分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題及其答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題及其答案

復(fù)習(xí)題第一章緒論

中心法則（centraldogma）

答：DNA通過復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞到子代，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)分子，從而決定生物的表現(xiàn)型。蛋白質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就構(gòu)成遺傳學(xué)的中心法則。

其次章染色體與DNA

一、填空題

1.線粒體DNA的復(fù)制為____D環(huán)___方式，大腸桿菌染色體的復(fù)制為__?型____方式，ФX174環(huán)狀染色體和噬菌體λDNA后期復(fù)制為____滾環(huán)__方式，真核生物染色體復(fù)制為____多起點(diǎn)雙向線形___方式。2.DNA的二級結(jié)構(gòu)為_____DNA雙螺旋_______。

3.在真核細(xì)胞中DNA的三級結(jié)構(gòu)為______核小體______結(jié)構(gòu)，它由140bp的DNA纏繞于由______H2A/H2B/H3/H4各兩個______組成的八聚體外，又以60bp的DNA及_____H1_______形成的細(xì)絲相連組成串珠狀結(jié)構(gòu)。

4.在DNA合成過程中改變DNA分子超螺旋構(gòu)型的酶是_____拓?fù)洚悩?gòu)酶_______。

5.原核生物DNA聚合酶有三種，其中參與DNA復(fù)制的是______DNA聚合酶1______和______DNA聚合酶3______，參與DNA切除修復(fù)的是______DNA聚合酶1______。

6.紫外線照射可在相鄰的兩個_____胸腺_______嘧啶間形成_____嘧啶二聚體_______。

7.在同源重組過程中，往往形成_______Holliday_____中間體。

8.大腸桿菌整個染色體DNA是_____環(huán)狀_______的，它的復(fù)制開始于______oriC______，復(fù)制的方向是______5端向3端______，復(fù)制的機(jī)制是_______半保存半不連續(xù)_____。

9.假使將15N標(biāo)記的大腸桿菌在14N培養(yǎng)基中生長三代，提取其DNA，進(jìn)行CsCl密度梯度離心，其15N,14N-DNA分子與純14N-DNA分子之比為______1:3______。10.在真核生物中DNA復(fù)制的主要酶是_____DNA聚合酶?_______。

11.在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，除了需要模板DNA外，還必需參與______DNA聚合酶______、_______dNTP_____、______引物______、和鎂離子。

12.DNA復(fù)制時，合成DNA新鏈之前必需合成_____RNA引物_______，它在原核生物中的長度大約有_____6~10個堿基____bp。

13.DNA復(fù)制的兩大特點(diǎn)是_____半保存_____和______半不連續(xù)______。

14.DNA復(fù)制和修復(fù)的模板是______DNA______，原料是______4種脫氧核苷酸______。

15.引起DNA損傷的因素有_自發(fā)因素_、___物理因素__和__化學(xué)因素___等。

-1-

二、選擇題

1.DNA復(fù)制中解開雙螺旋的酶是（B）。

A.拓?fù)涿窧.解螺旋酶C.DNA結(jié)合蛋白D.連接酶2.DNA受熱變性時（D）。

A.在260nm波優(yōu)點(diǎn)吸光度下降B.多核苷酸鏈斷裂

C.堿基對可形成共價(jià)連接D.參與互補(bǔ)RNA鏈冷卻可形成DNA:RNA雜交分子3.以下序列中，在雙鏈狀態(tài)下屬于完全回文結(jié)構(gòu)的序列是（C）。A.AGTCCTGAB.AGTCAGTCC.AGTCGACTD.GACTCTGA4.有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的正確說法是（D）。

A.雙螺旋的兩股鏈?zhǔn)且恢碌腂.雙螺旋兩股鏈平行，也即走向同一方向

C.雙螺旋中的堿基平行于螺旋的軸D.雙螺旋的兩股長鏈以反向平行方式盤繞5.真核生物復(fù)制起點(diǎn)的特征包括（B）。

A.富含G-C區(qū)B.富含A-T區(qū)C.Z-DNAD.無明顯特征6.插入序列（IS）編碼（A）。

A.轉(zhuǎn)座酶B.逆轉(zhuǎn)錄酶C.DNA聚合酶D.Klenow酶7.原核生物基因組中沒有（A）。

A.內(nèi)含子B.外顯子C.轉(zhuǎn)錄因子D.插入序列

8.自然界中以DNA為遺傳物質(zhì)的大多數(shù)生物DNA的復(fù)制方式是（C）。A.環(huán)式B.D環(huán)式C.半保存D.全保存9.關(guān)于組蛋白以下說法正確的是（D）。

A.為中性蛋白B.為酸性蛋白C.進(jìn)化上不具保守性D.染色體結(jié)合蛋白10.構(gòu)成染色體的基本單位是（B）.

ADNAB.核小體C.螺線管D.超螺線管11.以下屬于DNA自發(fā)損傷的是（A）。

A.DNA復(fù)制時的堿基錯配B.紫外線照射DNA生成嘧啶二聚體C.亞硝基鹽使胞嘧啶脫氨D.雙功能烷化劑使DNA交聯(lián)

三、名詞解釋

semiconservationreplication半保存復(fù)制——在復(fù)制過程中雙螺旋DNA解旋并分開，然后以每條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，由DNA聚合酶催化合成新的互補(bǔ)鏈，結(jié)果由一條鏈合成為互補(bǔ)的兩條鏈，這樣新形成的兩個DNA分子與原來的DNA分子的堿基序列完全一致。由于每個子代DNA的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新和成的。這種復(fù)制方式稱為半保存復(fù)制。

semidiscontinuousreplication半不連續(xù)復(fù)制——以紡織叉移動的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，一條模板鏈?zhǔn)?端向5端，以此為模板新生成的DNA鏈合成沿5端向3端方向連續(xù)進(jìn)行，另一條模板鏈的方向?yàn)?端向3端，以此為模板的新鏈合成方向也是5端向3端，但與復(fù)制叉前進(jìn)方向相反，可以先分段不連續(xù)合成岡崎片段，岡崎片段再由DNA連接酶連接成完整的DNA鏈，這種合成方式被稱為DNA合成的半不連續(xù)復(fù)制。

IS插入序列——是最簡單的轉(zhuǎn)座子，不含任何宿主基因，它們是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分（?：IS1）。IS序列是可以獨(dú)立存在的單元，帶有介導(dǎo)自身移動的蛋白質(zhì)。

C值勃理——C值是一種生物的單倍體基因組DNA總量。由于真核細(xì)胞基因組

-2-

中含有大量的重復(fù)序列，造成物種的C值和它的進(jìn)化繁雜性之間無嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，這種現(xiàn)象稱為C值悖論。

DNA的變性與復(fù)性——變性是DNA雙鏈的氫鍵斷裂，最終完全變成單鏈的過程，復(fù)性是熱變性的DNA緩慢冷卻、單鏈恢復(fù)成雙鏈的過程。

核小體——核小體是由直徑2nm的DNA雙螺旋鏈繞組蛋白形成直徑為11nm的核小體“串珠〞結(jié)構(gòu)，是染色體基本結(jié)構(gòu)單元。每個單元中含義H2A/H2B/H3/H4，各兩分子（它們構(gòu)成一個八聚體），1分子H1,。染色質(zhì)中的DNA雙螺旋鏈一般為18~200bp，等距離纏繞組蛋白八聚體形成眾多核心顆粒，各顆粒之間為帶有H1組蛋白的連接區(qū)DNA。

岡崎片段——DNA復(fù)制合成滯后鏈時候首先合成的短DNA片段。

Transponson——存在于細(xì)菌染色體DNA上可以自主復(fù)制和位移的基本單位。包括插入序列和復(fù)合轉(zhuǎn)座子，前者末端具有倒轉(zhuǎn)重復(fù)序列，后者兩端是插入序列，中間含義宿主基因。

復(fù)合轉(zhuǎn)座子——一類帶有某種抗藥性基因（或其它宿主基因）的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個一致或高度同源的IS序列，IS序列插入到某個功能基因兩端時候就可能產(chǎn)生復(fù)合轉(zhuǎn)座子。

