分子生物学考试复习题

习 题

第一章

1．什么是分子生物学？

⑴广义的分子生物学：蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

⑵狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA 的复制、转录、表达和调控等过程，当然也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

2．列举分子生物学发展历程中的10个重大事件。

1944年，著名微生物学家Avery 等在对肺炎双球杆菌的转化实验中证实了DNA 是遗传物质。

1953年，Waston 和Crick 提出了DNA 双螺旋模型。

1954年，Gamnow 从理论上研究了遗传密码的编码规律，后来Nirenberg 等于1961年破译了第一批遗传密码。Crick 在前人基础之上提出了中心法则。

1956年， A. Kornberg 在大肠杆菌中发现了

DNA 聚合酶I ，这是能在试管中合成DNA 的第一种核酸酶。 1961年，F. Jacob ＆ J. Monod 提出调节基因表达的操纵子模型。 1967年，Gellert 发现了DNA 连接酶。

1970年，Smith 和Wilcox 等分离得到第一种限制性核酸内切酶。 1970年，Temin 和Baltimore 在RNA 肿瘤病毒中发现逆转录酶。

1972~1973年，H. Boyer 和P. Berg 等发展了重组DNA 技术，并完成了第一个细菌基因的克隆。

1975~1977年，Sanger 、Maxam 和Gilbert 发明了DNA 序列测序技术。1977年第一个全长5387bp 的噬菌体 X174基因组测定完成。 1981年，Cech 等发现四膜虫26S rRNA 前体自剪接作用，发现了核酶（ribozyme ）。 1982年，Prusiner 等在感染瘙痒病的仓鼠脑中发现了阮病毒（Prion ）。 1985年，Saiki 等发明了聚合酶链式反应（PCR ）。 1988年，McClintock 发现可移动的遗传因子（转座子）。 。。。

2001年，RNAi 干扰机制的发现。 ，端粒及端粒酶的发现。

2006年，成功获得诱导干细胞（iPS 细胞） 2010年，获得第一个“人造细胞”

3．简述分子生物学的研究内容与研究热点。 ⑴研究内容

①DNA 重组技术（基因工程） ②基因的表达调控

③生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ④基因组、功能基因组与生物信息学研究 ⑤基因的表达调控

⑥生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ⑦基因组、功能基因组与生物信息学研究 ⑵分子生物学的研究热点及领域

①结构生物学（Structural Biology ） ②分子发育生物学（Molecular Developing Biology ） ③分子细胞生物学 (Molecular Cell Biology) ④分子神经生物学（Molecular Neurobiology ） ⑤分子肿瘤学（Molecular Tumorology ） 4．根据你所学的知识谈谈分子生物学在生命科学以及社会经济活动中的地位与作用。

⑴人口与粮食 ;⑵健康与疾病 ; ⑶环境与生态 ;⑷能源与资源

5．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。 理论:

⑴1940年艾弗里（O.Avery ）等人通过肺炎球菌的转化试验证明了生物的遗传物质是DNA ，而且证明了通过DNA 可以把一个细菌的性状转移给另一个细菌；

⑵1950年沃森（J.D.Watson ）和克里克(F.Crick)发现了DNA 分子的双螺旋结构及DNA 半保留复制机理；

⑶1960年关于遗传信息中心法则的确立。 技术:

⑴限制性内切核酸酶; ⑵DNA 连接酶; ⑶基因载体的发现

6. 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？ ⑴三大基本原则:

①构成生物大分子的单体是相同的，共同的核酸语言，共同的蛋白质语

言

②生物遗传信息表达的中心法则相同

③生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同

⑵三大支撑学科:Cytology 、Genetics 、Biochemistry ⑶研究的三大主要领域：

①基因的分子生物学：基因的概念、结构、复制、表达、重组、交换 ②结构生物学：生物大分子的结构与功能、生物大分子之间的互作

③生物技术理论与应用

第二章

一．名词解释：

1、基因: 基因是合成一种功能蛋白或RNA 分子所必需的全部DNA 序列，即DNA 分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。

2、端粒酶: 端粒酶是参与真核生物染色体末端的端粒DNA 复制的一种核糖核蛋白酶。由RNA 和蛋白质组成，其本质是一种逆转录酶。它以自身的RNA 作为端粒DNA 复制的模版，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷Deoxyguanosine Monophosphate(dGMP)的DNA 序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。

3、假基因:与正常基因结构相似，但没有正常功能的DNA 序列

4、Alu 序列家族:Alu 重复序列是哺乳动物基因组中SINE 家族的一员，约有50万份拷贝。由于这种DNA 序列中有限制性内切核酸酶Alu 工的识别序列AGCT ，所以称为Alu 重复序列。Alu 序列两端各有一个正向重复序列，末端有一个poly(A)尾。

5、断裂基因: 编码某一RNA 的基因中有些序列并不出现在成熟的RNA 序列中，成熟RNA 的序列在 基因中被其他的序列隔开

6、重叠基因: 是指两个或两个以上的基因共有一段DNA 序列，或是指一段DNA 序列成为两个或两个以上基因的组成部分。

7、变性: DNA 双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。

8、复性:变性DNA 在适当条件下，两条彼此分开的链又可以重新地合成双螺旋结构的过程（退火）。

9、C 值矛盾:在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA 总量总是恒定的，称为C 值,形态学的复杂程度与C-值的不一致称为C 值矛盾.

10、中心法则:指遗传信息从DNA 传递给RNA ，再从RNA 传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA 传递给DNA ，即完成DNA 的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。

11、增色效应:指在DNA 变性的过程中，他在260nm 的吸收值先是缓慢上升，达到某一温度时及骤然上升. 二、填空题

1．病毒ΦX174及M13的遗传物质都是 单链DNA 。 2．AIDS 病毒的遗传物质是 单链RNA 。

3．X 射线分析证明一个完整的DNA 螺旋延伸长度为 3.4nm 。 4．氢 键负责维持A-T 间（或G-C 间）的亲和力 5．天然存在的DNA 分子形式为右手 Ｂ 型螺旋。

6．证明DNA 是遗传物质的两个关键性实验是 肺炎双球菌转化实验、T 噬菌体侵染实验 这两个实验中主要的论点证据是：生物体吸收的外源DNA （而并非蛋白质）改变了其遗传潜能。

7．DNA 是 两条核苷酸链 通过 氢键 连接起来的 双螺旋结构。DNA 和RNA 的最大区别是在 碱基种类 。

8．超螺旋是有 的 。有 正 超螺旋和 负 超螺旋两种。 三、选择题（单选或多选）

1．证明DNA 是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。这两个实验中主要的论点证据是（ C ）。 A ．从被感染的生物体内重新分离得到DNA 作为疾病的致病剂

DNA RNA 蛋白质

复制转录翻译逆转录RNA 复制

B．DNA突变导致毒性丧失

C．生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能

D．DNA是不能在生物体间转移的，因此它一定是一种非常保守的分子

E．真核心生物、原核生物、病毒的DNA能相互混合并彼此替代

2．1953年Watson和Crick提出（ A ）。

A．多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋

B．DNA的复制是半保留的，常常形成亲本-子代双螺旋杂合链

C．三个连续的核苷酸代表一个遗传密码

D．遗传物质通常是DNA而非RNA

E．分离到回复突变体证明这一突变并非是一个缺失突变

3．DNA双螺旋的解链或变性打断了互补碱基间的氢键，并因此改变了它们的光吸收特性。以下哪些是对DNA的解链温度的正确描述？（ C D ）

A．哺乳动物DNA约为45℃，因此发烧时体温高于42℃是十分危险的

B．依赖于A-T含量，因为A-T含量越高则双链分开所需要的能量越少

C．是双链DNA中两条单链分开过程中温度变化范围的中间值

D．可通过碱基在260nm的特征吸收峰的改变来确定

E．就是单链发生断裂（磷酸二酯键断裂）时的温度

4．DNA的变性（ A C E ）。 A．包括双螺旋的解链 B．可以由低温产生

C．是可逆的 D．是磷酸二酯键的断裂 E．包括氢键的断裂

5．在类似RNA这样的单链核酸所表现出的“二级结构”中，发夹结构的形成（ AD ）。

A．基于各个片段间的互补，形成反向平行双螺旋

B．依赖于A-U含量，因为形成的氢键越少则发生碱基配对所需的能量也越少C．仅仅当两配对区段中所有的碱基均互补时才会发生

D．同样包括有像G-U这样的不规则碱基配对

E．允许存在几个只有提供过量的自由能才能形成碱基对的碱基

6．DNA分子中的超螺旋（ A CE ）。

A 仅发生于环状DNA中。如果双螺旋在围绕其自身的轴缠绕后（即增加缠绕数）才闭合，则双螺旋在扭转力的作用下，处于静止

B．在线性和环状DNA中均有发生。缠绕数的增加可被碱基配对的改变和氢键的增加所抑制

C．可在一个闭合的DNA分子中形成一个左手双螺旋。负超螺旋是DNA修饰的前提，为酶接触DNA提供了条件

D．是真核生物DNA有比分裂过程中固缩的原因

E．是双螺旋中一条链绕另一条链的旋转数和双螺旋轴的回转数的总和

7．DNA在10nm纤丝中压缩多少倍？（ A ）A．6倍 B．10倍C．40倍D．240倍E．1000倍

8．下列哪一条适用于同源染色单体？（ D ）

A．有共同的着丝粒 B．遗传一致性

C．有丝分列后期彼此分开

D．两者都按照同样的顺序，分布着相同的基因，但可具有不同的等位基因E．以上描述中，有不止一种特性适用同源染色单体

9． DNA在30nm纤丝中压缩多少倍？（ C ）

A．6倍B．10倍 C．40倍 D．240倍E．1000倍

10．DNA在染色体的常染色质区压缩多少倍？（ E ）

A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍 E．1000倍

11．DNA在中期染色体中压缩多少倍？（ E ）

A．6倍B．10倍C．40倍D．240倍 E．10000倍

12．分裂间期的早期，DNA处于（ A ）状态。

A．单体连续的线性双螺旋分子B．半保留复制的双螺旋结构C．保留复制的双螺旋结构D．单链DNA E．以上都不正确

13．分裂间期S期，DNA处于（ B ）状态。A．单体连续的线性双螺旋分子B．半保留复制的双螺旋结构C．保留复制的双螺旋结构D．单链DNA E．以上都不正确

14、在DNA组成中符合当量定律，即A=T, G=C, A+G=T+C; 这就是- -A---定则。

A Chargaff

B Watson-Crick

C van de Waal

D S-D

15、DNA的复制方向只能以 D 方向复制。

A 2’-3’

B 5’-2’

C 3’-5’

D 5’-3’

16、逆转录酶和逆转录作用的发现，才使----C----得到补充和完善。

A 复制

B 转录

C 中心法则

D 翻译

17、B型DNA中，螺旋的半径是____B______?。

A.5

B.10

C.15

D.18

18．核酸对紫外线的最大吸收峰在哪一波长附近？

A．280nm B．260nm C．200nm D．340nm E．220nm

19．某DNA分子中腺嘌呤的含量为15%，则胞嘧啶的含量应为：

A．15% B．30% C．40% D．35% E．7%

20．双螺旋DNA 有A型、B型、C型以及Z型等结构形成，在正常生理条件下占优势的形式是：

A．A型 B．B型 C．C型 D．Z型

四、判断题

1．在高盐和低温条件下由DNA单链杂交形成的双螺旋表现出几乎完全的互补性，这一过程可看作是一个复性（退火）反应。（错误）

2．单个核苷酸通过磷酸二酯键连接到DNA骨架上。(正确)

3．DNA分子整体都具有强的负电性，因此没有极性。（错误）

4．在核酸双螺旋（如DNA）中形成发夹环结构的频率比单链分子低。发夹结构的产生需要回文序列使双链形成对称的发夹，呈十字结构。(正确)

5．病毒的遗传因子可包括1-300个基因。与生命有机体不同，病毒的遗传因子可能是DNA或RNA，（但不可能同时兼有！）因此DNA不是完全通用的遗传物质。(正确)

6．一段长度100bp的DNA，具有4100种可能的序列组合形式。(正确)

7．C0t1/2与基因组大小相关。(正确)

8．C0t1/2与基因组复杂性相关。(正确)

9．非组蛋白染色体蛋白负责30nm纤丝高度有序的压缩。(正确)

10．因为组蛋白H4在所有物种中都是一样的，可以预期该蛋白质基因在不同物种中也是一样的。（错误）（不同物种组蛋白H4基因的核苷酸序列变化很大，）11、DNA是所有生物遗传信息的携带者。（错误）

考查点：生物遗传信息的载体。

12、Z型DNA是右手双螺旋。（错误）

13、在DNA双螺旋结构模型中，碱基处于螺旋的外侧。（错误）

五、简答题

1．DNA携带哪两类不同的遗传信息?

