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分子生物学题(含答案)

分子生物学题(含答案)
分子生物学题(含答案)

1.哪些因素引起 DNA 的突变?简要叙述生物体存在的修复方式。

突变引起的物理因素:辐射、紫外线等,化学因素:聚乙二醇,致癌物质等,生物因素:仙台病毒等。修复方式:错配修复恢复错配

切除修复(碱基、核苷酸)切除突变的碱基和核苷酸片段

重组修复复制后的修复,重新启动停滞的复制叉

DNA 直接修复修复嘧啶二体或甲基化DNA

SOS 系统DNA 的修复,导致变异

2.描述乳糖操纵子的调控机制。(看不懂题目,乱写的)

乳糖操纵子的调控属于可诱导调节。在以乳糖为碳源的培养基中,在单个透过酶分子的作用下,少量乳糖分子进入细胞,又在单个β-半乳糖苷酶分子作用下转变成异构乳糖。某个异构乳糖与结合在操纵区上的阻遏物结合后使后者失活离开操纵区,开始了lac mRNA的生物合成。Lac mRNA翻译后生成大量的透过酶和β-半乳糖苷酶,加速了乳糖分子的转变。当乳糖分子都被消耗完毕时,阻遏物仍在不断被合成,有活性的阻遏物浓度超过了异构乳糖浓度,使细胞重新建立起阻遏状态,导致lac mRNA合成被抑制。mRNA 半衰期短,不到一个世代生长期,mRNA 几乎从细胞消失,透过酶和β-半乳糖苷酶的合成也趋于停止。

3.简述 DNA 半保留复制的概念。

每个子代分子的一条链来自亲代 DNA ,另一条链则是新合成的,这种复制方式被称为 DNA 的半保留复制。

4.对生物体转录和复制的特征进行说明比较?(网上找的)

DNA 复制和RNA 转录在原理上是基本一致的,体现在:①这两种合成的直接前体是核苷三磷酸,从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成;②两种合成都需要RNA 聚合酶和四种核苷酸;③两种合成都是以DNA为模板;④合成前都必须将双链DNA解旋成单链;⑤合成的方向都是5'→ 3'。

DNA 复制和RNA 转录的不同点体现在:①复制和转录所用的酶是不同的,复制用的是DNA 聚合酶,而转录用的是RNA聚合酶;②所用前体核苷三磷酸种类不同,DNA复制用四种脱氧核糖核苷三磷酸,即dATP、dGTP、dCTP、dTTP,而RNA 转录用四种核糖核苷三磷酸,即ATP、GTP、CrP、UTP 做前体底物;③在DNA 复制时是A 与T配对,而RNA转录是A与U配对;④DNA复制时两条链均做模板,而RNA 转录时只以其中一条链为模板;⑤DNA 复制是半不连续的,可产生冈崎片段,而RNA 转录是连续的;⑥DNA复制时需RNA 做引物,而RNA 转录无需引物;⑦DNA复制时需连接酶的参与,而RNA 转录时不需要。

5.阐述蛋白质生物合成途径

氨基酸的活化→翻译的起始(核糖体结合 mRNA 且甲硫氨酰 -tRNA* 结合到核糖体)→肽链的延伸(后续AA-tRNA 与核糖体的结合,肽键生成,移位)→肽链终止→蛋白质前体加工→蛋白质的折叠

6.简要叙述真核生物 mRNA的转录后加工的方式,这些加工方式各有何意义

RNA 的编辑:某些RNA,特别是mRNA 前体的一种加工方式,如插入、删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息的改变。因为经过编辑的mRNA 序列发生了不同于模板DNA的变化。生物学意义:校正作用有些基因突变在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA 的编辑得以回复

调控翻译通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子,是基因表达调控的一种方式

扩充遗传信息能使基因产物获得新的结构和功能,有利于生物的进化

7.最早证明 DNA 是遗传物质的经典实验是什么?如何用实验证明 DNA 的复制是以半保留的方式进行

的?

肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验

证明DNA 半保留方式复制的实验:15N 标记大肠杆菌DNA 实验

15N 氮源培养基→15N-DNA→14N 氮源培养基→离心:14N-15N-DNA→14N 氮源培养基继续培养→离心:

14N-DNA,14N-15N-DNA

8.列出你所知道的具有 DNA外切酶活性的酶及它们在分子生物学研究中的应用。

DNA 聚合酶I 具有5'→3'和3'→5'外切酶活性在切除因紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要作用。也可以除去冈崎片段5'端RNA引物,使冈崎片段间缺口消失,保证连接酶将片段连接起来。

DNA 聚合酶II具有3'→5'外切酶活性起校正作用,修复DNA

DNA 聚合酶γ(线粒体)具有3'→5'外切酶活性线粒体DNA的复制

DNA 聚合酶δ(核内)具有3'→5'外切酶活性参与前导链和后随链的合成

DNA聚合酶ε(核内)具有3'→5'外切酶活性除去RNA引物

9.图示多肽合成后的空间输送中信号肽的识别过程。(课本 145 的图可能是的)

10.什么是 DNA 的半保留复制和半不连续复制?如何证明?真核细胞与原核细胞的 DNA 复制有何不同?

半保留复制:每个子代分子的一条链来自亲代DNA ,另一条链则是新合成的,这种复制方式被称为DNA 的半保留复制。

半不连续复制:前导链的连续复制和后随链的不连续复制称为双螺旋的半不连续复制。

不同点:1.复制起点。原核生物只有一个复制起点,真核生物可以有多个。2.复制单元。原核生物有

多个复制单元,可以一次复制多个;真核生物只有一个。3.复制叉移动速度。原核生物快,真核生物慢。

4.复制子大小。原核生物大,真核生物小。

11. 简述原核生物与真核生物 mRNA的主要差别。

原核生物真核生物

场所转录、翻译在同一细胞空间且两过程同

步进行

核内:前体 RNA 细胞质:加

工修饰后的 mRNA

转录翻译分2步进行

编码蛋白几个多肽多顺反子 mRNA 1个多肽

起始密码子AUG AUG GUG UUG 半衰期短

5'端无帽子结构有帽子结构3'端较短的poly A 尾巴或没有有 poly A 尾巴12.真核生物蛋白质的翻译后加工有哪些?

1.N 端 fMet 或 Met 的切除

2.二硫键的形成

3.特定氨基酸的修饰(磷酸化,糖基化,甲基化,乙基化,羟基化,羧基化)

4.切除新生肽键的非功能片段

13.大肠杆菌乳糖操纵子的主要结构和阻遏蛋白的作用机制是什么?

大肠杆菌乳糖操纵子包含3 个结构基因:Z、Y、A,以及启动子、控制子、阻遏子等。

阻遏蛋白作用机制:诱导物或异构乳糖与阻遏蛋白结合,会改变其三维构象,使之不能与操纵区结合,从而激发 lac mRNA 的合成。

14.简述原核生物与真核生物蛋白质合成的区别

1.原核生物转录和翻译可以同时进行,真核生物要先转录后翻译。

2.原核生物转录在拟核区,真核生物转录在核内。

3.原核生物翻译直接由核糖体完成,真核生物核糖体翻译后还要进过内质网、高尔基体等加工。

15.DNA 聚合酶 I 有哪些催化活性?请说明其在 E.coli DNA 代谢中的作用。

DNA 聚合酶活性和3'→5'外切酶活性即可合成DNA链,又可以降解DNA,保证了DNA复制的准确性。

5'→3'外切酶活性在切除因紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要作用。也可以除去冈崎片

段5'端RNA 引物,使冈崎片段间缺口消失,保证连接酶将片段连接起来。

16.叙述大肠杆菌色氨酸操纵子调节机制要点。

1 trp 操纵子转录起始的调控是通过阻遏蛋白实现的。

2 trp 操纵子转录终止的调控是通过弱化作用实现的。

17.大肠杆菌 I 型 DNA 聚合酶(DNA polymerase I)有几种酶活性?它在体内有些什么功能?举出一个这

种酶在分子生物学技术中的应用例子。(同44题)

DNA 聚合酶活性和3'→5'外切酶活性即可合成DNA链,又可以降解DNA,保证了DNA复制的准确性。

5'→3'外切酶活性在切除因紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要作用。也可以除去冈崎片

段5'端RNA 引物,使冈崎片段间缺口消失,保证连接酶将片段连接起来。

18.扼要说明真核生物内含子的类型和剪接方式。

GU-AG类(主要)和AU-AG类(次要)内含子:通过形成剪接前体方式

I 类和 II 类内含子:无剪接前体,主要通过转酯反应的方式

19.简述乳糖操纵子的调节方式。(前面差不多)