反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子——以RNA為中介通過反轉(zhuǎn)錄成DNA后進(jìn)行轉(zhuǎn)座的可動元件。

四、問答題

1.為什么DNA復(fù)制時，只有一條新鏈（前導(dǎo)鏈）是連續(xù)復(fù)制的，而另一條新鏈（滯后鏈）只能是斷續(xù)復(fù)制？并簡述滯后鏈復(fù)制的各個步驟。

答：1.DNA雙螺旋的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，在?fù)制叉附近解開的DNA鏈一條是5端向3端，另一條是3端向5端，兩個模板極性不同；2.DNA聚合酶的合成方向都是5端向3端，而不是3端向5端；3DNA復(fù)制時局部解鏈暴露出模板鏈；4.以3端向5端為模板的前導(dǎo)鏈的合成方向是5端向3端，與復(fù)制叉移動方向一致，能連續(xù)合成，以5端向3端為模板的滯后鏈的合成方向也是5端向3端，與復(fù)制叉前進(jìn)方向相反，無法直接復(fù)制，一定要等前導(dǎo)鏈開始合成而將其合成模板暴露出來以后，合成才得以進(jìn)行，因此只能分段地不連續(xù)合成。

2.有哪些酶和蛋白質(zhì)參與原核生物的DNA復(fù)制，它們在復(fù)制中的生物學(xué)功能是什么？答：1.DNA聚合酶1——除去岡崎片段上RNA引物，完成兩個岡崎片段間的DNA合成；2DNA聚合酶2——可能在DNA的修復(fù)中起某種作用；3.DNA聚合酶3——合成新鏈DNA主要的酶；4.引物酶或RNA聚合酶（引發(fā)酶）——合成DNA復(fù)制所需的RNA引物；5解螺旋酶——DNA兩條鏈解開；6.DNA解旋酶——消除復(fù)制叉前進(jìn)時候帶來的扭曲張力；7.單鏈DNA結(jié)合蛋白——防止復(fù)性和保護(hù)單鏈DNA不被核酸酶降解；8.DNA連接酶——連接岡崎片段；9.DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶——消除或引人DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)

3.什么是DNA的半保存復(fù)制？它的試驗(yàn)依據(jù)是什么？

答：在DNA復(fù)制過程中雙螺旋解旋并分開，然后以每條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，由DNA聚合酶催化合成新的互補(bǔ)鏈，結(jié)果由一條鏈成為互補(bǔ)的兩條鏈，這樣新形成的兩個DNA分子與原來的DNA分子的堿基序列完全一致。由于每個子代DNA的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新和成。這種復(fù)制方式

-3-

成為半保存復(fù)制。

試驗(yàn)依據(jù)：1958年，Meselson和Stahl利用同位素標(biāo)記和密度梯度離心試驗(yàn)，將大腸桿菌放在15NH4Cl培養(yǎng)基中生長15代，使DNA被15N標(biāo)記后，再將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到只含有14NH4Cl的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。分別取0代、1代、2代、3代的細(xì)胞，提取DNA，進(jìn)行密度梯度離心，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有15N-DNA的細(xì)胞在14NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)一代后，只有一條區(qū)帶介于14N-DNA與15N-DNA之間，說明DNA一條鏈來自15N-DNA，另一條鏈為含有14N的新合成鏈；培養(yǎng)兩代后則出現(xiàn)兩條帶，一條帶在14N-DNA區(qū)，另一條在14N-DNA與15N-DNA之間，依照半保存復(fù)制方式培養(yǎng)兩代，只能出現(xiàn)14N-DNA和14N,15N-DNA兩種分子；培養(yǎng)三代后則出現(xiàn)三條代，一條帶14N—DNA區(qū)，另一條帶在14N—DNA與15N-DNA之間，還有一條帶在15N-DNA區(qū)，依照半保存復(fù)制方式培育三代，能出現(xiàn)14N-DNA14N，15N-DNA和15N-DNA三種分子，隨代數(shù)的增加14N-DNA逐漸增加而14N,15N-DNA區(qū)帶逐漸減弱。

4.原核生物中存在哪些類型的轉(zhuǎn)座子？其轉(zhuǎn)座機(jī)理有哪些？

答：轉(zhuǎn)座機(jī)理：①復(fù)制型轉(zhuǎn)座——在相互作用時，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，因此轉(zhuǎn)座實(shí)體是原轉(zhuǎn)座子的一個拷貝。轉(zhuǎn)座子中作為移動的部分被拷貝。一個拷貝保存在原味點(diǎn)，另一個位點(diǎn)插入到新的位點(diǎn)，復(fù)制型轉(zhuǎn)座涉及到兩種類型的酶活性：一是轉(zhuǎn)座酶，他們在原轉(zhuǎn)座子的末端起作用。另一種為拆分酶，它對復(fù)制拷貝起作用。②非復(fù)制型轉(zhuǎn)座——轉(zhuǎn)座因子直接從原來位置插入新的位置，并保存在插入位置上，這中轉(zhuǎn)座只需轉(zhuǎn)座酶的作用。非復(fù)制轉(zhuǎn)座的結(jié)果是原來的位置上丟失了轉(zhuǎn)座因子，而在插入的位置上增加了轉(zhuǎn)座因子這可能是表型的變化③反轉(zhuǎn)座因子通過在將RNA轉(zhuǎn)錄成DNA拷貝的能力而遷移；DNA拷貝同時被整合在基因組的新位點(diǎn)，反轉(zhuǎn)座作用在出現(xiàn)在真核生物，所有反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子都有一個共同的特點(diǎn)，即在其插入微點(diǎn)上產(chǎn)生短的正向重復(fù)序列。

5.簡述DNA復(fù)制的過程，并比較原核生物和真核生物DNA復(fù)制的差異。答：（1）DNA復(fù)制的過程可被分為三個階段：復(fù)制的起始、延伸和終止。每個DNA復(fù)制的獨(dú)立單元主要包括復(fù)制的起始位點(diǎn)和終止位點(diǎn)。DNA復(fù)制的起始包括預(yù)引發(fā)和引發(fā)兩個階段。在預(yù)引發(fā)階段，DNA解旋解鏈，形成復(fù)制叉，引發(fā)體組裝；在引發(fā)階段，在引發(fā)酶的催化下以DNA鏈為模板合成一段短的RNA引物。復(fù)制時DNA鏈的延伸由DNA聚合酶催化，以親代DNA鏈為模板，引發(fā)體移動，從5ˊ→3ˊ方向聚合子代DNA鏈。當(dāng)子鏈延伸達(dá)到終止位點(diǎn)時，DNA復(fù)制就終止了，切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，在DNA連接酶的催化下相鄰的岡崎片段連接起來形成完整的DNA長鏈。

（2）原核生物和真核生物DNA復(fù)制的差異：DNA復(fù)制差異項(xiàng)原核生物真核生物復(fù)制起始點(diǎn)和單位單復(fù)制子、單點(diǎn)起始多復(fù)制子100-200bp、多點(diǎn)起始、分段進(jìn)行復(fù)制復(fù)制叉移動速度快、5kb/min慢、1-3kb/min復(fù)制方向雙向雙向復(fù)制的終止復(fù)制叉相遇即終止端粒DNA聚合酶E.coliDNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、DNA聚合酶a、β、r、Ⅲσ、ε

-4-

組蛋白的裝配——————————需要組蛋白全保存裝配，5種組蛋白形成八聚體核小體

6.簡述DNA損傷修復(fù)的機(jī)制。

答：DNA損傷以后可以生物體可通過多種修復(fù)機(jī)制進(jìn)行修復(fù)。

①直接修復(fù)：又稱光復(fù)活修復(fù)，可見光可以激活光復(fù)活酶，由光復(fù)活酶識

別嘧啶二聚體并與之結(jié)合形成復(fù)合物，在可見光照射下，酶獲得能量，將環(huán)丁烷胸腺嘧啶二聚體的丁酰環(huán)開啟和6-4光化物還原成單體，另外甲基轉(zhuǎn)移酶使O-甲基鳥嘌呤脫甲基生成鳥嘌呤，防止G-T配對，使之完全修復(fù)。

