如何处理？(2)冰冻的乙醇经常被用来沉淀DNA。乙醇温度的重要性何在？它对短的DNA还是长的DNA更加重要？为什么？4、(1)“生命需要的必需基因的最低数目究竟有多少”一直是科学家感兴趣的问题。迄今为止，最小的生物的基因组来自寄生的支原体，其大小为5x105bp。试估计这种生物最多需要多少个编码蛋白质的基因。这些蛋白质基因的功能会是什么？如何能够更精确的确定所需要的必需基因的数目？(2)全基因组序列分析已经导致像大肠杆菌这样的细菌几乎所有的蛋白质基因得以确定。然而，如果要用类似的方法想毫不含糊的确定大多数真核生物基因组编码蛋白质的基因，则非常困难。给出一个原因解释以上现象。习题二DNA的复制、重组、损伤、修复以及突变一、名词解释（每题3分，共15分）1、Okazakifragment2、semiconservativereplication3、NER4、nonsensemutation5、suppressormutation二、填空题（每空1分，共15分）1、体内DNA复制一般以为引物，复制的方向总是，催化引物合成的酶称为。而体外复制DNA通常用人工合成的为引物。2、DNA甲基化修饰的甲基供体是。原核细胞DNA上被修饰的碱基一般是—，真核细胞的DNA被修饰的碱基通常位于内的__。3、大肠杆菌染色体DNA复制的起始区称为，酵母染色体DNA复制的起始区称为 ，两者均富含 碱基对。4、大肠杆菌DNA连接酶使用 作为能源，病毒和真核细胞的DNA链接酶则使用 作为能源。用于基因工程的DNA连接酶一般来自。5、参与大肠杆菌染色体DNA复制的主要聚合酶是该酶在复制体上组装成不对称的二聚体，分别负责前导链和后随链的合成。三、判断题（每题1分，共10分）TOC\o"1-5"\h\z1、冈崎片段只由DNA组成。（ ）2、端粒酶带有自己的DNA模板。（ ）3、细胞内的DNA复制既需要DNA聚合酶，也需要RNA聚合酶。（ ）4、同源重组和位点特异性重组都形成Holliday中间体结构。（ ）5、如果HIV是一种DNA病毒，那么治疗的难度将大大降低。（ ）6、转座重组既可以导致基因的失活，也可以导致基因的激活。（）7、癌症一般发生在人年迈的时候，其主要原因是随着年纪的增大，人体内的抑癌基因逐步失活。（）8、在一个基因的编码区内发生的核苷酸的插入或缺失总是导致移码突变。（）9、一个正在进行双向复制的真核细胞的DNA分子，当两个相邻的复制叉相遇的时候，一个复制叉的前导链总是跟另外一个复制叉的后随链相遇。（）10、DNA损伤的修复机制完全依赖于每一个DNA具有两个拷贝，每一个拷贝分别属于同源染色体中的一个。（）四、单项选择题（每题2分，共20分）TOC\o"1-5"\h\z1、原核生物DNA复制不需要（ ）A、DNA聚合酶工 B、DNA解链酶C、DNA连接酶 D、端粒酶2、大肠杆菌染色体DNA复制所需要的DNA聚合酶有（ ）A、DNA聚合酶工 B、DNA聚合酶口C、DNA聚合酶m D、DNA聚合酶工和印3、DNA连接酶需要被连接的两个DNA片段分别具有（ ）A、3'-OH和5'-P B、5'-OH和3'-PC、3'-OH和5'-OH D、5'-P和3'-P4、端粒酶是一种（）4依赖于DNA的DNA聚合酶 8、依赖于DNA的RNA聚合酶0、依赖于RNA的DNA聚合酶 口、依赖于RNA的RNA聚合酶5、假定一个转座子插入到某一个基因的可读框内，并产生11bp的靶点重复，当转座子离开以后，留下重复序列，那么，这最终将导致（）A、转换 B、颠换 C、移码突变 D、易位6、将两段寡脱氧核苷酸片段5'-ACCACGTAACGGA-3'和5'-GTTAC-3'与DNA聚合酶一起加到含有dATP、dGTP、dCTP和dTTP的反应混合物之中，预测反应的终产物被参入的各碱基的比例是（）A、2C：1T