20.描述大肠杆菌细胞的“错配修复”机制和功能。

机制:Dam 甲基化酶能使位于 5'-GATC序列中的腺苷酸的 N6 位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点,母链就会在开始 DNA合成钱的几秒钟至几分钟内被甲基化。此后,只要两条 DNA 链上碱基配对出现错误,错配修复系统就会根据“保存母链,修正子链”的原则,找出错误碱基所在的 DNA 链,并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的 5'位置切开子链,再根据错配碱基相对于 DNA 切口的方位启动修复途径,合成新的子链DNA片段。

功能:充分反映了母链序列的重要性,对 DNA 复制忠实性有很大的贡献。

21.真核 mRNA 有哪些转录后修饰事件?详细叙述大部分真核 mRNA3'末端的修饰过程。

加 5'端帽子结构,3'端 poly A 尾巴,进行 mRNA 剪接

加 poly A 尾巴需要由内切酶切开 mRNA 3'端的特定部位,然后由 poly A 合成酶催化多聚腺苷酸的反应。

22.真核 RNA 聚合酶有三种,它们分别是什么酶?它们的转录产物分别是什么?

RNA 聚合酶 I rRNA

RNA 聚合酶 II hnRNA→mRNA

RNA 聚合酶 III tRNA

23.举出三种细胞内 DNA 修复系统的例子,说明它们各自修复的 DNA 损伤类型。

错配修复复制过程中发生错配切除修复(碱基、核苷酸)DNA 链上相应位置的碱基或核苷酸发

生损伤重组修复复制起始时尚未修复的DNA 损伤部位进行修复

DNA 直接修复修复损伤的碱基

SOS 系统DNA 受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下,细胞为求生存而产生的一种应急措

施。

24.在原核生物中,基因的表达通常以操纵子为单位进行调节。下列是一些基因调节的顺式行为元件和反式行

为因子,以及一些调控机制:启动子;操纵基因;阻遏蛋白;终止子;弱化子;正调节作用;负调节作用;反馈抑制;反终止作用;CAP;cAMP。请把这些名词和相应的操纵子相匹配。

a,乳糖操纵子;b,色氨酸操纵子;c,阿拉伯糖操纵子

乳糖操纵子:启动子,阻遏蛋白,负调节作用,正调节作用,cAMP

色氨酸操纵子:弱化子

25.说出双链 DNA 复制起始有关的五种重要的酶或蛋白并简述它们的功能。

拓扑异构酶 I 解开负超螺旋

DNA 解链酶解开双链

SSB 单链结合蛋白保证被解链酶解开的单链在复制完成前保持单链结构

Rep 蛋白前导链模板3'→5'方向移动(与一般 DNA解链酶相反)

Dna 蛋白与解链酶共同作用使复制起点解开双链

26.简述增强子的特点和性质及作用机制。

增强子(定义):指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的 DNA 序列。

特点和性质:

1.增强效应十分明显。

2.增强效应与其位置和取向无关。

3.大多为重复序列,一般长为 50bp,适合与某些蛋白因子结合。

4.其增强效应有严密的组织和细胞特异性,说明增强子只有与特定蛋白质(转质因子)相互作用才能发

挥功能。

5.没有基因专一性,可以在不同的基因组合上表现增强效应。

6.许多增强子还受外部信号的调控,如金属硫蛋白基因启动区上游所带的增强子,就可以对环境中的

锌、镉浓度做出反应。

作用机制:

1.影响模板附近的 DNA 双螺旋结构,导致 DNA 双螺旋弯折或在反式因子的参与下,以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间“成环”连接,活化基因转录

2.将模板固定在细胞核内特定位置

3.增强子区可以作为反式作用因子或 RNA 聚合酶II 进入染色质结构的“入口

27.简述真核RNA聚合酶II的转录起始复合物装配过程和转录起始

RNA 聚合酶全酶识别启动子→逆性结合形成闭合复合物→开放复合物(结合的 DNA 序列一小段双链解开)→与最初的 2 个NTP 结合→RNA 聚合酶、DNA 和新生RNA 三元复合物→尽快释放σ亚基→通过上游启动子区(转录开始)

28.简述(或绘图说明)真核细胞RNA聚合酶II转录的起始需要哪些基本转录因子及其装配过程

转录因子:TBP TFⅡA TFⅡB TFⅡD TFⅡE TFⅡF TFⅡH

转配过程:全酶→二元闭合复合物→二元开链复合物→三元复合物→RNA 合成开始

(课本 74 页)

29.简述(或绘图说明)色氨酸操纵子弱化的机制(课本 251页)