②切除修復(fù)，包括堿基切除修復(fù)和核苷酸切除修復(fù)。堿基切除修復(fù)：DNA

糖苷水解酶能特異性識別常見的DNA損傷位點(diǎn)，并特異地切除受損核苷酸上的N-β-糖苷鍵，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)，統(tǒng)稱AP位點(diǎn)；由AP磷酸內(nèi)切酶將受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開；利用DNA聚合酶Ⅰ切除損傷部位，補(bǔ)上核苷酸；再由DNA連接酶將切口連接。核苷酸切除修復(fù)：該修復(fù)機(jī)制由兩種不同的酶來發(fā)動，一種是核酸內(nèi)切酶，另外一種是DNA糖苷酶。特異性的核酸內(nèi)切酶或DNA糖苷酶識別DNA受損部位，并在該部位的5ˊ端作一切口；由核酸外切酶從5ˊ→3ˊ端逐一切除損傷的單鏈；在DNA聚合酶的催化作用下，以互補(bǔ)鏈為模板，合成新的單鏈片段以填補(bǔ)缺口；由DNA連接酶催化連接片段封閉缺口。

③重組修復(fù)：重組修復(fù)發(fā)生在DNA復(fù)制之前，而當(dāng)DNA發(fā)動復(fù)制時尚未

修復(fù)的損傷部位，DNA復(fù)制時，損傷部位導(dǎo)致子鏈DNA合成障礙，形成空缺；此空缺誘導(dǎo)產(chǎn)生重組酶，該酶與空缺區(qū)結(jié)合，并催化子鏈空缺與對側(cè)親鏈進(jìn)行重組交換；對側(cè)親鏈產(chǎn)生的空缺以互補(bǔ)的子鏈為模板，在DNA聚合酶和連接酶的催化下，重新修復(fù)缺口；親鏈上的損傷部位繼續(xù)保存或以切除修復(fù)方式加以修復(fù)。④易錯修復(fù)和應(yīng)急反應(yīng)（SOS反應(yīng)），誘導(dǎo)修復(fù)是細(xì)胞DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷

或DNA復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊急狀況下，為求得生存而出現(xiàn)的一系列誘導(dǎo)性修復(fù)，SOS反應(yīng)誘導(dǎo)的修復(fù)系統(tǒng)包括避免過錯的修復(fù)和傾向過錯的修復(fù)。避免過錯的修復(fù)：SOS反應(yīng)能誘導(dǎo)光復(fù)活切除修復(fù)和重組修復(fù)中某些關(guān)鍵酶和蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，從而加強(qiáng)光復(fù)活切除修復(fù)和重組修復(fù)的能力。傾向過錯的修復(fù)：SOS反應(yīng)還能誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對動能的DNA聚合酶，它能在DNA損傷部位進(jìn)行復(fù)制而避免了死亡，可是卻帶來了高的突變率。

-5-

第三章

一、填空題

1、轉(zhuǎn)錄的底物是四種NTP，原核生物RNA聚合酶可受利福霉素抑制，后者與該酶的β亞基結(jié)合。

2、真核生物的三類RNA聚合酶對α-鵝膏蕈堿的敏感度不同，RNA聚合酶Ⅱ最敏感，RNA聚合酶Ⅰ不敏感，RNA聚合酶Ⅲ具有種屬特異性。

3、尋常原核生物的終止子在終止點(diǎn)之前均有一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，其產(chǎn)生的RNA可形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu)。

4、DNA結(jié)構(gòu)基因中存在被轉(zhuǎn)錄也被翻譯的序列稱為外顯子，被轉(zhuǎn)錄但是不被翻譯的序列稱為內(nèi)含子。

5、真核生物的mRNA加工過程中,5?端加上帽子，在3?端加上poly(A)，后者由催化。假使被轉(zhuǎn)錄基因是不連續(xù)的，那么，一定要被切除，并通過過程將連接在一起。

6、–10位的5′-TATAATG-3′區(qū)和–35位的5′-TTGACA-3′區(qū)是RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合位點(diǎn)，能與σ因子相互識別而具有很高的親和力。7、決定基因轉(zhuǎn)錄基礎(chǔ)頻率的DNA元件是，它是的結(jié)合位點(diǎn)。

8、原核生物RNA聚合酶核心酶由2個a亞基、一個β亞基、一個βˊ亞基和一個ω亞基組成，全酶由2個a亞基、一個β亞基、一個βˊ亞基、一個ω亞基和一個σ亞基組成。

二、選擇題

1、以下有關(guān)TATA盒的表達(dá),哪個是正確的:（BB）A.它位于第一個結(jié)構(gòu)基因處B.它和RNA聚合酶結(jié)合C.它編碼阻遏蛋白D.它和反密碼子結(jié)合2.轉(zhuǎn)錄需要的原料是:(D)

A.dNTPB.dNDPC.dNMPD.NTPE.NMP3、DNA模板鏈為5?-ATTCAG-3?,其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是:(D)A.5?-GACTTA-3?B.5?-CTGAAT-3?C.5?-UAAGUC-3?D.5?-CUGAAU-3?

4、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程有大量一致點(diǎn),以下描述哪項(xiàng)是錯誤的?(DD)A.轉(zhuǎn)錄以DNA一條鏈為模板,而以DNA兩條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制B.在這兩個過程中合成均為5`-3`方向C.復(fù)制的產(chǎn)物尋常狀況下大于轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物D.兩過程均需RNA引物

5、以下哪種RNA的剪切需要剪切體參與（AA）。

A：真核細(xì)胞mRNAB：線粒體mRNAC：rRNAD：tRNA6、參與轉(zhuǎn)錄終止的因素是（DD）。

A：σ因子B：ρ因子C：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3?端發(fā)夾結(jié)構(gòu)D：ρ因子或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3?端發(fā)夾結(jié)構(gòu)7、常見內(nèi)含子的剪切位點(diǎn)具有的特征（AA）。

A：5?-GU,3?-AGB：5?-AG,3?-GUC：5?-GA,3?-UGD：5?-UG,3?-GA8、真核生物中，存在于核仁中的RNA聚合酶是（A）。

A：RNA聚合酶αB：RNA聚合酶βC：RNA聚合酶γD：RNA聚合酶δ9、下面那一項(xiàng)不屬于原核生物mRNA的特征（CC）

-6-

A：半衰期短B：存在多順反子的形式

C：5?端有帽子結(jié)構(gòu)D：3?端沒有或只有較短的多聚（A）結(jié)構(gòu)10、真核細(xì)胞中的mRNA帽子結(jié)構(gòu)是（AA）

A.7-甲基鳥嘌呤核苷三磷酸B.7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸C.7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸D.7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸12、下面哪一項(xiàng)為哪一項(xiàng)對三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的正確描述（B）（A）σ因子、核心酶和雙鏈DNA在啟動子形成的復(fù)合物（B）全酶、模板DNA和新生RNA形成的復(fù)合物（C）三個全酶在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)形成的復(fù)合物（D）σ因子、核心酶和促旋酶形成的復(fù)合物

三、名詞解釋

CAAT盒:真核生物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游的極端保守DNA序列，被一組轉(zhuǎn)錄因子識別，調(diào)控轉(zhuǎn)錄的起始頻率TATA盒：真核生物RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游大約25核苷酸處的富含AT的保守區(qū)，其功能涉及RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的正確起始。內(nèi)含子：在原始轉(zhuǎn)錄物中通過RNA剪接反應(yīng)而被去除的RNA序列或基因中與這種RNA序列相對應(yīng)的DNA序列。

外顯子：在原始轉(zhuǎn)錄物中通過RNA剪接反應(yīng)將內(nèi)含子去除后而保存下來的RNA序列或基因中與這種RNA序列相對應(yīng)的DNA序列

