分子生物学(杨建雄)
分子生物学（杨建雄）
第一章绪论
分子生物学
1.概念
广义：在分子水平上研究生命现象，或用分子的术语描述生物现象的学科
侠义：在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制，基因的表达和调控，及基因的突变与交换的分子机制
2.研究内容：
①以某物种全套基因表达产物的结构和功能
②基因传递和表达的途径
③基因表达的调控
3.三大原则
①构成生物大分子的单体是相同的——共同的核酸语言（Nt）、共同的蛋白质语言
②生物遗传信息的表达的中心法则相同
③生物大分子里面，单体（核苷酸、氨基酸）的排列是不同的
4.分子生物学的兴起
①Mendel 豌豆杂交实验
总结了基因的分离定律和自由组合定律
表明生物的遗传性状是由独立的遗传因子决定，这些遗传因子后来被称作基因
②遗传的染色体学说，染色体是基因的载体
证实：1910年Morgan 利用果蝇进行遗传学实验发现了基因的连锁规律
③“一个基因一个酶”假说
1941年George Beadle和Edward Tatum 以红色面包霉为研究对象
④核素1869年瑞士Miescher
他的学生Altmann提出了核酸的概念
⑤1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基
⑥1924年德国Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种，并根据核酸所含核糖的不同，将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸
⑦1929年Kossel学生Levine发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
还证明核酸是由核苷酸组成的，而核苷酸是由碱基、核糖、磷酸组成的
⑧1944年Avery通过肺炎链球菌转化实验证明基因是由DNA构成的
1952年Hershey和Chase 利用噬菌体感染细菌实验，证实了DNA是遗传物质
⑨1950年Chargaff指出DNA中四种碱基的比例关系：A/T=G/C=1
⑩1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（分子生物学兴起的标志）
5.分子生物学的发展
①关于基因的复制
1958年Meselson和Stahl 同位素实验证实DNA复制的半保留机制
1956年Arthur Kornberg 等首先在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶Ⅰ
1989年Greider等发现端粒酶是以内源性RNA为模板的逆转录酶
②关于基因的转录
1955年Brachet 洋葱根尖和变形虫实验、Hall和Spiegelman T2噬菌体DNA-RNA杂交实验证实蛋白质合成模板是RNA；
1958年Crick提出著名的中心法则
1960年Weiss和Hurwitz 发现RNA聚合酶
③关于基因的翻译
1954年Gamow 推测遗传密码是三联体
1961年Crick，Barrett和Brenner等用插入和缺失突变证实了遗传密码是三联体
Nirenberg和Khorana破译遗传密码
④关于基因表达的调控
1961年Jacob和Monod提出基因表达的操纵子学说
1976年Tonegawa 发现免疫球蛋白的体细胞重组机制
......
⑤基因过程的兴起
1964年Holliday 提出了DNA重组模型
DNA连接酶、逆转录酶、限制性内切核酸酶等
加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术
聚合酶链反应（PCR）技术1985年Mullis
第二章核酸的结构和功能
DNA是主要的遗传物质
1869年瑞士Miescher 从细胞核中分离出含磷很高的酸性化合物，称为核酸
1889年他的学生Altmann提出了核酸的概念
1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基
1924年 德国 Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种，并根据核酸所含核糖的不同，将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸
1929年 Kossel 学生 Levine 发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。还证明核酸是由核苷酸组成的，而核苷酸是由碱基、核糖、磷酸组成的
1944年 Avery 通过肺炎链球菌转化实验证明基因是由DNA 构成的 1952年 Hershey 和Chase 利用噬菌体感染细菌实验，分别用35S 标记噬菌体T2的蛋白质，用32P 标记噬菌体T2的DNA 。进一步证实了DNA 是遗传物质
核酸的组成成分
核苷
连接方式：
核糖的1’碳原子通常与嘌呤碱的第9位氮原子或嘧啶碱的第1位氮原子相连
在tRNA 中有少量尿嘧啶的第5位碳原子与核糖的1’碳原子相连，这是一种碳苷，称为假 尿苷
比较 戊糖 含氮碱基 合成的直接原料
DNA
D -2-脱氧核糖
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 脱氧核苷三磷酸（dATP ,dGTP ,dCTP ,dTTP ） RNA D -核糖
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 尿嘧啶U
核苷三磷酸（ATP ,GTP ,CTP ,UTP ）
核酸
核苷酸 磷酸
核苷
戊糖
含氮碱基
分类：
①由嘌呤形成的核苷：顺式和反式
②由嘧啶形成的核苷：只有反式
表示方式：
①核苷用单字符号（A,G,C,U）
②脱氧核苷（dA,dG,dC,dU）
③常见的修饰核苷符号：
Ⅰ：次黄苷或肌苷；X：黄嘌呤核苷；D：二氢尿嘧啶核苷；ψ：假尿嘧啶核苷
核苷酸
核苷中的核糖有3个自由的羟基，均可被磷酸酯化，分别生成2’-.3’-,5’-核苷酸脱氧核苷酸的五碳糖上只有2个自由羟基，只能生成3’-和5’-脱氧核苷酸
腺苷酸AMP 鸟苷酸GMP
脱氧核苷酸在英文缩写前加d，dAMP,dGMP等
用酶水解DNA或RNA，得到5’-核苷酸、3’-核苷酸
在核苷符号左侧加p表示5’-核苷酸，右侧加p表示3’-核苷酸
如pA表示5’-腺苷酸，Cp表示3’-胞苷酸
若为2’-磷脂酸，则需标明Gp2’表示2’-鸟苷酸
ADP（腺苷二磷酸）：AMP与一分子磷酸结合
ATP（腺苷三磷酸）：ADP与一分子磷酸结合
核苷三磷酸化合物在生物体的能量代谢中起着重要作用
所有生物系统化学能的转化和利用中普遍起作用的是ATP
其他核苷三磷酸参与特定的代谢过程：
UTP参与糖的互相转化与合成
CTP参与磷脂的合成
GTP参与蛋白质和嘌呤的合成
腺苷酸也是一些辅酶的结构成分
①烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶Ⅰ，NAD+）
②烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶Ⅱ，NADP+）
③黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
核苷酸的性质
1.核苷酸的碱基具有共轭双键结构，故核苷酸在260nm左右有强吸收峰
2.核苷酸的碱基和磷酸基均含有解离基团
DNA的一级结构：各核苷酸残基沿多核苷酸排列的顺序，核苷酸间的连接键是3’,5’-磷酸二酯键
DNA的二级结构（DNA双链的螺旋结构）
DNA双螺旋结构的实验依据
✧X-射线衍射数据
✧Chargaff规则：DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的数目基本相等，胞嘧啶和鸟嘌呤的数目基本
相等
✧DNA的滴定曲线
DNA双螺旋结构的要点
1)DNA分子由两条方向相反的平行多核苷酸链构成，一条链的5’-末端与另一条链的3’-
末端相对，两条链的糖-磷酸交替排列形成的主链沿共同的螺旋扭曲成右手螺旋
2)两条链上的碱基均在主链的内侧，并遵循碱基配对规则（一条链上的A一定与另一条
链上的T配对，G一定与C配对）
3)成对碱基大致处于同一平面，该平面与螺旋轴基本垂直，相邻碱基对平面间的距离为
0.34nm。形成碱基堆积力，螺旋桨式的扭曲有利于提高碱基堆积力
4)DNA双螺旋的表面可以看到一条连续的大沟和一条连续的小沟
5)大多数天然DNA属双链DNA，某些病毒的DNA为单链DNA
6)DNA分子有一定的刚硬性和柔韧性，双螺旋结构可以发生一定的变化而形成不同的类
型或三级结构
①A-DNA、B-DNA、Z-DNA
②回文顺序（反向重复顺序/二重对称结构）：一条链碱基序列的正读与另一条链碱基序列的反读是相同的。