当培养基中的色氨酸浓度很低时,负载有色氨酸的 tRNA^Trp 也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢,当 4 区被转录完成时,核糖体才进行到 1 区,这时的前导区结构式 2-3配对,不形成3-4配对的终止结构,所以转录可以继续进行,直到将trp 操纵子中的结构基因全部转录。当培养基中色氨酸浓度高时,核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子,在 4 区被转录之前,核糖体就到达 2区,这样使 2-3 不能配对,3-4 区可以自由配对形成茎-环状终止子结构,转录停止,trp 操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。

30.简述原核生物转录起始与转录终止过程中所涉及的主要蛋白质和核酸结构及其具体作用。

RNA 聚合酶全酶:转录起始过程需要σ 因子辨认起始点

催化中心:β和β'亚基

可能与核心酶的组装及启动子识别有关,并参与RNA 聚合酶和部分调节因子的相互作用:ɑ亚基

(没找到转录终止的蛋白质和酶)

31.什么是操纵子(operon)?试说明色氨酸操纵子(Trp operon)在原核基因表达调控中的调控机制和

重要作用。

操纵子:指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。

调控机制:

1 trp 操纵子转录起始的调控是通过阻遏蛋白实现的。

2 trp 操纵子转录终止的调控是通过弱化作用实现的。

重要作用找不到

32.请简要解释顺式作用元件与反式作用因子,并举二例加以说明它们的相互作用方式。

顺式作用元件:真核生物启动子和增强子是由若干 DNA 序列元件组成的,由于它们常与特定的功能基因连锁在一起,因此被称为顺式作用元件。

反式作用因子:是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。

33.试说明真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA 的空间结构方面存在的主要差异,表现在哪些方

面?

转录:原核生物和真核生物的RNA 聚合酶在分子组成、种类和生物化学特性上有差异。且真核生物线粒体、叶绿体内也存在RNA 聚合酶。(课表69-72 页)

转录产物mRNA 也存在差异(详见上表)。

翻译:起始氨基酸不一样,原核生物的需要甲酰化翻译的起始过程有差异,真核生物mRNA 有帽子结构和poly A 尾巴后期真核生物的多肽链需要内质网、高尔基体等加工,原核生物的不用DNA空间结构:原核生物DNA 的高级结构绝大部分原核的DNA都是共价封闭的环状双螺旋分子。在细

胞内进一步盘绕,并形成类核结构,以保证其以较致密的形式存在于细胞内。在细菌基因组中,超螺旋可以相互独立存在

真核生物DNA 的存在形式在真核生物,DNA 以非常致密的形式存在于细胞核中。在细胞周期的大部分时间里以分散的染色质形式出现在细胞分裂期形成高度组织有序的染色体。

34.原核生物的蛋白质合成可分为哪些阶段?简述各阶段的主要事件。

氨基酸的活化→翻译的起始→肽链的延伸→肽链的终止

35.简述 RNA 编辑(RNA editing)的机制及其对基因表达的影响。

RNA 编辑机制:位点特异性脱氨基作用

引导 RNA 指导的尿嘧啶插入或删除

对基因表达的影响:

校正作用有些基因突变在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA 的编辑得以回复

调控翻译通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子,是基因表达调控的一种方式

扩充遗传信息能使基因产物获得新的结构和功能,有利于生物的进化

36.核糖体是蛋白质合成的主要机器。请问原核生物有哪些亚基和分子组成?核糖体在蛋白质翻译过程中

有哪些功能位点?起什么作用?

RNA 聚合酶全酶:转录起始过程需要σ 因子辨认起始点

催化中心:β和β'亚基

可能与核心酶的组装及启动子识别有关,并参与RNA 聚合酶和部分调节因子的相互作用:ɑ亚基

还有ω 亚基作用不明确

功能位点:A 点P 点 E 点

A 点:读取下一个密码子P 点:A 位上的AA-tRNA 移到P 位形成肽键

E 点:P 位上的tRNA 移到E 点,离开核糖体

37.简述蛋白质翻译后的加工过程

蛋白质前体的加工:N 端 fMet 或 Met 的切除;二硫键的形成;特定氨基酸的修饰(磷酸化,糖基化,甲基化,乙基化,羟基化,羧基化);切除新生肽键的非功能片段

蛋白质的折叠:折叠成二级结构;进一步折叠盘绕成三级结构;进一步组装成更为复杂的四级结构

38.真核生物 mRNA的 3'末端有一段 poly(A),5' 末端有一个"帽子","帽子"的结构特点是什么?(百

度的)

真核生物 mRNA 的 5' 端有一个帽子结构。这一结构的最大特点是 7- 甲基鸟嘌呤核苷和 mRNA 的 5'

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