分子生物学期末复习题

分子生物学（植保专业）期末考试复习题

1 现代生物学的发展历程是什么？

创世说——进化论——细胞学说——现代生物学

2 分子生物学主要研究哪4个方面？

DNA重组技术, 基因的表达调控, 结构分子生物学, 基因组功能基因组与生物信息学

3染色体具备那些作为遗传物质的特征？

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

4简述DNA的一、二、三级结构特征。

DNA的一级结构，就是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。通常情况下，DNA 的二级结构分两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA，DNA通常是以右手螺旋形式存在的；另一类是左手螺旋，即Z-DNA

DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋和负超螺旋。

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

6 DNA复制通常采取哪些方式？

①线状DNA的复制

②环状DNA的复制：分为θ型、滚环形和D-环型

7 真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？

真核生物DNA的复制有三个水平的调控：

①细胞生活周期水平调控也称为限制点调控，即决定细胞停留在G1期还是进入S期

②染色体水平调控决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序在S期起始复制

③复制水平调控决定复制的起始与否

8 细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复？

①错配修复

②切除修复分为碱基切除修复和核苷酸切除修复两种

③重组修复

④DNA的直接修复

⑤SOS反应

9 什么是转座子？可分为哪些种类？

转座子是存在于染色体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因子）和复合型转座子。

10简述转座作用的遗传学效应

①转座引起插入突变

②转座产生新的基因

③转座产生的染色体畸变

11 基因的表达包括哪两部分？转录和翻译

12 转录是指？翻译是指？有意义链？模板链？

转录(transcription): 是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4 种三磷酸腺苷（A TP、CTP GTP 和UTP ）为原料，合成mRNA的过程。是基因表达的核心步骤。

翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。

现在将作为转录模板的DNA单链称为模板链或反义链

与mRNA序列相同的DNA链，即非模板链称为有义链或编码链。

13 转录的基本过程包括？

转录的基本过程包括：模板识别，转录起始，通过启动子，转录的延伸和终止。

14 转录机器的主要成分包括？

RNA聚合酶，转录复合物

15 原核生物转录过程中δ因子的重要作用？

δ因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始，使酶专一性识别模板上的启动子。δ因子可以极大地提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力。

16 启动子区域的基本结构？

启动子是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列。是被RNA聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域，它还包括一些调节蛋白因子的结合位点。

17 转录单元？原核生物基因启动子的-10序列（区）、-35序列（区）、-10序列~-35序列

间隔区的位置、特征和功能。

转录单元指一段从启动子到终止子结束的DNA序列。

-10序列（区）：﹣10 bp处的TA TA区

-35序列（区）：﹣35 bp 处的TTGACA区

是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与δ因子相互识别而具有很高的亲和力

﹣10区和﹣35区之间的距离大约是16-19bp，小于15bp或大于20bp都会降低启动子的活性。保持启动子这两段序列以及它们之间的距离是十分重要的，否则就会改变它所控制的基因的表达水平。

18 真核生物启动子对转录的影响？

真核生物基因的启动子有三个保守区域，在转录过程中起重要作用。TA TA区的作用是使转录精确起始。CAA T 区和GC区主要控制转录起始频率，基本不参与起始位点的确定。CAA T 区转录起始频率的影响最大。

19 原核与真核生物mRNA的各自特点及特征比较。

原核生物中，mRNA的转录和翻译发生在同一个空间里，两个过程几乎同步；一个mRNA 可以编码几个多肽；常以AUG 为起始密码子。

真核生物中，mRNA的转录和翻译发生在不同的空间里，两个过程不同步；一个mRNA mRNA mRNA mRNA最多只可以编码一个多肽；永远以AUG为起始密码子。其最大特点是往往以一个前体RNA的形式出现在核内，需要经过转录后加工。只有成熟的mRNA才能进入细胞质，参与蛋白质的合成。