B、1G：1TC、3G：2TD、3G：3T：2C7、如果一个具有放射性的DNA分子在没有放射性标记的dNTP溶液里进行两轮复制，那TOC\o"1-5"\h\z么得到的四个子代DNA分子的放射性分布是（ ）A、两股各有一半带有放射性 B、所有都含有放射性C、两个没有放射性 D、有一个DNA分子的两条链具有放射性8、细胞内的突变主要发生在（ ）A、DNA复制 B、DNA修复 C、转录D、翻译9、碱基类似物导致DNA发生突变的主要原因是（ ）4插入到碱基之间，使DNA发生断裂 8、使C变成TC、能够与不同的碱基配对 D、促进DNA的脱嘌呤10、人类基因组比大肠杆菌基因组大700倍左右，然而，人类基因组复制的时间仅比大肠杆菌基因组复制长6~8倍。这是因为（ ）A、组蛋白的存在提高了人染色体DNA的复制速率B、人类基因组的GC含量低，两条链更容易解链C、人基因组的许多序列在复制中直接跳过去，因为只有3%~5%的序列编码蛋白质D、人染色体DNA上具有多个复制起始区，大肠杆菌只有一个1、（1）在使用双脱氧法测定DNA一级结构的时候，如果在反应系统中添加SSB，可以提高DNA的得率为什么？现在测序使用的酶一般都是耐热的DNA聚合酶使用这样的DNA聚合酶有什么好处？（2）大肠杆菌细胞内的SSB的主要功能是什么？你如何确定它是不是DNA复制的一种必需成分？2、（1）有人将狗体内的己糖激酶与狼体内的己糖激酶的氨基酸序列进行了比对，结果发现两者完全相同。基于此，你能否认为这两种生物体内的己糖激酶基因从来没有突变过吗？为什么？（2）有人从使用羟胺诱发的突变中筛选到一种拷贝数极高的质粒，其在大肠杆菌内的拷贝数远高于野生型的质粒，究其原因是DNA复制频率提高了。经过序列分析发现，突变体的质粒在复制起始区周围的一个启动子序列发生了突变。试提出一种机制解释质粒拷贝数增加的现象，同时设计一个实验来证明你的解释。3、假定你一直在寻找一个具有更高进行性的DNA聚合酶，用于PCR研究。你从几种不同来源的细菌培养物中分别得到了几种DNA聚合酶的粗品，现在要使用长达几千碱基的单链DNA作为模板，测定酶活性。（1）除了在测活系统中添加DNA模板和DNA聚合酶抽提物以外，还应该加入哪些成分？（2）如果你在粗抽提物中发现了一种具高进行性的DNA聚合酶，需要进一步纯化它。在用不同的引物一模板测定活性以后，你惊奇地发现，如果以短DNA引物/单链环状DNA模板测定活性，进行性不高。但是，如果你以线形的模板启动反应，然后迅速地环化模板，则发现延伸的进行性非常高。对此现象请给予合理的解释。如果你使用上面的环状模板、短的DNA引物测定活性，则发现在加入无DNA聚合酶的细胞粗抽提物以后，纯化好的DNA聚合酶能像使用线形模板一样，很好地使用环状模板。对此你又如何解释？如何验证你的解释？（3）你本以为在测活系统中加入大肠杆菌的SSB可能会刺激DNA的合成，但结果不然。然而，如果你加的是T4噬菌体的SSB，则能刺激DNA的合成。另外，在有ATP的情况下加入RecA，结果也能刺激DNA的合成，但如果使用不能水解的ATP类似物代替ATP，则对DNA的合成无刺激。对此，试提出合理的解释。4、（1）DNA复制起始区一般具有哪些特征？（2）细菌染色体只有一个复制起始区，而真核细胞染色体具有多个复制起始区，为什么？（3）使用何种方法可以得到一个染色体DNA上的复制起始区序列？习题三DNA转录、逆转录及其转录后加工一、名词解释（每题3分，共15分）1、Pribnowbox2、cis-actingelement3、enhancer4、corepromoter5、mRNAediting二、填空题（每空1分，共15分）1、一个基因的有意义链是指 ，它的序列与mRNA。2、大肠杆菌的RNA聚合酶由 和—因子组成，参与转录起始的是而参TOC\o"1-5"\h\z与延伸的是 。