分子生物学试题考博历年考题复习题问答题集锦最全

1、1 1 写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内 容，以及容，以及 5 5 个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容） 。 广义上广义上: :分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、 以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。 狭义概念狭义概念: :既将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主既将分子生物学的范畴偏重于核

2、酸（基因）的分子生物学，主 要研究基因或要研究基因或 DNADNA 结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也 涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，DNADNA 的的 复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，DNADNA 重组技术，结构分子生物学等。重组技术，结构分子生物学等。 几个分子生物学发展的几个分子生物学发

3、展的主要大事纪主要大事纪（年代、发明者、简要内容）（年代、发明者、简要内容）: : 1.1. 19441944 年年, ,著名微生物学家著名微生物学家 AveryAvery 等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实 了了 DNADNA 是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来，许多生物学家认为是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来，许多生物学家认为 的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点，在遗传学上树立的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点，在遗传学上树立 了了 DNADNA 是遗传信息载体的理论。是遗传信息载体的理论。 2.2

4、. 19531953 年，年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，WatsonWatson 和和 CrickCrick 发表了发表了“脱氧核糖核酸的结构脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在的著名论文，他们在 FranklinFranklin 和和 WilkinsWilkins X-X-射线衍射研究结果的基础上，推导出射线衍射研究结果的基础上，推导出 DNADNA 双螺旋结构模型，为人类双螺旋结构模型，为人类 充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。同年，充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。同年，SangerSanger 历经

5、历经 8 8 年，年， 完成了第一个蛋白质完成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸全序列分析。胰岛素的氨基酸全序列分析。 3.3. 19541954 年年 GamnowGamnow 从理论上研究了遗传密码的编码规律从理论上研究了遗传密码的编码规律, , CrickCrick 在前人研在前人研 究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要 的推动作用。的推动作用。 4.4. 19851985 年年,Saiki,Saiki 等发明了聚合酶链式反应等发明了聚合酶链式反应(PCR)(PCR) 2.2. 作为主要遗传物质

6、的作为主要遗传物质的 DNADNA 具有哪些特性，研究具有哪些特性，研究 DNADNA 一级结构有什么重一级结构有什么重 要意义？要意义？ DNADNA 拓扑异构体之间互变异构依赖于什么？拓扑异构体之间互变异构依赖于什么？ 简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的？简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的？ 有几种组蛋白参与核小体的形成？有几种组蛋白参与核小体的形成？ 作为遗传物质的作为遗传物质的 DNADNA 具有以下特性：具有以下特性： 贮存并表达遗传信息；贮存并表达遗传信息； 能把遗传信息传递给子代；能把遗传信息传递给子代； 物理和化学性质稳定；物理和化学性质稳定； 有遗传变异的能力

7、。有遗传变异的能力。 研究研究 DNADNA 以及结构的意义是：以及结构的意义是：DNADNA 一级结构决定了二级结构，折叠成空间一级结构决定了二级结构，折叠成空间 结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究 DNADNA 的一级结的一级结 构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都极其重要。构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都极其重要。 如果使这种正常的如果使这种正常的 DNADNA 分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中 存在张力。当双螺旋分子末端开放时，这

8、种张力可通过链的转动而释放，存在张力。当双螺旋分子末端开放时，这种张力可通过链的转动而释放，DNADNA 恢复正常的双螺旋状态。如果固定恢复正常的双螺旋状态。如果固定 DNADNA 分子的两端，或者本身是共价闭合环状分子的两端，或者本身是共价闭合环状 DNADNA 或与蛋白质结合的或与蛋白质结合的 DNADNA 分子，分子，DNADNA 分子两条链不能自由转动，额外的张力不分子两条链不能自由转动，额外的张力不 能释放，能释放，DNADNA 分子就会发生扭曲，用以抵消张力。分子就会发生扭曲，用以抵消张力。 这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种形式。这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺

9、旋和负超螺旋两种形式。 拓扑学是数学的一个分支，研究物体变形后仍然保留下来的结构特性。他拓扑学是数学的一个分支，研究物体变形后仍然保留下来的结构特性。他 们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。 真核生物的染色体十分复杂，具有不同层次的组装结构，染色质分为常染真核生物的染色体十分复杂，具有不同层次的组装结构，染色质分为常染 色质和异染色质两种。色质和异染色质两种。在常染色质中在常染色质中 DNADNA 的压缩比为的压缩比为 1 1 0000002 2 000000，相对比较，相对比较 伸展，主要为单拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中伸展，主要为单

10、拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中 DNADNA 折叠折叠 压缩程度较高，约压缩程度较高，约 8000-100008000-10000 倍倍, ,以凝集状态存在，对碱性染料着色较深的区以凝集状态存在，对碱性染料着色较深的区 域。域。 在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段，由较短和高度重复的在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段，由较短和高度重复的 DNADNA 序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠 压缩，以封闭基因活性，称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小压缩，以封闭基因

11、活性，称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小 体。体。 核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的 DNADNA 构成。构成。核心由组蛋白核心由组蛋白 H2AH2A、H2BH2B、H3H3 和和 H4H4 各各 2 2 分子组成，所以是一个八聚体分子组成，所以是一个八聚体。 3.3. 核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化，引起核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化，引起 DNADNA 变性的主要因变性的主要因 素有哪些？检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么？素有哪些？检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么？ 写出写出 DNADNA 复性的条复性的条 件件,

