分子生物学考试大纲(2011-2012-1)

一、名词解释10个，每个3分，共30分（教材附录）二、单项选择题10题，每题2分，共20分三、问答题5题，每题10分，共50分(共31题)

一、基因、基因组、基因组学和基因的化学本质（朱慧）

1．了解一个转录单位与现代基因概念之间的关系以及可读框(ORF)与基因概念之间的关系。2．掌握基因组、转录组、蛋白质组和代谢组之间的关系及其研究方法。

基因组（genome）是生物体内遗传信息的集合，是某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和

二、DNA的复制、重组、损伤、修复以及突变（冯涛）

1．了解DNA聚合酶、DNA解链酶、单链结合蛋白、引发酶、DNA拓扑异构酶、DNA连接酶、端粒酶等在DNA复制中的作用。

2．了解位点特异性重组与同源重组的差别。

三、DNA转录、逆转录及其转录后加工（1,2,3,4）

1．掌握以大肠杆菌为代表的原核细胞RNA聚合酶全酶的结构以及各亚基在功能上的分工。2．掌握σ因子的结合如何影响原核细胞RNA聚合酶与启动子之间的亲和性。

3．了解强启动子和弱启动子之间的差别；能够预测启动子发生的突变对转录效率的影响。4．了解终止子是如何终止转录的以及原核细胞依赖于ρ因子和不依赖于ρ因子的两种终止机制的差别。

5．掌握原核转录系统和真核转录系统的主要差别；掌握转录因子在真核转录系统中的功能。6．能够区分顺式作用元件和反式作用因子。

7．了解真核生物mRNA前体后加工的主要方式(加帽、加尾、剪接、内部甲基化和编辑)及其功能。

四、翻译及其后加工(4,5,6,7)

1．掌握原核生物和真核生物在核糖体组成和大小上的差别。

2．掌握原核生物mRNA和真核生物mRNA在一级结构上的差别。

3．掌握原核生物和真核生物参与翻译的起始因子、延伸因子和终止释放因子的结构与功能。4．了解原核生物通过SD序列识别起始密码子的机制。

5．掌握真核生物和原核生物在翻译上的主要差别。

6．了解“信号”学说的主要内容，能够使用“信号”学说解释蛋白质是如何进入各种细胞器的。

五、基因表达调控(7,8,9,10)

1．能够区分正调控和负调控、激活蛋白和阻遏蛋白。

2．掌握大肠杆菌乳糖操纵子的结构及其所有成分(启动子、操纵基因、调节基因、阻遏蛋白、结构基因、诱导物)以及运行机制；知道大肠杆菌乳糖操纵子的操纵基因的结构及其与启动子在空间上的关系。

3．能够正确预测各种突变(操纵基因、启动子或阻遏蛋白的突变)对乳糖操纵子三个结构基因表达的影响；了解一个操纵子的激活、阻遏以及去阻遏这三种状态之间的关系。

4．能够区分大肠杆菌乳糖操纵子和色氨酸操纵子的结构与功能。

5．掌握大肠杆菌乳糖操纵子为什么还需要正调控以及正调控的机制；掌握cAMP-CAP激活操纵子的机制。

6．了解弱化子模型的调控机制。

7．了解转录因子上与DNA结合的结构域(锌指结构、螺旋-转角-螺旋、螺旋-环-螺旋、碱性拉链)和调节基因表达结构域上的各种模体结构。

六、基因工程以及其他现代分子生物学技术(11,13,xiaofang,12)

1．掌握第二类限制性酶、DNA连接酶和DNA聚合酶等工具酶的性质和在重组DNA技术中的应用。

2．掌握质粒的结构及其应用。

载体三要素:自我复制能力, 携带外源基因片段大小插入位点多少

大肠杆菌质粒载体：

1、pSC101质粒载体: 长9.09kb，带有四环素抗性基因（tetr）及Eco R I、Hin d III、Bam H

I、Sal I、Xho I、Pvu II以及Sma I等7种限制性核酸内切酶的单酶切位点，在Hin d III、Bam H I和Sal I等3个位点插入外源基因，会导致tetr失活。

是第一个真核基因克隆载体。缺点：它是一种严紧型复制控制的低拷贝质粒，平均每个寄主细胞仅有1~2个拷贝，从带有该质粒的寄主细胞中提取pSC101 DNA，产量很低。