答：从化学角度看，不同的核苷酸仅是含氮碱基的差别。

从信息方面看，储存在DNA中的信息是指碱基的顺序，而碱基不参与核苷酸之间的共价连接，因此储存在DNA的信息不会影响分子结构，来自突变或重组的信息改变也不会破坏分子。

2．在何种情况下有可能预测某一给定的核苷酸链中“G”的百分含量？

答：由于在DNA分子中互补碱基的含量相同的，因此只有在双链中G+C的百分比可知时，G%=（G+C）%/2

3．真核基因组的哪些参数影响C0t1/2值？

答：C0t1/2值受基因组大小和基因组中重复DNA的类型和总数影响。

4．哪些条件可促使DNA复性（退火）？

答：降低温度、pH和增加盐浓度。

5．为什么DNA双螺旋中维持特定的沟很重要？

答：形成沟状结构是DNA与蛋白质相互作用所必需。

6．大肠杆菌染色体的分子质量大约是2.5×109Da，核苷酸的平均分子质量是330Da，两个邻近核苷酸对之间的距离是0.34nm，双螺旋每一转的高度（即螺距）是3.4nm，请问：

（1）该分子有多长？

答：1碱基=330Da，1碱基对=660Da

碱基对=2.5×109/660=3.8×106 kb

染色体DNA的长度=3.8×106/0.34=1.3×106nm=1.3mm

（2）该DNA有多少转？

答：转数=3.8×106×0.34/3.4=3.8×105

7．说明三股螺旋DNA形成的条件与结构特点及其可能的功能。

答：在1949-1951年间，E Chargaff发现：

（1）不同来源的DNA的碱基组成变化极大

（2）A和T、C和G的总量几乎是相等的（即Chargaff规则）

（3）虽然（A+G）/（C+T）=1，但（A+T）/（G+C）的比值在各种生物之间变化极大

8．为什么在DNA中通常只发现A-T和C-G碱基配对？

答：（1）C-A配对过于庞大而不能存在于双螺旋中；G-T碱基对太小，核苷酸间的空间空隙太大无法形成氢键。

（2）A和T通常形成两个氢键，而C和G可形成三个氢键。正常情况下，可形成两个氢键的碱基不与可形成三个氢键的碱基配对。

9．为什么只有DNA适合作为遗传物质？

答：是磷酸二酯键连接的简单核苷酸多聚体，其双链结构保证了依赖于模板合成的准确性，DNA的以遗传密码的形式编码多肽和蛋白质，其编码形式多样而复杂

10．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?

答：DNA和组蛋白构成核小体多个核小体形成串珠链串珠链绕成每圈6个核小体的中空螺旋管的微纤丝微纤丝与多种非蛋白结合形成的突环，每个突环含若干功能基因由6个突环形成一个玫瑰花结状结构组装成每圈30个玫瑰花结的螺旋圈由10个螺旋圈再组装成一个染色单体

2分子H3和2分子H4形成四聚体；H2A和H2B

11．核酸变性后分子结构和性质发生了哪几种变化?

答：变性：DNA双螺旋区的氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这一链分离的过程叫做变性。

变化：DNA溶液的黏度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；紫外吸收光谱升高；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失。

第三章

一．名词解释：

1、复制: 亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链 DNA

分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

2、半保留复制: 在DNA复制时，子代双链DNA中，一条链来自亲代，另

一条链是新合成的互补链，这种方式称半保留复制。

3、复制叉: 复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制

有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。

4、引发酶: 为DNA复制中引物-RNA的合成酶，狭义的引发酶是指大肠杆

菌dnaG遗传因子的产物。

5、复制子: 是DNA复制时从一个DNA复制起点到复制终止的一段区域，

能够独立地进行复制。

6、半不连续复制: DNA双链复制时，一条链是连续合成的, 另一条链是不

连续合成的, 这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。

7、先导链: 又称前导链，是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子

链。

8、后随链: 又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要

等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。

9、DNA复制的转录激活: DNA复制起始时通过RNApolymerse的转录过程

而解开局部的双链。

10、夹子装置器: 又称为?-复合物，主要功能是帮助β亚基夹住DNA，并

有增强核心酶活性的作用。

11、DNA连接酶: 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链

DNA中一条链有切口, 一端是3′-OH, 另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接的酶。

12、SSB: 单链结合蛋白，稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单

链不被核酸酶降解。

13、HU: 类组蛋白，和DNA结合蛋白，能促进复制的起始。

14、DnaA: 引发体的部分组成，辨认复制起始点。

15、DnaB: 引发体的部分组成，与DnaC相互作用，解螺旋作用。

16、DnaC: 引发体的部分组成，与DnaB相互作用，使DnaB蛋白组装到复

制起始点上。

17、回环模型: 滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同

一方向沿复制叉进行。

二、填空题

1．在DNA合成中负责复制和修复的酶是DNA聚合酶

2．染色体中参与复制的活性区呈Y开结构，称为 DNA复制叉

3．在DNA复制和修复过程中，修补DNA螺旋上缺口的酶称为 DNA连接酶4．在DNA复制过程中，连续合成的子链称为先导链，另一条非连续合成的子链称为后随链

5．如果DNA聚合酶把一个不正确的核苷酸加到3′端，一个含3′→5′活性的独立催化区会将这个错配碱基切去。这个催化区称为校正核酸外切酶。6．DNA后随链合成的起始要一段短的RNA引物，它是由DNA引发酶以核糖核苷酸为底物合成的。

7．复制叉上DNA双螺旋的解旋作用由DNA解旋酶催化的，它利用来源于ATP水解产生的能量沿DNA链单向移动。

8．帮助DNA解旋的单链结合蛋白（SSB）与单链DNA结合，使碱基仍可参与模板反应。

9．DNA引发酶分子与DNA解旋酶直接结合形成一个引发体单位，它可在复制叉上沿后随链下移，随着后随链的延伸合成RNA引物。

10．如果DNA聚合酶出现错误，会产生一对错配碱基，这种错误可以被一个通过甲基化作用来区别新链和旧链的判别的错配校正（错配修复）系统进行校正。

11．对酵母、细菌以及几种生活在真核生物细胞中的病毒来说，都可以在DNA 独特序列的复制起点处观察到复制泡的形成。

12．DNA拓扑酶可被看成一种可形成暂时单链缺口（I型）或暂时双链缺口（II 型）的可逆核酸酶。

13．拓扑异构酶通过在DNA上形成缺口松弛超螺旋结构。

14．真核生物中有五种DNA聚合酶，它们是A. α B. β C. γ D. δ E. ε15有真核DNA聚合酶δ和ε显示 3'→5' 外切核酸酶活性。

16. 原核生物DNA复制的主要酶是DNA-polⅢ,真核生物中DNA复制的主要酶是

DNA聚合酶α与DNA聚合酶δ

17、大肠杆菌RNA聚合酶的核心酶为α2ββ’。

18、在DNA复制中，在dUTPase突变菌株中，冈崎片段变大一些。在尿嘧啶-N-

糖苷酶突变菌株中，冈崎片段变小一些

20. DNA拓扑异构酶是与超螺旋结构有关的酶.

三、选择题（单选或多选）

1．DNA的复制（ B、D ）。

A．包括一个双螺旋中两条子链的合成 B．遵循新的子链与其亲本链相配对的原则

C．依赖于物种特异的遗传密码 D．是碱基错配最主要的来源E．是一个描述基因表达的过程

2．一个复制子是（ C ）。

A．细胞分裂期间复制产物被分离之后的DNA片段

B．复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白质

C．任何自发复制的DNA序列（它与复制起点相连）

D．任何给定的复制机制的产物（如单环）

E．复制起点和复制叉之间的DNA片段

3．真核生物复制子有下列特征，它们（ C ）。

A．比原核生物复制子短得多，因为有末端序列的存在

B．比原核生物复制子长得多，因为有较大的基因组

C．通常是双向复制且能融合

D．全部立即启动，以确保染色体的S期完成复制

E．不是全部立即启动，在任何给定的时间只有大约15%具有活性

4．下述特征是所有（原核生物、真核生物和病毒）复制起始位点都共有的是（A、C、D）。

A．起始位点是包括多个短重复序列的独特DNA片段

B．起始位点是形成稳定二级结构的回文序列

C．多聚体DNA结合蛋白专一性识别这些短的重复序列

D．起始位点旁侧序列是A-T丰富的，能使DNA螺旋解开

E．起始位点旁侧序是G-C丰富的，能稳定起始复合物

5．下列关于DNA复制的说法正确的有（ D、E、F ）。

A．按全保留机制进行

B．按3′→5′方向进行

C．需要4种dNMP的参与

D．需要DNA连接酶的作用

E．涉及RNA引物的形成F．需要DNA聚合酶I

6．滚环复制（ B、D、E ）

A．是细胞DNA的主要复制方式 B．可以使复制子大量扩增

C．产生的复制子总是双链环状拷贝 D．是噬菌体DNA在细菌中最通常的一种复制方式

E．复制子中编码切口蛋白的基因的表达是自动调节的

7．标出下列所有正确的答案。（ B、C ）

A．转录是以半保留的方式获得两条相同的DNA链的过程

B．DNA依赖的DNA聚合酶是负责DNA复制的多亚基酶

C．细菌转录物（mRNA）是多基因的

D．ζ因子指导真核生物的hnRNA到mRNA的转录后修饰

E．促旋酶（拓扑异构酶II）决定靠切开模板链而进行的复制的起始和终止8．哺乳动物线粒体和植物叶绿体基因组是靠D环复制的。下面哪一种叙述准确地描述了这个过程？（ C、D ）

