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2013大学分子生物学课后习题答案及考试重难点


第一章 1.概念:分子生物学、反向生物学. (掌握) 答:研究层次上:整体水平 、细胞水平、分子水平 研究范围上:广义:研究生物大分子的结构和功能,从分子水平上阐明生命的现 象和生物学规律。 狭义:研究核酸(基因)的结构和功能、复制、转录、表达和调控等过程,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.现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面? (理解) 答: (1)基因与基因组的结构与功能 (2)DNA 的复制、转录和翻译 (3)基因表达调控的研究 (4)DNA 重组技术 (5)结构分子生物学 3.分子生物学发展经历哪几个阶段? (了解) 答: (1)人类对 DNA 和遗传信息传递的认识阶段 (2)重组 DNA 技术的建立和发展阶段 (3)重组 DNA 技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段 4.DNA 重组技术有哪些方面的应用? (了解) 答: (1)用于进行基础研究 (2)用于大量生产某些细胞代谢中产量很低的多肽,如激素、抗体、疫苗等; (3) 可以用于定向改造某些生物的基因结构,使它们所具备的特殊经济价值 或功能得以成百上千倍提高

第三章
1.概念:DNA 复性 、DNA 变性、Tm 、核酸分子杂交 (掌握) DNA 复性 :在适当条件下,变性 DNA 的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象,这 一现象称为复性。 DNA 变性: 在某些理化因素作用下,DNA 双链解开成两条单链的过程。 融解温度 Tm: 变性是在一个相当窄的温度范围内完成,在这一范围内,紫外光

吸收值达到最大值的 50%时的温度称为 DNA 的融解温度或解链温度。 核酸分子杂交 :利用复性后 DNA 双螺旋的各种性质可以恢复的特性。 将不同来源 的 DNA 单链分子或 RNA 分子放在同一体系中, 只要两种单链分子之间在某些区域 存在着互补序列,在适宜的条件下,就可以形成杂交双链。这种过程称为核酸分 子杂交。 2,如何理解 RNA 兼具信息分子和功能分子的作用? (掌握)
1

答: RNA 作为遗传信息的传递者的核心作用以外,还起着表达者、储存者的作 用。另外,还参与基因表达的调控,与生物机体的生长发育密切相关;具有生物 催化功能,用于初始转录物的剪接加工。 3. 为什么说碱基配对规律是 DNA 双螺旋结构的最基本特性? (理解) 答: 根据碱基互补原则,当一条核酸链序列被确定后,即可决定与之互补的另 外一条核酸链的序列。 碱基互补原则不仅是半保留复制的基础,而且是转录和表 达的基础。所以,碱基互补原则具有极其重要的生物学意义。它是核酸复制与表 达的分子基础,是遗传信息传递所有过程的核心。 4. 核酸的分子杂交有哪些应用? (了解) 答: ?研究 DNA 分子中某一种基因的位置 ?测定两种核酸分子间的序列相似性 ?检测某些专一序列在待检样品中存在与否 ④是基因芯片技术的基础
选择题: 1 哪个实验证明了 DNA 是遗传物质?( C) A 1928 年,肺炎球菌体内转化实验 B 1944 年,肺炎球菌体外转化实验 C 1952 年,用同位素标记技术,将 T2 噬菌体侵染大肠杆菌细胞的实验 D 1956 年,烟草花叶病毒的杂合、重建实验。

