现代分子生物学思考题答案(朱玉贤_第三版)
现代分子生物学课后习题及答案(朱玉贤 第3版)

现代分子生物学课后习题及答案(共10章)第一章绪论1.你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的?答:分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、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。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
2.分子生物学研究内容有哪些方面?答:分子生物学主要包含以下三部分研究内容:A.核酸的分子生物学,核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。
由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(moleculargenetics)是其主要组成部分。
由于50年代以来的迅速发展,该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。
研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。
遗传信息传递的中心法则(centraldogma)是其理论体系的核心。
最新现代分子生物学(第3版)-朱玉贤-课后答案(全)

现代分子生物学(第3版)-朱玉贤-课后答案(全)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx第一章1简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献答:孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型.2写出DNARNA的英文全称答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid),核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)3试述“有其父必有其子"的生物学本质答:其生物学本质是基因遗传.子代的性质由遗传所得的基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一般来自于母方。
4早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。
2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。
2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。
用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内.三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel—Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片.5请定义DNA重组技术和基因工程技术答:DNA重组技术:目的是将不同的DNA片段(如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,然后在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。
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第一章绪论练习题请就你感兴趣的分子生物学发展史上的重大事件或重要人物或重要理论作以相关论述?第二章染色体与DNA练习题 1一、【单选题】1.生物遗传信息传递中心法则是【】A.DNA→ RNA→蛋白质B.RNA→ DNA→蛋白质C.DNA→蛋白质→ RNAD.RNA→蛋白质→ DNA2.关于 DNA 复制的叙述,下列哪项是错误的【】A. 为半保留复制B. 为不对称复制C.为半不连续复制D.新链合成的方向均为3' → 5'3.合成 DNA 的原料有【】A.dAMP dGMP dCMP dTMPB.dADP dGDP dCDP dTDPC.dATP dGTP dCTP dTTPD.AMP UMP CMP GMP4.DNA 合成时碱基互补规律是【】A.A-UC-GB.T-AC -GC.A - GC- UD.A - GC-T5.关于 DNA 的复制错误的【】: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6.一个复制子是:【】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C 任何自发复制的DNA 序列 ( 它与复制起始点相连)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7.真核生物复制子有下列特征,它们:【】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,以确保染色体在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 %是有活性的8.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 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起始位点旁侧序列是 G-C 丰富的,能稳定起始复合物9.下列关于DNA 复制的说法是正确的有:【】A按全保留机制进行B接 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Ⅰ10.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 ? 【】A DNA 聚合酶 IIIB DNA 聚合酶 IIC DNA 聚合酶 ID 外切核酸酶MFl欢迎阅读E DNA 连接酶【参考答案】 1.C6.二、【多项选择题】1.DNA聚合酶 I 的作用有【】A.3 ’-5’外切酶的活性B.修复酶的功能C.在细菌中 5’-3’外切酶活性是必要的D.外切酶活性,可以降解RNA/DNA杂交体中的 RNA 引物E.5 ’-3’聚合酶活性2.下列关于大肠杆菌 DNA聚合酶 I 的叙述哪些是正确的?【】A.该酶能从 3’羟基端逐步水解单链DNAB.该酶在双螺旋区具有 5’-3’外切酶活性C.该酶在 DNA 中需要游离的 3’-OHD.该酶在 DNA 中需要游离的 5’-OHE.有校对功能3.下列有关 DNA 聚合酶 I 的描述,哪些是正确的?【】A.催化形成 3’-5’-磷酸二酯键B.有 3’-5’核酸外切酶作用C.有 5‘-3’核酸外切酶作用D.是原核细胞 DNA 复制时的主要合成酶E.是多功能酶4.有关 DNA 复制时的引物的说法下列正确的有【】A.一般引物是 RNAB.