原核生物mRNA的特征：

①原核生物mRNA的半衰期短

②很多原核生物mRNA可能以多顺反子的形式存在

③原核生物mRNA的5’端无帽子结构，3 ’端没有或者只有较短的poly A结构

真核生物mRNA的特征：

①真核生物mRNA的5’端存在帽子结构

②绝大多数真核生物mRNA具有多聚A尾巴

20 顺反子？单（多）顺反子？

?顺反子：功能基因，及通过顺式及反式试验所确定的一个遗传学单位。

?单顺反子mRNA: 只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。

?多顺反子mRNA: 编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA。

21 大肠杆菌中的终止子可分为哪俩类

不依赖于ρ因子和依赖于ρ因子两大类

22 GU-AG法则是什么？

多数细胞核m RNA前体中内含子的 5 ’边界序列为G U ，3 ’边界序列为AG 。因此，GU 表示供体衔接点的5’端，AG代表接纳体衔接点的 3 ’端。把这种保守序列模式称为GU-AG法则，又称为Chambon 法则

23 5’端帽子和PolyA的功能如何？

5’端帽子可能使mRNA免遭核酸酶的破坏；polyA是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式，它大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。

24 什么是遗传密码的简并性？什么是密码子的摆动？

由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并。

tRNA 识别密码子的数目由其反密码子 5 ’端第一位碱基性质决定。反密码子第一位如是 A 或 C ，可识别一种密码子；第一位如是 G 或 U ，可识别两种密码子；第一位是 I ，则可识别三种密码子。这种现象称为密码子的摆动。

25 mRNA密码子与氨基酸的关系如何？

mRNA密码子是通过识别tRNA的反密码子来规定氨基酸的顺序的，而不是mRNA密码子直接识别tRNA携带的氨基酸.

26 蛋白质的生物合成包括哪些步骤？

①翻译的起始

核糖体与 mRNA结合并与氨基酰 -tRNA生成起始复合物。

②肽链的延伸

由于核糖体沿mRNA 的 5'端向 3'端移动，开始了从 N 端向 C 端的多肽合成，这是蛋白质合成过程中速度最快的阶段。

③肽链的终止及释放

核糖体从mRNA 上解离，准备新一轮合成反应。

27 原核生物蛋白质合成的起始有三个步骤，分别是什么？

①30S 核糖体小亚基与起始因子IF–1 和IF-3 相结合，诱发模板mRNA 与小亚基结合。

②由30S 小亚基、起始因子IF–1 和IF-3 及模板mRNA 所组成的复合物立即与GTP-IF-2 及 fMet-tRNAfMet相结合。反密码子与密码子配对。

③上述六组分复合物再与50S 大亚基结合，水解GTP 生成并释放 GDP 和Pi 。释放三个起始因子。

28 原核生物和真核生物的翻译起始反应有什么不同点？

?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，

有较多的起始因子参与，其mRNA 具有帽子结构。

? Met-tRNAMet不甲酰化，mRNA 分子5’端的帽子和 3’端的多聚 A都参与形成翻译起始复合物。

29 肽链合成的延伸过程有那些主要步骤？

第一步，后续 AA- tRNA 与核糖体结合

第二步，肽键形成

第三步，移位

30 氨基酸侧链的共价修饰主要有那些类型?

磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等

31 蛋白质前体的共价修饰主要有那些类型

①肽链 N端残基 fMet fMet fMet fMet 或Met 的切除

②二硫键的形成

③特定氨基酸侧链的共价修饰

④切除新生肽链中的非功能片段

32什么是基因工程？

基因工程定义：指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入新的宿主细胞内并获得持续稳定增殖能力和表达。

33聚合酶链反应的概念及基本原理

聚合酶链反应概念:PCR是近年来发展起来的一种体外扩增特异DNA片段的技术，它根据体内细胞分裂时DNA半保留复制机理，能快速、特异地在体外将目的DNA片段扩增数百万倍。

PCR的基本原理：

PCR是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA复制的机理，以及体外DNA分子变性、复性，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸为双链DNA。