12、 ,影响影响 DNADNA 复性速度的因素包括哪些？规定复性实验的标准条件是什么？复性速度的因素包括哪些？规定复性实验的标准条件是什么？DNADNA 复性程度怎样检测？复性程度怎样检测？DNADNA 的的 TmTm 值一般与什么因素有关，什么是值一般与什么因素有关，什么是CotCot曲线？核酸曲线？核酸 的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？ DNADNA 变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团，成为单链而暴露出来，使变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团，成为单链而暴露出来，使 DNADNA 的物理和化学性质发生一系列的变化。这些

13、变化包括：的物理和化学性质发生一系列的变化。这些变化包括：DNADNA 溶液的粘度大大溶液的粘度大大 下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光谱升高；双折射下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光谱升高；双折射 现象消失，比旋下降；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失等。现象消失，比旋下降；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失等。 引起引起 DNADNA 变性的主要因素有：变性的主要因素有：温度、温度、pHpH 值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的 变化是检测变性最简单的定性和定量方法。变化是检测变性最简单的定性和定量方法。 DNADNA 的复性必须满足

14、二个条件：的复性必须满足二个条件：一定的离子强度，用以削弱两条链中磷一定的离子强度，用以削弱两条链中磷 酸基团之间的排斥力。酸基团之间的排斥力。较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键。较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键。 影响影响 DNADNA 复性速度的因素包括：复性速度的因素包括：（1 1）DNADNA 分子的复杂程度。分子的复杂程度。 （2 2）DNADNA 的浓的浓 度。度。 （3 3）DNADNA 片段的大小。片段的大小。 （4 4）温度的影响。）温度的影响。 （5 5）阳离子的浓度。）阳离子的浓度。 规定复性实验的标准条件是：规定复性实验的标准条件是：400400 核苷酸长

15、度，核苷酸长度，TmTm = = 2525的温度，阳离子的温度，阳离子 强度强度 0.18mol/L0.18mol/L，此时的复性速度常数，此时的复性速度常数 5105105 5。 通过下列通过下列 3 3 种方法可以测定种方法可以测定 DNADNA 序列复性的程度：序列复性的程度： （1 1）S S1 1核酸酶水解的双链核酸酶水解的双链 DNADNA 量。量。 （2 2）减色效应，在复性过程中可跟踪测定减色效应，在复性过程中可跟踪测定 A A260 260的光吸收值； 的光吸收值； （3 3）S S1 1核酸酶只催化单链核酸酶只催化单链 DNADNA 的水解，不能作用于双链的水解，不能作用于

16、双链 DNADNA，因此，因此 将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析，羟基磷灰石是一种磷酸钙盐，经过将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析，羟基磷灰石是一种磷酸钙盐，经过 一定的处理后，具有吸附双链一定的处理后，具有吸附双链 DNADNA 的能力，洗脱时，只允许单链通过，从而可的能力，洗脱时，只允许单链通过，从而可 以计算出剩余双链以计算出剩余双链 DNADNA 的量。的量。 DNADNA 的的 TmTm 值大小一般与下列因素有关：值大小一般与下列因素有关： （1 1）DNADNA 的均一性的均一性; ; （2 2）G-CG-C 对含量对含量; ; （3 3）(3)(3)介质中离子强度。介质中离

17、子强度。 以以 C/CC/C0 0对对 C CO Ot t 作图得到的复性对浓度的依赖关系的曲线称为作图得到的复性对浓度的依赖关系的曲线称为 C Co ot t 曲线。曲线。 分子杂交有多种类型，将不同来源的分子杂交有多种类型，将不同来源的 DNADNA 变性后，在溶液里进行杂交，称变性后，在溶液里进行杂交，称 为溶液杂交；用硝酸纤维素制成的滤膜，可以吸附单链为溶液杂交；用硝酸纤维素制成的滤膜，可以吸附单链 DNADNA 或或 RNARNA，将变性，将变性 DNADNA 或或 RNARNA 吸附到滤膜上，再进行杂交，称为滤膜杂交。吸附到滤膜上，再进行杂交，称为滤膜杂交。 滤膜杂交包括（滤膜杂交

18、包括（1 1）SouthernSouthern 印迹法用于检测印迹法用于检测 DNA;DNA; （2 2）NorthernNorthern 印迹法用于检测印迹法用于检测 RNA;RNA; （3 3）WesthernWesthern 印迹法用于检测蛋白质。印迹法用于检测蛋白质。 4.4. 简述基因的概念？什么是反向生物学？什么是顺反子？现代分子生物简述基因的概念？什么是反向生物学？什么是顺反子？现代分子生物 学中顺反子与基因是什么关系？学中顺反子与基因是什么关系？ 基因（基因（genegene）是原核、真核生物以及病毒的是原核、真核生物以及病毒的 DNADNA 和和 RNARNA 分子中具有遗传

