分子生物学课后习题

1.引起DNA突变的原因或来源的哪些？突变结果如何？

基因突变(mutation)是在基因内的遗传物质发生可遗

传的结构和数量的变化，通常产生一定的表型。

广义的突变包括染色体畸变和基因突变。

根据碱基序列多少：单点突变、多点突变

由原来的一个碱基对被另一个碱基对所取代，又称为点

突变。点突变分为碱基置换、碱基插入、碱基缺失

碱基对置换有两种类型：即转换是在两种喀唉或两种

喋吟之间的互换；颠换发生在喀噫与。票吟或喋吟与喀唉:之间

的互换。碱基替换通常仅发生在一个碱基上。

插入突变有两种方式：①拷贝或复制移动，②非拷贝移

换。

根据对遗传信息的改变分为：错义突变、同义突变、无义突

变

同义突变又称无声突变或中性突变。错义突变是基因突

变改变了所编码的氨基酸的种类或位置的突变，能不同程度

地影响蛋白质或酶的活性。当氨基酸密码子变为终止密码子

时，称为无义突变，它导致翻译提前结束。

根据对阅读筐架的影响：移码突变

移码突变是由于一个或多个非三整倍数的核甘酸对插

入或缺失，导致编码区该位点后的三联体密码子阅读框架改

变，从而使后面的氨基酸都发生错误，使该基因产物完全失

活；如出现终止密码子则也可使翻译提前结束。

突变的效应背离或返回野生型：正向突变、回复突变

DNA的几种修复方式？p52

错配修复恢复错配，切除尚未甲基化的错配

切除修复切除突变的碱基和核甘酸片段

重组修复复制后的修复，重新启动停滞

的复制叉

DNA直接修复修复喀唆二体或甲基化DNA

SOS修复DNA修复，导致变异

2.重组类型有哪些？

同源重组、转座重组、位点专一性重组、异常重组

3.原核生物与真核生物中DNA聚合酶有哪些？功能如何?

4749

原核生物

DNA聚合酶1DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶

11111IVV

同时具有DNA聚无5------3同时具有5在SOS中起

合酶活性、5—活性，3—3、3作用

一3、3——5活—5活性作一5核酸外

性，合成与降解用可起校切酶活性，

DNA正作用。修是复制链延

除去冈崎片段5复DNAo长的主要酶

端RNA引物，接

连片段

真核生物:

性质DNA聚DNA聚DNA聚DNA聚DNA聚

合酶a合酶B合酶丫合酶5合酶£

（相当（相当

于引物于原核

酶）生物的

DNA聚

合酶1）

亚基数4122-3>=1

在细胞核内核内线粒体核内核内

内分布

功能DNA引损伤修线粒体主要复制修

物合成复DNA复DNA复复

制制酶

3----5无无有有有

外切

5----3无无无无无

外切

核酸酶继续处理T核心颗粒146bp

5.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？

1,结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋

白质，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现

象不同。

2,存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的

RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部

位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个

mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。

3,有重叠基因重叠基因，即同一段DNA能携带两

种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况①一个基因完全

在另一个基因里面②部分重叠③两个基因只有一个碱

基对是重叠的

4,原核生物基因主要是单拷贝基因，只有很少数基因

(如rRNA基因)以多拷贝形式存在。几乎每个基因序列都

与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。

6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义

(1)主链：由二条相互平行而走向相反的脱氧核井酸链

围绕一共同中轴以右手方向盘旋，形成双螺旋构型。主链处

于螺旋的外则。

(2)碱基对：碱基位于螺旋的内则，碱基对以氢键维系，

A与T间形成两个氢键，G与C间形成三个氢键。碱基平面

与螺旋中轴垂直。

(3)大沟和小沟：大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去

的较大沟槽和较小沟槽。

(4)结构参数：螺旋直径2nm;螺旋周期包含10对碱基，

螺距3.4nm;相邻碱基对平面的间距0.34nmo

7DNA复制通常采取哪些方式

1线性DNA双链的复制：将线性复制子转变为环状或多

聚分子、在DNA末端形成发夹式结构使分子没有游离末端、

在某种蛋白质的介入下，在真正的末端启动复制

2环状DNA双链的复制。型、滚环型、D一环型

8.简述原核生物DNA的复制特点。

(1)DNA双螺旋的解旋DNA在复制时，其双链首先解严，

形成复制叉，这是一个有多种蛋白质和酶参与的复杂过程。

(2)DNA复制的引发RNA引物的合成前导链：DNA双链

解开为单链后，由引发酶(RNA聚合酶，Primase)在5'