啟動子：DNA分子上結(jié)合RNA聚合酶并形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的區(qū)域，尋常位于5′上游區(qū)域。在多數(shù)狀況下還包括促進(jìn)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)理蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。

RNA編輯：是某些RNA，特別是mRNA的一種加工方式，通過核苷酸的替換、插入或刪除初生轉(zhuǎn)錄物特定部位的堿基而改變其中的核苷酸序列，它導(dǎo)致了DNA所編碼的遺傳信息的改變，由于經(jīng)過編輯的mRNA序列發(fā)生了不同于模板DNA的變化。

σ因子：原核生物RNA聚合酶的一個亞基，是轉(zhuǎn)錄起始所必需的因子，主要影響RNA聚合酶對轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的正確選擇。

四、問答題

1、簡述真核細(xì)胞與原核細(xì)胞基因的不同結(jié)構(gòu)特征，說明由此造成的不同轉(zhuǎn)錄后加工過程。答：真核生物的基因結(jié)構(gòu)由單順反子構(gòu)成，具有內(nèi)含子和較多的重復(fù)序列。轉(zhuǎn)錄和翻譯分別在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中進(jìn)行。原核生物的基因結(jié)構(gòu)是由多順反子組成，無內(nèi)含子，重復(fù)序列較少。因此真核生物進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后的加工需要在mRNA5′端加帽子和3′端加poly（A）尾巴，以保持mRNA的穩(wěn)定性。同時，還要進(jìn)行RNA的剪接和修飾以切除內(nèi)含子。而原核生物的多順反子多形成一個操縱子，完成各項(xiàng)功能。其轉(zhuǎn)錄和翻譯是緊湊連接的，不需要進(jìn)行加尾和加冒的過程，由于沒有內(nèi)含子，也無需剪接步驟。2、試比較真核生物RNA聚合酶Ⅱ識別的啟動子與原核生物RNA聚合酶所識別的啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各結(jié)構(gòu)單元的功能是什么？

答：啟動子是RNA聚合酶特異結(jié)合和轉(zhuǎn)錄起始所需的保守序列。在這段序列內(nèi)，有一些對于啟動子功能很關(guān)鍵的保守短序列。

原核生物啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：啟動區(qū)長約40bp，-10序列是幾乎所有的啟動子都含有的一個6bp的序列，該六聚體尋常位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)上游10bp處，共有-10序列是TATAAT，尋常稱為Pribnow框，是RNA聚合酶的緊湊結(jié)合位點(diǎn)。-35序列是另一個在大多數(shù)啟動子中都可以找

-7-

到的6bp序列，該六聚體一般位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游35bp處，共有-35序列TTGACA，是RNA聚合酶對啟動子的識別有關(guān)序列，對轉(zhuǎn)錄起始頻率影響很大。

真核生物啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：真核生物啟動子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-25~-30bp處的共同序列TATAAA，也稱為TATA區(qū)（Hogness框），相當(dāng)于原核生物的-10序列的功能；在起始位點(diǎn)上游-70~-80bp處還有另一段共同序列CCAAT，這是與原核生物-35bp區(qū)的序列相對應(yīng)，稱為CAAT區(qū)（CAAT框）；

比較原核與真核生物轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游區(qū)的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)：①原核基因啟動區(qū)范圍較小，一般狀況下，TATAAT（Pribnow區(qū)）的中心位于-10~-7，上游-70~-10區(qū)為正調(diào)控因子結(jié)合序列，-20~+1區(qū)為負(fù)調(diào)控因子結(jié)合序列。真核基因的調(diào)控范圍較大，TATAA/TA區(qū)位于-30~-20，而-110~-40區(qū)為上游激活區(qū)。②原核生物基因啟動子上游只有TTGACA區(qū)（-40~-30）作為RNA聚合酶的主要結(jié)合位點(diǎn)，參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控。真核基因除了含有與之相對應(yīng)的CAAT區(qū)之外，大多數(shù)基因還擁有GC區(qū)和増強(qiáng)子區(qū)。原核生物RNA聚合酶不需要大量多肽參與，一種RNA聚合酶能識別不同的結(jié)構(gòu)基因。

3、比較DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)。

答：一致點(diǎn)：都以DNA鏈作為模板，合成的方向均為5ˊ→3ˊ，聚合反應(yīng)均遵循堿基配對原則，通過核苷酸之間形成的3ˊ,5ˊ-磷酸二酯鍵使核苷酸鏈延長。不同點(diǎn)：模板原料酶產(chǎn)物配對引物

復(fù)制兩條鏈均被復(fù)制dNTPDNA聚合酶A-T;G-CRNA引物轉(zhuǎn)錄模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對稱轉(zhuǎn)錄）NTPRNA聚合酶A-U;G-C;T-A無子代雙鏈DNA（半保存復(fù)制）mRNA、tRNA、rRNA-8-

第四章

一、填空題1、遺傳密碼的是由于mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子不一定嚴(yán)格配對。2、核糖體上可區(qū)分出五個功能活性位點(diǎn)，其中A位點(diǎn)主要在50S亞基上，而P位點(diǎn)主要在50S亞基上。

3、至少含有42個核苷酸的mRNA（不包括上游的非編碼序列）才能編碼含有13個氨基酸的多肽。

4、tRNA的二級結(jié)構(gòu)為三葉草形，三級結(jié)構(gòu)為倒L形。

5、原核生物蛋白質(zhì)合成的起始tRNA是甲酰甲硫氨酰-tRNA攜帶的氨基酸是甲酰甲硫氨酸，而真核生物蛋白質(zhì)合成的起始tRNA是甲硫氨酰-tRNA，它攜帶的氨基酸是甲硫氨酸。

6、真核生物中rRNA包括18SrRNA，28SrRNA，5.8SrRNA，5SrRNA。7、各類核糖核酸中，稀有堿基含量比例（%）最高的是。8、新生肽鏈每增加一個氨基酸單位都要經(jīng)過進(jìn)位，肽鍵形成和移位三步反應(yīng)。9、與mRNA密碼子ACG相對應(yīng)的tRNA的反密碼子是CGU，tRNA的反密碼子為UGC，它識別的密碼子為GCA。

10、一種氨基酸最多可以有6個密碼子，一個密碼子最多決定1種氨基酸。

11、多肽合成的起始密碼子是AUG，而UAA，UAG和UGA是終止密碼子。12、tRNA分子有氨基酸臂，TΨC環(huán)，反密碼子環(huán)、可變環(huán)和尿嘧啶環(huán)等五個主要結(jié)構(gòu)。

二、選擇題

1．多數(shù)氨基酸都有兩個以上密碼子，以下哪組氨基酸只有一個密碼子？（CD）

A．蘇氨酸、甘氨酸B．脯氨酸、精氨酸C．絲氨酸、亮氨酸D．色氨酸、甲硫氨酸E．天冬氨酸和天冬酰胺2．tRNA分子上結(jié)合氨基酸的序列是（B）

A．CAA-3′B．CCA-3′C．AAC-3′D．ACA-3′E．AAC-3′3．遺傳密碼（C）

A．20種氨基酸共有64個密碼子B．堿基缺失、插入可致框移突變

C．AUG是起始密碼D．UUU是終止密碼E．一個氨基酸可有多達(dá)6個密碼子4、tRNA能夠成為氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)體、是由于其分子上有(A)

A．-CCA-OH3′末端B．3個核苷酸為一組的結(jié)構(gòu)C．稀有堿基D．反密碼環(huán)E．假腺嘌吟環(huán)

5、蛋白質(zhì)生物合成中的終止密碼是（A）。

（A）UAA（B）UAU（C）UAC（D）UAG（E）UGA6、Shine-Dalgarno順序(SD-順序)是指:（AA）

A.在mRNA分子的起始碼上游8-13個核苷酸處的順序B.在DNA分子上轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)前8-13個核苷酸處的順序

