分子生物学试题及答案

分子生物学试题及答案

生命科学系本科2010-2011学年第1学期试题分子生物学（A）答案及评分标准

一、选择题，选择一个最佳答案（每小题1分，共15分）

1、1953年Watson和Crick提出（A ）

A、多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋

B、DNA的复制是半保留的，常常形成亲本——子代双螺旋杂合链

C、三个连续的核苷酸代表一个遗传密码

D、遗传物质通常是DNA而非RNA

2、基因组是（D ）

A、一个生物体内所有基因的分子总量

B、一个二倍体细胞中的染色体数

C、遗传单位

D、生物体的一个特定细胞内所有基因的分子总量

3、下面关于DNA复制的说法正确的是（D ）

A、按全保留机制进行

B、按3＇→5＇方向进行

C、需要4种NTP加入

D、需要DNA聚合酶的作用

4、当过量的RNA与限量的DNA杂交时（A ）

A、所有的DNA均杂交

B、所有的RNA均杂交

C、50%的DNA杂交

D、50%的RNA杂交

5、以下有关大肠杆菌转录的叙述，哪一个是正确的？（B ）

A、-35区和-10区序列间的间隔序列是保守的

B、-35区和-10区序列距离对转录效率非常重要

C、转录起始位点后的序列对于转录效率不重要

D、-10区序列通常正好位于转录起始位点上游10bp处

6、真核生物mRNA转录后加工不包括（A ）

A、加CCA—OH

B、5＇端“帽子”结构

C、3＇端poly（A）尾巴

D、内含子的剪接

7、翻译后的加工过程不包括（C ）

A、N端fMet或Met的切除

B、二硫键的形成

C、3＇末端加poly（A）尾

D、特定氨基酸的修饰

8、有关肽链合成的终止，错误的是（C ）

A、释放因子RF具有GTP酶活性

B、真核细胞中只有一个终止因子

C、只要有RF因子存在，蛋白质的合成就会自动终止

D、细菌细胞内存在3种不同的终止因子：RF1、RF2、RF3

9、酵母双杂交体系被用来研究（C ）

A、哺乳动物功能基因的表型分析

B、酵母细胞的功能基因

C、蛋白质的相互作用

D、基因的表达调控

10、用于分子生物学和基因工程研究的载体必须具备两个条件（B ）

A、含有复制原点，抗性选择基因

B、含有复制原点，合适的酶切位点

C、抗性基因，合适的酶切位点

11、原核生物基因表达调控的意义是（D ）

A、调节生长与分化

B、调节发育与分化

C、调节生长、发育与分化

D、调节代谢，适应环境

E、维持细胞特性和调节生长

12、乳糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是（E ）

A、与DNA结合影响模板活性

B、与启动子结合

C、与操纵基因结合

D、与RNA聚合酶结合影响其活性

E、与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA

13、Lac阻遏蛋白由（D ）编码

A、Z基因

B、Y基因

C、A基因

D、I基因

14、紫外线照射引起DNA损伤时，细菌DNA修复酶基因表达反应性增强，这种现象称为（A ）

A、诱导

B、阻遏

C、正反馈

D、负反馈

15、ppGpp在何种情况下被合成？（A ）

A、细菌缺乏氮源时

B、细菌缺乏碳源时

C、细菌在环境温度太高时

D、细菌在环境温度太低时

E、细菌在环境中氨基酸含量过高时

二、填空题（每空1分，共10分）

1、某双链DNA分子中，A的含量为15%，则C的含量是35% 。

2、DNA复制过程中，滞后链的引发是由引发体来完成的。

3、原核生物的mRNA往往一产生就是成熟的，不需要转录后的

修饰加工，而真核生物的mRNA前体往往比成熟的mRNA大，称为hnRNA ，是转录生成的原始转录产物。

4、tRNA分子结合氨基酸和识别mRNA的两个结构区域分别称为受体臂和反密码臂。

5、既能识别t RNA，又能识别氨基酸，对两者都具有高度的专一性的酶是胺酰—t RNA合成酶。

6、PCR反应主要有变性、退火、延伸三个步骤。

7、ppGpp 和pppGpp 被称为魔斑分子，它作为RNA聚合酶的别构效应物调节此酶的活性。

三、判断题（每题1分，共10分）