✧这些序列易形成发夹结构或十字架结构
✧有些回文顺序可以作为限制性核酸内切酶的识别位点
✧这些回文顺序形成的发夹结构在转录的终止，或转录活性的调控方面发挥重要作用
③DNA的镜像重复结构，可能形成三螺旋结构
DNA的高级结构——环状DNA的超螺旋结构
双链环状DNA可进一步扭曲成超螺旋DNA，这种结构还可称为共价闭环DNA。
若超螺旋DNA的一条链断裂，分子将释放扭曲张力，形成松弛环状DNA（开环DNA）
若超螺旋DNA的两条链均断裂，就会转化为线性DNA
DNA中一条链绕另一条链的总次数定义为连环数（L）
双螺旋的圈数定义为扭转数（T）
超螺旋数定义为缠绕数（W）
真核生物染色体的结构
●双螺旋DNA分子先盘绕组蛋白形成核小体，许多核小体由DNA链连在一起构成串珠状
结构
●每个核小体的直径为11nm，它是由DNA分子在组蛋白核心的外面缠绕约1.75圈（约
146bp）构成的
●组蛋白分为H1,H2A,H2B,H3和H4五种
●核小体的核心含H2A,H2B,H3和H4各两分子，这四种组蛋白C端富含疏水氨基酸，N
端富含带正电荷的碱性氨基酸
●串珠状结构进一步盘绕成直径30nm的螺线管形，每圈6个核小体
●螺线管与染色体骨架蛋白质结合形成大的突环结构，称之为超螺线管，经进一步折叠形
成微带结构，最后折叠成染色体
RNA的结构与功能
tRNA（转运RNA）
1)主要作用：将氨基酸转运到核糖体-mRNA复合物的相应位置用于蛋白质合成
2)结构：1965年Holley等三叶草型结构
3)平均沉降系数：4S
4)四环四臂：
✧四环：D环（二氢尿嘧啶环）、反密码子环、可变环、TψC环
①D环：负责和氨基酰tRNA聚合酶结合
②TψC环：此臂负责和核糖体上的rRNA识别结合
③可变环：从4Nt到21Nt不等，其功能是在tRNA的L型三维结构中负责连
结两个区域（D环-反密码子环和TψC环-受体臂）
④反密码子环：在氨基酸臂对面的单链环，负责识别反密码子
✧四臂：D臂、氨基酸臂、反密码子臂、TψC臂
rRNA（核糖体RNA）
1)主要功能：核蛋白体组成成分，负责蛋白质合成
2)核糖体可分为大小两个亚基:
✧原核生物的小亚基沉降系数为30S，含有1种沉降系数为16S的rRNA，大亚
基为50S，含有5S和23S两种rRNA
✧真核生物的小亚基40S，含有18S的rRNA，大亚基为60S，含5S、5.8S、28S
三种rRNA
mRNA（信使RNA）
主要功能:负责用从DNA转录的遗传信息指导蛋白质的合成，其编码区的核苷酸序列决定相应蛋白质的氨基酸序列
内含子和外显子
大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非编码序列两部分组成。
编码的序列称为外显子，是一个基因表达为多肽链的部分；
非编码序列被称为内含子，又称插入顺序（IVS）。内含子只转录，在前mRNA时被剪切掉
核酸的性质
1.水解核酸的酶类
(1)按作用的底物分：
①核糖核酸酶（RNase）
✓牛胰核糖核酸酶（RNaseⅠ）：专一性内切酶，水解产物为3’-嘧啶核苷酸和以3’-嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸
✓核糖核酸酶T1：水解产物为3’-鸟嘌呤核苷酸和以3’-鸟嘌呤核苷酸结尾的寡核
苷酸
②脱氧核糖核酸酶（DNase）
✓牛胰脱氧核糖核苷酸酶（DNaseⅠ）：可以将单链或双链DNA水解为平均长度为4个核苷酸的，以5’-磷酸为末端的寡聚核苷酸
✓牛脾脱氧核糖核酸酶（DNaseⅡ）：可以将单链或双链DNA水解为平均长度为6个核苷酸的，以3’-磷酸为末端的寡聚核苷酸
③非特异性核酸酶：既能水解DNA又能水解RNA
(2)按水解部位分：
①内切核酸酶
②外切核酸酶
2.紫外吸收性质
3.结构的稳定性
✧碱基对间的氢键
✧碱基堆积力
✧环境中的正离子
4.核酸的变性
➢核酸的变性：双螺旋区氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规线团状态的过程➢变性只涉及次级键的变化，磷酸二酯键的断裂称核酸降解
➢增色效应：核酸变性后，260nm的紫外吸收值明显增加
➢熔解温度（T m）：紫外吸收的增加量达最大增量一半时的温度值
➢双链RNA比双链DNA稳定
➢影响T m的因素：
①G-C对含量：含量越高，T m越高
②溶液的离子强度
③溶液的pH
④变性剂
5.核酸的复性
➢核酸的复性：变性核酸的互补链在适当条件下重新缔合成双螺旋的过程
➢退火：变性核酸复性时需缓慢冷却
➢减色效应：核酸复性后，核酸的紫外吸收降低
➢影响复性速度的因素：
①复性的温度
②单链片段的浓度
③单链片段的长度
④单链片段的复杂度
⑤溶液的离子强度
核酸的研究方法
1.提取与沉淀
核酸的提取：
(1)RNA的提取：
①稀盐溶液提取法
②苯酚水溶液提取法
(2)DNA的提取：浓盐法
核酸的沉淀：
✓有机溶剂沉淀法
✓等电点沉淀法
✓钙盐沉淀法
✓选择性溶剂沉淀法
2.电泳分离：琼脂糖凝胶电泳
3.超速离心：密度梯度离心法
4.分子杂交
(1)Southern印迹法/杂交
(2)Northern印迹法/杂交
5.DNA芯片技术及应用
基因芯片（DNA chip），又称DNA微阵列技术
(1)基本原理：将大量已知或未知序列的DNA片段固定于支持物尼龙膜或玻璃片或金属表
面，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量
(2)五个基本步骤：生物学问题、样品制备、生物化学反应、检测、数据模型分析
6.DNA的化学合成
(1)合成四步反应：脱三苯甲基、缩合、盖帽、氧化
(2)合成后处理：切割、脱保护、纯化
核酸的序列测定
1.链终止法
2.焦磷酸测序技术
第三章基因和基因组
基因
✧1909年，丹麦的Johannsen首先使用基因一词
✧1955年，Benzer提出顺反子、突变子和重组子的概念
✧1958年，Crick提出中心法则
①DNA是自身复制的模板
②DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNA
③RNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质
④RNA自我复制，可在逆转录酶作用下合成DNA
✧1961年，Jacob和Monod提出操纵元学说，将基因分为结构基因、调节基因、操作子
和启动子
结构基因：为蛋白质或RNA编码的基因
启动子：一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA 准确结合并具有转录起始的特异性。
终止子：在一个基因的末端的一段特定顺序，具有转录终止的功能，这段终止信号的顺序称为终止子。
基因家族
➢是真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因
➢两类基因家族：
①串联重复基因（基团簇/成簇的基因家族）
②分散的基因家族
假基因：多基因家族中，有些成员的DNA序列和结构与有功能的基因相似，但不能表达产生有功能的基因产物
重叠基因（嵌套基因）：具有独立性但部分序列彼此重叠的基因
移动基因（转座因子/跳跃基因）：可以从染色体的一个位置转移到另一个位置，甚至在不同染色体之间
断裂基因（不连续基因）
1.定义：真核基因由于含有大量的非蛋白编码序列将外显子隔开，因而呈现一种断裂结构，
因此，真核基因也被称为断裂基因
2.组成：
①内含子：在真核生物断裂基因的编码序列中间插有非编码的DNA间隔区
②外显子：在真核生物断裂基因中的编码区
3.生物学意义：
✧增加基因表达产物的多样性
✧促进重组
✧增加基因组的复杂性
✧含有可读框（ORF）
✧含有部分剪接信号
✧对基因表达的影响
基因组
细胞或生物体全套染色体中所有的DNA，包括所有的基因和基因之间的间隔序列
C值：真核生物单倍基因组所包含的全部DNA量是相对恒定的，称该物种的C值
C值悖理：真核生物的C值与生物体复杂性之间对应关系的反常现象
主要表现：
①C值不随生物的进化程度和复杂性增加
②关系密切的生物C值相差甚大
③真核生物DNA的量远远大于编码蛋白质等物质所需的量
病毒基因组的特点
1.基因组很小，只能编码少数的蛋白质
2.基因组通常有基因重叠，即同一个DNA序列可以编码2种或2种以上的蛋白质
3.基因组可以由DNA或RNA组成，但不会同时具备
4.非编码区只占基因组的很小部分
5.功能上相关的基因一般集中成簇，在特定部位构成一个功能单元或转录单元
6.噬菌体的基因是连续的，但大多数真核细胞的病毒都含有不连续基因
原核生物的基因组：类核（DNA与蛋白质结合形成）和质粒
细菌的自主遗传物质——质粒
是细菌染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸（DNA）分子。大多数为环状螺旋双链DNA（共价闭合环状DNA）
细菌染色体基因组的特征：
1.通常仅有一条环形或线形双链DNA分子，与蛋白质结合形成类核