C.16srRNA3?端富含嘧啶的互補(bǔ)順序D.啟動基因的順序特征7、“同工tRNA〞是：（A）

(A)識別同義mRNA密碼子(具有第三堿基簡并性)的多個tRNA(B)識別一致密碼子的多個tRNA(C)代表一致氨基酸的多個tRNA

-9-

(D)由一致的氨酰tRNA合成酶識別的多個tRNA

8、反密碼子中哪個堿基對參與了密碼子的簡并性(搖擺)。（A）（A）第一個(B)其次個(C)其次個(D)第一個與其次個9、與mRNA的GCU密碼子對應(yīng)的tRNA的反密碼子是（B）（A）CGA（B）IGC（C）CIG（D）CGI10、真核與原核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的一致點(diǎn)是（C）（A）翻譯與轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)進(jìn)行（B）模板都是多順反子

（C）都需要GTP（D）甲酰蛋氨酸是第一個氨基酸

三、名詞解釋

單順反子：只編碼一條多肽鏈的mRNA。多順反子：編碼多條多肽鏈的順反子

簡并密碼子：三聯(lián)體第三位堿基不同而編碼同一種氨基酸的遺傳密碼

SD序列：原核生物mRNA起始密碼子上游8~13個核甘酸處的一段富含嘌呤的保守序列，該序列由Shine和Dalgarno發(fā)現(xiàn)而得名，其可與核糖體小亞基中的16SrRNA的3ˊ端序列進(jìn)行堿基配對，它的功能是相對于起始密碼子而正確定位核糖體。開放閱讀框（ORF）：是指DNA或RNA分子中一組連續(xù)的不重疊的密碼子（不包含終止密碼子），觀測DNA序列，可以鑒別起始于ATG，終止于TGA、TAA、或TAG的連續(xù)的密碼子區(qū)域，是有可能編碼蛋白質(zhì)的DNA序列。

四、問答題

1、原核生物蛋白質(zhì)的合成可分為哪些階段？簡述各階段的主要事件。

答：原核生物的蛋白質(zhì)合成分為四個階段：氨基酸的活化、肽鏈合成的起始、延伸和終止。①氨基酸的活化：游離的氨基酸必需經(jīng)過活化以獲得能量，才能參與蛋白質(zhì)的合成，活化反應(yīng)由氨酰tRNA合成酶催化，最終氨基酸連接在tRNA3ˊ端AMP的3ˊ-OH上，合成氨酰-tRNA。

②肽鏈合成的起始：首先IF1和IF3與30S亞基結(jié)合，以阻止大亞基的結(jié)合；接著，IF2和GTP與小亞基結(jié)合，以利于隨后的起始tRNA的結(jié)合；形成的小亞基復(fù)合物經(jīng)由核糖體結(jié)合點(diǎn)附著在mRNA上，起始tRNA和AUG起始密碼子配對并釋放IF3，并形成30S起始復(fù)合物。大亞基與30S起始復(fù)合物結(jié)合，替換IF1和IF2+GDP，形成70S起始復(fù)合物。這樣在mRNA正確部位組裝成完整的核糖體。

③肽鏈的延伸：延伸分三步進(jìn)行，進(jìn)位：負(fù)載tRNA與EF-Tu和GTP形成的復(fù)合物被運(yùn)輸至核糖體，GTP水解，EF-TuGDP釋放出來，在EF-Ts和GTP的作用下，EF-TuGDP可以再次利用。轉(zhuǎn)肽：肽酰轉(zhuǎn)移酶將相鄰的兩個氨基酸相連形成肽鍵，該過程不需要能量的輸入。移位：移位酶（EF-G）利用GTP水解釋放的能量，使核糖體沿mRNA移動一個密碼子，釋放出空載的tRNA并將新生肽鏈運(yùn)至P位點(diǎn)。

④肽鏈的終止與釋放：釋放因子（RF1或RP2）識別終止密碼子，并在RP3的作用下，促使肽酰轉(zhuǎn)移酶在肽鏈上加上一個水分子并釋放肽鏈。核糖體釋放因子有助于核糖體亞基從mRNA上解離。

2、簡述遺傳密碼破譯的方法。

答：①以均聚物、隨機(jī)共聚物和特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成

制備大腸桿菌的無細(xì)菌合成體系，在含有DNA、mRNA、tRNA、核糖體、AA-tRNA合成酶及其他酶類的抽提物中參與DNase，降解體系中的DNA，耗盡mRNA時，體系中的

-10-

蛋白質(zhì)合成中止，當(dāng)補(bǔ)充外源mRNA或人工合成的各種均聚物或共聚物作為模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分時又能合成新的肽鏈，新生肽鏈的氨基酸順序由外加的模板所決定。因此，分析比較參與的模板和合成的肽鏈即可推知編碼某些氨基酸的密碼。

②核糖體結(jié)合技術(shù)

以人工合成的三核甘酸如UUU、UCU、UGU等為模板、在含核糖體、AA-tRNA的適當(dāng)離子強(qiáng)度的反應(yīng)液中保溫，然后使反應(yīng)液通過硝酸纖維素濾膜。游離的AA-tRNA因相對分子質(zhì)量小而能自由通過濾膜，參與三核苷酸模板可以促使其對應(yīng)的AA-tRNA結(jié)合到核糖體上，體積超過膜上的微孔而被滯留，這樣就能把已結(jié)合到核糖體的AA-tRNA與未結(jié)合的AA-tRNA分開。

第五章

名詞解釋

蛋白質(zhì)工程：應(yīng)用重組DNA技術(shù)設(shè)計(jì)并構(gòu)建具有新性質(zhì)的蛋白質(zhì)或酶的試驗(yàn)技術(shù)。該技術(shù)是將隨機(jī)性單個部位改變引入結(jié)構(gòu)基因以生成突變體基因，再將其與啟動子偶聯(lián)以指導(dǎo)發(fā)生特定改變的蛋白質(zhì)的合成，隨后分析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能特征并與預(yù)期的特征進(jìn)行比較。蛋白質(zhì)的設(shè)計(jì)可輔以計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)及其他先進(jìn)的分子模式技術(shù)。

分子克隆：指遺傳信息的分子操作和縝密施工，即按人們的需求，將一種生物的基因或化學(xué)合成的基因與適合的載體DNA分子連接，構(gòu)成重組DNA分子，然后將其導(dǎo)入受體細(xì)胞中復(fù)制擴(kuò)增，從而獲得該基因片段的大量拷貝。酵母雙雜交系統(tǒng)：以酵母的遺傳分析為基礎(chǔ)研究反式作用因子之間相互作用對真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控影響的試驗(yàn)系統(tǒng)，用于鑒定蛋白質(zhì)之間的相互作用。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在體外將DNA靶序列的拷貝數(shù)大量擴(kuò)增的技術(shù)，其基本過程包括變性、復(fù)性以及DNA聚合酶指導(dǎo)下的鏈的延伸三個階段的反復(fù)循環(huán)。RACE技術(shù)：在已知cDNA序列的基礎(chǔ)上克隆5ˊ端或3ˊ端缺失序列的技術(shù)，用于對RNA分子末端作圖

原位雜交技術(shù)（ISH）：用標(biāo)記核酸探針，經(jīng)放射自顯影或非放射檢測體系，在組織、細(xì)胞、間期核及染色體上對核酸進(jìn)行定位和相對定量研究的一種手段，尋?？煞譃镽NA原位雜交和染色體原位雜交兩大類。

-11-

第七章

一、填空題

1．基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在兩個方面：轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控。其中，后者又包括mRNA加工成熟水平上的調(diào)控和翻譯水平上的調(diào)控。

2.不同生物使用不同的信號來指揮基因調(diào)控。原核生物中，營養(yǎng)狀況和環(huán)境因素對基因表達(dá)起著舉足輕重的影響。在高等真核生物中，__激素水平_和____發(fā)育階段__是基因表達(dá)調(diào)控的最主要手段。