催化引物合成的酶称引发酶C.哺乳动物的引物是 DNAD.引物有游离的 3‘-OH ,成为合成 DNA 的起点E.引物有游离的 5‘-OH5.DNA聚合酶 I 的作用是【】A.修复 DNA 的损伤与变异B.去除复制过程中的引物C.填补合成DNA 片段间的空隙D.将 DNA 片段连接起来E.合成 RNA 片段6.下列关于 DNA 复制的叙述哪些是正确的?A.每条互补链的合成方向是 5‘-3’ B.DNA 聚合酶沿母链滑动方向从 3‘-5’ C.两条链同时复制只有一个起点D.真核细胞的每个染色体的复制合成原料是 dNMP 7.下列有关 DNA 聚合酶作用的叙述哪些是正确的?A.酶I 在 DNA 损伤的修复中发挥作用B.酶 II 是 DNA 复制的主要酶C.酶 III 是 DNA 复制的主要酶D.酶 IV 在 DNA 复制时有切除引物的作用E.酶 I 切除 RNA 引物8.DNA 聚合酶 I 具有的酶活性包括A.5 ’-3’外切酶活性B.3’-5’外切酶活性C.5’-3’聚合酶活性D.3’-5’聚合酶活性E.内切酶活性9.下列有关大肠杆菌DNA 复制的叙述哪些是正确的?A.双螺旋中一条链进行不连续合成B.生成冈崎片断C.需要 RNA 引物D.单链结合蛋白可防止复制期间的螺旋解链E.DNA 聚合酶 I 是 DNA 复制最主要酶10.DNA 复制的特点是A.半保留复制欢迎阅读欢迎阅读B.半不连续C.一般是定点开始,双向等速进行D.复制的方向是沿模板链的 5‘-3’方向E. 一般需要 RNA 引物11.需要 DNA 连接酶参与的反应为A.DNA 复制B.DNA 损伤修复C.DNA 的体外重组D.RNA 的转录E.RNA 的复制12.下列关于DNA 连接酶的叙述哪些是正确的?A.在双螺旋的互补核苷酸之间形成链间共价键B.有的酶可被 ATP 激活,有的酶可被 NAD+ 激活C.由于 DNA 链出现一个缺口( gap),使螺旋解旋后引发 DNA 复制D.在双螺旋 DNA 分子中切口( nick )相邻两个片段的 3’-羟基和5’-磷酸基之间形成 3’-5’磷酸二酯键,而将两个片段连接起来E.连接二个 RNA 片段13.关于 DNA 聚合酶 I 的叙述哪些是正确的?A. 此酶能从3’-羟基端逐步水解单链DNAB. 在 DNA 双股螺旋区,此酶具有5’-3’核酸酶活性C.DNA 的复制,损伤修复都需要它D.是 DNA 复制过程中最主要的酶E.此酶具有连接酶活性14.下列关于大肠杆菌DNA 连接酶的叙述哪些是正确的?A. 催化双股螺旋 DNA 分子中二个切口( nick )相邻单股 DNA 片段的连接反应,生成磷酸二酯键B.DNA 复制需要C.是基因工程中重要的工具酶D.催化二个单股 DNA 链之间生成磷酸二酯键E.DNA 损伤修复需要15.下列关于大肠杆菌DNA 连接酶的叙述正确的是A.催化两段冈崎片段的相连B.催化两条游离的单链 DNA 分子间形成磷酸二酯键C.需 GTP 为能源D.需 ATP 为能源E.连接二个肽段16.DNA 连接酶催化的反应A. 在两股单链 DNA 互补碱基之间形成氢键生成双螺旋,完成复制过程B. 需 ATP 供能C.使复制中的RNA 引物与冈崎片段相互聚合D.使相邻的 DNA 片段间以 3’-5’磷酸二酯键相连E.催化 RNA 引物的合成17.DNA 聚合酶 III 催化的反应A .作用物为dNTPB .合成反应的方向为5’-3’C.以 NAD+ 为辅酶D.生成磷酸二酯键E.需要 DNA 模板18.DNA 复制的特点是A.半保留复制B.需合成 RNA 引物C.形成复制叉D.有半不连续性E.合成 DNA 方向是 3’-5’19.关于 DNA 聚合酶的催化作用有A.DNA pol I在损伤修复中发挥作用B.DNA pol I有去除引物,填补合成片段空隙的作用C.DNA pol III是复制中起主要作用的酶D.DNA pol II是复制中起主要作用的酶E.DNA pol I是多功能酶20.参与原核 DNA 复制的 DNA 聚合酶有A.DNA 聚合酶 IB.DNA 聚合酶 IIC.DNA 聚合酶 IIID.DNA 聚合酶αE.DNA 聚合酶δ21.参与复制中解旋、解链的酶和蛋白质有A.解链酶B.DNA 结合蛋白C.DNA 拓扑异构酶D.核酸外切酶E.引发酶22.DNA 复制需要下列哪些成分参与A.DNA 模板B.DNA 指导的 DNA 聚合酶C.反转录酶D.四种核糖核苷酸E.RNA 引物23.将细菌培养在含有放射性物质的培养液中,使双链都带有标记,然后使之在不含标记物的培养液中生长三代,其结果是A.第一代细菌的DNA 都带有标记B.第二代细菌的DNA 都带有标记C.不出现两股链都带标记的子代细菌D.第三代多数细菌的 DNA 不带有标记E.以上都不对24.端粒酶和其他DNA 合成酶有何区别?A.从 5’-3’方向合成 DNAB.酶含有 RNA 成分C.酶以自身RNA 为模板D.以 dNTP 合成 DNAE.是特异的逆转录酶25.DNA 的复制作用A.包括用于互相配对成双螺旋的子链的合成B.按照新合成子链与一条亲本链结合的原则C.依赖于物种特异的遗传密码D.是半保留复制E.是描述基因表达的过程26.下面哪些碱基对能在双链 DNA 中发现? A.A-U B. G-T C. C-G D. T-A E. C-A 27.对一给定的原点,“引发体”含有:A.引发酶B.防止 DNA 降解的单链结合蛋白C.Dna B 和 Dna A 蛋白D.拓扑异构酶E.DNA 聚合酶 III28.DNA 复制需要A.DNA 聚合酶B.RNA 聚合酶C.DNA 连接酶D.解链酶E.拓扑异构酶29.以下哪些关于限制性内切酶的说法是正确的A.一些酶在识别位点之外切割 DNA 链B.一般在特异性序列,即识别位点切割DNAC.能切割 DNA 而产生一致的末端序列D.一些酶在其识别位点切割两条DNA 链,形成粘性末端E.一些酶在其识别位点切割两条DNA 链,形成平端末端【多选参考答案】1.ABCDE2.ABCE3.ABCE4.ABD5.ABC6.ABC7.ACE8.ABC9.ABC 10.ABCE 11.ABC 12.BD 13.ABC 14.ABCE 15. AD 16.BD欢迎阅读欢迎阅读17.ABDE 18.ABCD 19.ABCE 20.AC 21.ABC 22.ABE 23.ACD24.BCE 25.BD 26.CD 27.AC 28.ACDE 29.ABCDE三、【是非题】1.DNA 的半保留复制是由Meselson 和 Stahl 首先证明的。
朱玉贤现代分子生物学第一章思考题参考答案

简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。
孟德尔、摩尔根和沃森等人都是分子生物学研究领域中的杰出科学家,他们对分子生物学发展做出了重要贡献,简述如下:孟德尔:格雷戈里·孟德尔是遗传学的奠基人,他进行的果蝇和豌豆杂交实验发现了基因的遗传规律,为后来遗传学领域提供了有力的实验和定量分析方法,奠定了遗传学的基础。
摩尔根:托马斯·摩尔根在研究果蝇的遗传学时,发现了基因在染色体上的位置,提出了遗传连锁的概念,发明了连锁遗传图,在研究遗传突变产生的变异时,提出了基因突变的概念,并通过实验研究证明了遗传物质的DNA分子是遗传信息的携带者。
沃森:詹姆斯·沃森和弗兰西丝·克里克是现代分子生物学的奠基人之一,在探索DNA 的结构和功能方面取得了突破性的成果。
