分子生物学考试复习题(上)

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？

DNA RNA 蛋白质

复制转录翻译逆转录RNA

复制

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．超螺旋是有方向性的。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

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．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.ε

15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．σ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ori D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）σ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σ与模板链结合。不同的σ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σ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_____.