19、效分子中具有遗传效 应的核苷酸序列是遗传的基本单位。应的核苷酸序列是遗传的基本单位。 反向生物学反向生物学是指利用重组是指利用重组 DNADNA 技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的 基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即 以表型来探索基因的结构。以表型来探索基因的结构。 一个顺反子就是一段核苷酸序列，能编码一条完整的多肽链。一个顺反子就是一段核苷酸序列，能编码一条完整的多肽链。 现代分子生物学文献中，顺反子和基因这两个术语互相通用。一般而言，现代分子生物学

20、文献中，顺反子和基因这两个术语互相通用。一般而言， 一个顺反子就是一个基因，大约一个顺反子就是一个基因，大约 15001500 个核苷酸。它是由一群突变单位和重组单个核苷酸。它是由一群突变单位和重组单 位组成的线性结构（因为任何一个基因都是突变体或重组体）位组成的线性结构（因为任何一个基因都是突变体或重组体） 。 因此，顺反子的概念表明了基因不是最小单位，它仍然是可分的，并非所因此，顺反子的概念表明了基因不是最小单位，它仍然是可分的，并非所 有的有的 DNADNA 序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸区段才是基因的编码序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸区段才是基因的编码 区。区。

21、 6.6. 重叠基因最初是在什么生物中发现的？重叠基因的存在有何意义？真重叠基因最初是在什么生物中发现的？重叠基因的存在有何意义？真 核生物的核生物的 DNADNA 序列可分为几种类型？分别写出并简要叙述之。真核生物基因组序列可分为几种类型？分别写出并简要叙述之。真核生物基因组 重复序列的复性动力学曲线有什么特点？为什么说基因组中的非重复序列主要重复序列的复性动力学曲线有什么特点？为什么说基因组中的非重复序列主要 决定着基因组的复杂性？列出几个已完成全序列测定的基因组生物种类。决定着基因组的复杂性？列出几个已完成全序列测定的基因组生物种类。 重叠基因是在在噬菌体重叠基因是在在噬菌体XXl74l

22、74 基因组中发现的。基因组中发现的。重叠基因及基因内基因重叠基因及基因内基因 的现象可使原核生物利用有限的遗传资源表达更多生物功能的能力。的现象可使原核生物利用有限的遗传资源表达更多生物功能的能力。 根据根据 DNADNA 复性动力学研究（复性动力学方程参见第复性动力学研究（复性动力学方程参见第 2 2 章）章） ，真核生物的，真核生物的 DNADNA 序列可以分为序列可以分为 4 4 种类型：种类型： 1.1. 单拷贝序列单拷贝序列 又称非重复序列，又称非重复序列，在一个基因组中只有一个拷贝，真核在一个基因组中只有一个拷贝，真核 生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分

23、。生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分。 2.2. 轻度重复序列轻度重复序列 在一个基因组中有在一个基因组中有 2 21010 个拷贝个拷贝( (有时被视为非重复序有时被视为非重复序 列列) )，如组蛋白基因和酵母，如组蛋白基因和酵母 tRNAtRNA 基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。 3.3. 中度重复序列中度重复序列 有十至几百个拷贝，一般是不编码的序列，例如人类有十至几百个拷贝，一般是不编码的序列，例如人类 基因组中的基因组中的 AluAlu 序列序列等。中度重复序列可能在基因表达调控中起重要作用，包等。中度重复序列

24、可能在基因表达调控中起重要作用，包 括括 DNADNA 复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约 300bp300bp，它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复，它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复 性组分。性组分。 4.4. 高度重复序列高度重复序列 有几百到几百万个拷贝，是一些重复数百次的基因，有几百到几百万个拷贝，是一些重复数百次的基因， 如如 rRNArRNA 基因和某些基因和某些 tRNAtRNA 基因，而大多数是重复程度更高的序列，如卫星基因，而大多数

25、是重复程度更高的序列，如卫星 DNADNA 等。高度重复序列对应于快复性组分。等。高度重复序列对应于快复性组分。 真核生物真核生物 DNADNA 复性曲线与原核生物有很大不同，跨越了复性曲线与原核生物有很大不同，跨越了 7 78 8 个数量级。个数量级。 可以看出复性反应分三个组分进行，每个组分代表基因组中不同复杂性的序列可以看出复性反应分三个组分进行，每个组分代表基因组中不同复杂性的序列 类型。类型。 因为有研究表明，大约因为有研究表明，大约 8080左右的左右的 mRNAmRNA 是与非重复的是与非重复的 DNADNA 组分结合的。组分结合的。 这也说明大多数结构基因都位于非重复的这也说明

26、大多数结构基因都位于非重复的 DNADNA 序列上，所以说，基因组中的非序列上，所以说，基因组中的非 重复序列决定基因组的复杂性。大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母、线虫以及多重复序列决定基因组的复杂性。大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母、线虫以及多 种病原体，果蝇、水稻和拟南芥菜等生物种类已完成或接近完成全序列的测定。种病原体，果蝇、水稻和拟南芥菜等生物种类已完成或接近完成全序列的测定。 7.7. 分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们各有何特点各有何特点，请，请 比较其异同。比较其异同。 病毒基因组是指病毒的染色体病毒基因组是指病毒的染色体 DNA