2 基因组计划的任务主要是针对核酸的哪一级结构进行研的?( A) A 一级结构 B 二级结构 C 三级结构 D 四级结构

3 RNA 有一下哪些功能?( AB) A 是遗传信息的中间传递体,还是遗传信息的储存者、表达者 B 参与基因表达的调控, C 是细胞中主要的遗传物质 D 具有生物催化功能

4 Southern blot、northern blot、western blot 分别是鉴定哪种分子的技术?( A)
2

A

DNA、RNA、蛋白质

B RNA、DNA、蛋白质 D 蛋白质、 RNA 、 DNA

C 蛋白质、DNA、 RNA

第四章 一.概念:基因、基因组、断裂基因、重叠基因、操纵子、顺反子、 GT-AG 法 则、RNA 的剪接、基因簇、基因家族、C 值矛盾(掌握) 基因:原核、真核生物、病毒的 DNA、RNA 分子中具有遗传效应的核苷酸序列, 是遗传的基本单位、突变单位以及控制性状的功能单位。 基因组:生物或细胞中,一套完整单倍体遗传物质的总和。 断裂基因:基因的编码序列在 DNA 分子上被不编码的序列隔开,没有连 续排列 重叠基因:一个基因的编码区与另一个基因的编码区部分或全部重叠,通过阅读 不同可读框,编码出不同的蛋白质。 操纵子: 原核生物中, 功能相关的几个结构基因串联排列在一起,形成一个转录 单元,受同一个调控区调节,转录产物为多顺反子 mRNA. 顺反子:顺反子是能编码出一条完整的肽链的一段核苷酸序列。 GT-AG 法则:在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列,内 含子的 5’端是 GT,3’端是 AG,这种接头方式称为 GT-AG 法则。普遍存在于真 核生物中,是 RNA 剪接的识别信号,转录后的前体 RNA 中的内含子剪接位点。 基因家族:真核生物基因组中,来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。 基因簇:基因家族中一组相同或相关基因串联排列在一起 RNA 的剪接:从 mRNA 原初转录产物中去除内含子序列,产生一个只由 外显子组成的 mRNA。这个过程称为 RNA 的剪接。 C 值悖理:指真核生物中 DNA 含量的反常现象。一种生物单倍体基因组所包含的 全部 DNA 量称为该物种的 C 值。 二.比较病毒基因组、细菌基因组、真核生物基因组的特点(掌握) 病毒基因组一般特点: 1、基因组小、遗传信息也相应少。 2、病毒基因组可以由 DNA 组成,也可以是 RNA 组成 3、基因组的大部分是用来编码蛋白质,间隔序列很短 4、基因组有重叠基因存在。 5、功能相关基因成簇 细菌基因组与真核基因组特点: 不同点: 原核基因组 真核基因组 1 大小、染色体 转译是否同步 2 编码序列比例 3 重复序列比例 小, 裸露 DNA 同时进行 大部分为编码序列 重复序列不多 大,染色体 时空分隔 含大量非编码序列 大量重复序列

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4 操纵子结构

操纵子,多顺反子

单顺反子 断裂基因

5 基因编码区是否 连续的 连续 相同点:

具有多种调控区;存在可移动的因子

三.如何解释断裂基因与中心法则的矛盾?大多数断裂基因有什么共同特征? 断裂基因的存在有什么生物学意义?(掌握) 1.在真核生物基因的表达过程中, 经过转录产生了精确对应于 DNA 序列的 RNA DNA 拷贝,但这个 RNA 只是一个前体分子,不能直接用于表达蛋白质。必须从 mRNA 原初转录产物中除去内含子序列,以产生一个只由外显子构成的信使 RNA。经过 RNA 剪接后,所有的外显子按其在 DNA 上相同的顺序连接在同一个 RNA 分子上, 然后再翻译成蛋白质。 (答案不确定!! !) 2.大多数断裂基因的共同特征: (1)外显子在基因中的排列顺序与它在成熟 mRNA 产物中的排列 顺序相同。---- 剪接只是去除内含子,外显子的排列顺序不变 (2) 没有组织特异性:某种断裂基因在所有组织中都具有相同 的内含子成分。---- 基因组没有组织特异性 (3) 在内含子上发生突变不影响蛋白质的结构,内含子上的突变 对生物体没有影响。---- 自我防护机制 3.断裂基因的意义: (1)储存较多遗传信息 (2)增加了重组机会 (3)自我防护机制 (4)利于变异和进化 (5)基因调控装置