3.原核生物的基因調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上，根據(jù)調(diào)控機(jī)制的不同可分為_負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控__和_正轉(zhuǎn)錄調(diào)控_。在第一種調(diào)控體系中，調(diào)控基因的產(chǎn)物是___阻遏蛋白___。根據(jù)其作用特征又可分為___負(fù)控誘導(dǎo)__和__負(fù)控阻遏___兩大類。在其次種調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)控基因的產(chǎn)物是__激活蛋白___。根據(jù)其作用性質(zhì)可分為__正控誘導(dǎo)___和__正控阻遏__系統(tǒng)。

4.大腸桿菌乳糖操縱子包括三個結(jié)構(gòu)基因：__lacZ__、lacY和lacA，以及__啟動子_、操縱基因和__阻遏子_。

5.對于大腸桿菌乳糖操縱子而言，乳糖并不與阻遏物相結(jié)合，真正的誘導(dǎo)物是乳糖的異構(gòu)體__異構(gòu)乳糖__，而后者是在β-半乳糖苷酶的催化下由乳糖形成的。

6.在大腸桿菌中，cAMP的濃度受到葡萄糖代謝的調(diào)理。假使將細(xì)菌放在缺乏碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度就高；假使在含葡萄糖的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，cAMP的濃度就__低__；假使培養(yǎng)基中只有甘油或乳糖等不進(jìn)行糖酵解途徑的碳源，cAMP的濃度會_很高_(dá)。

7.在大腸桿菌色氨酸操縱子系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子為___色氨酸_。trpR基因突變常引起trpmRNA的組成型合成，該基因產(chǎn)物因此被稱為__輔阻遏蛋白_。它與_色氨酸__相結(jié)合形成有活性的阻遏物，與操縱區(qū)結(jié)合并關(guān)閉trpmRNA轉(zhuǎn)錄。

8.大腸桿菌中，色氨酸操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控除了阻遏系統(tǒng)外，還有___弱化系統(tǒng)__。

9.色氨酸操縱子的弱化機(jī)制主要涉及__莖-環(huán)__的結(jié)構(gòu)，它是一段可以通過自我配對形成的__弱化子__mRNA區(qū)域，有典型的終止子特點(diǎn)。前導(dǎo)區(qū)的堿基序列以不同的方式進(jìn)行堿基配對，在前導(dǎo)肽基因中有兩個相鄰的__色氨酸__密碼子，所以前導(dǎo)肽的翻譯對_色氨酸-tRNA__的濃度敏感，弱化子對RNA聚合酶的影響依靠于前導(dǎo)肽中__核糖體__所處的位置，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)理。

二、選擇題

1.原核生物的基因調(diào)控主要發(fā)生在（A）。

A．轉(zhuǎn)錄水平B.轉(zhuǎn)譯水平C.轉(zhuǎn)錄后水平D.轉(zhuǎn)譯后水平2.操縱子一般是有（B）組成的。

A．結(jié)構(gòu)基因、啟動子和調(diào)理基因B.操縱基因、結(jié)構(gòu)基因和啟動子

C.操縱基因、結(jié)構(gòu)基因和加強(qiáng)子D.操縱基因、啟動子、結(jié)構(gòu)基因和調(diào)理基因3.加強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄的元件是（C）。

A．密碼子B.復(fù)制子C.啟動子D.內(nèi)含子E.外顯子4.以下關(guān)于大腸桿菌基因調(diào)控的說法錯誤的是（B）。A．幾個結(jié)構(gòu)基因往往連在一起，共同受調(diào)控序列的調(diào)控

B.在大腸桿菌中，假使調(diào)理基因突變造成阻遏物缺乏，那么乳糖分解代謝的三種酶就不能合成

C.大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)控主要是對轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控

D.在大腸桿菌中，假使控制乳糖代謝啟動子發(fā)生了突變，轉(zhuǎn)錄便不能進(jìn)行

-12-

5.請根據(jù)原核生物負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控的類型和特點(diǎn)，選擇正確答案，完成下表格（A）。調(diào)理物結(jié)合到DNA上正調(diào)理負(fù)調(diào)理是否ⅠⅢⅡⅣA．Ⅰ：開啟Ⅱ：關(guān)閉Ⅲ：關(guān)閉Ⅳ：開啟B.Ⅰ：關(guān)閉Ⅱ：關(guān)閉Ⅲ：關(guān)閉Ⅳ：開啟C.Ⅰ：開啟Ⅱ：開啟Ⅲ：開啟Ⅳ：關(guān)閉D.Ⅰ：關(guān)閉Ⅱ：開啟Ⅲ：開啟Ⅳ：關(guān)閉6.原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控有如下異同（D）。A．原核生物有啟動子，真核生物沒有B.兩者的RNA聚合酶一致

C.兩者的調(diào)控方式一致，都以正調(diào)控為主

D.在真核生物中已發(fā)現(xiàn)好多蛋白質(zhì)因子是參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的7.乳糖操縱子的直接誘導(dǎo)劑是（D）。

A．葡萄糖B.乳糖C.半乳糖D.異構(gòu)乳糖8.乳糖操縱子阻遏蛋白結(jié)合乳糖操縱子的（B）。

A．CAP結(jié)合位點(diǎn)B.O區(qū)C.P區(qū)D.Z基因E.I基因9.乳糖操縱子阻遏蛋白由（D）。

A．Z基因編碼B.Y基因編碼C.A基因編碼D.I基因編碼

10.以下mRNA5?端序列中，具有典型原核生物SD序列特征的是（B）。A．5???UUAAG??3?B.5???AGGAG??3?C.5???GCCCG??3?D.5???CUCCA??3?11.異丙基巰基半乳糖苷，即IPTG，是（A）的類似物。A．乳糖B.半乳糖C.葡萄糖D.乙酰半乳糖12.阻止乳糖基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制是（A）。A．調(diào)理基因→操縱基因→結(jié)構(gòu)基因B.啟動子→操縱基因→結(jié)構(gòu)基因C.操縱基因→調(diào)控基因→結(jié)構(gòu)基因D.結(jié)構(gòu)基因→調(diào)控基因→操縱基因

13.乳糖操縱子的表達(dá)產(chǎn)物代謝產(chǎn)生的，共給細(xì)胞的能源物質(zhì)是（B）。A．乳糖B.葡萄糖C.半乳糖D.異構(gòu)半乳糖14.色氨酸操縱子調(diào)理過程涉及（D）。

A．轉(zhuǎn)錄水平調(diào)理B.轉(zhuǎn)錄激活調(diào)理C.翻譯水平調(diào)理D.轉(zhuǎn)錄/翻譯調(diào)理

15.大腸桿菌乳糖操縱子包括如下部分：Z區(qū)、Y區(qū)、A區(qū)、P區(qū)、O區(qū)、I區(qū)。試問，它們代表何種意義，請從以下選項(xiàng)中選擇（A）。

A．β-半乳糖苷酶、透過酶、乙?；D(zhuǎn)移酶、啟動子、操縱基因、阻遏子B.β-半乳糖苷酶、乙?；D(zhuǎn)移酶、透過酶、操縱基因、啟動子、阻遏子C.透過酶、乙?；D(zhuǎn)移酶、β-半乳糖苷酶、操縱基因、阻遏子、啟動子D.乙?；D(zhuǎn)移酶、透過酶、β-半乳糖苷酶、啟動子、操縱基因、阻遏子

16.當(dāng)葡萄糖和乳糖同時存在于培養(yǎng)基中，lac啟動子表達(dá)受阻，沒有β-半乳糖苷酶活性；當(dāng)葡萄糖消耗完以后，細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度將（），β-半乳糖苷酶活性將（），一度中止生長的細(xì)菌又將恢復(fù)分裂。(A)

A．增加；增加B.增加；減少C.減少；增加D.減少；減少17．基因表達(dá)過程中僅在原核生物中出現(xiàn)而真核生物沒有的是（A）。

-13-

A．σ因子B.AUG用作起始密碼子C.岡崎片段D.DNA連接酶18.cAMP在轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用中將出現(xiàn)以下哪種現(xiàn)象？（C）A．cAMP轉(zhuǎn)變成CRPB.CRP轉(zhuǎn)變成cAMP