2.只有一个复制起始点
3.有操纵子结构，即数个相关的结构基因串联在一起，受同一调控区调节，合成多顺反子
mRNA
4.非编码DNA所占比例很少，编码蛋白质的结构基因为单拷贝的，但rRNA基因一般是多
拷贝的
5.基因组DNA具有多种调控区
6.具有与真核生物基因组类似的可移动DNA序列
真核生物的基因组
1.特点：
①基因组大
②有染色体结构
③重复序列和可移动序列多
④多数基因为断裂基因
⑤基因表达的调控复杂
2.重复序列：
(1)DNA序列的复性动力学与序列重复频度
(2)序列类型：
➢高度重复序列：卫星DNA（结构DNA）
✧卫星DNA是由非常短的序列重复多次形成的，因此也可被称作简单重复序列（SRS），
卫星DNA通常有数百万个拷贝，串联成很长的一簇，因此也被称作串联重复序列
（TRS）
✧生物学意义：用于DNA指纹图谱分析和生物个体的遗传多态性分析
➢中度重复序列：
①分散重复序列：大多数中度重复序列与其他序列间隔排列
a.短分散元件：Alu序列、KpnⅠ家族
b.长分散元件：L1家族
✧生物学意义：在基因组学研究中，可以作为分子标记，用于染色体作图
②串联重复序列：少数中度重复序列成串排列在一定的区域
a.小卫星DNA（可变数串联重复序列，VNTRs）：用于DNA的指纹图谱分
析、亲子鉴定、基因定位和遗传病的诊断分析
b.微卫星DNA（短串联重复，STR）：以其设计引物进行PCR扩增，结合
原位杂交等技术，能够确定微卫星序列在染色体上的位置
➢低度重复序列
①珠蛋白基因
②细胞骨架蛋白基因
➢单拷贝序列
持家蛋白质：生物体内所有细胞都共同具有的蛋白质
3.线粒体基因组
✓线粒体基因组包含多种基因或基因簇，主要有rRNA基因、tRNA基因、ATPase基因和细胞色素氧化酶基因等
✓线粒体基因组只能编码部分所需产物，许多重要的多亚基蛋白质复合物，由核基因组与线粒体基因组各自编码部分亚基
✓线粒体DNA的突变率较高
4.叶绿体基因组
✓叶绿体基因组编码自生蛋白质合成所需的各种rRNA和tRNA，种类与线粒体类似
✓由叶绿体基因组编码的约50种蛋白质，大多数是类囊体膜组分，或者与氧化还原反应有关的酶类
基因组学
1.美国 Roderick 提出基因组学的概念
2.定义：对某物种的所有基因进行基因组作图，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分
析的科。
3.研究内容：
①以全基因组测序为目标的结构基因组学：主要研究基因组全序列的测定和基因
定位，常用的方法有染色体作图、基因克隆、DNA测序、基因鉴定等
②以基因功能鉴定为目标的功能基因组学：需要解决的问题包括基因何时表达，
其表达产物定位于何处，该基因的表达过程及表达产物与哪些基因有相互影响，该基因如出现突变将会导致什么后果等。常用的技术包括基因表达谱系分析、生物芯片技术、转基因和基因敲除技术、蛋白质组学技术和生物信息学技术等
基因组测序的主要步骤
1.绘制染色体的低分辨率遗传图谱和物理图谱，对DNA进行切割，插入酵母人工染色体或
细菌人工染色体进行克隆，构成重叠群
2.鉴定重叠群，用各种分子标记制作其插入片段的高分辨率物理图谱
3.将特定重叠群中的DNA大片段随机切割成适合于测序的小片段，分别测定其DNA的序列
4.用片段重叠法拼接小片段，绘制DNA的序列图谱
5.对基因进行鉴定，建立数据库，开发相应的软件
结构基因组学
1.染色体作图：结构基因组学研究的第一个阶段，对染色体进行分解，将其分为容易操作的小的结构区域
2.染色体作图根据使用的标记和研究方法的不同，可分为：
(1)遗传连锁作图
✧通过测定重组率，确定用重组率表示的基因之间的相对位置
✧遗传作图以遗传多态性为路标，以遗传学距离为图距
✓遗传多态性:在一个遗传位点具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率高于1%的遗传标记
✓遗传学距离：在减数分裂事件中，两个位点之间进行杂交和重组的百分率
✓1cM：1%的重组率
✧遗传学图（连锁图谱）
(2)物理作图（为主）
✧利用各种分子标记确定片段间的连接顺序，以及遗传标志之间用千碱基（kb）或兆碱基
（Mb）表示的物理距离
✧物理图谱
3.物理图谱反映的是DNA序列上两点之间的实际距离，而遗传图谱则反映这两点之间的连锁关系
4.低分辨率物理图谱的制作
(1)常用方法：序列标签位点（STS）
(2)常用的克隆载体：酵母人工染色体（YAC）、细菌人工染色体（BAC）、P1噬菌体（P1）、
P1来源的人工染色体（PAC）
5.高分辨率物理图谱的制作
①限制性片段长度多态性标记（RFLP）
②DNA重复序列的多态性标记：小卫星DNA的多态性、微卫星DNA的多态性
③单核苷酸多态性标记（SNP）
6.序列测定
(1)将BAC中的待测DNA随机切断，选取其中较小的片段克隆到测序载体中，构建随机测序
文库
(2)挑选随机测序文库中的克隆进行测序，达到对BAC中DNA 8—10倍的覆盖率，将测序所
得的相互重叠的随机序列组装成连续的重叠群
(3)利用步移或引物延伸等方法填补存在的空隙，获得高质量的、连续的、真实的完整序列
基因定位的方法
1.重组分析
2.功能克隆：根据蛋白质结构的氨基酸序列，设计特异性的探针，通过分子杂交，筛选
cDNA文库
分子生物学试题及答案(整理版)
分子生物学试题及答案 一、名词解释 1．cDNA与cccDNA：cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA；cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2．标准折叠单位：蛋白质二级结构单元α－螺旋与β－折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块，此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型，乃至他们的组合型来予以描述，因此又将其称为标准折叠单位。 3．CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 4．回文序列：DNA片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。 5．micRNA：互补干扰RNA或称反义RNA，与mRNA序列互补，可抑制mRNA的翻译。 6．核酶：具有催化活性的RNA，在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7．模体：蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8．信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。 9．弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10．魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11．上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列，-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子，弱化子等。 12．DNA探针：是带有标记的一段已知序列DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13．SD序列：是核糖体与mRNA结合序列，对翻译起到调控作用。 14．单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15．考斯质粒：是经过人工构建的一种外源DNA载体，保留噬菌体两端的COS区，与质粒连接构成。16．蓝-白斑筛选：含LacZ基因（编码β半乳糖苷酶）该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色，从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后，LacZ基因不能表达，菌株呈白色，以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17．顺式作用元件：在DNA中一段特殊的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。18．Klenow酶：DNA聚合酶I大片段，只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19．锚定PCR：用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴，然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20．