3、真核细胞核mRNA前体后加工最重要的三种方式是_____、 和。4、snRNA即是它的主要功能是参与 ；snoRNA即是它的主要功能是参与 后加工。5、使用 方法可以确定原核细胞的启动子序列，使用 方法可以确定真核细胞基因转录的起始点。三、判断题（每题1分，共10分）1、原核生物与真核生物的RNA聚合酶在结构上具有高度的同源性，构成原核生物RNA聚合酶的每一个亚基在真核细胞内都有同源的亚基。（）2、内含子在剪接反应中被切除，所以一种蛋白质的基因如果在内含子内发生突变，一般不会影响到这种蛋白质的功能。（）3、与蛋白质酶不同的是，核酶的活性不受温度的影响。（ ）

TOC\o"1-5"\h\z4、RNA病毒因为无DNA基因组，所以其生活史省去了从DNA到RNA的过程。（ ）5、真核细胞mRNA的加帽反应需要GTP。（ ）6、mRNA的剪接总是产生套索结构。（ ）7、AAUAAA是真核细胞mRNA的主要加尾信号该序列在加尾反应完成以后被切除。。 ）8、多数真核生物mRNA的降解开始于“脱帽”，随后是“去尾”。（ ）9、mRNA前体上与5'端最近的内含子最有可能先被剪接掉。（ ）10、既然内含子大都是遗传“垃圾”，所以在RNA剪接的时候不必进行精确的切除。（ ）四、单项选择题（每题2分，共20分）1、tRNA基因的转录不需要的转录因子是（ ）A、TFOA B、TFOB C、TFOC D、TFOD2、在正常的生长条件下某一细菌基因的启动子的普里布诺框由TCGACT突变成TATACT,由此而引起该基因转录水平发生变化，以下几项描述中正确的是（）A、该基因的转录增加 B、该基因的转录降低C、该基因不能转录 D、该基因的转录没有变化3、如果你想设计一种新的抗菌药物，其作用对象是原核细胞的RNA聚合酶，那么，你所TOC\o"1-5"\h\z设计的药物作用的最佳靶点应该是（ ）A、a亚基 B、B亚基 C、3亚基 D、a因子4、以下不会出现在一个cDNA克隆中的序列是（ ）A、加尾信号 B、多腺苷酸尾巴 C、5’-非翻译序列 D、TATA框5、DNA复制过程中合成RNA引物与细胞内其他RNA的差别在于（ ）A、T代替U B、由DNA聚合酶催化C、C、只能以DNA-RNA杂交双链形式存在D、合成的方向是3'-5’6、真核细胞的TATA框（）A、与-35区一道起作用 B、存在于所有编码蛋白质基因的启动子上CsWRNA聚合酶定位到启动子上 D、存在于-10区TOC\o"1-5"\h\z7、原核细胞内受RNA聚合酶全酶浓度的提高而加速的转录步骤是（ ）A、封闭的转录起始复合物的形成 B、启动子清空C、转录延伸 D、转录终止8、某些发生在RNA聚合酶B亚基上的突变能够阻止依赖于P因子的转录终止，你认为下列最有可能在体外恢复依赖于P因子的转录终止的条件是（ ）A、降低转录体系中的ATP浓度 B、降低转录体系中的GTP、CTP和UTP的浓度C、使用强启动子启动转录 D、在转录系统中加入核糖体9、RNA聚合酶和DNA聚合酶所具有的共同性质是（ ）A、都需要模板和引物 B、都具有自我校对的活性C、都需要Mg2+ D、都能够导致DNA发生解链10、以下属于转录后基因表达调控的机制是（ ）A、DNA分子上的C发生甲基化修饰 B、转录因子与启动子结合C、RNA分子上的C脱氨基转变成U D、基因扩增五、问答题（每题10分，共40分）1、（1）如果将由RNA聚合酶口催化转录的一个蛋白质的基因让RNA聚合酶工或RNA聚合酶出来转录，那么，这种蛋白质的mRNA前体还能经历哪些后加工反应？为什么？（2）细菌体内的转录和翻译在时空上是偶联的，但真核生物并没有这样的偶联关系。然而，真核细胞内却有其他的过程与转录偶联，你认为它们是哪些过程？产生这种偶联机制的直接原因是什么？