A．两条链都是从oriD开始复制的，这是一个独特的二级结构，由DNA聚合酶复合体识别

B．两条链的复制都是从两个独立的起点同时起始的

C．两条链的复制都是从两个独立的起点先后起始的

D．复制的起始是由一条或两条（链）替代环促使的

E．ter基因座延迟一条链的复制完成直到两个复制过程同步

9．DNA多聚体的形成要求有模板和一个自由3′-OH端的存在。这个末端的形成是靠（A、B、D、E ）。

A．在起点或冈崎片段起始位点（3′-GTC）上的一个RNA引发体的合成

B．随着链替换切开双链DNA的一条链

C．自由的脱氧核糖核苷酸和模板一起随机按Watson-Crick原则进行配对D．靠在3′端形成环（自我引发）

E．一种末端核苷酸结合蛋白结合到模板的3′端

10．对于一个特定的起点，引发体的组成包括（ A、C ）。

A．在起始位点与DnaG引发酶相互作用的一个寡聚酶

B．一个防止DNA降解的单链结合蛋白

C．DnaB解旋酶和附加的DnaC、DnaT、PriA等蛋白

D．DnaB、单链结合蛋白、DnaC、DnaT、PriA蛋白和DnaG引发酶

E．DnaB解旋酶、DnaG引发酶和DNA聚合酶III

11．在原核生物复制子中以下哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核苷酸？（ C ）

A．DNA聚合酶III B．DNA聚合酶II C．DNA聚合酶I D．外切核酸酶MFI E．DNA 连接酶

12．使DNA超螺旋结构松驰的酶是（ C ）。A．引发酶B．解旋酶C．拓扑异构酶D．端粒酶E．连接酶

13．从一个复制起点可分出几个复制叉？（ B ）

A．1 B．2 C．3 D．4 E．4个以上

14、DNA 的复制是（ A ）。

A 半保留复制

B 全保留复制

C 不保留复制

D 不确定性复制。

15、研究表明：在DNA复制中，新生链是分别复制的，一条是连续的，另一条是（ B ）。

A 也是连续的

B 不连续的

C 确定的 D不确定的

16、大肠杆菌基因组DNA有（ D ）个复制子。

A 3

B 4

C 2

D 1

17、DNA复制时需要的RNA引物是由（ C ）催化合成的。

A、DNA聚合酶

B、RNA引物酶

C、引发酶

D、RNA合成酶

18、几乎所有生物DNA都含有负超螺旋，的含有百分数为（ B ）。

A、1%

B、5%

C、10%

D、12% 19．DNA复制时，下列哪一种酶是不需要的？（ E ）

A．DNA指导的DNA聚合酶 B．拓扑异构酶

C．DNA连接酶 D．解链酶 E．限制性内切酶

20．端粒酶与真核生物线形DNA末端的复制有关，它有一种:（ B ）

A. RNA polymerase

B. reverse transcriptase

C. nuclease

D. ribonuclease

21．真核生物复制起始点的特征为:（ B ）

A.富含GC区

B.富含AT区

C.Z-DNA

D.无明显特征

四、判断题

1．大肠杆菌中，复制叉以每秒500bp的速度向前移动，复制叉前的DNA以大约定3000r/min的速度旋转。( √ ) （如果复制叉以每秒500个核苷酸的速度向前移动，那么它前面的DNA 必须以500/10.5=48周/秒的速度旋转，即

2880r/min）

2．所谓半保留复制就是以DNA亲本链作为合成新子链DNA的模板，这样产生的新的双链DNA分子由一条旧链和一条新链组成。(√ )

3．“模板”或“反义” DNA链可定义为：模板链是被RNA聚合酶识别并合成一个互补的mRNA，这一mRNA是蛋白质合成的模板。(√ )

4．DNA复制中，假定都从5'→3'同样方向读序时，新合成DNA链中的核苷酸序列同模板链一样。 ( × )

5．DNA的5′→3′合成意味着当在裸露3′→OH的基团中添加dNTP时，除去无机焦磷酸DNA链就会伸长。(√ )

6．在先导链上DNA沿5′→3′方向合成，在后随链上则沿3′→5′方向合成。( × )

7．如果DNA沿3'→5'合成，那它则需以5'三磷酸或3'脱氧核苷三磷酸为末端的链作为前体。(√ )

8．大肠杆菌DNA聚合酶缺失3′→5′校正外切核酸酶活性时会降低DNA合成的速率但不影响它的可靠性。( × )

9．DNA的复制需要DNA聚合酶和RNA聚合酶。(√ )

10．复制叉上的单链结合蛋白通过覆盖碱基使DNA的两条单链分开，这样就避免了碱基配对。(× )

11．只要子链和亲本链中的一条或两条被甲基化，大肠杆菌中的错配校正系统就可以把它们区别开来，但如果两条链都没有甲基化则不行。(× )

12．大肠杆菌、酵母和真核生物病毒DNA的新一轮复制是在一个特定的位点起始的，这个位点由几个短的序列构成，可用于结合起始蛋白复合体。(√ ) 13．拓扑异构酶I之所以不需要ATP来断裂和重接DNA链，是因为磷酸二酯键的能量被暂储存在酶活性位点的磷酸酪氨酸连接处。(√ )

14．酵母中的拓扑异构酶II突变体能够进行DNA复制，但是在有丝分列过程中它们的染色体不能分开。( √ )

15．拓扑异构酶I和II可以使DNA产生正向超螺旋。（×）

16．拓扑异构酶I解旋需要ATP酶。（×）

17．RNA聚合酶I合成DNA复制的RNA引物。（×）

18．当DNA两条链的复制同时发生时，它是由一个酶复合物，即DNA聚合酶III 负责的。真核生物的复制利用三个独立作用的DNA聚合酶，Polα的一个拷贝（为了起始）和Polδ的两个拷贝（DNA多聚体化，当MF1将RNA引发体移去之后填入）。(√ )

19．从oriλ开始的噬菌体复制的起始是被两个噬菌体蛋白O和P所控制的。

在E.coli中O和P是DnaA和DnaC蛋白的类似物。基于这种比较，O蛋白代表一个解旋酶，而P蛋白调节解旋酶和引发酶结合。(× )

20．线粒体DNA的复制需要使用DNA引物。（√）

21．在真核生物染色体DNA复制期间，会形成链状DNA。（×）

22．滚环复制是原核生物DNA复制的一种特殊形式。（×）

23．大肠杆菌双向复制原点OriC只是一个点。（×）

24．大肠杆菌在DNA复制时，引物的形成是由DNA聚合酶催化合成的。（×）25．半保留复制是指有50%的基因是新合成的，另50%的基因是上一代的。

（×）

五、问答题

1．描述Meselson-Stahl实验，说明这一实验加深我们对遗传理解的重要性。 Meselson-Stahl实验证实了DNA的半保留复制。证实了两个假说：

（1）复制需要两条DNA的分离（解链/变性）

（2）通过以亲本链作为模板，新合成的DNA链存在于两个复制体中。

2．请列举可以在线性染色体的末端建立线性复制的三种方式。

（1）染色体末端的短重复序列使端粒酶引发非精确复制。

（2）末端蛋白与模板链的5'端共价结合提供核苷酸游离的3'端

（3）通过滚环复制，DNA双链环化后被切开，产生延伸的3'-OH端

3．为什么一些细菌完成分裂的时间比细菌基因组的复制所需的时间要少？为什么在选择营养条件下，E.coli中可以存在多叉的染色体或多达4个以上的开环染色体拷贝，而正常情况下染色体是单拷贝的？

答：单拷贝复制由细胞中复制起点的浓度控制的。

在适宜的培养条件下，细胞呈快速生长，稀释起始阻遏物的浓度，使复制连续进行。

4．在DNA聚合酶III催化新链合成以前发生了什么反应？

答：DnaA（与每9个碱基重复结合，然后使13个碱基解链）、DnaB(解旋酶)和DnaC（先于聚合酶III与原核复制起点相互作用。后随链复制需要引发体完成的多重复制起始，引发体由DnaG引发酶与多种蛋白质因子组成。

5．DNA复制起始过程如何受DNA甲基化状态影响？

答：亲本DNA通常发生种属特异的甲基化。在复制之后，两模板-复制体双链DNA是半甲基化的。半甲基化DNA对膜受体比对DnaA有更高的亲和力，半甲基化DNA不能复制，从而防止了成熟前复制。

6．请指出在oriC或ΦX型起点起始的DNA复制之间存在的重要差异。

答：oriC起点起始的DNA复制引发体只含有DnaG。

ΦX型起点起始的DNA复制需要额外的蛋白质—Pri蛋白的参与。Pri蛋白在引物合成位点装配引发体。

7．大肠杆菌被T2噬菌体感染，当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA，发现一些RNA与DNA紧紧结合在一起，为什么？

答：该DNA为双链并且正在进行复制。RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。8．DNA连接酶对于DNA的复制是很重要的，但RNA的合成一般却不需要连接酶。解释这个现象的原因。

答：DNA复制时，后随链的合成需要连接酶将一个冈崎片段的5'端与另一冈崎片段的3'端连接起来。而RNA合成时，是从转录起点开始原5'→3'一直合成的，因此不需DNA连接酶。

9．曾经认为DNA的复制是全保留复制，每个双螺旋分子都作为新的子代双螺旋分子的模板。如果真是这样，在Meselson和Stahl的实验中他们将得到什么结果？

答：复制一代后，一半为重链，一半为轻链；复制两代后，1/4为重链，3/4为轻链。

10．解释在DNA复制过程中，后随链是怎样合成的。

答：（1）将大肠杆菌在15N培养基中培养多代，得到的DNA两条链都被标记，形成重链。

（2）细胞移到14N培养基中培养，提取DNA；

（3）将DNA进行氯化铯密度梯度离心，；

（4）经过一定时间后，DNA在离心管聚集成带，每个带的密度均与该点的氯化铯溶液的密度相同；

（5）照相决定每条带的位置和所含的DNA量。

1）经15N培养基，所有DNA都聚集在一条重密度带；

2）经14N培养基一代后，所有的DNA形成一条中间密度带；

3）经14N继续培养基一代，DNA一半是中间密度带，另一半是轻密度带；

4）最后，他们证明第一代的分子是双链，且为半保留复制。

11．描述滚环复制过程及其特征。

答：仅是特定环状DNA分子的复制方式。

（1）复制过程：

1）环状双链DNA的+链被内切酶切开；

2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3'端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5'端与-链分离；

3）+链的3'端继续延长；

4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；

5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。

（2）复制过程的特征：

1）复制是单方向不对称的；

2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；

3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；

4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。

12．简述E.Coli DNA复制起始的主要步骤。

⑴DNA合成在复制起点(oriC)的起始，Primase(引物酶)合成RNA引物。

⑵DNA helicase (DNA 解旋酶)打开DNA双链，SSB结合单链DNA, DNA Gyrase(DNA 促旋酶)引入负螺旋，减少正螺旋。

⑶在DNA聚合酶III作用下,5’-3’合成前导链和后随链前体片段(冈崎片段）。

⑷在DNA聚合酶I作用下，去除后随链前体片段5’端RNA引物，后随链前体片段间的缺口由DNA ligase连接，形成完整的后随链。

13．比较原核生物和真核生物DNA复制的不同点。共同点:

(1)DNA的半保留复制即在DNA复制过程中.碱基间氢键首先断裂.双螺旋解旋和分开.每条链分别作为模板.按碱基配对原则合成其互补链.从而形成两个新的双链分子.因新形成的DNA分子中.各保留一条亲代的DNA单链.故名半保留复制.也因此保证了遗传信息的稳定性.此假说最先由Waston和Crick提出.后经Meselson.Stahl(1957)设计的氯化铯密度梯度离心实验.以及Taylor(1957).Cairns(1963)的放射自显影实验所证实.现已为大家所公认.成为原核生物和真核生物DNA复制的普遍规律.

