2013.....2014分子生物学题目和答案

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？

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。

DNA 的变性：DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程（不涉及共价键断裂）称为变性

DNA 的复性：变性的DNA在适当的条件下，两条链重新缔合成双螺旋结构的过程 增色效应”。是指DNA在紫外260NM处吸光值增加的现象，增色效应与DNA解链程度有一定的比例关系，是观察DNA是否发生变性的一个重要指标。

减色效应 。若变性DNA复性形成双螺旋结构后，其紫外吸收会降低,这种现象

分子杂交。确定单链核酸碱基序列的技术。其基本原理是待测单链核酸与已知序列的单链核酸（叫做探针）间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。

基因组：任何一条染色体上都带有许多基因，一条高等生物的染色体上可能带有成千上万个基因，一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为genomes（基因组）。

C值（CValue）在每一种生物中其单倍体基因组的DNA总量是特异的，

C值悖论(C-value paradox)。C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象

微卫星DNA.是以少数几个(一般为1~ 6 bp)核苷酸为重复单位的首尾串联重复DNA序列 回文结构序列是一种旋转对称结构，在轴的两侧序列相同而反向。当然这两个反向重复序列不一定是连续的。短的回文结构可能是一种特别的信号，如限制性内切酶的识别序列。较长的回文结构容易转化成发夹结构,此种结构的形成可能有助于DNA与特异性DNA结合蛋白结合。

结构基因是一类编码蛋白质（或酶）或RNA的基因，是操纵子的一部分

蛋白质组(Proteome)指由一个基因组(genOME)，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质 半保留复制：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制

复制子：从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子

半不连续复制，指DNA复制时，前导链上DNA的合成是连续的，后随链上是不连续的， 先导链也叫前导链（leading strand），在DNA复制过程中，以亲代链(3’→ 5’为模板时，子代链的合成 (5’→ 3’)是连续的．这条能连续合成的链称前导链

后随链（lagging strand）：与复制叉移动的方向相反，通过不连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链

DNA聚合酶（DNA polymerase）是细胞复制DNA的重要作用酶。DNA聚合酶 , 以DNA为复制模板，从将DNA由5'端点开始复制到3'端的酶。

互补DNA（cDNA）是一种利用逆转录酶，以RNA（通常是mRNA）为模板作成的复制品，经常用来将真核生物的基因（以mRNA形式）复制到原核生物细胞中。

光修复是DNA损伤修复的一种方式。由DNA光裂合酶(photolyase)催化。该酶需要光(400－700nm)才能激活，它能切除嘧啶二聚体之间的连键(C-C键)，从而修复由紫外照射而造成的损伤。

SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式 基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的可遗传的变异

移码突变，在正常的DNA分子中，1对或少数几对邻接的核苷酸的增加或减少，造成这一位置之后的一系列编码发生移位错误的改变

错义突变：由于碱基置换，与某一氨基酸相对应的密码子变成其他氨基酸的密码子，其结果使合成的蛋白质的活性发生变化或失去活性，

无义突变（nonsense mutation ）是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，从而使肽链合成提前终止

启动子(promoter)：DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。

终止子：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。真正起终止作用的是RNA序列

转录（Transcription）是遗传信息由DNA转换到RNA的过程

核心酶是大肠杆菌全酶中中不含δ基的RNA聚合酶，不具有起始合成RNA的能力。 转录加工(post-transcriptional processing)：细菌中很多RNA分子和几乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工，才能形成成熟的RNA分子，这个过程叫转录后加工。

RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程 遗传密码，将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列，以用于蛋白质合成

A位点即氨酰基位点，是与新掺入的氨酰tRNA(aminoacyl-tRNA )结合的位点, 又叫受位

P位点即肽酰tRNA位点(peptidyl-tRNA site), 又叫供位(donor site), 或肽酰基位点, 主要位于大亚基, 是肽基tRNA移交肽链后肽酰tRNA所占据的位置, 即与延伸中的肽酰tRNA结合位点

起始因子是指翻译起始阶段端结合到核糖体小亚基上的一些蛋白质，翻译是蛋白质生物合成中的一部分。

基因表达，是基因中的DNA序列生产出蛋白质的过程

操纵子(operon):是基因表达的协调单位，由调节基因、启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成

调节蛋白质regulatory protein许多蛋白质具有调控功能，这些蛋白质称为调节蛋白 阻遏蛋白（repressor protein）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

激活蛋白:与操纵基因或位于启动子上游的控制因子结合后能增强或启动结构基因转录的调控蛋白

SD序列（Shine-Dalgarnosequence）：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列 操纵基因（operatorgene;operator;operatorlocus ）：结构基因编码区之前的DNA区段，它可结合阻遏物或活化物。