2、假定枯草杆菌基因组一共具有7300个基因，其中5125个基因在营养型细胞内表达，而在芽泡形成中只有3532个基因表达(假设枯草杆菌的全基因组序列和所有基因的编码序列均已经被确定I(1X吏用何种技术可以快速确定这5125个在营养型细胞表达的基因和3532个在芽泡形成中表达的基因？(2)将营养型细胞内表达的基因数和在芽泡形成中表达的基因数相加并非是7300,为什么？(3)一种枯草杆菌突变体已失去了产生芽泡的能力，只能以营养型细胞生长，你认为哪些基因的突变能产生这种表型？3、下图显示的是一种细菌的几个相邻的基因结构图谱。基因的名称用带有数字的ORF表示，每一个ORF似乎是一个基因，但还没有得到专门的鉴定。某些ORF后来被证明参与Arg的合成，因此这些基因也用arg来表示，图中弯曲的箭头为转录起始点。图中单纯的数字是基因之间的核甘酸数目。OUFtiORF7ORFSORFS口的OKF2OHF3QAF4(1)已有证据表明一种调节蛋白的结合位点与argF的启动子序列重叠。部分证据来自DNA酶工足迹实验，受这种调节蛋白保护的区域有29nt，从-10区的中间延伸到-35区的上游。试画出导致上升结论的足迹实验的结果，需要同时给出对照实验。(2)从(1)给出的信息、来看，你认为调节蛋白最有可能是激活蛋白还是阻遏蛋白?为什么?(3)下图显示的是靠近0印=5起点区域的一段RNA序列，这种结构有什么意义？它来自哪一个转录物?GCCdtiUAGCAUAGGG+CUUUVGCUCUUUUV(4)在细菌的培养基中加入Arg，能够提高ORF4的转录。这意味着ORF4编码的蛋白质的功能是什么？ORF4有可能参与合成Arg吗？为什么？4、(1)有人得到一种哺乳动物的细胞系：它的一个基因的启动子被细菌的强启动子序列(-35区和-10区一致序列)取代，因此，可以被细菌的RNA聚合酶有效识别。然而，当他将带有原核生物转录所有必需成分的质粒(独立的实验证明，这些质粒能够高表达出有功能的蛋白质)导入到上述细胞系的时候，发现这个受原核生物启动子驱动的基因表达的效率很低，最后只产生很少的mRNA。对此现象试提出两种可能的机制给予解释。(2)在真核细胞内，RNA聚合酶口发生磷酸化修饰是基因表达十分重要和关键的一步。试回答:①催化磷酸化的激酶是什么？②磷酸化的具体对象是什么？③磷酸化的主要功能是什么？习题四翻译及其后加工一、名词解释（每题3分，共15分）1、Shine-Dalgarnosequence2、wobblerule3、signalhypothesis4、N-endrule5、translationalframeshift二、填空题（每空1分，共15分）1、翻译的时候肽链延伸的方向总是 ，而阅读mRNA模板的方向总是2、核糖体上与tRNA结合的部位有A、P和E，其中与空载tRNA结合的是—，与起始tRNA结合的部位是__。TOC\o"1-5"\h\z3、翻译的起始密码子通常是 ，有时也可以是 。然而，它们都编码 。终止密码子则有 、 和 。4、原核生物和真核生物在翻译的时候第一个被参入的氨基酸分别是 和 。5、原核生物在蛋白质生物合成的时候，参与起始阶段的起始因子有3种，其中与起始tRNA结合的是；参与延伸阶段的延伸因子有3种，其中与氨酰-tRNA结合的是；终止释放因子有3种，其中能够水解GTP的是。三、判断题（每题1分，共10分）1、通过封闭多肽离开通道起作用的抗生素一定结合在核糖体的小亚基上。（）2、抑制转肽酶活性的抗生素通常与核糖体的大亚基结合。（ ）