四.比较病毒和真核生物增加基因组编码能力的方式?试分析选择不同方式的 原因。 (掌握) 病毒: 某些较小病毒基因组可利用基因重叠的方式来增加其编码能力。因其 基因组小,每一种病毒只有一种核酸组成,利用有限的遗传资源,表达更多基因 产物,以满足生物功能的需要。 真核生物:通过选择性剪接,形成不同的蛋白质,增加他们的编码能力。因 其结构复杂,基因数多,非编码序列占 90%以上。 (个人观点) 五.简述基因的概念的发展过程(了解) 1.经典遗传学关于基因的概念:基因的概念产生于经典遗传学 1 孟德尔发表 《植物杂交试验》 ,将控制性状的遗传因素称为“遗 ○1865 年, 传因子” 2 ○1909 年,约翰生提出基因(gene)取代遗传因子。 3 ○1910 年,摩尔根提出基因位于在染色体上。基因不重复、不重叠、不
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分割。基因是功能单位、突变单位、重组单位---“三位一体”的概念。 2.现代遗传学关于基因的概念: 1957 年,Benzer 用 T4 噬菌体为材料通过顺反实验提出顺反子的概念。基 因--相当于一个顺反子。 3.分子生物学关于基因的概念: 1961 年,Monord 和 Jacobe 对大肠杆菌乳糖代谢进行研究,提出了乳糖操 纵子学说。 基因是实现一定遗传效应的核苷酸序列----基因不一定都得有产物 六.基因家族可以分为哪几类?(了解) (1) 广义的基因家族分类: 1 ○来源相同 2 ○结构相似 3 ○功能相关 序列高度同源性 rRNA、组蛋白 进化中,成员自动均一化,序列

高度保守,有几十个-几百个拷贝数 编码产物(氨基酸序列):大段高度保守 没有同源序列,但是功能相关---超基因家族

(2)按照其在基因组的分布分类: 1 ○不同染色体上 珠蛋白、干扰素、生长激素等 rRNA、组蛋白基因家族---基因簇

2 ○在同一染色体上串联排列

判断题: ? 1 所有生物都含有基因,任意一段 DNA 分子都是一个基因。 ? 2 高等真核生物大部分 DNA 是不编码蛋白质的 ? 3 病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质,基因间的间隔序列很短 。 ? 4 反向生物学是从蛋白质出发,研究基因的结构和功能的科学。 ? 5 基因家族中的相关基因都是串联排列在一起的。 ? 6 基因簇是真核生物基因组中,来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。 ? 7 假基因不能表达出有活性的蛋白质
选择题 1 关于基因的描述正确的是( ) A 基因都有编码功能。 B 基因都经过转录和翻译,产生蛋白质产物。 C 基因不一定都得有产物。 D 基因不一定都进行翻译,但是必须经过转录。 2 真核基因与原核基因的主要区别是真核基因有( ) A 内含子 B 开放阅读框架 C 启动子 D 增强子 3 关于断裂基因的描述正确的是( ) A 真核生物中所有的基因都是断裂基因。 B 内含子是断裂基因中不编码蛋白质的序列,是无用的。 C 在外显子上发生突变会对断裂基因的产物蛋白质的结构产生影响 D 断裂基因中的内含子成分不出现在成熟的 mRNA 分子中。

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4.关于断裂基因的描述正确的是( ) A 外显子以相同顺序存在于基因组和 mRNA 中。 B 内含子可以被翻译 C 人体所有的细胞都表达相同的一套基因 D 人体的所有细胞以相同的方式剪接每个基因的 mRNA 5.关于断裂基因的描述正确的是( ) A 断裂基因中的内含子在基因中的排列顺序与它在成熟 mRNA 产物中的排列顺序相同。 B 某种断裂基因在同一生物中的不同组织中都具有相同的内含子成分。 C 在内含子上发生突变会对断裂基因的产物蛋白质的结构产生影响, 所以有利于生物的变 异和进化。 D 原核生物通过 RNA 选择性剪接的方式增加其编码能力,储存较多遗传信息

第五章 1、概念:复制子(掌握) 复制子:基因组内能独立进行复制的单位。它包括复制起始点和复制终止点 比较原核生 2、物和真核生物 DNA 复制的一般特点.(掌握) 原核生物 vs 真核生物 原核生物和真核生物 DNA 复制的不同点 不同点: 1 复制速度 2 复制子 3 DNA聚合酶不同 快 1个复制子 DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶?? 不存在这种情况 慢 多个复制子 DNA聚合酶αβγδε

4 端粒 相同点:

① ② ③ ④ 这种情况。 3.真核生物基因组比原核生物大,但真核细胞 DNA 复制的速度比原核生物慢, 真核生物如何满足细胞对 DNA 的需要?(掌握) 原核生物和真核生物 DNA 复制的不同点 ① 原核生物比真核生物 DNA 复制速度快 ② 原核生物基因组 DNA 有 1 个复制子,真核生物有多个复制子 ③ 原核生物与真核生物 DNA 聚合酶不同 ④ 真核生物真核生物染色体 DNA 末端存在端粒结构,原核生物不存在这
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真核生物染色体DNA 末端存在端粒结构 复制机制、过程类似;需要DNA聚合酶;方向一样双 向的 原核生物比真核生物 DNA 复制速度快 原核生物基因组 DNA 有 1 个复制子,真核生物有多个复制子 原核生物与真核生物 DNA 聚合酶不同 真核生物真核生物染色体 DNA 末端存在端粒结构, 原核生物不存在