2、ColE1质粒载体: 松弛型复制控制的多拷贝质粒。一般情况下，当培养基中氨基酸被耗尽，或是在细胞培养物中加入氯霉素以抑制蛋白质的合成，寄主染色体DNA的复制便被抑制，细胞的生长也随之停止。松弛型质粒DNA却继续复制数小时，使每个寄主细胞中ColE1质粒的拷贝数达到1000~3000个，占细胞总DNA的50%左右。

ColE1质粒DNA复制起始部位调控因子之间关系

前体RNA(RNAII)的转录起始于复制起点上游，需经RNaseH加工后产生有555个核苷酸的引物，起始DNA合成。

RNAI在RNAII的5’末端，转录方向相反，因此能通过氢键配对与后者相互作用，阻止RNaseH加工RNAII，使其不能转化为有活性的引物，阻碍复制起始。

没有Rop蛋白，RNAI基因就不能起始转录。

3、pBR322质粒载体: 由三个不同来源的部分组成的：第一部分来源于pSF2124质粒易位子Tn3的氨苄青霉素抗性基因（AmpR）；第二部分来源于pSC101质粒的四环素抗性基因（tetr）；第三部分则来源于ColE1的派生质粒pMB1的DNA复制起点（ori）。

优点是具有较小的分子量(4363bp)，易于纯化。即使携带了6-8kb的外源DNA片段，操作仍较便利。

有两种抗生素抗性基因作为转化子的选择标记。

有较高的拷贝数，经过氯霉素扩增，每个细胞可累积1000~3000个拷贝，便于制备重组体DNA。

4、 pUC质粒载体（包括四个部分）：来自pBR322质粒的复制起点（ori）; 氨苄青霉素抗

性基因（ampr）; 大肠杆菌β-半乳糖酶基因（lacZ）启动子及编码α-肽链的DNA序列。

特称为lacZ’基因; 位于lacZ’基因5’-端的一段多克隆位点（MCS），外源基因插入破坏lacZ ’基因功能

优点：更小的分子量和更高的拷贝数。在pBR322基础上构建pUC质粒载体时，仅保留下其中的氨苄青霉素抗性基因及复制起点，其分子小了许多，pUC8为2750bp，pUC18为2686bp。由于缺失rop基因，pUC质粒不经氯霉素扩增时，平均每个细胞即可达500~700个拷贝。

? 5、pGEM-3Z 质粒

? 长度为2743bp ，编码有一个氨苄青霉素抗性基因和一个lacZ'基因。

? 含有两个噬菌体启动子(T7和SP6)，为RNA 聚合酶的附着提供了特异性识

别位点。加入T7或SP6 RNA 聚合酶，所克隆的外源基因便会转录出相应的mRNA 。

BamHI

EcoRI SstI KpnI SmaI XbaI SalI PstI SphI HindIII

?6、穿梭质粒载体（shuttle plasmid vector）

?由人工构建的具有两种不同复制起点和选择记号，可在两种不同的寄主细胞中存活和复制的质粒载体。

?这类质粒载体可保证外源DNA序列在不同物种(原核和真核)的细胞间得到扩增，用途广泛。

?7、pBluescript噬菌粒载体

?pBluescript是一类从pUC载体派生而来的噬菌粒载体，简称为pBS（+/-），如今则更多地叫作pBluescript KS（+/-）或pBluescript SK（+/-）。

?SK表示多克隆位点区的取向，即lacZ基因是按照SacI→KpnI的方向转录；

?（+/ -）表示单链噬菌体f1复制起点的两种相反的取向。

?f1（+）起点表示当pBluescript噬菌粒载体和辅助噬菌体共感染寄主细胞时，能够回收到lacZ基因的有意义链DNA；而f1（-）起点则表示当pBluesript

噬菌粒载体与辅助噬菌体共感染寄主细胞时，可回收到lacZ基因的无意义

链DNA。

?

?(i)在多克隆位点区（MCS）的两侧，存在一对T3和T7噬菌体的启动子，用以定向指导插入在多克隆位点上的外源基因的转录活动；

?(ii)具有单链噬菌体M13或f1的复制起点和一个来自ColE1质粒的复制起点，保证pBluescript噬菌粒载体在有或无辅助噬菌体共感染的不同情况下，

按照不同的复制形式分别合成出单链或双链DNA；

?(iii)编码有一个氨苄青霉素抗性基因，作为转化子克隆的选择标记；

?(iv)含有一个lacZ基因，可以按照X-gal-IPTG组织化学显色法筛选噬菌粒