融合蛋白：真核蛋白的基因与外源基因连接，同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1． DNA的物理图谱是DNA分子的（限制性内切酶酶解）片段的排列顺序。 2． RNA酶的剪切分为（自体催化）、（异体催化）两种类型。 3．原核生物中有三种起始因子分别是（IF-1）、（IF-2）和（IF-3）。 4．蛋白质的跨膜需要（信号肽）的引导，蛋白伴侣的作用是（辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质）。5．启动子中的元件通常可以分为两种：（核心启动子元件）和（上游启动子元件）。 6．分子生物学的研究内容主要包含（结构分子生物学）、（基因表达与调控）、（DNA重组技术）三部分。7．证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是（肺炎球菌感染小鼠）、（ T2噬菌体感染大肠杆菌）这两个实验中主要的论点证据是：（生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能）。 8．hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接，）、 （mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴）。 9．蛋白质多亚基形式的优点是（亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法）、（可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响）、（活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭）。 10．蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括（成核）、（结构充实）、（最后重排）。 11．半乳糖对细菌有双重作用；一方面（可以作为碳源供细胞生长）；另一方面（它又是细胞壁的成分）。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从（ S2）开始，无G时转录从（ S1）开始。
分子生物学--名词解释(全)
1. 半保留复制(semiconservative replication):DNA复制时,以亲代DNA的每一股做模板,以碱基互补配对原则,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象 称为半保留复制。 2. 复制子replicon:由一个复制起始点构成的DNA复制单位。 57. 复制起始点(Ori C)DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特 定核苷酸序列顺序的片段,即复制起始点。 24.(35)复制叉(replication fork)是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。 3. Klenow 片段klenow fragment:DNApol I(DNA聚合酶I)被酶蛋白切开得 到的大片段。 4. 外显子exon、extron:真核细胞基因DNA中的编码序列,这部分可转录为RNA,并翻译成蛋白质,也称表达序列。 5.(56)核心启动子core promoter:指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列,包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。(Hogness 区) 6. 转录(transcription):是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下,按照硷 基配对的原则,以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。 7. 核酶(ribozyme):是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂,可降解特异 的mRNA 序列。
8.(59)信号肽signal peptide:常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移(定位)的N-末端的氨基酸序列(有时不一定在N端)。 9. 顺式作用元件(cis-acting element):真核生物DNA中与转录调控有关的核苷酸序列,包括增强子、沉默子等。 10.错配修复(mismatch repair,MMR):在含有错配碱基的DNA分子中,使正常核苷酸序列恢复的修复方式;主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对,还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。修复的过程是:识别出正确的链,切除掉不正确的部分,然后通过DNA聚合酶III和DNA连接酶的作用,合成正确配对的双链DNA。 直接修复direct repair:是将被损伤碱基恢复到正常状态的修复。有三种修复方式:1光复活修复2、O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶修复3单链断裂修复。 切除修复(excission repairing):也称核苷酸外切修复,这是一种取代紫外线等辐射物质所造成的损伤部位的暗修复系统。对多种DNA损伤包括碱基脱落形成的无碱基点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等都能起修复作用。此系统是在几种酶的协同作用下,先在损伤的任一端打开磷酸二酯键,然后外切掉一段寡核苷酸;留下的缺口由修复性合成来填补,再由连接酶将其连接起来。不同的DNA损伤需要不同的特殊核酸内切酶来识别和切割。主要包括碱基切除修复和核苷酸切除修复两类 29.碱基切除修复(base excision repair):由DNA糖基化酶始发先识别受损碱基,通过DNA链的局部扭曲而使受损碱基突出,之后水解受损碱基与脱氧核糖之间的糖苷键,除去受损碱基,产生无嘌呤或无嘧啶位点,即AP位点。AP内切核酸酶能识别AP位点,在该位点的5’侧端将DNA链切断。 37.核苷酸切除修复(nucleotide excision repairNER)当DNA结构有较大损伤变形(包括胸腺嘧啶二聚体在内)或DNA链多处发生严重损伤时,将诱导短或长片
分子生物学试题及答案(整理版)3篇
分子生物学试题及答案(整理版) 第一篇：DNA结构与特性 1. DNA的全称是什么？ DNA的全称是脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid）。 2. DNA是由哪些基本单元组成的？ DNA由四种不同的碱基组成，称为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。 3. DNA含有一条还是两条互补的链？ DNA是由两条互补的链组成的，它们以双螺旋形式交织在一起。 4. DNA的双螺旋结构是由哪些部分组成的？ DNA的双螺旋结构是由磷酸基团、脱氧核糖糖基和碱基三部分组成的。 5. DNA的碱基配对方式是什么？每个碱基都能与哪些其他碱基配对？ DNA的碱基配对方式是A-T、C-G，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补，鸟嘌呤与胞嘧啶互补。 6. DNA的链方向是什么？ DNA的两条链是相对方向相反的，即它们是“头对头”地排列在一起的。 7. DNA的复制方式是什么？该过程用哪种酶？ DNA的复制方式是半保留复制，即每条新合成的DNA链都包含一个旧链和一个新链。该过程用DNA聚合酶完成。 8. DNA序列编码的是什么？
DNA序列编码的是生物体遗传信息的载体，包括基因和非编码区域。 9. DNA在哪些生物体中被发现？ DNA存在于所有有细胞核和一些原核生物的细胞中。 10. DNA是如何被发现的？ DNA是由克里克和沃森在1953年通过X射线晶体学研究得到的。这项研究揭示了DNA的双螺旋结构，正式开启了分子生物学的新篇章。 第二篇：基因表达调控 1. 什么是基因表达？ 基因表达是指基因信息从DNA转录为RNA，再转化为蛋白质的过程。 2. 基因表达是否受到调控？为什么？ 基因表达是受到调控的。因为不同的细胞类型和不同的时期需要不同的基因表达模式来维持生命活动。 3. 给出三种调控基因表达的方式。 调控基因表达的方式有：转录水平调控、RNA后转录水平调节和转化水平调控。 4. 什么是启动子？在哪里找到它？ 启动子是一段DNA序列，位于转录开始位点上游，通常是几百个碱基对。启动子上结合一些转录因子，这些转录因子协同作用，使得RNA聚合酶能够起始转录。 5. 什么是转录因子？ 转录因子是一种能够结合在DNA序列上的蛋白质，它们调控基因表达的过程中起到了至关重要的作用。 6. 请解释miRNA的作用原理。 miRNA是一种短RNA，能够结合靶标mRNA，从而导致