(2)DNA的半不连续复制 1968年日本学者冈崎等提出了DNA半不连续复制的模型.后又用同位素标记技术.令人信服地解释了两条互补反向平行的DNA单链是如何同时作为模板进行复制的.他认为.在DNA复制过程中.一股模板上DNA的合成是连续的,另一模板上DNA链的合成是不连续的.是首先合成较短的DNA片段(即冈崎片断).然后再由连接酶连成大片段.同时.不连续合成的这条链总是落后于连续合成的那条链.称为滞后链,连续合成的链称为前导链.前导链前进的方向与复制叉前进方向相同,滞后链合成方向与复制叉前进方向相反.因此.DNA 聚合酶的反应方向始终保持5′-3′.

(3)DNA复制的起始.延伸和终止许多实验表明.DNA的半保留复制是从DNA分子的特定位点开始的.即复制原点(用ori或o表示).现已证明.除fd组噬菌体外.许多生物的复制原点都是富含A-T的区段.由于此区段的键能较低.易于形成瞬时单链.便于单链结合蛋白与之结合.不同点:

1) 原核生物基因组DNA有1个复制子.真核生物有多个复制子

2) 原核生物比真核生物DNA复制速度快

3) 原核生物引物由引酶催化合成的.真核生物引物由DNA聚合酶α催化合成的

4) 原核生物与真核生物DNA聚合酶不同

5) 真核生物端粒DNA的合成由端粒酶催化合成的.原核生物不存在这种情况. 14．保证DNA复制忠实性和蛋白质翻译忠实性的因素分别有哪些？

⑴DNA复制的复杂性保证了复制的高度忠实性。

E.coli复制时，每个碱基对错配频率为10-9~10-10，是高保真系统。

新DNA链合成时需引物，引物后又要切除，再以DNA链取代，DNA聚合酶在合成时还有校对功能，每引入一个核苷酸都要复查一次，未核实则不能继续进行聚合反应。

在复制过程中还有许多辅助蛋白，E.coli就至少有15种。复制叉的复杂结构进一步提高复制准确性。

DNA复制还存在正调控和负调控，调控分子可以是蛋白质，也可以是RNA。

⑵保证蛋白质翻译忠实性的因素

①氨基酸活化成为氨基酰 -tRNA 的过程由氨基酰 -tRNA 合成酶催化，该酶对底物氨基酸和 tRNA 都有高度特异性，此外还有校正活性即将任何错误的氨基酰 -AMP-E 或氨基酰 -tRNA 的酯键水解，再换上与密码子相对应的氨基酸。这样使氨基酰 -tRNA 分子中 tRNA 的反密码子通过碱基配对识别mRNA 分子上的密码子，使氨基酸按 mRNA 信息的指导“对号入座”，保证了从核酸到蛋白质的遗传信息传递的准确性。

②核糖体对氨基酰 -tRNA 的进位有校正作用。只有正确的氨基酰-tRNA 能发生反密码子 - 密码子适当配对而进入 A 位。反之，错误的氨基酰-tRNA 因反密码子 - 密码子配对不能及时发生而从 A 位解离。这是维持蛋白质生物合成的高度保真性的另一重要机制。

一．名词解释：

1、转录: 是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4中NTP （ATP、

CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。

2、转录单位: 从启动子到终止子称为转录单元 (transcription unit) (转录起始点)

3、模板链: 又称反义链, 指作为模板进行RNA转录的链

4、编码链: 又称有义链, 指不作模板的DNA单链

5、转录泡：在转录时RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）与DNA模板结合，会形成一个泡状结构，成为转录泡。

6、RNA聚合酶：以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA 的酶。是催化以DNA为模板（template）、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。

7、C端结构域(CTD)：RNApolⅡ的大亚基中有 C 末端结构域。CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复Tyr－Ser－Pro－Thr－Ser－Pro－SerC 端重复七肽。

8、启动子: 是指DNA分子上被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

9、上游：转录起点上游的序列，是调控区，与转录的方向相反。

10、下游：转录起点下游的区域，是编码区，与转录的方向一致。

11、转录起点：＋1位点，RNA聚合酶的转录起始位点，起始NTP多为ATP或GTP。

12、转录泡：RNApol 结合和转录的DNA模板区域，有17bp左右DNA形成解链区。

13、三元转录复合物：由RNA聚合酶，DNA模板和一小段转录产物RNA构成的转录泡复合物。

14、核心启动子：RNA聚合酶能够直接识别并结合的启动子。

15、上游激活序列(UAS)：TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列。

16、终止子（terminator）：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。

17、抗终止子：有的蛋白因子能作用于终止序列，减弱或取消终止子的作用，称为抗终止作用，这种蛋白因子就称为抗终止因子。/引起抗终止作用的蛋白质。

18、hnRNA：核内不均一RNA，是存在于真核细胞核中的不稳定，大小不均一的一组高分子RNA的总称。

１９、选择性剪接：一个hnRNA（pre-mRNA）转录本，通过外显子的剪、接、重组，产生多个成熟的mRNA的机制。

20、组成性剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA.它和选择型剪接的区别是后者可以产生多种成熟mRNA。

21、GU-AG规则：这是一条与真核生物蛋白质编码基因相关的规则，说的是 RNA 内含子序列 5' 端的起始两个核苷酸总是 5'-GU-3' ，并且其 3' 端的最后两个核苷酸总是 5'-AG-3'

22、剪接体：在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA(snRNA)。复合物的沉降系数约为50～60S,它是在剪接过程的各个阶段随着snRNA的加入而形成的。

2. 说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。

（1）ζ亚基：转录起始时与核心酶结合全酶。使全酶能识别启动子的Sextama Box(－35区),并通过ζ与模板链结合。不同的ζ因子与核心酶结合，可识别不同的启动子。

（2）α亚基：核心酶的组建因子，促使RNApol 与DNA模板链结合

前端α因子－－使模板DNA双链解链为单链

尾端α因子－－使解链的单链DNA重新聚合为双链

（3）β亚基：DNA/RNA杂交链结合位点

?完成NMP之间的磷酸酯键的连接

?编辑功能（排斥与模板链不互补的碱基）

?与Rho （ρ）因子竞争RNA 3’－end

?构成全酶后，β因子含有两个位点：

I site（initiation site. Rifs）:该位点专一性地结合ATP或者GTP

（需要高浓度的ATP或GTP）

E site（elongation site RifR）:对NTP非专一性地结合（催化作用

和Editing功能）

（4）β’亚基：参与RNA非模板链的结合，保护作用。

（5） w 亚基：在全酶中存在，功能不清楚。

二、填空题

1、转录是以DNA一条链为模板的RNA的酶促合成。我们把模板链称为--有意链--。

2、数个生化反应可由---核酶---催化，这种具有催化功能的RNA可以剪切自身或其它的RNA分子，或者完成连接或自身剪接反应。

3.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点：（大小），（翻译功能）。

4.mRNA在转录开始后不久就与核糖体结合，形成NAP 颗粒，这种颗粒排列于mRNA分子上，呈串珠状，就像核小体一样。

5、原始转录物的一些序列被____修饰____，叫做RNA编辑。

6. 真核生物mRNA的5'-帽子结构是__m7GpppXpYp__,其3'末端有_PolyA___结构。

7. 原核生物DNA指导的RNA聚合酶的核心酶的组成是____ααββ'_______.

8. 真核生物RNA聚合酶III负责转录_负责 tRNA、5S rRNA、Alu序列和部分snRNA __.

9. 在转录过程中RNA聚合酶全酶的ζ因子负责___识别启动子的Sextama Box(－35区),并通过ζ与模板链结合_,核心酶负责___转录起始和延伸_____.

三、选择题1、RNA 合成的底物是------ ---------。

A dATP, dTTP , dGTP , d CTP BATP, TTP , GTP , CTP

C ATP ,GTP, CTP,UTP

D 、GTP, CTP,UTP，TTP

2．模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′，其转录出RNA碱基序列是：A．5′—AGGUCA—3′ B．5′—ACGUCA—3′

C．5′—UCGUCU—3′ D．5′—ACGTCA—3′

E．5′—ACGUGT—3′

3、转录终止必需。

A、终止子

B、ρ因子

C、DNA和RNA的弱相互作用 D上述三种

4、在转录的终止过程中，有时依赖于蛋白辅因子才能实现终止作用，这种蛋白辅因子称为---- -----。

A ζ因子

B ρ因子

C θ因子

D IF因子

5．识别RNA转转录终止的因子是：

A．α因子 B．β因子 C．ζ因子 D．ρ因子 E．γ因子

6．DNA复制和转录过程有许多异同点,下列DNA复制和转录的描述中错误的是：A．在体内以一条DNA链为模板转录，而以两条DNA链为模板复制

B．在这两个过程中合成方向都为5′→3′

C．复制的产物通常情况下大于转录的产物

D．两过程均需RNA引物

E．DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+

7、核基因mRNA 的内元拼接点序列为。

A、AG……GU

B、GA……UG

C、GU……AG

D、UG……GA

8、真核生物mRNA分子转录后必须经过加工，切除---------，将分隔开的编码序列连接在一起，使其成为蛋白质翻译的模板，这个过程叫做RNA的拼接。

A 外显子

B 启动子

C 起始因子

D 内含子

9、在真核生物RNA polⅡ的羧基端含有一段7个氨基酸的序列，这个7肽序列为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser ,被称作。

A C末端结构域

B 帽子结构

C Poly(A)尾巴

D 终止子

10．真核生物RNA的拼接需要多种snRNP的协助，其中能识别左端（5’）拼接点共有序列的snRNP是：

A．U1 snRNP B．U2 snRNP C．U5 snRNP E．U2 snRNP+ U5 snRNP

四、是非题

1、所有的启动子都位于转录起始位点的上游。（ X ）

2、RNA分子也能像蛋白酶一样，以其分子的空间构型产生链的断裂和和合成所必须的微环境。（对）

3、真核生物的mRNA中的poly A 尾巴是由DNA编码，经过转录形成的。（ X ）

4、在大肠杆菌RNA聚合酶中，β亚基的主要功能是识别启动子。（ X ）

5、所有起催化作用的酶都是蛋白质。（ X ）

五、问答题

1. 简述转录的基本过程?

答：⑴全酶与启动子结合的封闭型启动子复合物的形成（ R位点被ζ因子发现并结合）

⑵开放型启动子复合物的形成：

①RNApol的一个适合位点到达－10序列区域，诱导富含A·T的Pribnow 框的“熔解”，形成12－17bp的泡状物，同时酶分子向－10序列转移并与之牢固结合

②开放型启动子复合物使RNApol聚合酶定向

③两种复合物均为二元复合物（全酶和DNA ）

⑶在开放型的启动子复合物中，RNApol的I位点和E位点的核苷酸前体间形成第一个磷酸二酯键（β亚基）；三元复合物形成； +1位多为CAT模式,位于离开保守T 6~9 个核苷酸处

⑷ζ因子解离→核心酶与DNA的亲和力下降起始过程结束→核心酶移动进入延伸过程

2.试比较原核和真核细胞的mRNA的异同.