C.cAMP-CRP形成復(fù)合物

D.葡萄糖分解活躍，cAMP增加，促進(jìn)乳糖利用來擴(kuò)展能源

19.色氨酸操縱子的調(diào)控作用是受兩個相互獨(dú)立的系統(tǒng)控制的，其中一個需要前導(dǎo)肽的翻譯，下面哪一個調(diào)控這個系統(tǒng)？（B）

A．色氨酸B.色氨酸-tRNAC.氨酰-tRNAD.cAMP20.色氨酸操縱子調(diào)理基因產(chǎn)物是（B）。

A．活性阻遏蛋白B.失活阻遏蛋白C.cAMP受體蛋白D.無基因產(chǎn)物

三、名詞解釋

負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控：調(diào)理基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白，起著阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的作用。又分為負(fù)控誘導(dǎo)和負(fù)控阻遏兩大類。操縱子（operon）：原核生物在轉(zhuǎn)錄水平上控制基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，包括啟動子（P）、操縱基因（O）、和在功能上相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)基因。阻遏蛋白（repressor）：在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中發(fā)揮作用，由調(diào)理基因產(chǎn)生的一種變構(gòu)蛋白，當(dāng)它與操縱基因結(jié)合時，能夠抑制轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，阻遏蛋白不與效應(yīng)物結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄；在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中，阻遏蛋白與效應(yīng)物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。代謝物阻遏效應(yīng)：葡萄糖對乳糖操縱子表達(dá)是起到抑制效應(yīng)的，這種抑制是間接的。不是葡萄糖本身而是它的降解產(chǎn)物抑制了乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄，葡萄糖的這種效應(yīng)被稱為代謝物阻遏效應(yīng)。

安慰性誘導(dǎo)物：在對乳糖操縱子的研究中，往往使用兩種含硫的乳糖類似物——異丙基巰基半乳糖苷（IPTG）和巰甲基半乳糖苷（TMG），它們能夠像乳糖一樣誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，但它們都不是半乳糖苷酶的底物，不能被其降解，所以被稱為安慰性誘導(dǎo)物。弱化作用（attenuation）：色氨酸操縱子中除阻遏-操縱調(diào)控機(jī)制外的另一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。色氨酸生物合成所需的各種酶的濃度根據(jù)色氨酸濃度的變化而受到調(diào)理，是一種微弱調(diào)控機(jī)制。它通過轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)，使轉(zhuǎn)錄在達(dá)到第一個結(jié)構(gòu)基因之前就過早終止，從而實(shí)現(xiàn)對色氨酸操縱子結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。細(xì)胞中色氨酸濃度的高低是能否實(shí)現(xiàn)過早終止的根本原因。

四、簡答題

1.簡述大腸桿菌乳糖操縱子的基本結(jié)構(gòu)及各部分功能。

答：大腸桿菌乳糖操縱子包括三個結(jié)構(gòu)基因：β-半乳糖苷酶基因（Z）、β-半乳糖苷透過酶基因（Y）和β-半乳糖苷乙酰基轉(zhuǎn)移酶基因（A），以及啟動子(P)、操縱子基因(O)和阻遏子（I）。

轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶首先與啟動區(qū)(P)結(jié)合，通過操縱區(qū)（O）向右轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄從操縱區(qū)中間開始，按lacZ→lacY→lacA方向進(jìn)行，每次轉(zhuǎn)錄出來的一條mRNA上都帶有這三個基因。轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是在啟動區(qū)和操縱區(qū)進(jìn)行的。

①lacZ、lacY、lacA基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的mRNA分子所編碼。

②該mRNA分子的啟動區(qū)(P)位于阻遏基因(I)與操縱基因（O）之間，不能單獨(dú)起始半乳糖苷酶和透過酶基因的高效表達(dá)。

③操縱區(qū)是DNA上的一小段序列（僅為26bp），是阻遏物的結(jié)合位點(diǎn)

-14-

④當(dāng)阻遏物與操縱區(qū)相結(jié)合時，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到抑制。

⑤誘導(dǎo)物通過與阻遏物結(jié)合，改變它的三維構(gòu)像，使之不能與操縱區(qū)相結(jié)合，從而激發(fā)lacmRNA的合成。這就是說，有誘導(dǎo)物存在時，操縱區(qū)沒有被阻遏物占據(jù)，所以啟動子能夠順利起始mRNA的轉(zhuǎn)錄。Lac操縱子阻遏物mRNA是由弱啟動子控制下組成型合成的，該阻遏蛋白有4個一致的亞基，每個亞基均含有347個氨基酸殘基，并能與1分子IPTG結(jié)合。

葡萄糖對lac操縱子表達(dá)的抑制是間接的，阻遏物與O區(qū)結(jié)合影響了RNA聚合酶與啟動區(qū)結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的效率。

2.結(jié)合cAMP的形成機(jī)制，簡述它在大腸桿菌利用乳糖方面的作用。

答：環(huán)腺苷酸cAMP是在腺苷酸環(huán)化酶的作用下由ATP轉(zhuǎn)變而來。cAMP與CRP蛋白結(jié)合形成復(fù)合物，該復(fù)合物是激活乳糖操縱子的重要組成部分，大腸桿菌乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄必需有cAMP-CRP復(fù)合物結(jié)合在DNA的啟動區(qū)域上。cAMP-CRP復(fù)合物是一個不同于阻遏物的正調(diào)控因子，它與阻遏體系形成兩個相互獨(dú)立的調(diào)控體系，調(diào)理乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄。在大腸桿菌中，cAMP的濃度受到葡萄糖代謝的調(diào)理。研究說明，在含有葡萄糖的培養(yǎng)基中，cAMP的濃度就低，大腸桿菌優(yōu)先使用葡萄糖；在缺乏碳源的培養(yǎng)基中，cAMP的濃度就高；大腸桿菌在只含有甘油或乳糖的培養(yǎng)基中（無進(jìn)行糖酵解途徑的碳源），cAMP的濃度也會很高，啟動大腸桿菌乳糖操縱子的表達(dá)。

3.你能解釋一下為什么作為數(shù)百萬年進(jìn)化蛻變的結(jié)果，在一個完全被誘導(dǎo)的大腸桿菌細(xì)胞中，β-半乳糖苷酶、透過酶及乙?；D(zhuǎn)移酶的拷貝數(shù)比例為1：0.5：0.2。這種不同的酶在數(shù)量上的差異是由于什么原因造成的？

答：①乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物lacmRNA可能與翻譯過程中的核糖體相脫離，從而終止蛋白質(zhì)

鏈的翻譯。這種現(xiàn)象發(fā)生的頻率取決于每一個后續(xù)的AUG密碼子再度起始翻譯的概率。因此，就存在這一個從mRNA的5ˊ端到3ˊ端的蛋白合成梯度。

②在乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物lacmRNA分子內(nèi)部，lacA基因比lacZ基因更簡單受到內(nèi)切酶作用發(fā)生降解，因此，在任何時候lacZ基因的完整拷貝數(shù)要比lacA基因多。因此對于乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物lacmRNA所編碼的各種蛋白質(zhì)，其相對濃度都由每一個順反子的翻譯頻率所決定。