34 PCR反应体系

PCR反应体系：

耐热的Taq DNA聚合酶、

化学合成的寡聚核苷酸引物(primer)、

4种dNTP

合适的缓冲液

ddH2O

35 TaqDNA聚合酶的特性

5’-3’聚合酶活性：将4种核苷酸以碱基配对方式，按引物5’-3’方向合成新的DNA链。

逆转录酶活性：可直接用于RNA的扩增。

类似末端转移酶的活性：非模板依赖

5’-3’外切酶活性：

缺乏3’-5’外切酶活性：无校正功能，错配率增高。

36 PCR引物的设计原则

①引物长度以15~30碱基为宜，过长或过短都会降低特异性。

②引物内碱基尽可能随机分布，避免出现嘌呤或嘧啶的堆积，G+C含量应在45%~55%之间。

③引物内部不能形成二级结构，两引物之间，特别是在3′端不应存在引物分子内部互补，配对现象。

④引物的核苷酸序列不应与待扩增区域内部的DNA序列有同源性，不应相互之间有互补配对存在。

⑤引物3′端要求与模板DNA的特定序列良好配对，特别是3′端末位核苷酸的配对状态直接影响扩增的效率。

⑥引物5′端的碱基没有严格限制，5′端可以不与模板匹配而呈游离状态，因此引物5′端可以加上酶切位点，起始密码子等

37 核酸凝胶电泳的优点和原理？

优点：

（1）便于分离;

（2）便于检测;

（3）便于回收：

核酸凝胶电泳的基本原理

在生理条件下，核酸分子之糖-磷酸骨架中的磷酸基团，呈离子化状态，DNA和RNA多核苷酸链称为多聚阴离子，把它们放置在电场当中，会向正电极的方向迁移。由于糖-磷酸骨架在结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因此它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度，取决于核酸分子本身的大小和构型。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。

38 DNA迁移速率影响因素？常用的电泳缓冲液

DNA迁移速率影响因素

（1）DNA分子的大小：双链DNA分子迁移的速率与其碱基对数的常用对数近似成反比；

（2）琼脂糖浓度：浓度越低，相同核酸分子迁移越快；

（3）DNA的构象：一般同一分子：超螺旋环状＞线状＞切口环状。

（4）凝胶和电泳缓冲液中的溴化乙锭：溴化乙锭（EB）插入双链DNA造成其负电荷减少、刚性和长度增加。

（5）所用的电压：低电压时DNA片段迁移率与所用的电压成正比。

（6）琼脂糖种类：常见的有两种：标准琼脂糖和低熔点琼脂糖

电泳缓冲液

常用的有TAE（Tris-乙酸）、TPE（Tris-磷酸）及TBE（Tris-硼酸）

39 限制性内切酶、TaqDNA聚合酶、T4DNA连接酶各有何特点和用途？

限制性核酸内切酶：是细菌产生的一类能识别和切割双链DNA分子内特定的碱基序列的核酸水解酶。作用：能够识别DNA链的特定部位并能进行切割。

T4 DNA连接酶是基因工程中常用的连接酶，该酶从Ｔ４噬菌体的受感细胞中提取，是由Ｔ４噬菌体基因组所编码的。它可催化ＤＮＡ中磷酸二脂键的形成，从而使两个片段以共价键的形式结合起来。只能连接缺口（nick），不能连接裂口（gap）。而且被连接的DNA链必须是双螺旋DNA分子的一部分。用途：催化ＤＮＡ中磷酸二脂键的形成

TaqDNA聚合酶：具有5’-3’聚合酶活性，逆转录酶活性，5’-3’外切酶活性，但是缺乏3’-5’外切酶活性用途：在体外扩增中，以4种dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸，合成新的DNA链。

40细菌转化的定义及转化方法？

细菌转化，是指一种细菌菌株由于捕获了来自另一种细菌菌株的DNA而导致性状特征发生遗传改变的生命过程。

①氯化钙转化法：将快速生长中的大肠杆菌置于经0℃预处理的低渗氯化钙溶液中，使细胞膨胀形成原生质球，与外源DNA形成粘附在细胞表面的复合物。42℃下做短暂热刺激，复