⑴原核生物

①原核生物mRNA 的半衰期短。

②许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在。

③其5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的poly(A)。

④原核细胞mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽。

⑤原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子

⑵真核生物：

①其5’端存在帽子结构。

②绝大多数真核生物mRNA具有poly(A)尾巴。

③其RNA最多只能编码一个多肽。

④真核生物几乎永远以AUG为起始密码子。

3. 以E.coli为例，说出Prok.启动子结构及各部分功能。

答：启动子由两个部分组成：

上游部分— CAP-cAMP结合位点（基因表达调控的正控制位点）

CAP：降解物基因活化蛋白，环腺苷酸（cAMP）的受体蛋白

下游部分— RNApol的进入（结合）位点，－35 ~ －10，包括识别位点和结合位点

1） Sextama 框：-35序列，位于复制起点上游35个核苷酸处的6核苷酸序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。其中，ζ亚基在识别中起关键作用。 2） Pribonow 框：-10序列，位于-10处的6核苷酸序列（TATAAT），能使RNA聚合酶识别DNA双链中的反义链，确保转录的链和方向无误。

4．真核生物的RNA聚合酶是如何区分的?有几类? 分别转录哪些RNA?

根据对α - 鹅膏蕈碱的敏感性不同而分三类：

RNApolⅠ：最不敏感（动、植、昆） RNApol Ⅱ：最敏感 RNApol Ⅲ：不同种类的敏感性不同

转录产物：

RNApolⅠ：核仁活性所占比例最大转录rRNA（5.8S、18S、 28S）RNApolⅡ：核质主要负责 hnRNA、snRNA 的转录

hnRNA（mRNA 前体，核不均一RNA） snRNA（核内小分子 RNA ）RNApol Ⅲ：核质负责 tRNA、5S rRNA、Alu序列和部分 snRNA

5．真核生物-25 ~ -35区、-70 ~ -80区的保守序列分别是什么？

Sextama框 (Sextama Box),-35序列, 大多数启动子中共有序列为TTGACA CAAT框（CAAT box）：其一致顺序为GGGTCAATCT，是真核生物基因常有的调节区，位于转录起始点上游约-80-100bp处，可能也是RNA聚合酶的一个结合处，控制着转录起始的频率。

6．真核生物有几种启动子?

真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子：RNA pol Ⅰ启动子、RNA polⅡ启动子、RNA polⅢ启动子。

7．说明poly(A)在分子生物学实验中的应用价值。

a) 可将 oligo (dT) 与载体相连，从总体RNA中分离纯化mRNA

b) 用寡聚dT（oligo (dT)）为引物，反转录合成 cDNA

8．Euk.mRNA帽子的种类。

帽子0 （Cap-0） m7GpppXpYp-------（共有）m7G N7—甲基鸟苷

帽子1 （Cap-1） m7GpppXmpYp--------第一个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化（A N6 位甲基化）

帽子2（Cap-2） m7GpppXmpYmp第二个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化（A、G、C、U）

9．真核生物mRNA的3‘poly(A)的编码情况及其准确生成的机制为何？

大多数真核生物的mRNA 3'末端都有由100~200个A组成的Poly（A）尾巴。

生成：a、 RNA末端腺苷酸转移酶（poly(A) 聚合酶）催化前体－－ATP 反应如下： Mg++ 或 Mn++

多聚核糖核酸+nATP ————>多聚核糖核酸(A)n + nPPi

b、添加位点

内切酶(360KDa)切除一段序列———> 由poly(A) 聚合酶催化添加poly(A)

内切酶的识别位点（有其它因子参与）

切点上游 13－20bp处的AAUAAA，切点下游的 GUGUGUG （单细胞Euk.除外）

10．增强子最早在哪里发现?简述它的5个作用特点。

SV40的两个正向重复研究得最清楚（DR）,-107~ -178 、-179 ~ -250 ; 各72bp .

该增强子的特点如下：

⑴对依赖于TATA框的转录的增强效应高于不依赖的情况

⑵距离效应: 离72bp越近的容易起始转录

⑶转录方向离开72bp的起始序列优先转录

⑷细胞类型的选择：不同类型中作用有差异11．剪接体由哪些成分组成？试述剪接过程中各组分的组装过程及其剪接机制。

剪接体：是以五个不同的小核核糖核酸以及不下于一百个蛋白质所组成的大型核糖核酸蛋白质复合物，称为小核核糖蛋白。

剪接体剪接及自剪接涉及两个步骤的生物化学过程。两个步骤均需要在RNA间进行转酯反应。但是tRNA剪接则没有交醋化/转酯化过程。

剪接体及自剪接交酯化反应的发生有特定的次序。首先，一个在内含子的特定“剪接分支位点”核苷酸会与这个内含子的第一个核苷酸产生转酯化反应，形成两个RNA分子，一个是“内含子套索”另一个则是内含子前的外显子。第二，第一个外显子最后的核苷酸会与第二个外显子的首个核苷酸产生转酯化反应，连接外显子并释放内含子套索。

12．真核生物mRNA前体内含子剪接的信号序列特征是什么？

mRNA前体中内含子的两端边界存在共同的序列，这些序列可能是产生mRNA前体剪接的信号。多数细胞核mRNA前体中内含子的5’边界序列为GU，3‘边界为AG。

13．剪接分支位点核苷酸是什么？

腺嘌呤核糖核苷酸

14．什么是选择性剪接？说明选择性剪接在果蝇性别决定中的作用机制。

选择性剪接是指透过对同一个基因转录的相同pre-mRNA使用不同的剪接选择，产生不同的mRNA异构物，最后产生多种相似却又独特的蛋白质，或是产生出稳定性低的mRNA产物以达到调节基因表现的目的。

15.I型内含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗?如果可以，是哪些活性?这意味着I型内含子的催化中心有什么特点？

答：可以。这些活性包括：RNA聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、连接酶的活性。将I 型内含子转变成这些酶的能力表明它能结合于RNA的糖—磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同反应。例如，连接是剪切的相反反应。

16.转录涉及模板链和编码链的分离，解释在转录中单链DNA是怎样被保护的。答：转录过程中控板与编码链分离时，聚合酶覆盖了整个转录泡——从解旋位点到螺旋重新形成位点，因此单链的DNA被保护起来。与复制不同，转录不需要单链结合蛋白的参与。

17.哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是必不可少的?

答： -35(RNA聚合酶结合位点)、-10(RNA荣合酶起始位点)启动子序列和终止子；

18．原核生物与真核生物启动子的主要差别？

原核生物

TTGACA --- TATAAT------起始位点

-35 -10

真核生物

增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点

-110 -70 -25

19．一双链DNA分子如下图所示，在体内它编码五个氨基酸残基的多肽：

3’TAC ATG ATC ATT TCA CGG AAT TTC TAG CAT GTA5’

5’ATG TAC TAG TAA AGT GCC TTA AAG ATC GTA CAT3’

试问：（1）．哪条链是转录的模板链？

5’ATG TAC TAG TAA AGT GCC TTA AAG ATC GTA CAT3’（2）．写出该五个氨基酸残基的多肽。

AUG CUA GAA AUU CCG (UGA)

分析：

5UAC AUG AUC AUU UCA CGG AAU UUC UAG CAU GUA3

3AUG UAC UAG UAA AGU GCC UUA AAG AUC GUA CAU5

12．试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录。

答：若基因两条链均被转录，而RNA聚合酶只能以5’→3’方向合成，所以两条DNA链会以相反方向转录。两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。虽然某些DNA顺序能被双方向转录，但这不是常见现象。最早的明确证据是通过研究噬菌体SP8感染枯草杆菌(Bacillus subtilis)得到的。

SP8的DNA很特别：一条链(重链)富含嘌呤，另一链(轻链)则富含嘧啶。若把双链DNA温和加热，两条链分离(即DNA变性)，可用密度梯度离心分离两条链。1963年，Julius Marmur和Paul Doty用SP8感染枯草杆菌细胞后提取RNA，发现它只能与噬菌体DNA的“重”链杂交(即互补配对形成DNA-RNA杂合分子)。而不会与轻链杂交。显而易见，信使只可以与一条DNA链(重链)互补，因而DNA 双链中只有一条链作为转录的模板(图A7.8)。 Marmur和Doty很幸运地选用SP8做实验，因为它的全部基因都是同一条DNA链中转录而来。而另一些噬菌体，包括T4和λ噬菌体，部分基因由一条链转录而其他基因则由另一条链转录；因此若用这些噬菌体而不是SP8做实验，则不能成功地说明问题。

13．有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长300个碱基，你怎样才能： (1)证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA。 (2)确定它是真核还是原核mRNA。答：根据序列组成进行判断： (1)此序列太长不可能是tRNA。如果它是rRNA，应该含有许多特殊元件，如：假尿嘧啶和5—甲基胞嘧啶；同时应具有可以形成发夹环的反向重复序列。如果是mRNA则应有AUG起始密码子、一段相应的氨基酸密码子和一个相应的终止密码子构成的可读框。 (2)所有的真核生物mRNA在5’端都含有一个7—甲基鸟苷，而且大多数还在3’端有一个长的po1yA 尾巴。这些都是原核生物mRNA所不具有的，但是原核生物mRNA靠近5’端有l —个核糖体结合序列(SD序列)。

22、详述怎样加工才能使真核生物mRNA 成熟

一、首、尾修饰

1、5’端加帽成熟真核生物mRNA,其结构5’端形成-m7GpppmXpYp-帽子结构

2、3’端加尾多数真核生物mRNA3’端都有多聚（A)尾，长约100－200个核甘酸。

二、真核生物mRNA的剪接

剪接就是在细胞核中，除去 hnRNA中的内含子，并在连接酶的作用下，将外显子各部分连接起来的过程。此过程有如下特点：

(1)mRNA前体的剪切部位是在内含子末端的特定部位。已发现大多数内含子都以GU为5'端的起始，而其末端则为AG-OH-3’。因此把5'GU.....AG-OH-3'称为剪接接口(splicing junction)或边界序列。剪接后，GU或AG不一定被剪除掉。

(2)套索结构的形成及剪接剪接过程分两步反应进行。A、按A Klessing的模式，内含子弯曲成套索状，形成套索RNA（larial RNA）。B、内含子以套索形式被剪切下来，外含子相连接。

(3)剪接体的形成剪接体（spliceosome）是由几种非特异小核核糖核蛋白（UsnRNP）与mRNA前体结合而成。UsnRNP是一族snRNA,参与剪接作用的有多种UsnRNP。

23．何谓RNA编辑？RNA编辑生物学意义如何?