4.如何理解“在色氨酸操縱子中，弱化子對RNA聚合酶的影響依靠于前導(dǎo)肽翻譯中核糖體所處的位置〞這句話，請簡要地加以解釋。

答：轉(zhuǎn)錄的弱化理論認(rèn)為mRNA轉(zhuǎn)錄的終止是通過前導(dǎo)肽基因的翻譯來調(diào)理的。由于在前導(dǎo)肽基因中有兩個相鄰的色氨酸密碼子，所以這個前導(dǎo)肽的翻譯必定對tRNA的濃度敏感。當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸濃度很低時，負(fù)載有色氨酸的tRNA也就很少，這樣翻譯通過兩個相鄰的色氨酸密碼子的速度就會很慢，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時，核糖體才進(jìn)行到1區(qū)（或停留在兩個相鄰的Trp密碼子處），這是前導(dǎo)區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3區(qū)配對，不形成3-4區(qū)域配對的終止結(jié)構(gòu)所以轉(zhuǎn)錄可以繼續(xù)進(jìn)行，直到將Trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)錄。而當(dāng)培養(yǎng)基中的色氨酸濃度高時，核糖體可以順利通過兩個相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前，核糖體就達(dá)到2區(qū)，這樣使2區(qū)和3區(qū)不能配對，3區(qū)和4區(qū)可以自由配對形成莖-環(huán)狀終止子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄中止，trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因被關(guān)閉而不再合成色氨酸。所以，弱化子對RNA聚合酶的影響依靠于前導(dǎo)肽翻譯中的核糖體所處的位置。

-15-

第八章

一、填空題

1.原核生物主要是通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控，以開啟或關(guān)閉某些基因的表達(dá)來適應(yīng)環(huán)境條件主要是＿＿營養(yǎng)水平＿的變化。＿環(huán)境因子＿＿往往是調(diào)控的誘導(dǎo)物，群體中每個細(xì)胞對環(huán)境變化的反應(yīng)是直接和基本一致的。

2.真核生物基因調(diào)控可分為兩大類，第一類是＿瞬時調(diào)控＿或稱為可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境變化所作出的反應(yīng)；其次類是＿發(fā)育調(diào)控＿或稱為不可逆調(diào)控，它決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的全部進(jìn)程。

3.原核細(xì)胞中具有操縱子結(jié)構(gòu)，并且以多順反子mRNA方式進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，整個體系被置于一個啟動子的控制之下。真核細(xì)胞的DNA是＿＿單順反子＿結(jié)構(gòu)，大量相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為＿基因家族＿。

4.大多數(shù)真核基因都是由蛋白質(zhì)編碼序列和非蛋白質(zhì)編碼序列兩部分組成。編碼序列稱為＿＿外顯子＿，英文寫作＿exon＿，非編碼序列稱為＿內(nèi)含子＿，英文寫作＿intron＿。真核基因有時被稱為＿＿斷裂基因＿，英文寫作interruptedgene。

5.DNA水平的調(diào)控是真核生物發(fā)育調(diào)控的一種形式，它包括了基因丟失、＿擴(kuò)增＿、重排＿、和易位等方式，通過這些方式可以消除或變換某些基因并改變它們的活性。這些調(diào)控方式與轉(zhuǎn)錄及翻譯水平的調(diào)控是不同的，由于它使＿基因組＿發(fā)生了改變。

6.DNA甲基化主要形成＿5-甲基胞嘧啶＿和少量的N6-甲基腺嘌呤及7-甲基鳥嘌呤。

7.鋅指結(jié)構(gòu)家族蛋白大體可以分為鋅指、鋅鈕和鋅簇結(jié)構(gòu)，其特有的＿半胱氨酸＿和＿組氨酸＿之間氨基酸殘基數(shù)基本恒定，與鋅離子結(jié)合，有鋅參與時才表現(xiàn)轉(zhuǎn)錄活性。

8.真核生物rRNA加工主要是有兩個內(nèi)容：＿分子內(nèi)切割＿和＿化學(xué)修飾＿。rRNA基因轉(zhuǎn)錄時先產(chǎn)生一個45S的前體rRNA，然后被核酸酶逐漸降解，形成成熟的18S、＿28S＿和5.8SrRNA。rRNA的化學(xué)修飾主要是甲基化＿，原核生物rRNA主要是堿基甲基化，真核生物rRNA主要是＿核糖甲基化＿。

9.在真核生物中，＿核不均一RNA＿，即hnRNA，是mRNA的前體。

10.與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子大多以二聚體形式起作用，轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合的功能域常見有以下幾種：螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋、＿鋅指模體、＿堿性-亮氨酸拉鏈模體＿、＿同源結(jié)合域＿。

二、選擇題

1.在真核生物中，DNA甲基化主要形成（）和少量的（）及（）。（A）A.5-甲基胞嘧啶；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基鳥嘌呤B.5-甲基胸腺嘧啶；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基鳥嘌呤C.N6-甲基腺嘌呤；5-甲基鳥嘌呤；7-甲基鳥嘌呤D.7-甲基鳥嘌呤；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基胞嘧啶

2.在基因家族中，基因排列的順序就是它們在發(fā)育階段的表達(dá)順序。這方面的典型例子是（D）。

A.免疫球蛋白B.白蛋白C.組蛋白D.珠蛋白

3.一般狀況下，DNA關(guān)閉某些基因的活性并誘導(dǎo)基因的重新活化和表達(dá)分別需要的操作為（A）。

A.甲基化；去甲基化B.去甲基化；甲基化C.磷酸化；去磷酸化D.去磷酸化；磷酸化

4.真核基因啟動子由核心啟動子和上游啟動子兩部分組成，核心啟動子和上游啟動子分別包含（A）。

-16-

A.TATA盒；CAAT盒和GC盒B.TATA盒和CAAT盒；GC盒C.CAAT盒和GC盒；TATA盒D.CAAT盒；GC盒和TATA盒

5.加強(qiáng)子大多為重復(fù)序列，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結(jié)合。其內(nèi)部常含有一個核心序列，它是產(chǎn)生加強(qiáng)效應(yīng)時所必需的。這一核心序列為（A）。A.TGGA/TA/TA/TB.TGGG/AG/AG/AC.TAAA/AA/GG/TD.TAGG/AG/AG/T

三、名詞解釋

基因家族（genefamily）：真核細(xì)胞中大量相關(guān)的基因常按功能成套組合，被稱為基因家族。同一家族中的成員有時緊湊地排列在一起，成為一個基因簇；更多的時候，它們分散在同一條染色體的不同部位，甚至位于不同的染色體上，具有各自不同的表達(dá)調(diào)控模式。斷裂基因（interruptedgene）：大多數(shù)真核基因都是由蛋白質(zhì)編碼序列和非蛋白質(zhì)編碼序列兩部分組成的。編碼序列稱為外顯子。非編碼序列稱為內(nèi)含子。在一個結(jié)構(gòu)基因中，編碼某一個蛋白質(zhì)不同區(qū)域的各個外顯子并不連續(xù)排列在一起，而是往往被長度不等的內(nèi)含子所隔離，形成鑲嵌排列的斷裂方式。所以，真核基因常被稱為斷裂基因。

GT-AG法則：幾乎每個內(nèi)含子5ˊ端起始的兩個堿基都是GT，而3ˊ端最終兩個堿基總是AG，由于這兩個堿基的高度保守性和廣泛性，常把這一現(xiàn)象稱為GT-AG法則。

順式作用元件：真核生物啟動子和加強(qiáng)子是由若干DNA序列元件組成的，由于它們常與特定的功能基因連鎖在一起，因此被稱為順式作用元件。這些序列組成基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控區(qū)，影響基因的表達(dá)。反式作用因子：是能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。

鋅指結(jié)構(gòu)：鋅指結(jié)構(gòu)家族蛋白大體可分為鋅指、鋅鈕和鋅簇結(jié)構(gòu)，其特有的半胱氨酸和組氨酸殘基之間氨基酸殘基數(shù)基本恒定，有鋅參與時才具備轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性。重復(fù)的鋅指結(jié)構(gòu)都是以鋅將一個a螺旋與一個反向平行β片層的基部以鋅原子為中心，通過與一對半胱氨酸和一對組氨酸之間形成配位鍵相連接，鋅指環(huán)上突出的賴氨酸、精氨酸參與DNA的結(jié)合。加強(qiáng)子：是指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列，最早發(fā)現(xiàn)于SV40早期基因的上游，有兩個長72bp的正向重復(fù)序列。加強(qiáng)子往往遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時間、空間特異性表達(dá)、加強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列，其發(fā)揮作用的方式尋常與方向、距離無關(guān)，可位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游或下游。

四、問答題

1.簡述DNA甲