他们基于罗托谷的x线衍射图像,发现了DNA分子是由两个互补的螺旋结构组成的,并提出了广为人知的“双螺旋模型”,深入揭示了DNA作为遗传信息载体的核心机制,开创了基因组学和癌症基因研究等当前分子生物学和医学领域的重要分支。
总的来说,孟德尔、摩尔根和沃森等人都是分子生物学研究领域中的卓越科学家,他们的研究和发现推动了遗传学、分子生物学领域的快速发展,为现代生命科学领域的进展和应用奠定了坚实的基础。
写出DNA、RNA、mRNA和siRNA的英文全名。
DNA: Deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸RNA: Ribonucleic acid 核糖核酸mRNA: Messenger RNA 信使RNAsiRNA: Small interfering RNA 小干扰RNA试述“有其父必有其子”的生物学本质。
“有其父必有其子”是指在有性繁殖中,子代继承了父代的遗传物质,遗传基因、表达内容和表型特征都受到遗传基因的影响而与父亲有着密切的联系。
这一原则体现了细胞和遗传学基础的生物学本质。
遗传学上,遗传物质是存在于生物体内的基因,基因是控制生物所有性状的一种遗传单位,也是一个生物体的DNA序列。
现代分子生物学(第3版)-朱玉贤-课后答案(全)上课讲义

现代分子生物学(第3版)-朱玉贤-课后答案(全)第一章1 简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献答:孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。
2写出DNARNA的英文全称答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid),核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)3试述“有其父必有其子”的生物学本质答:其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一般来自于母方。
4早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。
2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。
2,DNA中P的含量多,蛋白质中P 的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。
用35P 标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。
现代分子生物学第3版[第三章]课后习题答案
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现代分子生物学第3版[第三章]课后习题答案第3章生物信息的传递(上)――从dna到rna一、什么是编码链?什么是模板链?基因转录过程中,与mrna序列相同的dna链称为编码链(有意义链),另一条根据碱由碱基互补原理引导的DNA链称为模板链(反义链)。
2、本文简要介绍了RNA转录的概念和基本过程。
1、在基因表达过程中,拷贝出一条与dna链序列完全相同(除了t→u之外)的rna 单链的过程称为转录(transcription),是基因表达的核心步骤。
2、转录的基本过程包括:模板识别——RNA聚合酶与DNA启动子的结合;转录起始――结合处dna解链形成转录泡,形成第一个核苷酸键;通过启动子——从转录开始到9个核苷酸短链的形成;转录延伸――rna聚合酶释放σ因子,新生rna链不断延长;转录终止――出现终止子,rna聚合酶及新生rna链解离释放。
三、大肠杆菌RNA聚合酶的成分是什么?每个亚单位的作用是什么?亚基子基组分αββ′ωσ21111核心酶核心酶核心酶核心酶即σ因子,参与形成全酶作用核心酶组装,启动子识别β和β’RNA合成的催化中心未知模板链的选择,转录的起始四、什么是封闭络合物、开放络合物和三元络合物?1、转录中dna模板的识别阶段,rna聚合酶全酶识别启动子并与之可逆性结合,形此时,DNA链仍处于双链状态。
2.随着DNA构象的显著变化,RNA聚合酶全酶结合的DNA序列中的一个小双链被解开,封闭的复合物转化为开放的复合物。
3、开放复合物与最初的两个ntp相结合,并在二者之间形成磷酸二酯键,此时由rna 聚合酶、dna和新生rna短链组成了三元复合物。
五、简要说明各因素的作用。
特异的转录起始位点有利于转录的真实性,rna的合成是在模板dna的启动子位点上起始的,这个任务靠σ因子完成――只有带σ因子的rna聚合全酶才能专一地与dna的启动子结合,并选择其中一条链作为模板,合成rna链。
σ因子的作用在于帮助转录起始,一旦转录开始,它就脱离了起始复合物,而由核心酶负责rna链的延伸。
现代分子生物学朱玉贤课后习题答案2-3

答:1,原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在;2,原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的,真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工,加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作;3,原核生物mRNA半寿期很短,一般为几分钟 ,最长只有数小时。真核生物mRNA的半寿期较长, 如胚胎中的mRNA可达数日;4,原核与真核生物mRNA的结构特点也不同,原核生物的mRNA的5’端无帽子结构,3’端没有或只有较短的poly A结构。
滚环型
D—环型
8.简述原核生物DNA的复制特点。
(1)复制的起始 1, DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这是一个有多种蛋白质和酶参与的复杂过程。
切除修复
重组修复‘
DNA直接修复
SOS系统
11.什么是转座子?可分为哪些种类?
DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座子(transposon,
Tn)是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类:插入序列(IS)和复合型转座子。
1, 插入序列 插入序列是最简单的转座子,它不含有任何宿主基因。它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。一个细菌细胞常带有少于10个序列。转座子常常被定为到特定的基因中,造成该基因突变。
3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色质包装的三级结构。
4.这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm的染色单体,即染色质包装的四级结构。