RNA编辑：指基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。

RNA编辑具有重要的生物学意义：. 校正作用；调控翻译；扩充遗传信息

1）形成/删除AUG, UAA, UAG, UGA…

2）改变codon信息

3）扩大编码的遗传信息量较大程度地改变了DNA的遗传信息，使该基因的DNA 序列仅是一串简略意义模糊的序列或称为隐秘基因、模糊基因

4）中心法则的发展

第五章

一、名词解释

1．翻译: 以mRNA为模板，氨酰-tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

2．密码子: mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的， mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。

3．密码的简并性: —个氨基酸具有两个以上密码子的现象。

4．同义密码子: 为同—种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。

5．变偶假说: 指反密码子的前两个碱基(3’-端)按照标准与密码子的前两个碱基(5’-端)配对，而反密码子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。

6．移码突变: 在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。7．同功受体: 转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。

8．Anticodon: 指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。

9．多核糖体: mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。

10．Paracodon: tRNA 分子上决定其携带氨基酸分子的区域称副密码子。11．Signal peptide: 某种分泌蛋白质及细胞膜蛋白质等，以前体物质多肽的形式合成，其N末端含有作为通过膜时之信号的氨基酸序列，这种氨基酸序列称信号肽或信号序列（signal sequence）。

二、填空题

1．蛋白质的生物合成是以mRNA为模板，以氨酰-tRNA为原料直接供体，以核糖体为合成杨所。

2．生物界共有64个密码子，其中61个为氨基酸编码，起始密码子为AUG；终止密码子为UAA UAG UGA。

3．原核生物的起始tRNA以tRNAf表示，真核生物的起始tRNA以tRNAi表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以tRNAm表示。

4．植物细胞中蛋白质生物合成可在核糖体、线粒体和叶绿体三种细胞器内进行。5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热不稳定蛋白质，Ts为对热稳定蛋白质。

6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子UAA、UAG；RF-2识别UAA、UGA；真核中的释放因子只有RF一种。

7．氨酰-tRNA合成酶对氨基酸和相应的tRNA有高度的选择性。

8．原核细胞的起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，起始氨酰-tRNA是甲酰甲硫氨酰-tRNA。

9．原核细胞核糖体的小亚基上的16SrRNA协助辨认起始密码子。

l0．每形成一个肽键要消耗4个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗1个高能磷酸键。

11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化肽键形成和肽酰-tRNA的水解。

12．肽链合成终止时，终止因子进人“A”位，识别出终止密码子，同时终止因子使肽基转移酶的催化作用转变为水解作用。

13．原核生物的核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成，真核生物核糖体由40S 小亚基和60S大亚基组成。

14. 蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为Ser、Thr、Tyr。

15. 同一氨基酸具有多个密码子，编码同一氨基酸的密码子称为同义密码。

16. 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。

17. 信号识别颗粒（SRP）可以分为信号识别结构域和延伸作用制动结构域两个结构域，其主要作用为在翻译过程中它能够识别信号序列，指导核糖体到转运通道。

18、高等哺乳动物和大肠杆菌的基因中使用相同的终止密码子UAG和UGA。人类线粒体基因使用的终止密码子为UAA、UAG、AGA和AGG。

19、开放的阅读框是指新测DNA序列中，由计算机辨认出的可能编码区域，它是从起始密码子起到终止密码子止的一段连续的密码子区域。

20. tRNA的反密码子为UGC,它识别的密码子为ACG。

21. 新生肽链每增加一个氨基酸单位都需要经过进位,转肽,移位三步反应,其中，在进位和移位反应中各需要一分子的GTP提供能量。

三、选择题

1．蛋白质生物合成的方向是( D )。

A.从C→N端

B.定点双向进行

C.从N端、C端同时进行

D.从N→C端

2．不能合成蛋白质的细胞器是( C )。

A.线粒体

B.叶绿体

C.高尔基体

D.核糖体

3．真核生物的延伸因子是( D )。

A.EF—Tu

B.EF一2

C.EF--G

D.EF一1

4．真核生物的释放因子是( A )。

A.RF

B.RF一1

C.RF一2

D.RF一3

5．能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是( D )。

A.A、G

B.C、U

C.U

D.U、C、A

6．蛋白质合成所需能量来自( C )。

A.ATP

B.GTP

C.ATP、GTP

D.GTP

7．tRNA的作用是( B )。

A.将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上

B.把氨基酸带到mRNA位置上

C.将mRNA接到核糖体上

D.增加氨基酸的有效浓度

8．关于核糖体的移位，叙述正确的是( C )。

A.空载tRNA的脱落发生在“A”位上

B.核糖体沿mRNA的3’→5’方向相对

移动

C.核糖体沿mRNA的5’→3’方向相对移动

D.核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度

9．在蛋白质合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸键( A )。

A.肽基转移酶形成肽键

B.氨酰一tRNA与核糖体的“A，’位点结合

C.核糖体沿mRNA移动

D.fMet—tRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合

10．在真核细胞中肽链合成的终止原因是( D )。

A.已达到mRNA分子的尽头

B.具有特异的tRNA识别终止密码子

C.终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键

D.终止密码子被终止因子(RF)所识别

11．蛋白质生物合成中的终止密码是( A D E )。

A.UAA

B.UAU

C.UAC

D.UAG

E.UGA

12．根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码

子( A B E )

A.A

B.C

C.G

D.T

E.U

13．下列哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子( C D E )。

A.IF1

B.IF2

C.eIF2

D.eIF4

E.elF4A

14．蛋白质生物合成具有下列哪些特征( A B C E )。

A.氨基酸必须活化

B.需要消耗能量

C.每延长一个氨基酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤

D.合成肽链由C端向N端不断延长

E.新生肽链需

加工才能成为活性蛋白质

15．下列哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰( B C D E )。

A.切除内含子，连接外显子

B.切除信号肽

C.切除N-端Met

D.形成二硫键

E.氨的侧链修饰

16．蛋白质生物合成过程中，下列哪些步骤需要消耗能量( A B C E )。

A.氨基酸分子的活化

B.70S起始复合物的形成

C.氨酰tRNA进入核糖体A

位 D.肽键形成 E.核糖体移位

17．原核生物的肽链延伸过程有下列哪些物质参与( A B C E )。

A.肽基转移酶

B.鸟苷三磷酸

C.mRNA

D.甲酰甲硫氨酰-tRNA

E.EF-Tu、EF-Ts、 EF-G

18.Shine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指： ( A )

A.在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序

B.在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序

C.16srRNA3'端富含嘧啶的互补顺序

D.启动基因的顺序特征

E.以上都正

确

19. 在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它： ( B )

A.使大小亚基解聚

B.使肽链提前释放

C.抑制氨基酰-tRNA合成酶活性

D.防止多核糖体形成

E.以上都正确

20. 氨基酸活化酶：( D )

A.活化氨基酸的氨基

B.利用GTP作为活化氨基酸的能量来源

C.催化在tRNA的5’磷酸与相应氨基酸间形成酯键

D.每一种酶特异地作用于一种氨基酸及相应的tRNA

E.以上都不正确

21、核糖体是制造D的工厂。

A 核酸

B 糖类

C 纤维素

D 蛋白质

22、mRNA上B个连续核苷酸决定一个特定的氨基酸。

A 2 B. 3 C. 4 D . 5

23、大部分原核生物起始密码子为D。

A GUA

B UAG

C AGU

D AUG

24、核糖体包含两种成分，即A。

A 蛋白质和rRNA

B DNA和RNA

C 多糖和rRNA

D DNA和蛋白质

25、携带氨基酸相同而B不同的一组tRNA称为同功tRNA。

A 密码子

B 反密码子

C 终止子

D 内含子

26、在真核生物中，核糖体的大亚基是60S，小亚基是40S , 整个核糖体为A。

A 80S

B 100S

C 70S

D 50S

27．对于终止密码子UAA、UAG和UGA来说： C

A．氨酰tRNA仅识别UAA B．氨酰tRNA仅识别UAG

C．氨酰tRNA可识别所有终止密码子 D．氨酰tRNA均不识别

E．氨酰tRNA仅识别UGA

28、在原核生物mRNA起始密码子AUG上游的8-13个核苷酸有一段可受核糖体

结合、保护和富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为5’AGGAGGU3’, 称

为A序列。

A S-D

B Hogness D sextama D pribnow

29、细菌蛋白质合成的起始因子有D。A EF-G,EF-Ts,EF-Tu B eIF-1,eIF-2,eIF-3

C eEF-G,eEF-Ts,eEF-Tu

D IF-1, IF-2, IF-3

30、氨酰基tRNA进入核糖体A位点和肽链形成的关键是B。

A、GTP的存在

B、GTP的水解

C、ATP的存在

D、ATP的水解

四、是非题

1．DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。( × )

2．密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( √ )

3．每—种氨基酸都有两种以上密码子。( × )

4．一种tRNA只能识别一种密码子。( × )

5．线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。( √ )

6．大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。( × )

7．大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合。( √ ) 8．在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。( √ ) 9．氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗—个高能磷酸键。( × )

10．线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物相同。( √ ) 11．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。( × )

12．AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met 的密码子。( √ )

13．构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。( × )

14．核糖体大小亚基的结合和分离与Mg2+，的浓度有关。( √ )

15．核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。( × )

16. E.coli中，DnaA与复制起始区DNA结合，决定复制的起始。( × )

17. 反密码子不同的tRNA总是携带不同的氨基酸。（×）

18. 在蛋白质合成过程中，氨基酸需要活化才能进行蛋白质合成。（）

19. 蛋白质合成是一个非常迅速的过程，但真核生物蛋白质合成的速度要比大肠杆菌慢一些。（）

20. 真核生物tRNA 3’端的CCA是由tDNA基因编码经过转录而形成的。（×）

21. 在大肠杆菌中，mRNA的密码子为GUU，则tRNA反密码子序列可能为AAC。（×）

22. 密码子使用的频率随不同的细胞也不相同，高等真核生物的差异比大肠杆菌要大。（×）

23. SRP （信号识别颗粒）能够与ribosome 结合并使肽链的起始暂时受阻，所以是翻译的负调控因子。（）

五、问答题

1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能?

①mRNA：蛋白质合成的模板；

②tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；

③核糖体：蛋白质合成的场所；

④辅助因子：

(a)起始因子—--参与蛋白质合成起始复合物形成；

(b)延长因子—--肽链的延伸作用；

(c)释放因子一--终止肽链合成并从核糖体上释放出来。

2．遗传密码是如何破译的?

(1) 在体外无细胞蛋白质合成体系中加入人工合成的polyＵ开创了破译遗传密码的先河；

(2) 混合共聚物(mixed copolymers)实验对密码子中碱基组成的测定；

(3) aa-tRNA与确定的三核苷酸序列(密码子)结合。

3．遗传密码有什么特点?

(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。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。 (2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。

(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。

4．简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。

(1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。

(2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。

(3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。

5．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的?

催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行： (1)活化需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶复合物。，

(2)转移在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸—AMP—酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。

6．简述蛋白质生物合成过程。

(1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。

(2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。

(3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位．最后核糖体沿mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。

(4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。

7．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?

(1)氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；

(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；

(3)起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；

(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA 进入A位，从而提高翻译的正确性；

(5)校正作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。

8．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。

(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。

(2)起始氨酰-tRNA不同：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi

(3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S 核糖体，分40S和60S两种亚基

9．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容?

(1)水解修饰；

(2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰；

(3)二硫键的形成；

(4)辅基的连接及亚基的聚合

10．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?

原核细胞：70S核糖体由30S和50S两个亚基组成；

真核细胞：80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。

利用放射性同位素标记法，通过核糖体的分离证明之。

11. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下：正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg

突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg

（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？

（2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列.