分子生物学课程教学大纲
分子生物学课程教学大纲 课程名称：分子生物学（Molecular Biology） 课程编号：1313072215 课程类别：专业课 总学时数：68 课内实验时数：18 学分：3.5 开课单位：生命科学学院生物技术教研室 适用专业：生物技术 适用对象：本科（四年） 一、课程的性质、类型、目的和任务 分子生物学为高等学校生物技术专业学生必修的一门专业基础课，是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。 通过分子生物学的教学，应使学生了解分子生物学的发展历史以及最新研究成果；熟练掌握DNA的结构与功能、RNA在蛋白质合成中的功能、蛋白质的结构与功能、遗传密码及基因表达调控的本质；了解现代分子生物学基本研究方法，并能运用分子生物学的理论知识分析、研究和解决问题，为进一步学习有关专业课程及从事基因工程领域的研究工作奠定基础。 二、本课程与其它课程的联系与分工 从学科角度来讲，分子生物学涵盖面非常广，与生物学、生物化学和细胞生物学、遗传学等生命科学课程有交叉，《生物化学》是先修课程。 三、教学内容及教学基本要求 [1]表示“了解”；[2]表示“理解”或“熟悉”；[3]表示“掌握”；△表示自学内容；○表示略讲内容； 第一章绪论 第一节引言 创世说与进化论[1]；细胞学说[2]；经典的生物化学和遗传学[3]；DNA的发现[2] 第二节分子生物学简史[1] 第三节分子生物学研究的主要内容 分子生物学的含义[3]；DNA重组技术、基因工程技术概念[3]；分子生物学研究的主要内容[3] 第四节展望 分子生物学的一些分支学科[1]；分子生物学发展的趋势[1] 重点：分子生物学的含义和研究内容
分子生物学4 生物信息的传递(下)——从RNA到蛋白质
第四章生物信息的传递（下）从——从mRNA到蛋白质 第四节蛋白质合成的生物学机制 五、蛋白质前体的加工 新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能变为有功能的蛋白质。 1. N端fMet或Met的切除 细菌新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲酰甲硫氨酸）。真核生物新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲硫氨酸）。细菌蛋白质N端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，不管是原核生物还是真核生物N端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。有些新生蛋白质在去掉N端一部分残基后变成有功能的蛋白质。有些动物病毒如脊髓灰质炎病毒的mRNA可翻译成很长的多肽链，含多种病毒蛋白，经过蛋白酶在特定位置上水解后得到几个有功能的蛋白质分子。 2. 二硫键的形成 mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。 3. 特定氨基酸的修饰 （1）氨基酸侧链的修饰包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化、羟基化和羧基化。 A、磷酸化：主要由多种蛋白激酶催化，发生在丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等氨基酸的侧链。 B、糖基化：大多数糖基化是由内质网中的糖基化酶催化的。 C、甲基化：蛋白质的甲基化是由N-甲基转移酶催化的，该酶主要存在于细胞质基质中。甲基化包括发生在Arg（精氨酸）、His（组氨酸）和Gln（谷氨酰胺）的侧链的N-甲基化以及Glu（谷氨酸）和Asp（天冬氨酸）侧基的O-甲基化。 D、乙酰化：N-乙酰转移酶催化多肽链的N端乙酰化。发生在赖氨酸侧链上的ε-NH2. （2）蛋白质N-糖基化修饰 糖蛋白主要是通过蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基出现的。在内质网膜内侧的脂肪酸长链被磷酸化后加上由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链。在糖基化过程中，先切去信号肽，再由低聚糖转移酶催化将N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链转移到肽链N-端的天冬氨酸残基上。 Membrance（膜）oligosacchary I transferase（低聚糖转移酶）Dolichol phosphate （磷酸脂多萜醇）N-Acetylglucosamine（N-乙酰葡萄糖胺） Mannose（甘露糖）Glucose（葡萄糖）Asn（天冬氨酸）
分子生物学(杨建雄)
分子生物学（杨建雄） 第一章绪论 分子生物学 1.概念 广义：在分子水平上研究生命现象，或用分子的术语描述生物现象的学科 侠义：在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制，基因的表达和调控，及基因的突变与交换的分子机制 2.研究内容： ①以某物种全套基因表达产物的结构和功能 ②基因传递和表达的途径 ③基因表达的调控 3.三大原则 ①构成生物大分子的单体是相同的——共同的核酸语言（Nt）、共同的蛋白质语言 ②生物遗传信息的表达的中心法则相同 ③生物大分子里面，单体（核苷酸、氨基酸）的排列是不同的 4.分子生物学的兴起 ①Mendel 豌豆杂交实验 总结了基因的分离定律和自由组合定律 表明生物的遗传性状是由独立的遗传因子决定，这些遗传因子后来被称作基因 ②遗传的染色体学说，染色体是基因的载体 证实：1910年Morgan 利用果蝇进行遗传学实验发现了基因的连锁规律 ③“一个基因一个酶”假说 1941年George Beadle和Edward Tatum 以红色面包霉为研究对象 ④核素1869年瑞士Miescher 他的学生Altmann提出了核酸的概念 ⑤1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基 ⑥1924年德国Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种，并根据核酸所含核糖的不同，将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸 ⑦1929年Kossel学生Levine发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
还证明核酸是由核苷酸组成的，而核苷酸是由碱基、核糖、磷酸组成的 ⑧1944年Avery通过肺炎链球菌转化实验证明基因是由DNA构成的 1952年Hershey和Chase 利用噬菌体感染细菌实验，证实了DNA是遗传物质 ⑨1950年Chargaff指出DNA中四种碱基的比例关系：A/T=G/C=1 ⑩1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型（分子生物学兴起的标志） 5.分子生物学的发展 ①关于基因的复制 1958年Meselson和Stahl 同位素实验证实DNA复制的半保留机制 1956年Arthur Kornberg 等首先在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶Ⅰ 1989年Greider等发现端粒酶是以内源性RNA为模板的逆转录酶 ②关于基因的转录 1955年Brachet 洋葱根尖和变形虫实验、Hall和Spiegelman T2噬菌体DNA-RNA杂交实验证实蛋白质合成模板是RNA； 1958年Crick提出著名的中心法则 1960年Weiss和Hurwitz 发现RNA聚合酶 ③关于基因的翻译 1954年Gamow 推测遗传密码是三联体 1961年Crick，Barrett和Brenner等用插入和缺失突变证实了遗传密码是三联体 Nirenberg和Khorana破译遗传密码 ④关于基因表达的调控 1961年Jacob和Monod提出基因表达的操纵子学说 1976年Tonegawa 发现免疫球蛋白的体细胞重组机制 ...... ⑤基因过程的兴起 1964年Holliday 提出了DNA重组模型 DNA连接酶、逆转录酶、限制性内切核酸酶等 加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术 聚合酶链反应（PCR）技术1985年Mullis 第二章核酸的结构和功能 DNA是主要的遗传物质 1869年瑞士Miescher 从细胞核中分离出含磷很高的酸性化合物，称为核酸 1889年他的学生Altmann提出了核酸的概念 1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸，并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基