4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征
DNA一级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学结构
现代分子生物学课后习题集及答案(朱玉贤

现代分子生物学课后习题集及答案(朱玉贤现代分子生物学课后习题及答案(共10章)第一章绪论1.你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的?2. 分子生物学研究内容有哪些方面?3. 分子生物学发展前景如何?4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么?答案:1.分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或 DNA 的复制.转录. 达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传. 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。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内.细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
2. 分子生物学主要包含以下三部分研究内容:A.核酸的分子生物学,核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。
由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(moleculargeics)是其主要组成部分。
由于50 年代以来的迅速发展,该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。
研究内容包括核酸/基因组的结构.遗传信息的复制.转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因达调控和基因工程技术的发展和应用等。
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第一章绪论1.简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。
答:孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。
2.写出DNA和RNA的英文全称。
答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid),核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
答:其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一般来自于母方。
4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。
答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。
2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡;二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。
2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。
用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S 株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR 株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。
5.请定义DNA重组技术和基因工程技术。
答:DNA重组技术:目的是将不同的DNA片段(如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,然后在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。
基因工程技术:是除了包含DNA重组技术外还包括其他可能是生物细胞基因结构得到改造的体系,基因工程是指技术重组DNA技术的产业化设计与应用,包括上游技术和下游技术两大组成部分。
上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建(即重组DNA技术);而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。
6.写出分子生物学的主要研究内容。
答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子的结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。
第二章染色体与DNA1.染色体具有哪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2.什么是核小体?简述其形成过程。
由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。
核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。
八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体外面。
每个核小体只有一个H1。
所以,核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1一个。
用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒,包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在核心外面形成1.75圈,每圈约80bp。
由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。
核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。
在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩至原尺寸的1/7。
200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。
核小体只是DNA压缩的第一步。
核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3.简述真核生物染色体的组成及组装过程真核生物染色体除了性细胞外全是二倍体,DNA以及大量蛋白质及核膜构成的核小体是染色体结构的最基本单位。