1、原核生物DNA复制过程中，冈崎片段合成的方向与复制叉移动的方向相同。（×）

2、所有真核生物的mRNA都具有poly（A）尾巴。（×）

3、在真核生物中，所有rRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ转录的。（×）

4、RNA聚合酶Ⅰ是转录核糖体RNA的。（√）

5、下游指RNA的3＇方向。（×）

6、大多数需要转运到细胞器中蛋白质都有类似于信号肽的引导序列，所有引导序列在转运完成后都要被去除。（√）

7、我们把与mRNA序列互补的那条DNA链称为编码链或有义链。（×）

8、原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上，真核生物基因表达的调控可以发生在各个水平，但主要也是在转录水平。（√）

9、对正调控和负调控操纵子而言，诱导物都能促进基因的转录。（√）

10、操纵子学说要说明的问题是外界化学因素对细胞内酶活性的影响。（×）

四、名词解释（每题3分，共24分）

1、基因组：某一特定生物体的整套（单倍体）遗传物质的总和（2分），基因组

的大小用全部DNA的碱基对总数表示（1分）。

2、转录单位：DNA链上从启动子直到终止子为止的长度称为一个转录单位（3

分）。一个转录单位可以包括一个基因，也可以包括几个基因（1分）。

3、简并密码子：也称为同义密码子。是指编码相同氨基酸的几个不同的密码子（3分）。

4、摆动：处于密码子3＇端的碱基与之互补的反密码子5＇端的碱基（也称为摆

动位置），例如I可以与密码子上3＇端的U，C和A配对（2分）。由于存在摆动现象，所以使得一个t RNA反密码子可以和一个以上的m RNA密码子结合（1分）。

5、分子伴侣：使一些蛋白质装备或者恰当折叠所需的蛋白质（2分），但是这些

蛋白质并不是目标复合物的成分（1分）。

6、核酸原位杂交：标记探针与细胞或组织切片中的核酸进行杂交的方法（3分）。

7、基因芯片：又称为DNA微阵列，以基因序列为分析对象的微阵列，是通过

缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅片或玻璃片表面的微型生物化学分析系统（2分），以实现对细胞、蛋白质、基因及其他生物组分的准确、快速、大信息的检测（1分）。

8、顺式作用元件：又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因

转录调控有关的特殊顺序（3分）。

五、简答题（每题5分，共20分）

1、什么是SD序列？其功能是什么？

答：SD序列是mRNA中5＇端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密码AUG的上游3至11个核苷酸处（3分）。这段序列能与细菌16S rRNA 3＇端识别（序列互补），从而帮助从起始

AUG处开始翻译（2分）。

2、为什么真核生物中转录与翻译无法耦联？

答：真核生物mRNA是在细胞核内合成的，而翻译是在细胞质中进行的，因此，mRNA只有被运送到细胞质部分，才能翻译生成蛋白质（2.5分）。真核生物中的mRNA开始合成时，是不成熟的hnRNA，需要通过一系列加工过程才能成熟，才能成为成熟的mRNA。这些过程包括，内含子的剪接、5’端帽子结构、3’端尾等。由于RNA转录后需要一系列的加工过程，因此，转录与翻译无法耦联（2.5分）。

3、简述基因敲除的基本程序。

答：通过DNA同源重组，使得胚胎干细胞特定的内源基因被破坏而造成功能丧失，然后通过胚胎干细胞介导得到该基因丧失的小鼠模型的过程称为基因敲除（3分）。

（1）、打靶载体的构建：同源序列要足够长，要含有筛选用的标志基因（2）、胚胎干细胞的体外培养

（3）、打靶载体导入胚胎干细胞

（4）、同源重组胚胎干细胞的筛选

（5）、基因敲除胚胎干细胞注射入胚泡

（6）、胚泡植入假孕小鼠的子宫中

（7）、杂交育种获得纯合的基因敲除动物

（2分）

4、作为分子克隆的载体，一般应具备那些条件？

答：（1）在合适的位置具有至少一个多克隆位点，供外源DNA 插入以形成重组体分子。（2分）

（2）克隆载体能携带外源DNA片段进入受体细胞，或停留在细胞质中能自我复制，或整合到染色体DNA上随染色体DNA的复制一起被复制。（1分）（3）克隆载体必须具有用于选择克隆子的标记基因。（1分）