27、DNA 或或 RNARNA 所含的基因。它不仅可形成单基所含的基因。它不仅可形成单基 因组，还可以形成片段基因组和单链二倍体基因组等。基因组都很小，所含的因组，还可以形成片段基因组和单链二倍体基因组等。基因组都很小，所含的 基因数量也少，能编码病毒衣壳蛋白可少数酶类。基因数量也少，能编码病毒衣壳蛋白可少数酶类。 按某些病毒的表达时期可分为早期基因和晚期基因，有些病毒还有不同形按某些病毒的表达时期可分为早期基因和晚期基因，有些病毒还有不同形 式的重叠基因。其基因组的复制有半保留和全保留的不同方式，以单复制子单式的重叠基因。其基因组的复制有半保留和全保留的不同方式，以单复制子单 向或双向进行。它不

28、具有自身的翻译体系，基因的表达和病毒的繁殖都需依赖向或双向进行。它不具有自身的翻译体系，基因的表达和病毒的繁殖都需依赖 寄主细胞。寄主细胞。 原核生物的染色体基因组是指其环状或线状的双链原核生物的染色体基因组是指其环状或线状的双链 DNADNA 分子所含有的全部分子所含有的全部 基因，有的原核生物还含有染色体外的质粒基因组。基因，有的原核生物还含有染色体外的质粒基因组。 其特点是其特点是它的蛋白质结构它的蛋白质结构 基因大都为单拷贝，功能相关的基因大多集中在一起组成操纵子，其中的结构基因大都为单拷贝，功能相关的基因大多集中在一起组成操纵子，其中的结构 基因为多顺反子，即数个结构基因串联在一起，

29、受同一调节区调节。基因为多顺反子，即数个结构基因串联在一起，受同一调节区调节。 数个操纵子又由一个共同的数个操纵子又由一个共同的调节基因调节基因（regulatorregulator genegene）所调控。与复制）所调控。与复制 有关的酶和蛋白质基因分散排列在整个染色体的不同区域中，有关的酶和蛋白质基因分散排列在整个染色体的不同区域中，rRNArRNA 基因是多拷基因是多拷 贝的，并由贝的，并由 16S16S，23S23S，5S5S rRNArRNA 基因组成一个转录单位，其间有的还插有基因组成一个转录单位，其间有的还插有 tRNAtRNA 基因。基因。tRNAtRNA 基因有单、双、多拷

30、贝的形式。基因有单、双、多拷贝的形式。 基因组中具有多种功能的识别区域，如复制起始区，复制终止区，转录启基因组中具有多种功能的识别区域，如复制起始区，复制终止区，转录启 动区，终止区等。这些区域具有特殊的序列，如反向重复序列等。动区，终止区等。这些区域具有特殊的序列，如反向重复序列等。 真核生物基因组（真核生物基因组（eucaryoticeucaryotic genomegenome）指真核生物的核基因组）指真核生物的核基因组, ,包括染色包括染色 体基因组和核内的染色体外基因体基因组和核内的染色体外基因, ,以及细胞质的线粒体、叶绿体基因组等。其以及细胞质的线粒体、叶绿体基因组等。其特特 点

31、点是真核生物基因组可形成单拷贝、寡拷贝、多拷贝以及断裂基因，有的还具是真核生物基因组可形成单拷贝、寡拷贝、多拷贝以及断裂基因，有的还具 有转座基因，其基因复制在细胞核中以多复制子形式进行，基因表达可在核、有转座基因，其基因复制在细胞核中以多复制子形式进行，基因表达可在核、 质中分别进行，调控机制比原核细胞复杂，功能相关的基因不构成操纵子。质中分别进行，调控机制比原核细胞复杂，功能相关的基因不构成操纵子。 真核生物基因组与原核基因组相比，其真核生物基因组与原核基因组相比，其区别区别可总结如下：可总结如下： 真核生物基因组远远大于原核生物基因组，且具有相当的复杂度；真核生物基因组远远大于原核生物基

32、因组，且具有相当的复杂度； 基因组中不编码区域远远多于编码区域；基因组中不编码区域远远多于编码区域； 基因组中的基因组中的 DNADNA 与蛋白质结合，形成的染色体存在于细胞核内；与蛋白质结合，形成的染色体存在于细胞核内； 大大 部分基因有内含子，因此基因的编码区域不连续；部分基因有内含子，因此基因的编码区域不连续； 存在着重复序列，重复次存在着重复序列，重复次 数从几次数从几次几百万次不等；几百万次不等； 基因组中以多复制起点的形式复制；基因组中以多复制起点的形式复制； 转录产转录产 物为单顺反子；物为单顺反子； 真核生物基因组与原核相同，也存在着可移动的因子。真核真核生物基因组与原核相同，