T3'DNA模板上合成一段RNA弓I物，再由DNA聚合酶从RNA

弓I物3'端开始合成新的DNA链。然后以此为起点，进入DNA

复制的延伸。后随链：后随链的引发过程由引发体

(Primosome)来完成。引发体由6种蛋白组成的引发前体

(Preprimosome)和引发酶(Primase)组成。引发体催化

生成滞后链的RNA引物短链，再由DNA聚合酶III作用合

成后续DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。在滞后

链上所合成的RNA引物非常短，一般只有3-5个核甘酸。而

且，在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列。

(3)冈崎片段与半不连续复制在原核生物中，DNA新

生链的合成主要由DNA聚合酶III所催化。当冈崎片段形成

后，DNA聚合酶I通过其5'T3'外切酶活性切除冈崎片段上

的RNA引物,同时，利用后一个冈崎片段作为引物由513,

合成DNA。最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来，形

成完整的DNA滞后链。

(4)复制的终止DNA复制的终止依赖与Tus蛋白

(TerminusutiIizationsubstance,36kD)和DNA链上特

殊的重复序列Ter(约22bp)。Tus-ter复合体将阻止DNA解

链，等反方向的复制叉到达后停止复制，然后两条链解开。

最后，释放子链DNA,依靠拓扑酶将超螺旋结构引入DNA分

子。

(5)DNA聚合酶一共五种，III是主要酶，I负责修复，II

尚不清楚，IV/V与SOS有关

11.什么是转座子？可分为哪些种类？

转座子(transposon,Tn)是存在于染色体DNA上可自主复

制和移位的基本单位。

转座子分为两大类：插入序列(IS)和复合型转座子。

1,插入序列插入序列是最简单的转座子，它不含有任何

宿主基因。它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。

一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到

特定的基因中，造成该基因突变。

2,复合型转座子复合型转座子是一类带有某些抗药性基

因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或

高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某个功能基因两端

时就可能产生复合转座子。一旦形成复合转座子，IS序列就

不能再单独移动，因为它们的功能被修饰了，只能作为复合

体移动。大部分情况下，这些转座子的转座能力是由IS序

列决定和调节的。除了末端带有IS序列的复合转座子外，

还存在一些没有IS序列的，体积庞大的转座子（5000bp以

上）——TnA家族。

第三章

1.简述转录的起始、延长、终止过程p69

转录起始不需要引物，在。因子的帮助（识别并结合在起

始位点上）下，RNA聚合酶结合在启动子上以后，使启动

子附近的DNA双链，解旋并解链，，形成转录泡，促使碱

基互补配对。

。因子得到释放，核心酶在模板DNA上移动，RNA链不断

延长

遇到转录终点，转录复合体分解，RNA释放。

2.简述原核生物RNA聚合酶的组成及其作用p69

一种酶负责所有RNA的合成，a（2个）BB'