核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)构成的扁球状8聚体。
蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。
组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。
非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。
1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。
2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。
3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色质包装的三级结构。
4.这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm的染色单体,即染色质包装的四级结构。
4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征DNA一级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学结构DNA二级结构:指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构DNA三级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构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.简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA、B-DNA和左手螺旋Z-DNA。
DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
右手螺旋----是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的。
多核苷酸的方向是由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定的一条由5’到3’另一条由3’到5’。
两链上的碱基以氢键相连,嘌呤和嘧啶碱基对层叠与双螺旋内侧,顺着螺旋轴心从上向下看,可见碱基平面与纵轴平面垂直且螺旋的轴心方向穿过氢键的中点。
核苷酸的磷酸集团与脱氧核糖在外侧,通过磷酸二酯键相连接而构成DNA分子的骨架。
DNA转录时其链板间与有它转录所得的RNA链间形成A-DNA这对基因表达有重要意义左手螺旋----是右手螺旋的一个补充。
Z-DNA调控基因转录模型中,在邻近调控系统中,与调节区相邻的转录区被Z-DNA抑制,只有Z-DNA转变为B-DNA后,转录才得以活化,而在远距离调控系统中,Z-DNA可以通过改变负超螺旋水平,决定聚合酶能否与模板链相结合而调节转录起始活性。
7 .DNA复制通常采取哪些方式1 线性DNA双链的复制将线性复制子转变为环状或多聚分子在DNA末端形成发夹式结构使分子没有游离末端在某种蛋白质的介入下,在真正的末端启动复制2 环状DNA双链的复制θ型滚环型D—环型8.简述原核生物DNA的复制特点。
(1)复制的起始1,DNA双螺旋的解旋DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这是一个有多种蛋白质和酶参与的复杂过程。
(2) DNA复制的引发RNA引物的合成前导链:DNA双链解开为单链后,由引发酶(RNA 聚合酶,Primase)在5’ →3’DNA模板上合成一段RNA引物,再由DNA 聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。
然后以此为起点,进入DNA复制的延伸。
后随链:后随链的引发过程由引发体(Primosome)来完成。
引发体由6种蛋白组成的引发前体(Preprimosome)和引发酶(Primase)组成。
引发体催化生成滞后链的RNA引物短链,再由DNA聚合酶III 作用合成后续DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。
在滞后链上所合成的RNA引物非常短,一般只有3-5个核苷酸。
而且,在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列。
(3)复制的延伸冈崎片段与半不连续复制在原核生物中,DNA 新生链的合成主要由DNA 聚合酶III所催化。
当冈崎片段形成后,DNA聚合酶I 通过其5'→3'外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物,同时,利用后一个冈崎片段作为引物由5'→3'合成DNA。
最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来,形成完整的DNA滞后链。
(4)复制的终止DNA复制的终止依赖与Tus蛋白(Terminus utilization substance,36kD)和DNA链上特殊的重复序列Ter(约22bp)。
Tus-ter复合体将阻止DNA解链,等反方向的复制叉到达后停止复制,然后两条链解开。
最后,释放子链DNA,依靠拓扑酶将超螺旋结构引入DNA分子。
9.真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控1细胞生活周期水平调控(限制点调控)即决定细胞停留在G1期还是进入S期2染色体水平调控即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复制子水平调控即决定复制的起始与否10. 细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复错配修复切除修复重组修复‘DNA直接修复SOS系统11.什么是转座子?可分为哪些种类?DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
转座子(transposon, Tn)是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。
转座子分为两大类:插入序列(IS)和复合型转座子。
1. 插入序列插入序列是最简单的转座子,它不含有任何宿主基因。
它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
一个细菌细胞常带有少于10个序列。
转座子常常被定为到特定的基因中,造成该基因突变。
2. 复合型转座子复合型转座子是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。
一旦形成复合转座子,IS序列就不能再单独移动,因为它们的功能被修饰了,只能作为复合体移动。
大部分情况下,这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。