33、也存在着可移动的因子。真核 生物的不同基因组之间也具有一定的相关性，如基因特性相似，基因结构及组生物的不同基因组之间也具有一定的相关性，如基因特性相似，基因结构及组 成类同，遗传信息传递方向的普遍性，遗传密码的通用性等。成类同，遗传信息传递方向的普遍性，遗传密码的通用性等。 8.8.写出写出 DNADNA 复制的几个概念：半保留复制及其实验证据复制的几个概念：半保留复制及其实验证据 氯化铯密度梯度氯化铯密度梯度 离心离心 半不连续复制半不连续复制 复制子复制子 半保留复制的生物学意义，细胞内染色体外遗传半保留复制的生物学意义，细胞内染色体外遗传 因子包括哪些？原核、真核生物复制有什么不同？大肠

34、杆菌染色体因子包括哪些？原核、真核生物复制有什么不同？大肠杆菌染色体 DNADNA 复制起复制起 点是什么？点是什么？ 什么是双向复制？什么是双向复制？ DNADNA 复制采取哪些方式？复制采取哪些方式？ 在在 DNADNA 分子上的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息。分子上的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息。 在复制过程中首先是双链解旋并分开，之后以每条链作为模板在其上合成新的在复制过程中首先是双链解旋并分开，之后以每条链作为模板在其上合成新的 互补链，其结果是由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两条双链互补链，其结果是由一条链可以形成互补的两条链。这样新

35、形成的两条双链 DNADNA 分子与原来分子与原来 DNADNA 分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的 一条链来自亲代一条链来自亲代 DNADNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。 在在 DNADNA 复制过程中复制过程中每个复制叉中的前导链连续复制，而后随链是以反方向每个复制叉中的前导链连续复制，而后随链是以反方向 合成不连续的短片段。最后再由连接酶连接成连续的合成不连续的短片段。最后再由连接酶连接成连续的 DNADNA 序列，这种复制方式序列，这种复制方式 称为半不

36、连续复制。称为半不连续复制。 半保留复制的生物学意义是，半保留复制的生物学意义是，在半保留复制中碱基配对是核酸分子间传递在半保留复制中碱基配对是核酸分子间传递 遗传信息的结构基础。无论是复制、转录或逆转录，在形成双链螺旋分子时都遗传信息的结构基础。无论是复制、转录或逆转录，在形成双链螺旋分子时都 是通过碱基配对来完成的。这种复制机制还说明了是通过碱基配对来完成的。这种复制机制还说明了 DNADNA 分子在代谢上的稳定性，分子在代谢上的稳定性， 经过许多代的复制，经过许多代的复制，DNADNA 多核苷酸链仍可保持完整，并存在于后代而不被分解。多核苷酸链仍可保持完整，并存在于后代而不被分解。 与细

37、胞的其他成分相比这种稳定性与它的可遗传功能是相符合的。与细胞的其他成分相比这种稳定性与它的可遗传功能是相符合的。 原核真核生物复制的不同点原核真核生物复制的不同点 大肠杆菌的复制起点有大肠杆菌的复制起点有OriOriC C 和和OriOriH H 两种，两种，OriOriC C 是主要复制起点。是主要复制起点。 在在 DNADNA 的复制起点形成两个复制叉分别向两个方向同时进行复制的现象。的复制起点形成两个复制叉分别向两个方向同时进行复制的现象。 DNADNA 复制采取的方式主要有复制采取的方式主要有 原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器 DNADN

38、A 都是环状双链分子。实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向都是环状双链分子。实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向 大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一些大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一些 是单向的，只形成一个复制叉或生长点。通常两条链同时进行对称复制；也有是单向的，只形成一个复制叉或生长点。通常两条链同时进行对称复制；也有 一些不对称的复制，一条链复制后再进行另一条链的复制。一些不对称的复制，一条链复制后再进行另一条链的复制。DNADNA 在复制叉处两在复制叉处两 条链解开，各自合成其互补链。还有些生物

39、采取单向复制的特殊方式滚环复制。条链解开，各自合成其互补链。还有些生物采取单向复制的特殊方式滚环复制。 9.9. 简述以下简述以下 DNADNA 复制酶与蛋白质因子的体系，复制酶与蛋白质因子的体系，DNADNA 聚合酶聚合酶、KlenowKlenow 片片 段、段、DNADNA 聚合酶聚合酶、DNADNA 聚合酶聚合酶、 复合物、复合物、 夹子装置器、夹子装置器、DNADNA 连接酶、连接酶、 SSBSSB、HUHU、DnaADnaA 、DnaBDnaB 、DnaCDnaC 、 两类拓扑异构酶两类拓扑异构酶 DNADNA 聚合酶聚合酶是多功能酶。可催化以下几种反应：是多功能酶。可催化以下几种反

40、应： 通过核苷酸聚合反应，通过核苷酸聚合反应， 使使 DNADNA 链沿链沿 3 3 5 5方向延长方向延长( (聚合酶活性聚合酶活性) )；由由 33端水解端水解 DNADNA 链链( (3 3 5 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性) )；由由 55端水解端水解 DNADNA 链链( (3 3 5 5核酸外切酶活性核酸外切酶活性) )；由由 33端使端使 DNADNA 链发生焦磷酸解；链发生焦磷酸解；无机焦磷酸与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷无机焦磷酸与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷 酸基交换。焦磷酸解是聚合反应的逆反应，焦磷酸交换反应由前两个反应连续酸基交换。焦磷酸解是聚合反应的逆反应，焦磷酸