TOC\o"1-5"\h\z3、根据摆动法则，tRNA上的反密码子在第三个位置的核苷酸处于摇摆的位置。（ ）4、如果将细胞质中的mRNA导入到线粒体基质内翻译，通常得不到有功能的蛋白质产物。（ ）5、参与糖酵解和糖异生途径的酶都没有信号肽。（ ）6、甲硫氨酸的密码子只有一个（AUG），但起始密码子可以是AUG，也可以是GUG或UUG。由于GUG和UUG编码的是其他氨基酸，故如果以它们作为起始密码子的话，第一个参入的氨基酸将不再是Met。（）7、密码子第一位碱基发生的突变要比第三位发生的突变的危害要大得多。（ ）8、催化大肠杆菌其实甲硫氨酰-tRNA合成的氨酰-tRNA合成酶识别的氨基酸是甲酰甲硫氨酸。（ ）9、核糖体大亚基的主要功能是催化肽键的形成，而小亚基主要是结合mRNA和tRNA。（ ）10、与tRNA相连的氨基酸本身在决定何种氨基酸参入到正在延伸的肽链上不起任何作用。（ ）四、单项选择题（每题2分，共20分）1、不是通过模拟tRNA的结构与核糖体结合的蛋白质是（ ）A、IF2 B、EF-GC、RF2 D、eRF22、一种新发现的抗生素能够抑制细菌的蛋白质合成。如果将这种抗生素加到以AUGUUUUUUUAG为模板的体外翻译系统之中，则只形成一种二肽产物fMet-Phe。根据以上信息，你认为该抗生素抑制（）A、翻译的起始 B、氨酰-tRNA进入A部位C、C、核糖体移位D、翻译的终止3、在中度胁迫条件下，细胞内的蛋白质发生变性或去折叠。有助于细胞度过胁迫条件而提高表达或开始表达的基因是（）A、编码糖酵解途径的酶 B、编码分子伴侣C、编码RNA聚合酶口 D、编码核糖体亚基4、大肠杆菌16SrRNA的3'端序歹^是5'-CACCUCCUUAOH-3'，那陷mRNA分子上的SD序列是（）A、UCCUU B、UCCUCC C、GGAAUD、AGGAGG5、嘌呤霉素通过分子模拟抑制翻译，被它模拟的分子是（ ）A、肽酰-tRNA B、氨酰-tRNA C、肽酰转移酶 D、终止释放因子6、假定一个编码蛋白质（由200个氨基酸组成）的基因由2个外显子和1个内含子组成。以下几种突变中最有可能阻止这种蛋白质不能合成的是（）A、第2个外显子内发生一个插入突变 B、基因的内含子区域缺失5个核苷酸C、内含子内发生一个碱基置换 D、第2个外显子内发生一个无义突变7、以下有关翻译进位的叙述正确的是（ ）A、EF-Tu在结合氨酰-tRNA的时候水解GTPB、在EF-Tu释放以后，氨酰-tRNA必须旋转，肽键才能形成C、aa-tRNA-EF-Tu在与EF-Ts结合的时候水解GTPD、EF-Tu能够与EF-G同时与核糖体结合8、在核糖体上，mRNA的结合部位和转肽酶的活性中心分别位于（ ）A、两个亚基之间；大亚基B、两个亚基之间；小亚基C、大亚基；小亚基 D、小亚基；大亚基9、在一个真核细胞内，由一种特定的mRNA翻译出来的蛋白质的量部分取决于（ ）

A、A、DNA甲基化的程度B、mRNA降解的速率C、某些转录因子的存在 D、mRNA含有的内含子的数目10、一种转基因突变细菌有望用于人体疫苗，为了获得FDA的批准，突变的性质需要预先知道，而最重要的是回复突变成野生型的可能性更需要明确。你认为获得FDA批准可能性最低的突变是（）A、点突变 8、插入突变 C、缺失突变 口、染色体重排五、问答题（每题10分，共40分）1、（1）原核生物与真核生物在识别起始密码子的机制上有何不同？这种差别与原核生物的mRNA多数是多顺反子及真核生物的mRNA绝大多数是单顺反子有无某种关系？为什么？（2）在大肠杆菌细胞里表达来自嗜热菌的基因现在已经是十分普遍的实验技术。然而，有时表达的效果不错，有时表达得则不理想。Ishida和Oshima在研究中发现，在大肠杆菌细胞里表达量极低的基因在紧靠RBS附近含有回文序列。如果将此序列去除，这些基因的表达量将大大提高。为什么这种回文序列在嗜热菌体内对基因表达不构成问题，但在大肠杆菌却能降低基因翻译的效率？（3）遗传密码的哪些性质有利于基因从一种生物向另外一种生物的转移（通过基因工程或自然转移）？哪些性质不利于基因从一种生物向另外一种生物的转移？