a可能与核心酶的组装与启动子的识别有关。

。因子识别起始位点，延长过程由核心酶催化

B和6'亚基组成了催化中心

3.简述真核生物RNA聚合酶的种类及其作用p71

酶

RNA聚合酶I转录生物是45srrna,剪接修饰后生成

5srrna之外的所有rrna

RNA聚合酶11转录产物mRNA

RNA聚合酶I11转录产物是tRNA,5srna,snrna（参

与RNA的剪接）

4.试述原核生物与真核生物启动子结构和功能的异同p75

原核生物：被保护区内有一个由5个核甘酸组成的共同

序列，是RNA聚合酶的紧密结合点，称为Pribnow或TATA

或一10区，和TTGACA或一35区，能与。因子紧密结合。

SD序列

肩动子结构

-35-10+1

5TGACATAAT/WWWStart

site

真核生物：-30——25TATA区(TATAAA)和一78——70CAAT

区一80——110GC盒增强子

-30+1

5，JTATAAAYYANjYY3,

多种不同的TATAIX笫一位转求臧基

调控兀件

5.试述原核生物转录终止机制P90

原核生物中两种不同的转录终止机制：

①在某一位点不需要其他因子协助仅依赖于内在终止子

的终止机制；形成发卡结构或者转录产物的3'端为寡

聚U

②依赖于p因子的终止机制。催化NTP水解促使RNA

链从三元转录复合物中解离出来

6.真核生物mRNA转录后加工包括哪些内容？

(1)5'戴帽

(2)3'加尾

(3)内含子的切除

(4)链内部核甘酸的甲基化修饰

7.比较核基因与I类II类分子剪接的特点p98

核基因剪接：

核基因mRNA的内含子拼接点序列5'端为GU,3'端

为AG,距内含子3，端约30个核井酸部位上有保守序列

CTGAC序列称为分支点，其中A非常保守

、第一步：由U1SnRNP负责识别5'拼接点，在ATP

作用下切开内含子5'端。U2SnRNP识别分支点。

第二步：U1snRNP与其它的snRNPs以及mRNA前体共

同组成一个剪接体而参与剪接，内含子在其3'端被切开,

形成一个套锁结构。两个外显子连接到一起。套索然后被

"脱支(debranch)"而形成一线性内含子。

带有这些I类II类内含子的RNA本身具有催化活性，，能

进行内含子的自我剪接，无需借助于形成剪接体。

I类内含子的剪接主要是两次转酯反应，即发生了两次磷

酸二酯键的转移。第一个转酯反应是由一个游离的鸟苔或

鸟甘酸介导，鸟甘或鸟甘酸的3'端一0H作为亲核基团攻

击内含子5'端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链；第二

次转酷反应中，上游外显子的自由3'端一0H作为亲核基

团攻击内含子3'端的磷酸二酯键，使内含子被完全切开。

两个外显子通过磷酸二酯键连接。

II类内含子无需游离的鸟苜或鸟甘酸介导，由内含子本

身靠近3'端的腺甘酸2,—0H,作为亲核基团攻击内含

子5'端的磷酸二酯键，形成索套结构。再由上游外显子

的自由3'端一0H作为亲核基团攻击内含子3'端的磷酸

二酯键，使内含子被完全切开。两个外显子通过磷酸二酯

键连接。

8.什么是核酶，其发现有何重要意义？p102

是一种可以催化RNA切割和RNA剪接反应的由RNA组成

的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。

第四章

1.遗传密码的特征有哪些？简单地说就是连续性、简并性、

通用性和特殊性、密码子与反密码子相互作用、摆动假说

（1）密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续

阅读，不可中断。增加或删除某个核甘酸会发生移码

突变。（2）密码不重叠：组成一个密码的三个核甘酸只

代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠（3）密码的简并

性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，

其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的

稳定性具有重要意义。（4）变偶假说：密码的专一性主

要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在

与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。（5）通用

性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，

但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物

线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。（6）

起始密码子AUG,同时也代表Met,终止密码子UAA、

UAG、UGA使用频率不同。

2.什么是分子伴侣？其功能？

一组从细菌到人广泛存在的蛋白质，非共价地与新生肽链

和解折叠的蛋白质肽链结合，并帮助它们折叠和转运，通

常不参与靶蛋白的生理功能。功能是协助新生肽链正确折

叠。

3.tRNA在组成和结构上有哪些特点？

二级结构三叶草型：

(1)tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片

断称为臂，未配对的片断称为环。

(2)叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-0H3",此结构

是接受氨基酸的位置。

(3)氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三

个相邻碱基组成的反密码子，可与mRNA上的密码子相互

识别。

(4)左环是二氢尿喀唉环(D环)，它与氨基酰-tRNA

合成酶的结合有关。

(5)右环是假尿喀口定环(TipC环)，它与核糖体的结

合有关。

(6)在反密码子与假尿喀唉环之间的是可变环，它的

大小决定着tRNA分子大小。

三级结构倒“L”型：