41、交换反应由前两个反应连续 重复多次引起。因此，重复多次引起。因此，DNADNA 聚合酶聚合酶 I I 兼有聚合酶、兼有聚合酶、3 3 5 5核酸外切酶和核酸外切酶和 5 5 3 3核酸外切酶的活性。在聚合酶活性中心，与这些功能相关的结合位置分布十核酸外切酶的活性。在聚合酶活性中心，与这些功能相关的结合位置分布十 分精巧而灵活。分精巧而灵活。 DNADNA 聚合酶聚合酶为多亚基酶，其聚合酶亚基由一条相对分子质量为为多亚基酶，其聚合酶亚基由一条相对分子质量为 8888 000000 的的 多肽链组成。这个酶的活力比多肽链组成。这个酶的活力比 DNADNA 聚合酶聚合酶 I I 高。高。NANA 聚

42、合酶聚合酶具有具有 3 3 5 5核酸核酸 外切酶活性，但无外切酶活性，但无 5 5 3 3活性。活性。DNADNA 聚合酶聚合酶也不是复制酶，而是一种修复也不是复制酶，而是一种修复 酶。酶。 DNADNA 聚合酶聚合酶是由多个亚基组成的蛋白质，亚基很容易解离，全酶是由多个亚基组成的蛋白质，亚基很容易解离，全酶 (holoenzyme)(holoenzyme)由由 、 、 、 、 和和 1010 种亚基所组成，种亚基所组成， 除合成速度比聚合酶除合成速度比聚合酶 I I 快外其他性质与聚合酶快外其他性质与聚合酶 I I 基本相同。基本相同。DNADNA 聚合酶聚合酶的其的其 他许多性质都表明它

43、是他许多性质都表明它是 DNADNA 复制酶。复制酶。 DNADNA 聚合酶聚合酶被蛋白酶切开得到的大片段称为被蛋白酶切开得到的大片段称为 KlenowKlenow 片段，具有催化片段，具有催化 DNADNA 聚合作用和聚合作用和 3 3 5 5校对功能。校对功能。 聚合酶聚合酶 IIIIII 中的中的 亚基是一种依赖亚基是一种依赖 DNADNA 的的 ATPATP 酶，全酶中的酶，全酶中的 复合物由复合物由 6 6 个亚基个亚基(2 2)构成，主要功能是协同构成，主要功能是协同 亚基嵌住模板亚基嵌住模板 DNADNA，又称夹，又称夹 子装置器。子装置器。 DNADNA 连接酶是指能催化链的两

44、个末端间共价连接的酶。连接反应需要能量。连接酶是指能催化链的两个末端间共价连接的酶。连接反应需要能量。 解开的两条单链随即被单链结合蛋白（解开的两条单链随即被单链结合蛋白（SSBSSB）覆盖。大肠杆菌）覆盖。大肠杆菌 SSBSSB 蛋白由蛋白由 4 4 个相同亚基组成。这类蛋白曾被称为解链蛋白、熔解蛋白、螺旋去稳定蛋白个相同亚基组成。这类蛋白曾被称为解链蛋白、熔解蛋白、螺旋去稳定蛋白 等。但实际上它不是解链蛋白，其功能在于稳定已解开的单链，阻止复性和保等。但实际上它不是解链蛋白，其功能在于稳定已解开的单链，阻止复性和保 护单链部分不被核酸酶降解。护单链部分不被核酸酶降解。 HUHU 蛋白是细菌

45、细胞的类组蛋白，可与蛋白是细菌细胞的类组蛋白，可与 DNADNA 结合，促使双链结合，促使双链 DNADNA 弯曲。受其弯曲。受其 影响，邻近三个成串富含影响，邻近三个成串富含 ATAT 的的 1313 bpbp 序列被促便成为开链复合物，所需能量由序列被促便成为开链复合物，所需能量由 ATPATP 供给。供给。 DnaADnaA DnaBDnaB DnaCDnaC 是大肠杆菌起点与复制起始有关的酶，其中是大肠杆菌起点与复制起始有关的酶，其中 DnaADnaA 识别起识别起 始序列，在起点特异位置识别解开双链；始序列，在起点特异位置识别解开双链；DnaBDnaB 解开解开 DNADNA 双链；

46、双链；DnaCDnaC 帮助帮助 DnaBDnaB 结合与起始位点。结合与起始位点。 拓扑异构酶拓扑异构酶 I I 最初在大肠杆菌中发现，称最初在大肠杆菌中发现，称 蛋白或切口封闭酶，是相对蛋白或切口封闭酶，是相对 分子质量分子质量 9797 000000 的一条多肽链，由基因的一条多肽链，由基因toptop A A 编码。它能在编码。它能在 DNADNA 的一股链上产的一股链上产 生一个切口，使另一条链得以穿越，连接数每次改变生一个切口，使另一条链得以穿越，连接数每次改变11（图（图 4 4） 。反应无需。反应无需 供给能量。拓扑异构酶供给能量。拓扑异构酶主要消除负超螺旋，但也能引起主要消除