种情况。 4. 端粒和端粒酶的作用 端粒是指真核生物染色体线性 DNA 分子末端的结构部分,通常膨大成粒状。其 共同的结构特征是由一些富含 G、C 的短重复 序列构成,可重复数十次至数百 次。 端粒酶是一种 RNA-蛋白质复合体, 具有逆转录活性。 它可以其自身携带的 RNA 为模板,通过逆转录对 末端 DNA 链进行延长。 5. 简述 DNA 复制采取半不连续复制方式的原因.(理解) 保持 DNA 复制的忠实性 6.保证复制忠实性的机制有哪些?DNA 复制为什么要合成一个 RNA 引物, 而后 又把这个引物消除呢? (了解) 保证复制忠实性的主要机制: (1) DNA 聚合酶的碱基选择作用和自我校正功能 (2)以 RNA 作为引物的作用 (3) 细胞内的校正和修复系统 DNA 聚合酶不能从头开始合成。从头合成引物,带来误差较大;并且错误合成 的引物,不能被切除。RNA 引物比 DNA 引物 更有利于消除误差。 先合成一条低忠实性的多核苷酸来开始 DNA 的合成,并以核糖核苷酸来表示是 “暂时”的。 DNA 聚合酶具有 35′ 外切酶功能,校对核苷酸。并切除 RNA 引物,以 高忠实性的脱氧核苷酸取而代之,确保复制的忠实性。 第八章 1.概念:转录单元、模板链、编码链、启动子、终止子 转录单元:真核生物转录单元为一个基因(单顺反子) ,转录产物是单顺反子 mRNA,每个结构基因有自身启动子;原核生物中转录单元为多顺反子,多个结 构基因共享一个启动子。 模板链:用于转录的链称为模板链。 编码链:与模板链对应的非模板链称为编码链。 启动子:RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段 DNA 序列,它含有 RNA 聚合酶结合和转录起始所需的保守序列位点,本身不被转录。 终止子:是提供 RNA 聚合酶转录终止信号的 DNA 序列。 2.转录的一般特点(掌握) 1)催化转录反应的酶是 RNA 聚合酶 2)合成 RNA 的底物是 4 种核糖核苷三磷酸(NTP) 3 )转录具有选择性 4)转录具有特定的起始和终止位点 5)转录的模板具有不对称性。只有 DNA 双链的一股链作为转录的模板。 6)转录延伸方向为 5‘→3’方向 7)转录起始由 DNA 分子上的启动子控制

3. 比较原核生物与真核生物转录的特点(掌握)
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不同点: 1 转译是否同步 2 转录单元 3 RNA 聚合酶 4 转录因子参与 5 顺式作用元件