分子生物学整理(1)
二、综合(问答、选择等) 1.试述真核生物基因的结构，下图中数字分别代表什么？模仿此图，画出原核生物基因的结构 ①转录区②外显子③内含子④增强子⑤启动子⑥非翻译区 2.以下分别是什么生物基因组的特征 ①多数都是断裂基因（真核生物） ②基因为单拷贝；（病毒） ③存在重叠基因；（病毒） ④具有操纵子结构；（原核生物） ⑤大量非编码序列，编码序列仅占10%不到；（真核生物） ⑥多顺反子；（原核生物） ⑦重复序列少；大多数蛋白质基因保持单拷贝形式；（原核生物） ⑧多为单拷贝，单顺反子（真核生物） ⑨大量重复序列；（真核生物） ⑩基因组大，多个复制起点（真核生物） DNA多态性主要有哪些分子遗传标志？RFLP, VNTR, SNP 3.简述DNA生物合成的特点？ 答：①复制的结果：半保留复制。即以1分子DNA为模板合成2分子序列完全相同的DNA分子，其中每个分子中一条链是原来的母链，另一条链是新合成的。②复制的过程：半不连续复制。即一条链是连续合成的（前导链），另一条链则是先合成短的冈崎片段，再由DNA连接酶连接而成的（后接连）③复制从特定复制起始序列开始，复制起始序列通常富含A-T对，首先在此处解链产生单链模板，起始DNA 合成。 4.请比较原核生物DNA聚合酶Ⅰ与DNA聚合酶Ⅲ的活性及它们在大肠杆菌DNA合成中的作用。答：DNA聚合酶Ⅰ的活性：①5’→3’DNA聚合酶活性②3’→5’核酸外切酶活性（矫正作用）③5’→3’DNA 核酸外切酶活性（缺口平移或切除冈崎片段5’引物） 作用：①切除RNA引物，填补空缺②DNA损伤的修复 DNA聚合酶Ⅲ的活性：①5’→3’DNA聚合酶活性②3’→5’核酸外切酶活性 作用：DNA复制的主要酶 5.逆转录酶具有哪几种活性？ 答：①逆转录活性②水解活性③复制活性 6.以下DNA分子复制的方式是怎样的？ ①大肠杆菌基因组DNA θ型复制 ②真核细胞染色体DNA 多起点双向 ③真核细胞线粒体DNA D环复制 ④λ噬菌体σ复制 ⑤质粒DNA θ型复制 ⑥φX174噬菌体σ复制 7.转录具有哪四项基本特征？ 答：①选择性转录②不对称转录③连续性转录④转录后加工 8.与转录有关的主要DNA调控序列有哪些？
(整理)分子生物学总结
第一章基因与基因组 一、基因与基因组特点(重点) 1.Gene：a gene includes the entire nucleic acid sequence necessary for the expression of its product (peptide or RNA). 2.Genome(基因组):细胞内所携带的全部遗传信息DNA的总和。 3.C值(C-value): 单倍体DNA所包含的全部DNA量。 4.C值矛盾(C-value Paradox)：物种的C值和它进化复杂性之间没有严格的对应关系。 5.真核生物基因组的特点： （1）基因组较大 （2）往往有很多染色体，多复制起始位点(ori) （3）DNA与蛋白质结合，形成核小体(nucleosome) ，再缠绕成染色质chromatin （染色体chromosome ） （4）转录和翻译在时间和空间上是分隔的。 （5）转录产物为单顺反子（mono-cistron） （6）有可移动的DNA序列 （7）有大量的重复序列、基因家族(gene family)、不连续基因(discontinuous gene) （真核生物基因组三大特点） 6.真核生物基因组的序列类型:高度重复序列、中度重复序列、单拷贝序列。 7.基因家族（gene family）：基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。 产生机理（理解）：不对等交换、几种基因家族：Alu基因家族、rRNA基因家族、组蛋白基因家族、珠蛋白基因家族疾病：Thalassemia(地中海贫血) 8.珠蛋白基因家族α2β2，α型亚基基因在16号染色体上，β型亚基基因在11号染色体上，珠蛋白基因以基因家族的形式排列。 9.基因簇（gene cluster）：同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇。 10.假基因(pseudogene)：具有与功能基因相似的序列, 却不具正常功能的基因。 11.不连续基因(discontinuous gene) 或断裂基因（split gene）:基因的编码序列在DNA分子上是不连续的,为不编码的序列所隔开。 证据（理解）：R环结构、限制性内切酶分析 12.外显子(Exon) ：真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。 13.内含子(Intron) ：真核细胞基因DNA中的非编码序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪切掉而不翻译。 14.外显子与内含子的连接区：（1）内含子的两端序列之间没有广泛的同源性 （2）类型II基因内含子两端有保守区，是RNA剪接的信号序列15.外显子与内含子的可变调控： 组成性剪接(constiutive splicing)：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA。 选择性剪接(alternative splicing)：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。 16.内含子的特点：并不是所有真核基因一定有内含子； 同一基因家族中，外显子在进化中一直比较保守，而内含子变化迅速，差异较大； 不同的基因内含子的数量和长度不同； 内含子与外显子间的连接处有特殊的序列； 一个基因的内含子可以是另一个基因的外显子。
生物化学简明教程 第四版 张丽萍 杨建雄 课后答案
2．测得一种血红蛋白含铁0.426%，计算其最低相对分子质量。一种纯酶按质量计算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%，问其最低相对分子质量是多少？ 解答： （1）血红蛋白： （2）酶： 因为亮氨酸和异亮氨酸的相对分子质量相等，所以亮氨酸和异亮氨酸的残基数之比为： 1.65%: 2.48%=2:3，因此，该酶分子中至少含有2个亮氨酸，3个异亮氨酸。 4．何谓蛋白质的变性与沉淀？二者在本质上有何区别？ 解答：蛋白质变性的概念：天然蛋白质受物理或化学因素的影响后，使其失去原有的生物活性，并伴随着物理化学性质的改变，这种作用称为蛋白质的变性。 变性的本质：分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。 蛋白质变性后的表现：①?生物学活性消失； ②?理化性质改变：溶解度下降，黏度增加，紫外吸收增加，侧链反应增强，对酶的作用敏感，易被水解。 蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中形成稳定的胶体。如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。沉淀机理：破坏蛋白质的水化膜，中和表面的净电荷。 蛋白质的沉淀可以分为两类： （1）可逆的沉淀：蛋白质的结构未发生显著的变化，除去引起沉淀的因素，蛋白质仍能溶于原来的溶剂中，并保持天然性质。如盐析或低温下的乙醇（或丙酮）短时间作用蛋白质。 （2）不可逆沉淀：蛋白质分子内部结构发生重大改变，蛋白质变性而沉淀，不再能溶于原溶剂。如加热引起蛋白质沉淀，与重金属或某些酸类的反应都属于此类。 蛋白质变性后，有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在，并不析出。因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀，而沉淀的蛋白质也未必都已经变性。 9．概述测定蛋白质一级结构的基本步骤。 解答：（1）测定蛋白质中氨基酸组成。 （2）蛋白质的N 端和C 端的测定。 （3）应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质肽链断裂，各自得到一系列大小不同的肽段。 （4）分离提纯所产生的肽，并测定出它们的序列。 （5）从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全部氨基酸排列顺序。 如果蛋白质含有一条以上的肽链，则需先拆开成单个肽链再按上述原则确定其一级结构。如是含二硫键的蛋白质，也必须在测定其氨基酸排列顺序前，拆开二硫键，使肽链分开，并确定二硫键的位置。拆开二硫键可用过甲酸氧化，使胱氨酸部分氧化成两个半胱氨磺酸。 8．概述超螺旋DNA 的生物学意义。 55.8100100131000.426??=铁的相对原子质量最低相对分子质量＝＝铁的百分含量()r 2131.11100159001.65M ??= ≈最低()r 3131.11100159002.48M ??=≈最低