调节基因 操纵子上，编码阻遏因子或调节蛋白的基因

基因重排是指通过基因的转座，DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变。

基因扩增（gene amplification） 为一特异蛋白质编码的基因的拷贝数选择性地增加而其他基因并未按比例增加的过程

锌指是一种常出现在DNA结合蛋白质中的一种结构基元。 DNA右手双螺旋结构的基本要点？

答：①DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。②.两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，在外侧；碱基垂直螺旋轴,居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T; GC） ③.螺旋直径为2nm；相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。④DNA双螺旋结构稳定的因素：a.氢键维持双链横向稳定性；b.碱基堆积力维持双链纵向稳定性。

2、A-DNA和Z-DNA的结构与B-DNA相比有哪些主要特点：

（1）A–DNA所形成的右手双螺旋比B–DNA较大且平，每旋转一圈的螺距为2.8nm，每圈包含11个碱基对，直径为2.6nm，每对碱基转角为33度，碱基平面与轴的夹角为20度，这样使DNA的大沟窄而极深，而小沟浅；（2）①Z-DNA以二聚体dGC或dCG为一个单位，并由6个这样的单位构成一个左手双螺旋构象，即每个螺旋包含12对碱基，螺距为4.5nm，螺旋直径为1.8nm，整个分子显得细而长。在Z–DNA中，嘧啶的糖苷键为反式构象，而嘌呤的糖苷键则为顺式构象。②G=C碱基对不是对称地位于螺旋轴附近，而是移向边缘伸展。从而使大沟外凸，小沟则变得窄而深。

3、DNA超螺旋的含义：

由于双螺旋DNA的弯曲，正超螺旋或负超螺旋而造成的DNA分子进 一步扭曲所形成的DNA的一种三级结构。环状DNA分子，线形双螺旋分子两端连接起来或因与蛋白质结合而固定时，进一步扭曲都可形成超螺旋。 意义：一是超螺旋DNA具有更紧密的形状，因此在DNA组装中具有重要作用；二是DNA的结构具有动态性，这有利于其功能的发挥，

真核生物基因组与原核生物基因组的差异

1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。还包括叶绿体、线粒体的基因组。

原核生物一般只有一个环状的DNA分子，其上所含有的基因为一个基因组。 2、原核生物的染色体分子量较小，基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），DNA仅有少量的重复顺序和基因。

真核生物基因组存在大量的非编码序列。包括：.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。真核生物的基因组的重复顺序不但大量，而且存在复杂谱系。

3、原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。质粒常为双链环状DNA，可独立复制，有的既可以游离于细胞质中，也可以整合到染色体上。转座因子一般都是整合在基因组中。

真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA，如线粒体和叶绿体的DNA，为双链环状，可自主复制。有的真核细胞中也存在质粒，如酵母和植物。 4、原核生物的DNA位于细胞的中央，称为类核（nucleoid）。 真核生物有细胞核，DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。 5、真核基因组都是由DNA序列组成，原核基因组还有可能由RNA组成，如RNA病毒而DNA超螺旋程度的改变介导了这种结构的变化。

说明核小体的结构

核小体是染色体的基本结构单位，由DNA和组蛋白(histone)构成，是染色质（染色体）

的基本结构单位。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4， 每一种组蛋白各二个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200 bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。

B-DNA、A-DNA、Z-DNA的主要区别：

1、A-DNA更紧密，每个碱基平面距离为0.256nm，每圈螺旋有11对碱基，螺距为2.8nm；B-DNA碱基距离为0.338nm，每圈螺旋有10对碱基，螺距为3.4nm。 2、C和G之间核苷酸中脱氧核糖的折叠不同，A-DNA是C3’在内，B-DNA是C2’在内。 3、B-DNA大沟、小沟的深度基本是一致的，只是大沟较宽；A-DNA大沟变窄、变深，小沟变宽、变浅。 4、Z-DNA糖-磷酸主链的走向呈“之”字形，分子呈左手螺旋构象。 5、 Z-DNA较B-DNA细而舒展，螺旋直径为1.8nm，每个碱基平面距离是0.37nm，每圈含12对碱基，螺距为4.5nm。 6、Z-DNA是C3’在内与A-DNA相同。 7、Z-DNA仅有一条小沟，且较深，含有较高的负电荷密度。 Z－DNA的形成是DNA单链上出现嘌呤与嘧啶交替排列所成的。

基因家族的定义是 基因组中存在的许多来源于同一个祖先，结构和功能相似的一组基因。同一家族的这些基因的外显子具有相关性，可在基因组内集中或分散分布

基因簇 基因家族中来源相同、结构相似和功能相关的基因在染色体上彼此紧邻所构成的串联重复单位。一个基因簇中的基因往往是编码催化同一新陈代谢途径的不同步骤的酶的结构基因。