47、负超螺旋，但也能引起 DNADNA 的其他拓扑结构的其他拓扑结构 转变。转变。 拓扑异构酶拓扑异构酶 IIII 能使能使 DNADNA 的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺 旋时，需要由旋时，需要由 ATPATP 水解供给能量。细菌的水解供给能量。细菌的型拓扑异构酶是一种型拓扑异构酶是一种 DNADNA 旋转酶，旋转酶， 它利用它利用 ATPATP 水解提供的能量，可连续向同一个双链闭环水解提供的能量，可连续向同一个双链闭环 DNADNA 分子中引入负超螺分子中引入负超螺 旋，从而抵消了旋，从而抵消了 DNADNA 复制中产生的正超螺旋。复制中产

48、生的正超螺旋。 10.10. DNADNA 聚合酶聚合酶 具有哪三个复制特点从而使其成为具有哪三个复制特点从而使其成为 DNADNA 复制主要的酶复制主要的酶 ？怎样实现？怎样实现 DNADNA 合成的高保真性？简述单链环状合成的高保真性？简述单链环状XX174174 噬菌体复制过程。写出噬菌体复制过程。写出 真核生物的真核生物的 5 5 种主要种主要 DNADNA 聚合酶，真核生物聚合酶，真核生物 DNADNA 的主要抑制剂是什么？的主要抑制剂是什么？ 高的保真性高的保真性(fidelity)(fidelity)、协同性、协同性(cooperativity)(cooperativity)和持

49、续性和持续性(processivity)(processivity)。 这三个特点使得这三个特点使得 DNADNA 聚合酶聚合酶 IIIIII 成为成为 DNADNA 复制的主要的酶。复制的主要的酶。 实现实现 DNADNA 合成的高保真性，从热力学角度看，碱基对的错配使双螺旋结构合成的高保真性，从热力学角度看，碱基对的错配使双螺旋结构 不稳定，由此计算的碱基错配率大约在不稳定，由此计算的碱基错配率大约在 1010-2 -2。 。DNADNA 聚合酶对底物的选择作用和聚合酶对底物的选择作用和 3 3 5 5核酸外切酶的校对作用分别使错配频率下降核酸外切酶的校对作用分别使错配频率下降 1010-

50、2 -2，因而达 ，因而达 1010-6 -6。这是体 。这是体 外合成外合成 DNADNA 时所能达到的水平。在体内，时所能达到的水平。在体内，DNADNA 聚合酶和复制叉的复杂结构进一聚合酶和复制叉的复杂结构进一 步提高了复制的准确性；另外复制的修复系统可识别错配碱基以及各种损伤并步提高了复制的准确性；另外复制的修复系统可识别错配碱基以及各种损伤并 修正，从而使变异率下降到更低的水平修正，从而使变异率下降到更低的水平( (在进化上相当的水平在进化上相当的水平) )。 XX174174 噬菌体的基因组由单链噬菌体的基因组由单链 DNADNA 组成，称病毒型或正链。感染宿主细胞组成，称病毒型或

51、正链。感染宿主细胞 后的复制分为三个阶段：后的复制分为三个阶段：以噬菌体正链为模板复制复制双链环状以噬菌体正链为模板复制复制双链环状 DNADNA 分子。分子。 在在XX174174 感染后感染后 1min1min 内主要是这种复制方式；内主要是这种复制方式；由由 RFRF 型双链型双链 DNADNA 复制复制 RFRF 型型 双链双链 DNADNA，噬菌体基因大量表达。感染后，噬菌体基因大量表达。感染后 1 120min20min 内是此种方式，约产生内是此种方式，约产生 6060 个个 RFRF 型双链型双链 DNADNA，RFRF 型复制需要噬菌体基因编码的型复制需要噬菌体基因编码的 A

52、 A 蛋白；蛋白；由由 RFRF 型型 DNADNA 分分 子以滚动环式复制产生噬菌体正链。子以滚动环式复制产生噬菌体正链。XX174174 噬菌体噬菌体 DNADNA 的基因的基因 A A 在复制调控中在复制调控中 起着关键的作用。起着关键的作用。 真核生物有多种真核生物有多种 DNADNA 聚合酶。从哺乳动物细胞中分离出了聚合酶。从哺乳动物细胞中分离出了 5 5 种，分别为种，分别为 、，5-5-氟脱氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成，是氟脱氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成，是 DNADNA 合合 成的强烈抑制剂。成的强烈抑制剂。 11.11.什么是什么是 DNADNA 的损伤的损伤? ?