2、如果你分离到一个病毒的400nt的DNA片段，它能编码至少两种不同的蛋白质，一个长度是120个氨基酸残基，另一个的长度为80个氨基酸残基。（1）你认为这种现象普遍吗？（2）试提出两个模型解释以上现象。（3）如果你测定这两种蛋白质的氨基酸序列，发现它们无序列同源性，那么，你能排除哪一个模型？为什么？3、如果你在研究某一个细菌基因的表达，发现这个基因能正常地转录，但转录出来的mRNA不能正常地被启动翻译。（1）你认为哪些突变可以产生这样的后果？（2）你如何进一步确定这种细菌究竟发生了何种突变？（3）如果你得到这种突变细菌的回复突变体，即一种新的突变让这个基因恢复正常的翻译起始，但新突变的位点与原来突变的位点不同，那么，相对于第一次突变，第二次突变会是什么？4、某些细菌的某些蛋白质基因（如大肠杆菌乳糖操纵子的阻遏蛋白LacI）以GUG而不是AUG作为起始密码子，对此现象请回答以下问题：（1）在这些基因的翻译产物中，第一个参入的氨基酸仍然是甲酰甲硫氨酸吗？（2）为什么其基因内部的AUG不能作为起始密码子？（3）如果将此GUG突变成AUG，这些基因的翻译效率会有何变化？（4）起始tRNA如何识别GUG？这种现象可以用摆动法则解释吗？习题五基因表达的调控一、名词解释（每题3分，共15分）1、antisenseRNA2、operon3、house-keepinggene4、regulon5、riboswitch二、填空题（每空1分，共15分）TOC\o"1-5"\h\z1、原核生物基因表达的“默认”状态是表达，因此基因表达调控的方式主要是 ，而真核生物基因表达的“默认”状态是不表达，故其基因表达调控的方式主要是 。2、操纵子一般由 、 和 三种成分组成。3、参与基因表达调控的调节蛋白分为 和 两种，操纵子上与调节蛋白结合的核苷酸序列通常称为 ，在正调控中起作用的是 。4、大肠杆菌的乳糖操纵子表达受到 和 两种机制的调节，而色氨酸操纵子受到 和 两种机制的调控。5、乳糖操纵子的天然诱导物是 ，实验室里常用 作为乳糖操纵子的安慰诱导物，以诱导B-半乳糖苷酶的产生。三、判断题（每题1分，共10分）1、某些蛋白质不仅可以作为阻遏蛋白还可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。（）TOC\o"1-5"\h\z2、转录因子都具有与DNA结合的模体结构。（ ）3、真核细胞核的三种RNA聚合酶负责的基因转录都受到增强子的调节。（ ）4、大肠杆菌乳糖操纵子和阿拉伯糖操纵子既受到负调控，也受到正调控。（ ）5、大肠杆菌和枯草杆菌在色氨酸弱化子的结构上非常相似，都需要前导序列中含有色氨酸的密码子。（）TOC\o"1-5"\h\z6、调节基因一般都位于操纵子的附近，这种构造有利于调节基因对操纵子的控制。（ ）7、管家基因在细胞里始终表达，因此没有也不需要对其表达进行调控。（ ）8、激活蛋白参与正调控，其浓度越高，激活基因表达的效果就越好。（ ）9、组蛋白的乙酰化修饰是可逆的，但组蛋白的甲基化是不可逆的。（）10、细菌中弱化子的作用方式是在翻译水平来控制转录。（ ）四、单项选择题（每题2分，共20分）1、如果将大肠杆菌乳糖操纵子的启动子换成强启动子，那么实现乳糖操纵子最高表达的条件将是（）A、高乳糖，低葡萄糖 B、高乳糖，高葡萄糖C、低乳糖，低葡萄糖 D、A和B2、有一种突变株大肠杆菌即使在有高浓度葡萄糖的时候，乳糖操纵子也呈现高水平的表达。