原核生物转录 同时进行 多顺反子 1种 不需 种类少,简单

真核生物转录 时空分隔 单顺反子 高度分工 转录因参与转录过程 比较复杂

4. 比较不依赖于ρ 因子的和依赖于ρ 因子的两种转录终止作用机制(掌握) (1)不依赖于ρ 因子的终止作用 不依赖任何辅助因子,形成茎环二级结构。 内在终止子结构特点: a.反向重复序列,一段 GC 富集区: 其转录作用生成的 mRNA 在其相应序列中 互补配对形成的发卡式结构(茎环二级结构) 。 b.一段 AT 富集区:转录生成的 mRNA 的 3′末端中相应的有一连串 U 序列。 茎环结构使转录终止的机理 a.环结构使 RNA 聚合酶移动缓速、暂停。 b.末端 U-A 杂合双链处于末端,氢键和碱基堆积力弱,极易解链。使转录复合物 趋于解离,RNA 产物释放。 (2)依赖于ρ 因子的终止作用 依赖于ρ 因子的终止子结构特征: 1、有回文结构(反向重复序列) 2、不富含 GC 3、无 poly U。 ρ 因子: 是一个六聚体蛋白。 ρ 因子具有 ATP 酶活性和解螺旋酶活性,是促使转录三元复合物解离的根本原 因。 ρ 因子的 ATP 酶活性,用于追赶 RNA 聚合酶 ρ 因子的解螺旋酶活性能促使新生的 RNA 链从三元转录复合物中解离出来,从 而终止转录。 5. 原核生物的 RNA 聚合酶各亚基的功能?(理解) ? α :酶的装配与启动子上游元件和活化因子结合 ? β :结合核苷酸底物,催化磷酸二酯键形成,与模板 DNA 结合,形 ? β ′成催化中心 ? σ 亚基的作用:识别启动子和促进转录的起始。 ? ω :未知 6. 真核生物 3 种类型 RNA 聚合酶的功能(理解) (1) RNA 聚合酶Ⅰ: 主要负责转录 45SrRNA 前体, 经转录后加工产生 5.8SrRNA、 18SrRNA 和 28SrRNA。
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(2)RNA 聚合酶Ⅱ:主要转录产物为 mRNA 前体分子,即核内不均一的 RNA, 以及几种小分子 RNA,负担着 RNA 聚合酶的基本功能。 (3)RNA 聚合酶Ⅲ:催化的主要转录产物为 tRNA、5SrRNA 和一些稳定的小 分子 RNA 转录物,包括参与 mRNA 前体剪接的 U6snRNA 及参与运输蛋白质到 内质网上的信号识别颗粒 7SRNA。 7. 原核生物启动子上不同区域(-10 区和-35 区)的功能(理解) (1)-35 序列:提供 RNA 聚合酶识别的信号。又称 “识别区域”。通过 ? 因子 识别-35 序列,使结合在启动子上。 (2)-10 序列:有助于 DNA 解螺旋。 RNA 聚合酶的“结合位点”-10 序列组成全 是 A-T 配对,所以 Tm 值较低。此区域的 DNA 双链容易解开,利于 RNA 聚合 酶的进入,而促使转录作用的起始。 (3)起始位点附近的序列影响转录的起始效率 (4) -35 框与-10 框之间的距离影响转录的起始效率 8. 真核生物 3 种启动子的结构特点(了解) 1) 类型Ⅰ基因启动子 核心启动子(core promoter) :位于-45— +20,负责转录的起始。 上游控制元件(upstream control element ,UCE) :位于-180— -107,可增加 转录起始的效率。 两个区域都有 G.C 丰富区(含量达 85%) 2) 类型Ⅱ基因启动子 核心启动子:起始子(initiator,Inr) 基本启动子:TATA 盒: - 25—-35bp 上游启动子元件:CAAT 盒 :-70 ~ -80 区 GC 盒:-80 ~ -110 区 下游元件 3) 类型Ⅲ基因启动子 ? 