合物便会被细胞所吸收。在全培养基中生长一段时间使转化基因实现表达，就可涂布于选择性培养基中分离转化子

②电击法：利用电脉冲使细胞膜穿孔，外源DNA进入从而实现转化。

41基因工程中的工具酶主要有哪些？

限制性核酸内切酶

ＤＮＡ连接酶

DNA聚合酶

逆转录酶

RNA聚合酶

42 载体的定义。常用载体有哪些？

载体定义：携带外源DNA进入受体细胞的运载工具。

常用载体：质粒噬菌体病毒：常用逆转录病毒、腺病毒

43 基因克隆载体必须具备什么条件？

基因克隆载体必须具备的条件

1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。

2）具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。

3）具有某些标记基因，便于进行筛选。

44目的基因的获取方法有哪些？

①从染色体DNA中分离

②化学合成：用于已知序列，由已知氨基酸序列推测可能的DNA序列

③从mRNA合成cDNA

④基因文库

45基因工程的操作一般技术包括哪几个步骤？

目的基因的获取

切—限制性内切酶的应用

接——把载体和目的基因连接成重组体

转—重组体的转化重组体导入大肠杆菌

筛— DNA重组体的筛选与鉴定

46重组体的筛选与鉴定方法？

(1)抗性筛选法：能否生长；蓝色和白色菌落，其中白色菌落可能含重组质粒。

(2)PCR：

(3)双酶切：

(4)核酸杂交

46 基因表达调控主要表现在哪些方面？

转录水平上的调控

转录后水平上的调控

47 转录后水平上的调控包括哪些方面？

mRNA加工成熟水平上的调控；

翻译水平上的调控

48 什么是操纵子？操纵子的结构包括哪些方面？

操纵子是原核生物基因的结构、表达和调控的基本形式。

一个操纵子包括一个上游的调控区域和一个以上的结构基因。调控区域在不同的操纵子中有特征性差异，一般包含启动子和操纵基因

49 乳糖操纵子控制模型的主要内容？

①Lac Z 、lac Y、lac A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。

②该mRNA分子的启动子区域（P lac）位于调节基因（i ）与操纵区（o ）之间，不能单独起始β- - 半乳糖苷酶和β- - 半乳糖苷透过酶基因的高效表达。

③操纵区是DNA上的一小段序列（仅有26 bp），是阻遏物的结合位点。

④当阻遏物与操纵区相结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。

⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵区相结合，从而激发lacmRNA的合成。这就是说，有诱导物存在时，操纵区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的转录。

50真核生物基因表达7个步骤上进行调控，是哪7个步骤？

①染色体和染色质水平上的活化。

②转录水平上的调控，包括基因的开、闭，转录活性水平的高、低等。

③RNA加工水平上的调控，如初始转录产物的活化、修饰、选择性剪接等。

④转录后加工产物，如mRNA从细胞核向细胞质转运过程受到的调控等。

⑤翻译的控制，选择哪种mRNA提呈给核糖体翻译，包括翻译量的控制。

⑥蛋白质合成后选择性地被激活或失活，蛋白质水平上的剪切、活性水平和降解的控制。

⑦控制mRNA的选择性降解是基因表达调控的另一重要方面。

51基因转录的顺式调控元件有哪些？

真核基因的顺式调控元件是指基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的DNA序列。按照功能分为启动子、增强子、转座子、沉默子。

52 基因转录的反式作用因子的相关概念？

一种基因的蛋白质产物，能影响位于基因组另一条染色体上的（或基因组别处的）其他基因的活性，这种作用叫做反式作用。

参与这种反式作用的特定因子叫做反式作用因子，一般指的是蛋白质，它能够通过同顺式调控元件（DNA）之间的相互作用而影响基因的表达。

53 反式作用因子的DNA结合域有哪些主要类型？

①螺旋- 转角- 螺旋

②锌指结构

③亮氨酸拉链

④螺旋- 环- 螺旋