53、DNADNA 结构的改变有哪两种类型结构的改变有哪两种类型? ? DNADNA 分子碱基自发分子碱基自发 性化学改变可造成哪五种因素的损伤性化学改变可造成哪五种因素的损伤? ?写出其要点写出其要点. .化学因素引起的化学因素引起的 DNADNA 损伤主损伤主 要有哪几种要有哪几种? ? 写出要点写出要点. . DNADNA 损伤指在生物体生命过程中损伤指在生物体生命过程中 DNADNA 双螺旋结构发生的任何改变。双螺旋结构发生的任何改变。DNADNA 结结 构发生的改变主要分为两种：一是单个碱基的改变，二是双螺旋结构的异常扭构发生的改变主要分为两种：一是单个碱基的改变，二是双螺旋结构的异常扭

54、曲。曲。 碱基自发性化学改变的这类损伤包括五种因素：碱基之间的互变异构、碱碱基自发性化学改变的这类损伤包括五种因素：碱基之间的互变异构、碱 基脱氨基、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、活性氧引起的诱变及细胞代谢产物对基脱氨基、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、活性氧引起的诱变及细胞代谢产物对 DNADNA 的损伤等。互变异构指的损伤等。互变异构指 DNADNA 分子中的分子中的 4 4 种碱基自发地使氢原子改变位置，产生种碱基自发地使氢原子改变位置，产生 互变异构体，进一步使碱基配对的式发生改变，这样在复制后的子链上就可能互变异构体，进一步使碱基配对的式发生改变，这样在复制后的子链上就可能 出现错误。出现错误。 碱基

55、的脱氨基作用是指胞嘧啶碱基的脱氨基作用是指胞嘧啶(C)(C)、(A)(A)和和(G)(G)分子结构中都含有环外氨基，分子结构中都含有环外氨基， 氨基有时会自发脱落，结果氨基有时会自发脱落，结果 C C 变为变为(U).A(U).A 变为变为(I)(I)，G G 变为黄嘌呤变为黄嘌呤(X)(X)，当，当 DNADNA 复复 制时，会在子链中产生错误而导致损伤。自发的脱嘌呤和脱嘧啶作用是指制时，会在子链中产生错误而导致损伤。自发的脱嘌呤和脱嘧啶作用是指 DNADNA 分子在生理条件下可通过自发性水解，使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架分子在生理条件下可通过自发性水解，使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖

56、骨架 上脱落下来。活性氧为氧分子电子数大于上脱落下来。活性氧为氧分子电子数大于 O O2 2的的 O O2 2。8-oxoG8-oxoG (GO)(GO) 是一种氧化碱是一种氧化碱 基（基（7 7，8-8-二氢二氢-8-8-氧代鸟嘌呤）氧代鸟嘌呤） ，可与，可与 C C、A A 配对，而配对，而 DNADNA 聚合酶聚合酶、的校正的校正 活性不能校正其错配，造成活性不能校正其错配，造成 GCTAGCTA 的颠换，这种损伤可以积累。的颠换，这种损伤可以积累。 有些糖分子如葡萄糖和碱基氧化产物有些糖分子如葡萄糖和碱基氧化产物 6 6磷酸葡萄糖能与磷酸葡萄糖能与 DNADNA 反应，产生反应，产生

57、明显的结构上以及生物学方面的变化。明显的结构上以及生物学方面的变化。 化学因素引起的化学因素引起的 DNADNA 损伤主要有：损伤主要有： 1.1.烷化剂对烷化剂对 DNADNA 的损伤的损伤 烷化剂是一类亲电子的化合物，极容易与生物烷化剂是一类亲电子的化合物，极容易与生物 体中的有机物大分子的亲核位点起反应。当烷化剂和体中的有机物大分子的亲核位点起反应。当烷化剂和 DNADNA 作用时，就可以将烷作用时，就可以将烷 基加到核酸的碱基上去。基加到核酸的碱基上去。 2.2.2.2. 碱基类似物对碱基类似物对 DNADNA 的损伤的损伤 碱基类似物是一类结构与碱基相似的碱基类似物是一类结构与碱基相

58、似的 人工合成化合物，由于它们的结构与碱基相似，进入细胞后能替代正常的碱基人工合成化合物，由于它们的结构与碱基相似，进入细胞后能替代正常的碱基 掺入到掺入到 DNADNA 链中，干扰链中，干扰 DNADNA 的正常合成。的正常合成。 1212 . .写出细胞对写出细胞对 DNADNA 损伤的五种修复系统，损伤的五种修复系统，SOSSOS 应急反应、应急反应、 SOSSOS 反应由反应由 什么物引起什么物引起? ? 基因突变的概念、类型基因突变的概念、类型. . 细胞对细胞对 DNADNA 损伤的修复系统主要有五种：即切除修复、错配修复、直接修损伤的修复系统主要有五种：即切除修复、错配修复、直接

59、修 复、重组修复和易错修复。复、重组修复和易错修复。 许多能造成许多能造成 DNADNA 损伤、或抑制损伤、或抑制 DNADNA 复制的过程能引起一系列复杂的诱导效复制的过程能引起一系列复杂的诱导效 应，这种效应称为应急反应应，这种效应称为应急反应（S SO OS S r re es sp po on ns se e）SOSSOS 反应包括诱导反应包括诱导 DNADNA 损伤修复、损伤修复、 诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等，细胞癌变也与诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等，细胞癌变也与 SOSSOS 反应有关。反应有关。SOSSOS 反应诱导的修复系统包括：避免差错的修复（反应诱导的修复系统包括：避免差错的修复（errorerror freefree repairrepair）和易产生差错的修复（）和易产生差错的修复（errorerror proneprone repairrepair）两类。）两类。SOSSOS 反应由反应由 RecARecA 蛋白和蛋白和 LexALexA 阻遏物相互作用引起。阻遏物相互作用引起。 基因突变基因突变(mutation)(m