转录起点上游启动子--snRNA ? 基因内启动子---tRNA、 5SrRNA 启动子的两个保守序列: A 框(5?-TGGCNNAGTGG-3?); B 框(5?-GGTTCGANNCC-3?) 第九章 1.概念: (掌握) RNA 的成熟: (P267)细胞内由 RNA 聚合酶合成的原初转录物一般都需要经过一 系列的变化,包括:①5’端形成帽子结构;②3’端形成多聚腺苷酸;③剪接; ④链的断裂;⑤核苷酸修饰;⑥糖苷键的改变;⑦RNA 的编辑等过程,才能转 变为成熟的 RNA 分子,这些过程总称为 RNA 的成熟。 3’多聚腺苷酸化:真核细胞中几乎所有的成熟 mRNA 的 3’末端都有一串腺苷酸 构成的尾巴,即 poly(A)。 RNA 的剪接:真核生物基因表达过程中,DNA 经过转录产生了精确对应于 DNA 序列的 mRNA 原初转录产物,它不能直接用于表达蛋白质。转录后加工时从原初 转录产物中去除内含子序列,外显子被连接在一起,产生成熟的 mRNA 此过程 称为剪接。 核内不均一 RNA:真核生物刚转录出来的 mRNA 分子是复杂的前体,且大小很不
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一致,即核内不均一 RNA。 5`GT-AG3`法则: 在每个外显子和内含子的接头区都是一段高度保守的共有序列, 内含子的 5`端是 GT,3 端是 AG,这种接头方式称为 GT-AG 法则.GT-AG 法则普遍 存在于真核生物中, RNA 剪接的识别信号,转录后的前体 RNA 中的内含子剪接 是 位点。 选择性剪接:一个基因的初级转录产物在不同的分化细胞、不同的发育阶段、甚 至不同的生理状态下,通过不同的剪接途径,产生不同的成熟 mRNA 和蛋白质。 2、真核生物 mRNA 前体的加工包括哪些内容? (掌握) ? 5′端加帽:真核生物 mRNA 前体和绝大多数成熟的 mRNA 都在 5′端形 成特殊的帽子结构。 ? 3’ 端剪切及加多聚 A 尾: mRNA 3’ 由 Poly (A)聚合酶添加 Poly(A) 在 端, 到 mRNA 分子上。 ? 剪接 : 真核生物基因表达过程中, 经过转录产生了精确对应于 DNA DNA 序列的 mRNA 原初转录产物,它不能直接用于表达蛋白质。转录后加工 时从原初转录产物中去除内含子序列,外显子被连接在一起,产生成 熟的 mRNA。 ? 甲基化:RNA 链内部的核苷酸被甲基化。 3、5’端帽子结构的功能(掌握) (1)对mRNA有保护作用,使mRNA免受核酸酶的降解 (2)使mRNA具有可翻译能力 (3)作为进出细胞核的识别标记 4、3’端加尾结构的功能(掌握) (1)对 mRNA 有保护作用,使 mRNA 免受核酸酶的降解 (2)使 mRNA 具有可翻译效率能力 5、内含子的剪接有哪三种方式?(掌握) (P273、PPT61) 1)自我剪接 2)蛋白质(酶)参与的剪接 3)依赖 snRNP 的剪接 6、选择性剪接有哪些类型?(理解) (课本 P293、PPT58) ①不同启动子 ②不同 polyA 尾位点 ③缺失外显子 ④保留内含子 ⑤部分缺失外显子 ⑥部分保留外显子 7、什么是 RNA 的自我剪接?有哪些类型?(理解) 像催化作用一样,内含子能从 RNA 里切下自已,而这只依赖于内含子中的 RNA 序列。 分别有 I 型内含子的剪接和 II 型内含子的剪接。