此突变株最有可能（）A、乳糖操纵子的阻遏蛋白因突变而失去活性B、比野生型表达较少的cAMPC、CAP发生突变，导致其没有cAMP也有活性D、催化cAMP合成的腺苷酸环化酶丧失活性3、以下是关于大肠杆菌乳糖操纵子叙述，其中正确的是（ ）A、乳糖是天然的诱导物，IPTG是安慰诱导物B、CAP-cAMP的结合使DNA弯曲C、CAP与DNA结合的结构域含有螺旋-环-螺旋模体D、其启动子为强启动子4、以下关于RNAi的叙述中，错误的是（ ）A、可特异性地导致mRNA的降解B、可特异性地抑制mRNA的翻译C、只存在于真核生物 D、通常抑制特定mRNA的转录5、下图显示的是大肠杆菌色氨酸操纵子前导序列的大致结构：UGGUGGAV£_四4 （ r, 1UUUUUUU 1:IFHH1 12 3 4以下可导致色氨酸操纵子表达提高的突变是（ ）A、将两个UGG突变成GGGB、序列3发生的突变减弱其与序列4的配对，但不影响2与3之间的配对C、序列3发生的突变减弱其与序列2的配对，但不影响3与4之间的配对D、以上都不是6、如果一个突变导致大肠杆菌色氨酸操纵子前导序列内的SD序列不起作用，那么，色氨酸操纵子的表达受到的影响将是（ ）A、在高Trp条件下的表达升高 B、在低Trp条件下的表达升高C、在高Trp条件下的表达下降 D、在低Trp条件下的表达下降7、如果使用定点突变的手段将大肠杆菌色氨酸操纵子前导肽的起始密码子突变成UGA，那么色氨酸操纵子将（ ）A、不管细胞内Trp水平的高低，总是被阻遏B、不管细胞内Trp水平的高低，总是被表达C、在有Trp的时候才表达D、在没有Trp的时候才表达8、大肠杆菌的CRP被认为直接与RNA聚合酶相互作用，而激活很多操纵子的表达。支持这种观点的证据是（）A、发生在RNA聚合酶a亚基上的突变可阻止CRP的激活B、某些CRP突变体（crp-）呈显性突变C、某些CRP结合位点与启动子的-35区序列重叠D、CRP只有结合cAMP以后才有活性9、属于表观遗传变化的是（ ）A、DNA甲基化 B、DNA缺失C、DNA突变D、DNA扩增10、选择性剪接是真核生物基因表达的一种重要手段，以下各种选择性剪接方式中不可能发生的是（）A、外显子跳过 B、内含子保留C、改变外显子连接的顺序 D、可变的5’-剪接位点五、问答题（每题10分，共40分）1、酵母细胞内有两种蛋白质一一蛋白A和蛋白B，它们都由管家基因编码。然而，蛋白A的量始终高于蛋白B，对此试提出两种可能的机制给予合理的解释。2、一些被称为抗诱导物（anti-inducer）的化合物能够与阻遏蛋白（例如乳糖操纵子的阻遏蛋白）结合，抑制诱导物对特定基因表达的诱导。试就此抗诱导物的作用机制给予解释。3、如果使用DNA芯片技术分别测定酵母菌在基本培养基和完全培养基上的基因表达情况,那么，哪些基因在基础培养基上生长的酵母菌内大量表达？哪些基因在两种不同的培养基上生长的酵母菌体内都表达？4、大肠杆菌的乳糖透过酶既能运输乳糖,也能运输乳糖酸(lactobionicacid)。但是,B-半乳糖苷酶水解乳糖酸的效率并不高。某些大肠杆菌突变体内的B-半乳糖苷酶发生了突变，使其能够更好地水解乳糖酸。这样的突变体能够生活在以乳糖酸为唯一碳源的培养基上。然而，如果培养基中没有IPTG，突变体就不能生长。对此你如何解释？你如何进一步验证你的解释？习题六基因工程以及其他现代分子生物学技术一、名词解释（每题3分，共15分）1、genetherapy2、geneknock-out3、proteinengineering4、DNAchip5、geneknock-in二、填空题（每空1分，共15分）1、制备cDNA文库需要的工具酶有、限制性酶和。2、限制性内切酶一般分为___类，用于基因工程的属于第二类，这一类在组成上一般为 ，识别的序列通常具有 特征，切点位于识别序列内部。TOC\o"1-5"\h\z3、Southern、Northern和Western印迹分别被用来检测DNA、RNA和，它们所使用的探针分别是 、核酸和 。4、 是应用于蛋白质工程中的最主要的手段。5、实时PCR主要用于 。6、在分子克隆中，能催化黏端又能催化平端DNA连接的DNA连接酶是7、双向电泳的第一相是进行 ，第二相是进行 。8、小的核