(完整版)分子生物学期末复习
第一讲染色体与DNA 一染色体（遗传物质的主要载体） 1 DNA作为遗传物质的优点：储存遗传信息量大；碱基互补，双螺旋结构使遗传稳定；核糖2′-OH脱氢使在水中稳定性大于RNA；可以突变以进化，方便修复以稳定遗传 2 真核细胞染色体特点：①分子结构相对稳定；②能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；③能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；④能够产生可遗传的变异。 3 染色体蛋白主要分为组蛋白和非组蛋白两类。真核细胞的染色体中，DNA与组蛋白的质量比约为1：1 4 组蛋白是染色体的结构蛋白，分为H1、H2A、H2B、H3及H4五种，与DNA共同组成核小体。组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含赖氨酸。H2A、H2B介于两者之间。 5 组蛋白具有如下特性：①进化上的极端保守性（不同种生物组蛋白的氨基酸组成十分相似） ②无组织特异性（只有鸟类、鱼类及两栖类红细胞染色体不含H1而带有H5）③肽链上氨基酸分布的不对称性（碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上，而大部分疏水基团都分布在C端。碱性的半条链易与DNA的负电荷区结合，而另外半条链与其他组蛋白、非组蛋白结合）④存在较普遍的修饰作用（如甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。修饰作用只发生在细胞周期的特定时间和组蛋白的特定位点上） 二 DNA 1 真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列 2 C值反常现象：①所谓C值，通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量②同类生物不同种属之间DNA总量变化很大。从编码每类生物所需的DNA量的最低值看，生物细胞中的C值具有从低等生物到高等生物逐渐增加的趋势。 3 真核细胞DNA序列可被分为3类：①不重复序列（它占DNA总量的10%～80%。不重复序列长约750～2 000bp，相当于一个结构基因的长度）②中度重复序列（各种rRNA、tRNA以及某些结构基因如组蛋白基因等都属于这一类）③高度重复序列—卫星DNA（只存在于真核生物中，占基因组的10%~60%，由6~100个碱基组成） 三染色体与核小体 1 染色质DNA的Tm值比自由DNA高，说明在染色质中DNA极可能与蛋白质分子相互作用 2 在染色质状态下，由DNA聚合酶和RNA聚合酶催化的DNA复制和转录活性大大低于在自由DNA 中的反应 3 DNA片段均为200bp基本单位的倍数，核小体是染色质的基本结构单位，由~200 bpDNA和组蛋白八聚体（由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成）组成四级压缩：第一级（DNA+组蛋白→核小体）第二级（核小体→螺线管）第三级（螺线体→超螺旋）第四级（超螺线体→染色体） 4 原核生物基因组原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少主要是单拷贝基因整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成；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。 5 原核细胞DNA特点：①结构精炼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，形成转录单元并转录产生含多个mRNA 的分子，称为多顺反子mRNA）③有重叠基因（一些细菌和动物病毒存在重叠基因，同一段DNA能携带两种不同蛋白质的信息）
分子生物学(完美版)
分子生物学 绪论 一、学科定义 分子生物学是在分子水平研究生物结构和功能，研究生命现象的物质基础和揭示生命过程的基本活动规律的学科。主要是指遗传、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。 二、研究对象、主要内容 1． 对象：从广义的讲：蛋白质及核酸等所有生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴。 2． 主要内容 我们学习的基础分子生物学主要包括以下内容： DNA 、染色体及基因组（分子生物学的物质基础） DNA 的复制与修复（遗传信息的世代传递，确保其精确的机制） 基因重组（生物变异与进化） RNA 的生物合成（遗传信息传递中的转录过程，转录后的加工） 蛋白质的生物合成（遗传信息传递中的翻译过程，遗传密码子） 基因表达调控（基因的时序表达；3～4万个蛋白质编码基因是否意味着只有3万种蛋白质） DNA 操作技术（分子生物学发展的基础、工具) 三、发展简史 1．理论基础阶段 分子生物学是一门深层的理论与实验科学，它必须在自然科学发展到一定的深度后才逐渐形成。尤其得益于细胞学、遗传学和生物化学的发展。 2．形成发展阶段 由于核酸化学的发展，1953年美国科学家Watson 和英国科学家Crick 在前人的基础上（Chargaff, Wilkins 及Franklin 等），提出了DNA 的双螺旋结构模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路（即本课程中第二章的基础）。 分子生物学的研究对生命科学的发展起着巨大的推动作用，受到国际科学界的高度重视，据统计从1910年到2001年，约50多人次科学家荣获诺贝尔化学奖及生理医学奖。 3．未来发展阶段 就基因组研究来说，它遵循的基本思路是：基因组→转录组→蛋白质组。 四、分子生物学在生命科学中的位置 1．分子生物学是从生物化学发展出来的一门科学。 2．分子生物学与微生物关系密切，曾认为分子生物学主要是E.coli 的分子生物学。 3．与遗传学的关系，均涉及到遗传信息的载体及传递过程，为相辅相成的学科。 这些学科的关系，再一次证明了学科交叉是当代科学研究的特征与要求。 分子生物学的三大原则 ★ 构成生物大分子的单体是相同的 ★ 生物遗传信息的表达的中心法则相同 高级结构 生物大分子之间的互作 个性 ★ 生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）
（完整版）名词解释分子生物学
（完整版）名词解释分子生物学 分子生物学名词解释 基因组，Genome，一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组 半保留复制（semiconservative replication）：一种双链脱氧核糖核酸（DNA）的复制模型，其中亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板。因此，复制完成时将有两个子代DNA分子，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同， 半不连续复制(Semi-ondisctinuousreplication)。是指DNA复制时，前导链上DNA的合成是连续的，后随链上是不连续的，故称为半不连续复制。 dNTP，deoxy-ribonucleoside triphosphate（脱氧核糖核苷三磷酸）的缩写。是包括dATP, dGTP, dTTP, dCTP,dUTP等在内的统称，N是指含氮碱基，代表变量指代A、T、G、C、U等中的一种。在生物DNA、RNA合成中，以及各种PCR（RT-PCR（reverse transcription PCR）、Real-time PCR）中起原料作用。转座子是一类在细菌的染色体，质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列. 多顺反子（polycistronicmRNA)在原核细胞中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA叫做多顺反子mRNA。这样的一条mRNA链含有指导合成几种蛋白质的信息。 基因表达：(gene expression)是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程 外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。 转录（Transcription）是遗传信息从DNA流向RNA的过程。即