1、 什么是蛋白质组学？它的主要研究内容是什么？

蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识

研究内容：蛋白质研究:1.蛋白质鉴定 ，2.翻译后修饰 3.蛋白质功能确定 ； 细胞甚至亚细胞研究；二维电泳分离蛋白质

DNA的复制具有哪些特点

1半保留复制2．有一定的复制起始点 3．需要引物(primer)：DNA聚合酶必须以一段具有3'端自由羟基（3'-OH）的RNA作为引物，才能开始聚合子代DNA链。 4．双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。 5．半不连续复制

在DNA复制的过程中，有哪些重要的复制酶和相关蛋白

DNA解旋酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 拓扑异构酶 引发酶 单链结合蛋白 核酸酶

叙述大肠杆菌DNA复制的起始过程

1．与复制有关的酶及蛋白质： DNA解旋酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 拓扑异构酶 引发酶 单链结合蛋白 复制起始：

（1） 辨认起始点，合成引发体：在E.coli，复制起始点称为oriC，具有特定结构能够被DnaA蛋白辨认结合，DnaB蛋白具有解螺旋作用，DnaC蛋白使DnaB蛋白结合于起始点，DNA双链局部被打开，引物酶及其他蛋白加入，形成引发体。

（2） 形成单链：DNA进行复制时，首先在拓扑异构酶作用下，使分子的超螺旋构象变化，然后在解链酶的作用下，解开双链，才能开始进行DNA的合成。解螺旋酶在蛋白因子的辅助下打开DNA双链，单链结合蛋白SSB结合于处于单链状态模板链上；拓扑异构酶使DNA分子避免打结、缠绕等，在复制全过程中起作用。

（3） 合成引物：引发体中的引物酶催化合成RNA引物，由引物提供3’-OH基，使复制开始进行。领头连和随从链均由引物酶合成引物，随从链在复制中需多次合成引物。 复制延长：

（1） 复制方向：原核生物如E.coli，只有一个起始点oriC，两个复制叉同时向两个方向进行复制，称为双向复制。

（2） 链的延长：按照与模板链碱基配对的原则，在DNA聚合酶III的作用下，逐个加入脱氧核糖核酸，使链延长。由于DNA双链走向相反，DNA聚合酶只能催化核苷酸从5’→3’方向合成，领头链的复制方向与解链方向一致，可以连续复制，而另一股模板链沿5’→3’方向解开，随从链的复制方向与解链方向相反，复制只能在模板链解开一定长度后进行，因此随从链的合成是不连续的，形成的是若干个岡崎片段。DNA聚合酶I的即时校读，DNA聚合酶III的碱基选择功能，使复制具有保真性。 复制终止：

原核生物如E.coli，他的两个复制叉的汇合点就是复制的终点。由RNA酶切去领头链和随从链中的引物，引物留下的空隙由DNA聚合酶I催化，四种脱氧核糖三磷酸为原料自5’→3’方向延长填补。最后，DNA连接酶由ATP供能，将两个不连续片段相邻的5’-P和3’-OH连接起来，成为连续的子链，复制完成。

真核生物DNA的复制与原核生物DNA的复制相比具有哪些特点？

1. 真核生物中DNA进行的速度约为50核苷酸/秒，仅为原核生物的1/10。但真核生物染色体上DNA复制起始点有多个，因此可以从几个起始点同时进行复制。如人染色体上平均有100个起始点，其上有200个复制叉进行复制。真核生物复制起始点在发育过程中可以发生变化。因此，真核生物复制起始点还受细胞周期时相的控制。

2. 真核生物DNA复制只发生在细胞周期的特定时期，即合成期（S期）。而且真核生物染色体在全部复制完成之前，各个复制点不能开始新的复制，也就是说，每个细胞周期内复制起始点只能发动一次，即核内DNA合成只能进行一次。而原核生物DNA复制起始点却不受这种调控，在一个细胞周期内可以连续开始新的复制事件。

3. 真核生物参与DNA复制的DNA聚合酶及蛋白质因子与原核生物有区别。前者的DNA聚合酶中，DNA polα及DNA polδ在细胞核内DNA复制中起主要作用， DNA polδ催化前导链及随从链的合成，增殖细胞核抗原（PCNA）参与其作用，DNA polα与引物酶共同引发链的合成。DNA polδ有3＇→5＇外切酶活性，故有校正功能。DNA polγ是线粒体中的复制酶。 4. 真核生物DNA复制过程中的引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核生物中的引物约为10个核苷酸，而原核生物中则可高达数十个。真核生物中冈崎片段约有100~200个核苷酸，而原核生物中则可高达1000~2000个核苷酸。

1、 什么是DNA损伤的修复？对DNA损伤的修复有哪些方式？

DNA损伤修复是在细胞中多种酶的共同作用下，使DNA受到损伤的结构大部分得以恢复，降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性。 1 光修复；通过光修复酶完成 2切除修

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