提示：有关氨基酸的简并密码分别为

Val： GUU GUC GUA GUG Arg： CGU CGC CGA CG AGA AGG

Cys： UGU UGC Ala： GCU GCC GCA CGC

(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C ；(2) 正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GU… CG…；突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GCU AUG CGU 。

12. 试比较原核生物与真核生物的翻译。

原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。（1）起始Met不需甲酰化；

（2）无SD序列，但需要一个扫描过程；

（3）tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合；

（4）起始因子比较多；

（5）只一个终止释放因子。

第六章

一、名词解释

1、顺式作用组件: 具有调节功能的特定DNA序列，只能影响同一分子中相关基因的表达，位于受调控的DNA编码区段的上、下游。与基因表达调控有关的顺式作用元件主要有启动子、增强子和沉默子。

2、反式作用因子: 是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质，当发生突变时，将影响不同染色体上等位基因的表达。

3、结构基因: 是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA 为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质。

4、调节基因: 是调节蛋白质合成的基因。它能使结构基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,则停止合成，它对不同染色体上的结构基因有调节作用。

5、操纵基因: 位于结构基因的一端，是操纵结构基因的基因。当操作基因“开动”时,处于同一染色体上的，由它所控制的结构基因就开始转录、翻译和合成蛋白质。当“关闭”时，结构基因就停止转录与、翻译。操作基因与一系列受它操纵的结构基因合起来就形成一个操纵子。

6、阻遏蛋白: 阻遏蛋白是基于某种调节基因所制成的一种控制蛋白质，在原核生物中具有抑制特定基因（群）产生特征蛋白质的作用。

7、操纵子: 指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。

8、辅阻遏物: 在可阻遏系统中，产生阻遏作用的小分子物质则叫做辅阻遏物

9、组成型表达: 指在一个生物生命的全过程中以及一个个体的所有细胞类型中均持续表达，很少受环境因素影响的基因，通常还把他们称为“管家基因”。10、诱导型表达: 指某些基因的表达极易受环境变化的影响，在特定环境信号的刺激下，有的基因表达开放或增强；有的基因表达关闭或下降。

11、IPTG、效应物: 异丙基-β-D-硫代半乳糖苷，是β–半乳糖苷酶的活性诱导物质，常用于蓝白斑筛选。

12、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 ）13、cAMP-CAP: 操纵子都是由cAMP-CAP调节的。cAMP-CAP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子

14、多顺反子: 一个mRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNA片断则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。

15、单顺反子: 真核基因转录产物为单顺反子，即一种基因编码一种多肽链或RNA链，每个基因转录有各自的调节元件。

16、Attenuator弱化子: 当trp操纵子的mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，转录总是仅产生—个140个核苷酸的RNA分子即终止。这个区域称为衰减子或弱化子。

17、上游启动子元件: TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列

二、填空题

1．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

2. 因表达正调控系统中，加入调节蛋白后，基因表达活性被开启，这种调节蛋白被称为无辅基诱导蛋白。在负调控系统中，加入调节蛋白后，基因表达活性

被关闭，这种调节蛋白被称为阻遏蛋白。

3. 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。

三、选择题

1、如果在没有D存在时基因是表达的，加入这种D后，基因的活性被关闭，这种控制系统叫做负调控系统。

A 结构基因

B 启动子

C 操纵基因

D 调节蛋白质

2、cAMP的受体蛋白为D。

A ATP

B ADP

C UTP

D CAP

3、对于终产物为RNA的基因，只要进行A和A后的处理，就完成了基因表达的全过程。

A 转录…………转录

B 转录…………翻译

C 复制…………转录

D 复制…………翻译

四、是非题

1、操纵子是细菌基因调控和表达的一个完整单元。（×）

2. 细菌中衰减子的作用方式是用翻译的手段来控制转录. （√）

五、简答题

1、乳糖操纵子的作用机制？

⑴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，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。

⑵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O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。

⑶CAP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。

⑷协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

2、正调控和负调控的主要不同是什么？

负调控时，调节基因的蛋白质产物是基因活性的一种阻遏物，而在正调控时，调节基因的产物是一种激活物。

3、区别(1)启动子增效突变与启动子减效突变；(2)上游序列和下游序列。

(1)启动子内部的突变会增强或降低转录水平。

(2)同启动子有关，下游序列同转录．的方向一致；上游序列同转录方向相反。

4、哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是必不可少的?

⑴启动子（Promotor），在启动子序列-10bp和-35bp处，有两个由6个核苷酸组成的共有序列（consensus sequence），这些区段的碱基被命名为-10区和-35区。许多启动子的-10区核苷酸序列相似，为TATAAT，称为TATA box，又叫Pribnow框，为RNA Pol牢固结合的位点，简称结合位点。在-35区，大部分启动子为TTGACA序列，为RNA Pol的ζ亚基识别位点，又称Sextama框。

⑵编码序列，指导mRNA的合成。

⑶终止子，功能是使RNA的合成停止在终止点位置，RNA Pol停止RNA，释放mRNA。

5、葡萄糖是如何影响涉及糖代谢的操纵子(葡萄糖敏感型操纵子)的表达?

在缺乏葡萄糖时，cAMP的水平升高，CAP蛋白同每一个葡萄糖敏感操纵子中启动子内的 CAP 位点结合，转录作用协同起始。如果有葡萄糖，cAMP的．水平下降，CAP蛋白不再结合，转录的速率协同下降。

6. 简述乳糖操纵子的正负调控机制

⑴阻遏蛋白的负调控

①当细胞内有诱导物时，诱导物结合阻遏蛋白，此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。

②当无诱导物时，阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质部分重叠不转录。

⑵CAP正调控

①当细胞内缺少葡萄糖时ATP→CAMP结合，CRP生成CAP与CAP位点结合，增前RNA聚合酶转录活性。

②当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少，CAP不与启动子上的CAP位点结合RNA聚合酶不与操纵区结合无法起始转录结构基因表达下降。

7. 激活蛋白（CAP）对转录的正调控作用？

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（cAMPactivated protein ）。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，CAP合成量增加，CAP具有激活乳糖（Lac）等启动子的功能。一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的-35区序列特征（TTGACA）。因此RNA聚合酶难以与其结合。

CAP的存在（功能）：能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面：①CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合，起到取代-35区功能的作用。

②CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。

8. 简述衰减子的作用机理。

大肠杆菌中，衰减作用依赖于转录和翻译的紧密偶联。RNA聚合酶刚转录出前导肽的部分密码子，核糖体就开始翻译。当细胞中有色氨酸时，核糖体能够顺利地翻译出整个前导肽而在终止密码子ＵＧＡ（＋７０）处停下来。这时核糖体占据了序列１和部分序列２，使序列２和序列３不能配对，因而序列３和４配对产生终止子的发夹结构，实现转录的终止。当出现色氨酸饥饿时，核糖体停顿两个trp密码子上，这时，核糖体占据了序列１，而留下完整的序列２以便于和转录出或即将转录出的序列３形成二级结构，这样当序列４转录出来后仍是单链状态，即终止子不能形成，于是转录继续下去。

9、当lacZ-或lacY-突变体生长在含乳糖的培养基上时，lac操纵子中剩余的基因没有被诱导，解释是何原因。

异乳糖是乳糖操纵子的天然诱导物，它是乳糖经过末诱导细胞中的少量β-半乳糖苷酶代谢产生的。在 lac突变中完全不存在β-半乳糖苷酶，乳糖不能被代谢，在 lacZ-中完全没有透性酶，因此乳糖不能进入细胞。这样，两种突变体中都不能产生异乳糖，因此操纵子中的其余基因都不能被培养基中的乳糖诱导表达。但是其它的基因能被像 IPTG这样的安慰诱导物诱导，因为 IPTG既能作为诱导物，又不需透性酶的帮助就能进入细胞。

10、衰减作用如何调控E.coli中色氨酸操纵子的表达?

衰减作用根据 tRNATrp的数量去调节 Trp操纵子的表达，而 tRNATrp的数量又取决于细胞中 Trp的水平.Trp操纵子 mRNA前导序列很长，包括了编码一个长 14个氨基酸的多肽所需的全部遗传信息(包括一个 AUG起始密码和一个UGA 终止密码)。这个多肽含有两个相邻的 Trp残基，因此色氨酰-tRNA对前导肽的翻译是必不可少的。衰减作用发生的必要条件是：(1)翻译产生前导多肽；

(2)转录和翻译的偶联。这样，当 RNA聚合酶转录前导序列的同时核糖体就紧接着结合到新生的 mRNA上翻译产生前导肽。mRNA 的前导序列包括两对相似的反向重复序列。序列 2与序列 1和 3部分互补，这样 1+2或 2+3或 3+4或1+2和 3+4 都能通过碱基配对形成茎环结构。由序列 3和 4 配对形成的茎环结构与 Trp操纵子的终止子基本相同。和终止子一样，在其茎的 3’一侧具有 7 个连续的 U 形成的尾巴。当形成这种衰减子结构时，它就能像终止子一样使转录终止。注意到两个 Trp密码位于序列 1 内，而且前导肽的终止密码在序列 l 和 2之间。这样，如果色氨酸的量是充足的，那么，tRNATrp的含量也能够使前导肽的翻译进行到终止密码 UGA。结合的核糖体覆盖了 l和 2两个区域，这样 1 和 2、2和 3 两个序列就不能形成茎环结构，这就使 3，4两个序列形成衰减子环并起到终止子的作用，导致 RNA聚合酶分子脱离 DNA模板。另一方面，如果色氨酸缺乏，那么存在的色氨酰-tRNA也很少，导致核糖体停止在两个 Trp密码之前，这样核糖体仅盖住区域 l，并在序列 4 被转录之前，序列 2 和序列 3 形成茎环结构。这个结构的形成阻止了序列 3 与序列4形成终止子结构。于是，出现通读，切操纵子的其他部分被继续转录。事实上，是 mRNA 上核糖体所在的位置决定mRNA 的二级结构和衰减作用是否发生。

12、举例说明原核生物基因表达调控的机理。

在E.coli 乳糖操纵子中，其结构基因为lacZ,lacy,lacA,这三个基因别离编码β-D半乳糖苷酶，β-D半乳糖苷透性酶，β-D半乳糖苷转乙酰酶。其调节基因为lacI,编码阻遏蛋白。启动子为lacP,操纵基因为lacO。负调控：当细胞内无引诱物时，阻遏蛋白能够与操纵基因联合。因为操纵基因与启动子有一定

程度的重叠，是以妨碍了RNA聚合酶在-10序列上形成开放性的启动子复合物。当细胞内有引诱物存在时，引诱物以极高的浓度与阻遏蛋白快速联合，从而改变了阻遏蛋白的构象，使之快速地从操纵基因上解离下来。这样，RNA聚合酶就能与启动子牢固联合并形成开放性启动子复合物，从而开始转录lacZYA结构基因。正调控：cAMP-CAP复合物是乳糖操纵子的正调控因子。乳糖启动子有两个CAP联合位点，一个是在-70到-50（位点I）,另一个是在-50-D-40（位点II）。位点I包含一个逆向反复序列，这彷佛是大多数强联合位点的特征。位点II是一个很弱的联合位点，但是当cAMP-CAP复合物联合于位点I时，位点II 联合cAMP-CAP复合物的能力显著提高。一旦位点II被占领，RNA聚合酶就很快与-35序列联合，然后在于-10序列联合。

13、预测具有下列突变的λ噬菌体感染细菌的表型，并说明原因：（1）产生一个抗蛋白酶的λCII蛋白的突变。（2）具有阻止蛋白结合结合的λO R2的突变。（3）使λ基因失去作用的突变。（4）编码λCI蛋白的基因突变。

