分子生物学与基因工程复习题

第一章绪论
1、DNA是否唯一的遗传物质？
答：不是。

DNA是主要的遗传物质，有些病毒的遗传物质为RNA，有的则是蛋白质。

DNA 是主要遗传物质,少数生物体RNA是遗传物质,这些生物主要是指那些不含DNA的病毒。

还有一些病毒不含RNA与DNA称之为朊病毒如疯牛病的病毒,它们的遗传物质为蛋白质。

2、如何确定DNA一级结构的方向性？
答：DNA一级结构是指4种核苷酸的连接及其排列顺序。

DNA一级结构方向的确定是多核苷酸链上同一个磷酸基的3’酯键到5’酯键的方向，默认书写顺序为5’→3’。

3、决定DNA双螺旋结构状态的因素如何？
答：⑴氢键：A=T，G=C；⑵碱基堆积力；⑶其他作用因素，如：离子键。

4、B-DNA中出现的大沟、小沟有何差别？
答：⑴大沟中碱基差异容易识别，往往是蛋白质因子结合特异DNA序列的结合位点；
⑵小沟相对体现的信息较少。

5、为什么说DNA是主要的遗传物质？
答：遗传物质必须具有的特征是：储存并表达遗传信息；能将遗传信息传递给子代；物理和化学性质稳定；有遗传变化的能力。

而DNA特征：各异的碱基序列储存大量的遗传信息；碱基互补是其复制、转录表达遗传信息的基础；生理状态下物理、化学性质稳定；有突变和修复能力，可稳定遗传是生物进化的结果。

由于DNA符合了遗传物质所必须具有的特征，故其是主要的遗传物质。

6、分子生物学研究的内容都有哪些？并简要举例。

答：分子生物学的主要研究内容有：⑴DNA重组技术，如生产激素、抗生素、抗体等；⑵基因表达调控，如核酸生物学、人类基因组计划；⑶生物大分子结构功能，如对核糖体结构和功能的研究。

7、分子生物学的基本定理有哪些？
答：⑴一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体，如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的；⑵生物体内一切有机大分子的建成都遵循各自特定的规则；⑶某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。

第二章基因及基因组
基本概念：
断裂基因：在真核细胞中的核苷酸序列中间插入与氨基酸编码无关的DNA间隔区段，是一个有功能的结构基因分隔成不连续的若干区段，将这种编码不连续的，有间隔区
段的DNA片段称为断裂基因。

重叠基因：指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。

移动基因：又叫转位因子，由于它可以在染色体基因组上移动，甚至可在不同染色体间跃迁，故又称跳跃基因。

有三种类型：1、插入序列；2、转位子；噬菌体Mu和D108。

假基因：无表达功能的畸变核苷酸基因序列片段。

基因组：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。

人类基因组计划：是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。

美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达
30亿美元的人类基因组计划。

这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因
组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传
信息。

与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。

人类基因组计划主要有三个目标：①破译人类遗传基因的基础结构；②确定人类生物学的DNA顺序；③进行基因的生化分析，读懂AGCT语言，从分子水平认识人类基因解剖图。

人类基因组计划可分四个阶段：①构建基因IcM的连锁图；②构建物理图；③建立重叠克隆系；④完成核苷酸顺序测定。

C值：一个单倍体基因组的全部DNA含量。

C值矛盾：一般高等动物的单倍体基因组全部DNA 含量均大于低等生物，但某些植物或两栖动物的C值比人高出几十倍，这种与进化复杂性不一致的C值反常现象称为C
值矛盾。

卫星DNA：又称随体DNA，由CsCl超速离心后，分散在主峰旁，形似卫星分布而称之，一般5~10bp短序列，人类为171bp，保护和稳定染色体。

基因家族：一组功能相似，核苷酸序列具有同源性的基因。

可能由某一共同祖先基因组经过重复和突变产生。

基因簇：基因家族的各成员紧密成簇，排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。

基因簇内各序列间的同源性大于基因簇间的序列同源性。

启动子：是一段供RNA聚合酶定位用的DNA序列，通常位于基因的上游，长度一般不超过200bp，基因的转录作用就发生在这个区段。

操纵子：是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位，由调节因子、启动子、操纵基因和结构基因等序列组成。