(1)氨基酸接受臂CCA序列和反密码子处于倒L的两

端。

(2)D环和TipC环形成了倒L的角。

(3)绝大多数形成的三级结构的氢键涉及的碱基种

类不同于标准的A-U和G-C碱基对；还有少数三级结构反

应涉及核糖体-磷酸骨架中的基团，包括核糖的2'0H基。

4.比较原核生物与真核生物的核糖体组成。

原核生物：总70s大亚基50小亚基30

真核生物：80s6040

5.什么是SD序列？其功能？

在mRNA起始密码子上游8-13个核甘酸的地方往往有

一段富含喋吟的序列，称为Shine-Dalgarno序列，简称SD

序列。它和16SrRNA3'端有一个互补的序列，以保证起

始的正确性。

6.核糖体有哪些活性中心？

mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA部位（A位）结合

或接受肽酰一tRNA的部位（P位）、肽基转移部位及形成

肽键的部位（转肽酶中心）。

7.原核生物和真核生物在翻译的起始阶段有哪些区别？

原核生物的起始tRNA是千Met-tRNAfM*,真核生物则是

Met-tRNA*原核生物的小亚基30s首先与mRNA模板相结

合，再与fMet-tRNAf3；真核生物则相反，先与Met-tRNAMet

结合，再与模板结合。

真核生物蛋白质生物合成的起始机制与原核生物基本相

同，其差异主要是核糖体较大，，有较多的起始因子，其

mRNA具有m7GpppNp帽子结构,Met-tRNA改不甲酰化，

mRNA分子5,的帽子和3,端的多聚A都参与形成翻注起

始复合物。

8.链霉素为什么能够抑制蛋白质合成？

链霉素是一种碱性三糖，可以以多种方式抑制原生生物核

糖体，能干扰fMet-tRNA—t与核糖体的结合，从而阻止蛋

白质合成的正确起始，也会导致mRNA的错读。

9.什么是信号肽？它在序列组成上有哪些特点？有哪些功

能？

指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的

N-末端的13-36个残基的氨基酸序列（有时不一定在N

端）。

信号肽的结构特点：

1.一般带有1075个疏水氨基酸

2.常常在靠近该序列N-端疏水氨基酸区上游带有1个

或数个带正电荷的氨基酸

3.在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性

氨基酸，离切割位点最近的那个氟基酸往往带有很短的侧链

（AIa或GIy）

信号序列的基本作用：

1.通过与SRP的识别和结合，引导核糖体与内质网结合

2.通过信号序列的疏水性，引导新生肽跨膜转运

第七八章

基因表达、顺式作用元件、反式作用因子、衰减子、反义RNA、

操纵元（子）、增强子

前导肽：分析色氨酸操纵子前导肽的序列发现，它包括起

始密码子AUG和终止密码子UGA；如果翻译起始于AUG,应

该产生一个14个氨基酸的多肽，这个假设的多肽被称为前

导肽（实际上还没有观察到）。

DNA拓扑异构酶：调控DNA的拓扑状态和催化拓扑异构体

相互转换的一类酶，这些反应包括超螺旋性的变化和形成结

及环链式结构。所有DNA的拓扑性相互转换均需DNA链暂时

断裂和再连接。分为I型和II型。

衰减子：在色氨酸操纵元与第一个结构基因E之间有一段

162bp的先导序列，实验证明当色氨酸有一定浓度时，RNA

聚合酶的转录会终止在这里。先导序列起到随色氨酸浓度升

高降低转录的作用，这段序列就称为衰减子

操纵子：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成

信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）

以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，所转录的

RNA为多顺反子。

基因表达（geneexpression）:从DNA到RNA再到蛋白质

的过程称为基因表达，基因表达的实质就是遗传信息的转

录和翻译。

顺式作用元件：不编码任何产物的DNA片段，能影响与之相

联系的同一条DNA链上的基因表达。

反式作用因子：由调节基因编码，其编码产物（RNA或蛋白

质）可以扩散，控制其它基因的表达（转录因子）。

增强子：位于真核基因中远离转录起始点，能明显增强启动

子转录效率的特殊DNA序列。它可位于被增强的转录基因

的上游或下游，也可相距靶基因较远。

1.简述基因表达调控的意义及基本调控层次

基因表达调控的意义在于使机体适应环境、维持自身的生

长和增殖、以及维持个体发育与分化。

基本调控层次：转录、转录后加工、翻译、翻译后加工

2.结合乳糖操纵子的结构说明基工作原理

答：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，分别编码半乳糖甘酶、透酶和半乳糖甘乙

酰转移酶，此外还有一个操纵序列0,一个启动子P和一个

调

节基因Io

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0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，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。

3.简述原核生物基因表达调控的特点

1.a因子决定RNA聚合酶识别特异性

2.原核生物中操纵子模型的普遍性

3.阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性

4.简述真核生物在翻译水平上的调控

包括4种装置：核糖体、模板——mRNA、可溶性蛋白因子、

tRNAo

1.真核生物mRNA的“扫描模式”与蛋白质合成的起始

2.mRNA的稳定性与基因表达调控

3.mRNA5'端帽子结构的识别与蛋白质的合成

4.可溶性蛋白因子的修饰与翻译起始调控

5.举例说明真核mRNA选择性剪接的基本生物学意义

1、利用5'端转录起始位点或剪接位点产生不同的蛋白

质。肌球蛋白选用不同的5'端转录起始位点及剪接

不同外显子产生蛋白质异构体LC1和LC3。由于选用

不同转录起始位点，还