(2021年整理)分子生物学课程教学大纲(精)
分子生物学课程教学大纲(精) 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（分子生物学课程教学大纲(精)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为分子生物学课程教学大纲(精)的全部内容。
分子生物学课程教学大纲 课程简介 一、课程简介 分子生物学主要研究核酸蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、基因表达,以及生物大分子互相作用以及生理功能，以此了解不同生命形式特殊规律的化学和物理的基础.分子生物化学是在分子水平上研究生命奥秘的学科，代表当前生命科学的主流和发展的趋势.医学分子生物学是分子生物学的重要分支,本课程包括三方面的内容：一是介绍分子生物学基本原理；二是阐述某些疾病发生和发展的分子机制；三是介绍分子生物学技术在临床上的应用。 本大纲适用于夜大专升本等专业学生。 二、总体要求 通过本课程学习，要求学生做到： 1. 掌握、熟悉分子生物学的基本原理以及与相关临床知识的联系。 2。学会应用基本分子生物学技术进行生物大分子的检测,并能应用于临床。 3. 树立良好的学习态度，培养创新能力与实践能力，注重知识、能力、素质的协调发展。 三、时数分配
绪论 学习目的和要求 通过本章学习，掌握医学分子生物学的定义、内容。 课程内容 一、介绍医学分子生物学的定义。 二、介绍医学分子生物学的发展历史。 三、医学分子生物学的现状与未来. 考核知识点 一、医学分子生物学的定义。 二、医学分子生物学的内容。 三、医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件. 四、医学分子生物学的现状与未来. 考核要求 一、掌握 医学分子生物学的定义. 二、熟悉 医学分子生物学主要解决的问题。 三、了解 1. 医学分子生物学发展过程中的一些重要历史事件。 2。医学分子生物学的未来发展方向。 第一章基因 学习目的和要求 通过本章学习，掌握基因的基本概念、基因的结构特点及基因的遗传功能，了解基因突变的机制及其与疾病的关系。 课程内容 一、基因的基本概念及基因的结构特点 1．核酸是遗传信息的载体 大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA, 少数生物（如RNA病毒）中是RNA。 2．基因的基本概念 基因的现代分子生物学概念。 3．基因的结构特点
生物化学 课程简介
生物化学—课程简介 生物化学与分子生物学是高等师范院校生物学专业必修课程之一。本课程应在高等数学、普通物理学、无机及分析化学、有机化学等课程之后开设，同时又是动物生理学、植物生理学、遗传学、细胞生物学、微生物学等课程的专业基础课。 生物化学与分子生物学是以化学的理论和方法研究生物体的科学，是化学和生物学两个一级学科交叉渗透形成的新兴学科，是生命科学发展最快的领域之一，生命科学的各个分支学科都在用生物化学与分子生物学的理论和方法研究深层次的问题。因此，生物化学与分子生物学是包括基础生物学、医学和农学等在内的整个生命科学的重要基础学科，同时，又是整个生命科学中发展最快的前沿学科。 本课程的教学目的在于：. 使学生对构成生物体的各类化学物质的结构、性质、功能、代谢、基因表达及调控等方面的基本理论、基本规律、基本概念有全面、系统的认识，牢固掌握生物化学与分子生物学中有关的基本原理，并为后续课程打好坚实的基础。. 使学生学会生物化学与分子生物学的基本科研方法，能胜任生物化学与分子生物学的教学和科研工作。 本课程的基本要求是：. 学生应掌握生物化学与分子生物学的基本理论和基本技能，并具备从事同生物化学与分子生物学有关的科学研究活动的初步能力。. 学生对后续课程中有关生物化学与分子生物学的内容有较深入的认识。. 学生应能胜任生物化学与分子生物学教学工作。 课程发展的主要历史沿革 《生物化学》作为陕西师范大学生物学专业的必修课已由多年的历史，随着学科的发展，教学内容不断充实，师资队伍不断发展，教学条件不断改善。
生物科学（师范）专业的《生物化学》理论课在年以前为学时，年为学时，年以后为学时。年陕西师范大学生命科学学院成立，同时承担国家基础科学教学和科学研究人才培养基地（生物学）的建设任务，生物科学（基地）专业的理论课《生物化学》为学时，《分子生物学》为学时，年为加强素质教育课和选修课，调整压缩必修课，考虑到《生物化学》和《分子生物学》属于同一个二级学科，所以将生物科学（基地）专业的《生物化学》和《分子生物学》合并为《生物化学与分子生物学》（学时），同时，在选修课《现代生物技术》中强化了分子生物学相关内容的教学。年生物技术专业开始招生，该专业除开设必修课《生物化学与分子生物学》（学时）和《现代生物技术》外，《蛋白质工程与酶工程》等课程也由本教研室承担。 生物科学（教育）专业的《生物化学》实验课在年以前为学时，年为学时，年以后为学时。年以后，《生物化学与分子生物学实验技术》作为独立的课程开设，生物科学（教育）专业为学时，生物科学（基地）专业和生物技术专业为学时。实验技术课按照实验技术自身的体系系统讲授有关的理论，按技术类别对学生进行技术训练，穿插使用高等教育出版社发行的实验技术录像带和多媒体课件，也使用了一些通过网络或与兄弟院校交流获取的多媒体课件，取得很好的教学效果。 年，随着学校培养模式的推行，考虑到《生物化学与分子生物学》学科发展快，知识容量大，为了加强学生的专业基础，生物科学（教育）专业、生物科学（基地）专业和生物技术专业均将《生物化学》和《分子生物学》分成两门课开设，《生物化学》在大二第一学期开设，学时，以王镜岩等主编的《生物化学》上下册为教材，讲授上册和下册的物质代谢部分，《分子生物学》在大二第二学期开设，学时，以杨建雄主编的《分子生物学》（年出版）为教材，要求任课教师和学生广泛参考各种中英文参考书，掌握《分子生物学》的知识体系，和学科的新进展。 本教研室还承担陕西师范大学生命科学学院各专业研究生的《分子生物学》、《生物化学与分子生物学实验技术》等教学工作，承担生物化学与分子生物学专业硕士研究生的培养工作。
生物化学 教学内容
《生物化学与分子生物学》教学内容 1．理论课 王镜岩等主编的《生物化学》上、下册为教材，分子生物学部分适当补充其他国内外优秀教材的内容，补充生物信息学、基因组学、基因芯片等学科新进展的基本知识。教学以讲授为主，适当配合短时间的讨论和提问，提高学生学习的主动性，及时布置并认真批改学生的作业，提高学生应用知识的能力。 上册安排在第4学期讲授，每周4学时，在多媒体教室采用电子教案授课，使学生掌握生物体组成物质的结构、性质和功能。在教学中，注重利用从国内外优秀教材和网络资源获得的素材增加教学的信息量和直观性；通过简要介绍重要科学发现的历史，培养学生科学思维的能力；用科学家艰苦探索的典型事例培养学生的敬业精神；强调有关知识的科学意义和应用前景，增强学生学习的主动性；配合实验技术课概要介绍实验技术的基本原理，加强学生技能的培养。 下册安排在第4学期讲授，每周4学时，在多媒体教室采用电子教案授课。在物质和能量代谢部分，着重讲授代谢反应的化学机理和生物学意义，促进学生对代谢途径的理解和记忆；强调代谢途径的调控机制和不同代谢途径之间的联系，帮助学生建立物质和能量代谢的整体概念；注重介绍代谢途径的研究历史，培养学生的研究技能。在信息分子的生物合成和调控部分，着重讲授DNA、RNA和蛋白质生物合成的分子机制和调控机理，介绍重要发现的研究历史，培养学生科学思维的能力, 强调有关知识的科学意义和应用前景，配合实验技术课概要介绍现代生物技术的基本原理，使学生掌握分子生物学的基本理论体系和初步的研究技能；讲授基因工程的基本方法，为学生学习现代生物技术的有关课程奠定良好的基础。 每个学期末安排一次闭卷考试，着重考察学生掌握基本理论和基本知识的情况，期末考试的成绩以80%计算，作业的成绩以20%计算，构成学生总的学习成绩。 2．实验技术课 实验技术课作为独立的课程开设，在2个学期安排108学时，按照实验技术自身的体系组织教学。教学内容分为5个部分：（1）生物化学与分子生物学中的定量分析；（2）生物大分子的提取、沉淀和离心分离；（3）层析技术；（4）电泳技术；（5）分子生物学基本技术。每一部分均系统讲授实验技术的基本理论，选择若干个实验让学生实际操作，培训学生的基本实验技能。同时，充分利用已出版的音像教材和网络资源，并通过与兄弟