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第十一章 1、概念:可读框/开放阅读框架(掌握) 按照三联密码子进行阅读某段 DNA 序列,就是从起始密码子到终止密码子之间

的一段连续的密码子区域.ORF 对应于 DNA 上的编码区(编码某种蛋白产物的 区域) 2、真核与原核生物的蛋白质起始合成的区别?(掌握) ① 真核起始甲硫氨酸不需甲酰化。 ② 真核与原核生物中 mRNA 与核糖体的识别机制不同: 真核 AUG 位于 5’端没有 S-D 序列。但是 mRNA 5‘端具有帽子结构。 帽子结合蛋白 (CBP)可与 mRNA 帽子识别结合,促进 mRNA 与小亚基结合。滑动搜 索模型。 原核生物:多个 AUG,多个起始位点,为多个蛋白起始合成。需要翻译 起始信号 S-D 序列。 3、真核与原核生物的核糖体的组成? (理解) 核糖体的组成由几十种蛋白质和几种核糖体 RNA(rRNA)组成的亚细胞颗粒 4、核糖体循环的概念(理解) 3 个步骤构成一个循环,每经过一个循环,就有一个氨基酸残基加入到肽键 上,周而复始地延伸,多肽链得以合成。1)进位反应 2)成肽反应 3)移位反应 第12章 1.概念:基因表达调控、操纵子模型(掌握) 基因表达调控: 生物体内基因表达的调节控制机制,使细胞中基因表达的过程在 时间上、空间上处于有序状态,并对环境条件的变化做出适当反应的复杂过程。 操纵子模型: 操纵子是原核生物在分子水平上的基因表达调控的单位,由调节基 因、启动子、操纵基因和结构基因等序列组成。 通过调节基因编码的调节蛋白或与诱导物、辅阻遏物协同作用,开启或关闭操纵 子上的结构基因,对结构基因的表达进行正、负控制。 2.基因表达调控主要在那些水平进行?(掌握) 基因水平.转录水平(基因激活及转录起始).转录后水平(加工及转运).翻译 水平.翻译后水平 以转录水平的基因表达调控最重要。
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3、原核基因表达调控的特点(掌握) 1)原核生物基因表达调控存在于转录和翻译的起始、延伸和终止的每一步骤, 多以操纵子为单位进行。 2)细胞要控制蛋白在不同时期的表达水平,可以通过转录、翻译水平进行调控, 但是主要发生在转录水平,有正负两种机制。 4、以乳糖操纵子为例,简述负调控系统的作用机制(掌握) 没有乳糖的培养基: 操纵子上游的调节基因编码表达的阻遏蛋白结合到操纵基因上,阻止了结构 基因的转录, 代谢乳糖相关酶类(β —半乳糖苷酶等)无法表达,大肠杆菌不能代 谢乳糖。 只有乳糖(没有葡萄糖)的培养基: 乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白发生构象变化而失活,不能结 合到操纵基因上,使RNA聚合酶正常催化转录结构基因,代谢乳糖相关酶类迅速 增加,大肠杆菌可以代谢乳糖。 5、什么是葡萄糖效应?简述乳糖操纵子的正调控作用机制(掌握) 只要在培养基中有葡萄糖存在,便可抑制了利用其他糖源的各种酶的产生。 这是由葡萄糖的分解代谢物控制的,称为葡萄糖效应。 产生葡萄糖效应的机理: 因为葡萄糖的中间分解代谢产物,会抑制腺甘酸环化酶 活性,减少环腺甘酸(cAMP)的合成,形成的CAP与cAMP复合物少(cAMP-CAP复 合物是lac操作子的正调控因子) ,降低了乳糖操作子结构基因的转录效率,大肠 杆菌不能利用乳糖糖源。 第十三章 1. 真核与原核基因转录水平的调控的区别(理解) 答:1) 原核生物基因组成操纵子,作为基因表达和调控的单元;真核基因 不组成操纵子,每个基因都有其自身的基本启动子和调节元件,单独转录,但在 相关基因之间也存在协同作用, 拥有共同的顺式作用元件和反式作用因子的基因 组成的基因群。 2) 原核生物的调节元件种类较少;真核生物调节元件种类很多,有顺式作 用元件和反式作用因子,独立活化基因转录。 3)原核基因以负调控为主,其调节因子的活性主要受变构效应调节;真核基 因以正调控为主,调节因子主要以共价修饰为主; 4)真核生物具有染色体结构,基因活化需要首先染色质重塑。 2. 增强子的概念和特点(理解) 答:增强子的概念:指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的 DNA 序列。 增强子的特点: ①增强效应十分明显:一般能使基因转录频率增加 10-200 ②与位置、方向和距离无关:不论增强子以 5?→3?或 3?→5?方向排列,甚至
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和靶基因相距 3 kb,或在靶基因下游,均表现出增强效应; ③ 无基因专一性:可以在不同的基因组合上表现增强效应; ④有组织和细胞特异性: 只有特定的蛋白质 (转录因子) 参与才能发挥功能; 5)增强子的结构特点: A.大多为重复序列,一般长约 50bp,适合与某些蛋白因子结合。 B.其内部常含有一个核心序列: (G)TGGA/TA/TA/T(G) ,该序列是在 另一个基因附近产生增强效应时所必需的; 6)许多增强子还受外部信号的调控: 如金属硫蛋白的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。

第十五章 1.DNA 分子克隆的过程? (了解) (1)分—获取目的基因和载体 分:从生物有机体基因组中,分离带有目的基因的 DNA 片段 (2)接—目的基因与载体的连接 接:将带有目的基因的外源 DNA 片段连接到能够自我复制的并具有选择标记的 载体分子上形成重组 DNA 分子 (3)转—重组 DNA 导入宿主细胞 转:将重组 DNA 分子转移到适当的受体细胞并与之一起增殖 (4)筛—重组 DNA 的筛选与鉴定 筛:从大量的细胞繁殖群体中,筛选出获得了重组 DNA 分子的受体细胞,并筛选 出已经得到扩增的目的基因 (5)表—表达目的基因 表: 将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实 现功能表达,研究核酸序列与蛋白质功能之间的关系 2.基因克隆的概念(了解) 就是一种以 DNA 重组技术为基础的人工诱导的无性繁殖方式。 无性繁殖应用酶学的方法,在体外将目的基因与载体 DNA 结合成一具有自我复 制能力的 DNA 分子(重组体) ,继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目 的基因的转化子细胞,再进行扩增、提取获得大量同一 DNA 分子拷贝,或其表 达产物。也称为分子克隆。

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