SD序列：位于翻译起始密码子上游的6至8个氨基酸序列。

简答题：
1、请说明现代基因的概念。

答：是指编码有功能蛋白质多肽链或RNA分子所必需的全部核酸序列。

根据此概念，一个基因不仅含编码蛋白质肽链或RNA分子的核酸序列，还包括保证转录所必需的非编码的调控调控序列即位于编码区上游5’端的启动子非编码序列、内含子和位于编码区下游3’端的终止子非编码序列。

编码区是发挥功能的结构基因，而起调控、启动和终止作用的非编码区属于调控基因。

2、何为C值矛盾？其表现在哪些方面？
答：一般高等动物的单倍体基因组全部DNA 含量均大于低等生物，但某些植物或两栖动物的C值比人高出几十倍，这种与进化复杂性不一致的C值反常现象称为C值矛盾。

其表现在：①C值不随生物的进化程度和复杂性而增加；②关系密切的生物C值相差甚大；③真核生物DNA的量远远大于编码蛋白质等物质所需的量。

3、以图解说明原核细胞编码3个蛋白质操纵子的一般结构。

4、以图解说明真核细胞编码蛋白质的一般结构。

5、真核生物基因组与原核生物基因组有何主要区别？
答：⑴真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的（即双倍体）。

细菌染色体通常由一条环状双连DNA分子组成，染色体形成类核，无核膜与胞浆分开。

⑵基因组远远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。

⑶真核细胞基因转录为单顺反子。

一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和
一条肽链。

原核生物基因转录产物为多顺反子，功能上相关的几个基因往往在一起组成操纵子结构。

⑷真核基因组大部分基因内含有内含子，因此，基因是不连续的，称为断裂基因，需要
进行转录后加工；原核基因组没有内含子结构，不需要进行转录后剪接加工。

⑸真核基因中不编码区域多于编码区域。

原核基因组大部分为编码序列，不编码区域仅
占一小部分。

⑹真核基因组存在重复序列，重复次数可达百万次以上，基因组远远大于原核生物的基
因组。

⑺真核生物基因组存在多基因家族、超基因家族和假基因。

6、请比较原核基因和真核基因的结构特征。

答：原核细胞的基因结构由编码区和非编码区组成编码区能够转录为相间的信使RNA，进而指导蛋白质的合成；非编码区虽然不能编码蛋白质，但有调控遗传信息表达的核苷酸序列。

与原核细胞的基因结构相比，真核细胞的基因结构也是由编码区和非编码区两部分组成，但要比原核细胞的基因结构复杂，其主要特点是编码区是间隔的、不边疆的，也就是说，其主要特点是编码蛋白质的序列(外显子)被不能编码蛋白质的序列(内含子)分隔开来，成为一种断裂的形式。

第三章DNA复制
1、解释在DNA复制过程中，后随链是怎样合成的？
答：在DNA合成延伸过程中，因为DNA聚合酶只能朝着5’→3’的方向合成，故方向为3’→ 5’的母链在复制时合成的是不连续的片段，即冈崎片段， DNA聚合酶I通过其5’→3’外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物，同时，利用后一个冈崎片段作为引物由5’→3’合成DNA最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来，形成一条完整的后随链。

2、在DNA聚合酶Ⅲ催化新链合成以前发生了什么反应？
答：在解旋酶的作用下双链DNA解开，然后SSB结合到已解开的双链上，同时，dnaB蛋白和dnaC蛋白组合成复合体，并与OriC结合成预引发体，之后RNA聚合酶的加入形成了引发体。

这就是在DNA聚合酶Ⅲ催化新链合成以前发生发生的反应。

3、描述Meselson-stal实验及所证实的现象。

答：
4、什么是DNA复制？请描述DNA复制的过程及特点。

答：亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以各单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离dNTP合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

DNA复制过程：⑴DNA复制的引发。

复制开始时，DNA螺旋酶作用于复制起点处使双链DNA解开，然后SSB结合到解开的单链上，同时DnaB蛋白和DnaC蛋白组成复合体，与OriC结合形成预引发体，引发酶（RNA聚合酶）的加入形成引发体。

⑵DNA链的延伸：RNA引物合成后，DNA聚合酶的加入形成复制体。