(1)产生蛋白酶抗性cⅡ蛋白的λ噬菌体突变体会导致溶源(1ysogeny)。λ噬菌体感，染过程中，在N蛋白(从PL的左侧表达)使基因表达不在N基因下游终止前，所有的生理功能都是正常的。抗终止导致c又及cro基因下游的表达，从而cⅡ蛋白合成。由于λcⅡ蛋白的突变体具有蛋白酶抗性，它的活性并不依辞于被感染细胞的状态(健康的或病态的)，而且cⅡ蛋白并不维持cⅡ蛋白的整合。由此导致的高浓度cⅡ蛋白有助于从PRE和P1启动子的转录，因此cI蛋白(阻抑蛋白)、cro反义RNA、和整合酶(λ噬菌体整合所需)被合成。阻抑蛋白占据0R和OL操纵基因，通过自调节促进自身的合成(从PRM表达)，从而防止更多的N蛋白和Cro蛋白的合成。

(2)能够阻止蛋白质结合的0R2突变体会导致裂解。0R2搬突变体能够防止Cro 蛋白和阻抑蛋白与之结合。cro基因表达不需要诱导物，因此可以高水平表达。Cro蛋白也能与OR3进行非协同结合，由于有这种结合以及阻抑基因表达需要自身产物的自诱导，因此不能形成阻抑蛋白。Cro最终会关闭所有早期基因的表达,并通过诱导从PQ开始的表达从而诱发中期和后期基因的表达。综上所述；Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。

(3)失活λN基因的突变令导致灭活和降解。N基因的产物是一个抗终止子，是N 和cro基因外的其他基因表达所需的。其结果为大量缺陷的N蛋白和Cro蛋白的合成。因此噬菌体既不能进入溶源状态也不能进入裂解途径，DNA最终被降解。

(4)编码cI蛋白的基因发生突变时会导致快速裂解。产生没有功能的阻抑蛋白不能与0R和OL操纵基因结合，由于没有了竞争，Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。

第七章

一、名词解释

1、增强子: 指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端,也可位于基因的3’端,有的还可位于基因的内含子中。

2、基因扩增: 细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。

3、基因重排: 通过基因的转座，DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变

4、基序: DNA，蛋白质等生物大分子中的保守序列。

5、沉默子: 与基因表达负调控的一种元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。

6、绝缘子: 长约几百个核苷酸对,是通常位于启动子同正调控元件(增强子)或负调控因子(为异染色质)之间的一种调控序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应,也没有负效应,其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。

7、DNA结合结构域: 肽链或蛋白分子中能结合DNA的一个结构区域，通过与DNA 结合发挥作用（eg.调控基因表达）。

8、同源异型盒: 简称同源框，是同源异型基因中一段高度保守的DNA序列。源框由180个碱基对组成的序列，可编码60个氨基酸。同源框普遍存在于果蝇、鼠、人、蛙等生物中。

9、断裂基因: 基因的编码顺序由若干非编码区域（间隔序列）隔开，使阅读框不连续，这种基因称为隔裂基因。

10、应答元件: 是位于基因上游能被转录因子识别和结合,从而调控基因专一性表达DNA序列。

11、螺旋-环-螺旋基序: 由2个α螺旋间隔一个非螺旋的环(loop)组成．如原癌基因产物C-myc及其结合蛋白Max．

12、螺旋-转角-螺旋基序: 两段螺旋被一短的转角结构分开，其中一段螺旋为DNA识别螺旋。

13、bZIP蛋白: 蛋白的亮氨酸拉链附近存在碱性结构域的蛋白

14、锌指结构: 由肽链的保守序列中的一对组氨酸加一对半胱氨酸(His2／Cys2)或2对半胱氨酸(cys2／cys2)与一个锌离子形成配位键，这些氨基酸对之间的多肤链成环状突出并折迭成指形结构，多个指结构常串联重复。锌指族转录因子以二聚体形式同DNA上的顺式调控元件结合。

15、上游启动子元件: TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列

16、Gene expression: 是指基因转录为RNA及翻译为蛋白质的过程。其表达产物包括mRNA、tRNA、rRNA、蛋白质与多肽。

17、RNAi: RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。

二、填空题

1. 通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达

2．哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中常见的元件TATA、GC、CAAT所对应的反式作用蛋白因子分别是TFIID、SP-1和CTF/NF1。

3．RNA聚合酶Ⅱ的基本转录因子有、TFⅡ-A、TFⅡ-B、TFII-D、TFⅡ-E他们的结合顺序是：D、A、B、E

其中TFII-D的功能是与TATA盒结合。

4．与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种螺旋-转角-螺旋、锌指模体、碱性-亮氨酸拉链模体。

5. 典型的锌指蛋白为C2/H2型，即Zn离子与两个Cys残基和两个His残基形成配位键。另一类锌指蛋白为C2/C2型，即Zn离子与四个Cys残基形成配位键。

三、选择题

1. 在真核基因表达调控中，能促进转录速率的调控元件是：B

A、衰减子

B、增强子

C、repressor

D、TATA box

2. 在下述遗传信息的流动过程中，生物大分子参与最多的是C

A、复制

B、转录

C、翻译

D、三者差不多

3．真核生物DNA中大约有2-7%的胞嘧啶存在甲基化修饰，绝大多数甲基化发生C二核苷酸对上

A．CC B. CT C. CG D. CA

四、是非题

1. 哺乳动物某一类型细胞中，只有大约10%的mRNA序列是该类型细胞所特有的，这类基因称为持家基因。（×）

2. 真核生物基因的启动子都位于转录起始点的上游。（√）

3. 在DNA复制中，RNA引物只能在双链DNA处合成。（√）

4. 反式作用因子SP1是SV40转录所必须的，它识别的DNA序列是CCAAT。

（×）

5. 增强子对依赖或不依赖于TATA框的转录启动子都有增强效应。（√）

6. 组蛋白上某些特定的氨基酸残基上的修饰作用（乙酰基化、甲基化和磷酸化）可以降低组蛋白所携带的正电荷。（√）

7. 增强子具有细胞或组织的特异性。（√）

五、简答题

1、简述真核生物转录水平的调控机制？

真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。A、转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFⅡD结合TATA盒；RNA聚合酶识别并结合TF ⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD 与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。B、反式作用因子：一般具有三个功能域（DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域）；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。3、转录起始的调控：⑴反式作用因子的活性调节：A.表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性；

B.共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化；

C.配体结合——许多激素受体是反式作用因子；

D.蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。⑵反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。⑶反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。⑷反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。

2、简述真核生物转录后水平的调控机制？

⑴5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化的调控意义：5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化是保持mRNA稳定的一个重要因素，它至少保证mRNA在转录过程中不被降解。

⑵mRNA选择性剪接对基因表达调控的作用

⑶mRNA运输的控制

3、cAMP信号转导途径？

1、组成：胞外信息分子（主要是胰高血糖素、肾上腺素和促肾上腺皮质激素），受体，G蛋白，AC，cAMP , PKA。

2、途径：

信号分子与受体结合，引起受体构象变化

受体活化G蛋白

活化后的G蛋白激活腺苷酸环化酶（AC）

AC催化ATP生成cAMP

cAMP活化PKA，PKA使目标蛋白磷酸化，调节代谢酶的活性或调节基因的表达

4、为什么mRNA的翻译起始密码子的上游必须含有不被翻译的核苷酸？

在原核生物mRNA的起始密码子(AUG)附近（5＇方向上游）的一小段长短不等的顺序，含有较多的嘌呤核苷酸，被称为SD顺序。它能和核糖体小亚基上的16SrRNA的3＇端富含嘧啶核苷酸的区域配对结合，有助于带有甲酰甲硫氨酸的起始tRNA识别mRNA上的起始密码(AUG)，使肽链合成从此开始。与原核mRNA 相似，真核mRNA5＇端不翻译区（也叫前导顺序）中常有一段顺序与核糖体小亚基上的18SrRNA的3＇端的一段顺序互补并结合，这种结合与真核mRNA的翻译启动有关。

5、原核生物与真核生物启动子的主要差别？

原核生物

TTGACA --- TATAAT------起始位点

-35 -10

真核生物

增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点

-110 -70 -25

6、比较原核生物与真核生物基因组结构的异同，并指出真核生物细胞的RNA内含子剪接的主要方式。

答案要点：主要从重复序列情况，有无内含子外显子方面论述，剪接的主要方式指GU-AG和AU-AC类内含子的间接以及错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。类内含子的间接方式。

7、比较原核生物与真核生物基因表达调控的异同点。

共同点是两者主要是在转录水平进行调控；不同点是原核生物转录与翻译偶联，以操纵子调控的现象普遍；真核生物基因表达复杂，转录和翻译是分开的，转录后从细胞核进入细胞质，调控因此也比较复杂，在DNA水平、转录水平和翻译水平均存在。

8、简述在真核基因表达调控中，结合在不同部位的调控蛋白质之间相互作用的可能方式。

不同基因由不同的上游启动子元件组成，能与不同的转录因子结合，这些转录因子通过与基础的转录复合体作用而影响转录的效率。现在已经发现有许多不同的转录因子，看到的现象是：同一DNA序列可被不同的蛋白因子所识别；能直接结合DNA序列的蛋白因子是少数，但不同的蛋白因子间可以相互作用，因而多数转录因子是通过蛋白质－蛋白质间作用与DNA序列联系并影响转录效率的。转录因子之间或转录因子与DNA的结合都会引起构象的变化，从而影响转录的效率。

作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：

1）DNA结合域(DNA binding domain)，多由60－100个氨基酸残基组织的几个亚区组成；

2）转录激活域(activating domain)，常由30－100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，以酸性结构域最多见；

3）连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA 结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用于转录复合体而影响转录效率。与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以下几种：

1）螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix, HTH)及螺旋-环-螺旋

(helix-loop-helix，HLH) 这类结构至少有两个α螺旋，其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif结构以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA 一个螺距(3.4nm)，两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。

2）锌指(zinc finger) 其结构如下图所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有20个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1中就有连续的3个锌指重复结构。

3）碱性－亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)，该结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。

两个相同结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，该二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体结构。

从上述可见：转录调控的实质在于蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质之间的相互作用，构象的变化正是蛋白质和核酸“活”的表现。但对生物大分子间的辨认、相互作用、结构上的变化及其在生命活动中的意义，人们的认识和研究还只在起步阶段，其中许多内容甚至重要的规律我们可能至今还一无所知，有待于努力探索。

9．为什么说转录激活是基因表达调控的基本环节？

因为基因表达的多级水平调控的，其中转录起始是基因表达调控的限速步骤，因为转录激活调节步骤特异性强、涉及面广，包括DNA序列、调节蛋白、DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质之间的相互作用、所有上述因素对RNA聚合酶活性的影响等。

10．为什么真核生物中转录和翻译无法偶联？

真核生物的转录发生细胞核内，而翻译发生在细胞质内。此外，转录初级产物需要多步加工后才能进行翻译。

11．反式作用因子的DNA结合结构域的结构模式有哪几种?分别写出其结构特点。

1)锌指结构

2)同源结构域具有螺旋-回折一螺旋结构。

3)亮氨酸拉链结构使两个单体结合并形成DNA结合域。

4)螺旋环-螺旋结构易于形成二聚体:螺旋区形成反式作用因子的二聚体,碱性氨基酸区结合DNA。

5)碱性α螺旋含较多的碱性氨基酸:转录复制因子CTF/NF-1的DNA结合区域具有碱性α一螺旋结构 ,并含有高密度的碱性氨基酸,锌指结构、同源结构域及亮氨酸拉链结构。

6）β折叠

12. 型的真核基因的结构

①编码序列—外显子

②插入外显子之间的非编码序列—内含子

③5'-端和3'-端非翻译区

④调控序列(可位于上述三种序列中)