（4）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞有害的基因，并且不会任意转入受体细胞以外的其他生物细胞，尤其是人的细胞。（1分）

六、论述题（第1题11分，第2题10分，共21分）

1、试述PCR技术的原理及其应用。

（6分）一种体外扩增DNA的方法，因此也称为基因的体外扩增法，是20世纪80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术，它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点。PCR使用一种耐热的多聚酶，以及两个单链引物。经过高温变性将模板DNA分离成两条链，低温退火使得引物和一条模板单链结合，然后是中温延伸，反应液的游离核苷酸紧接着引物从5’端到3’端合成一条互补的新链。而新合成的DNA又可以继续进行上述循环，因此DNA的数目不断倍增。其应用主要是以下几个方面：

（1）科学研究

基因克隆；DNA测序；分析突变；基因重组与融合；检测基因的修饰；鉴定调控蛋白质结构的DNA序列；转座子插入位点的绘图；合成基因的构建；构建克隆或表达载体；检测某某基因的内切酶多态性等。（2.5分）

（2）临床诊断

细菌、病毒、螺旋体、支原体、衣原体、立克次氏体、分枝杆菌等病原体的鉴定；人类遗传病的鉴定；诊断遗传疾病；监测临床标本中病原体的核酸序列；对法医学标本做遗传学鉴定；分析激活癌基因中的突变情况；生成克隆化双链DNA中的特异序列作为探针等。（2.5分）

3、学习分子生物学后，你对生物体有什么新的认识？

从结构和机能（遗传及调节）两个方面给予回答。

能针对分子生物学的内容较深刻地答出对生命有机体的认识。（7~10分）

生命科学系本科2010-2011学年第1学期试题

分子生物学（B）

一、选择题，选择一个最佳答案（每小题2分，共10分）

1、下列关于DNA复制的说法正确的是（D）

A、按全保留复制进行

B、按3’→5’方向进行

C、需要4种dNMP参与

D、需要DNA连接酶的作用

2、DNA helicase 的生物学功能是（C ）

A、环节DNA复制时产生的twisting problem

B、防止DNA的过度超螺旋

C、解开双螺旋DNA双链的配对

D、促进引物酶的结合

3、核糖体的E位点是（C ）

A、真核mRNA的加工位点

B、tRNA离开原核生物核糖体的位点

C、核糖体中受EcoR Ⅰ限制的位点

D、真核mRNA起始结合位点

4、与tRNA中的反密码子为GCU向配对的mRNA中的密码子是（C）

A、UGA

B、CGA

C、AGU

D、AGI

5、真核基因表达的调控主要是在以下几个方面，其中不恰当的是（D）

A、转录水平上的调控

B、mRNA加工成熟水平上的调控

C、翻译水平上的调控

D、营养和环境因素是最主要的

二、填空题（每空1分，共10分）

1、在DNA合成中负责复制和修复的酶是DNA聚合酶。

2、原核生物的mRNA往往一产生就是成熟的，不需要转录后的修饰加工，而真核生物的mRNA前体往往比成熟的mRNA大，称为hnRNA ，是转录生成的原始转录产物。

3、在基因表达的过程中开启的基因因为某些特殊物质的积累而关闭，这类调节方式称为可阻遏调节。

4、真核生物翻译起始复合物并不是在起始密码子AUG处形成，而是首先在mRNA5’端形成，其识别信号是5’末端的帽子结构。

5、tRNA分子结合氨基酸和识别mRNA的两个结构区域分别称为受体臂和反密码臂。

6、既能识别t RNA，又能识别氨基酸，对两者都具有高度的专一性的酶是胺酰—t RNA合成酶。

7、PCR反应主要有变性、退火、延伸三个步骤。

8、ppGpp 和pppGpp 被称为魔斑分子，它作为RNA聚合酶的别构效应物调节此酶的活性。

三、判断题（每题1分，共10分）

1、CCGTAGACTG核苷酸链是RNA。（×）

2、cDNA是指以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下形成的互补DNA。（√）

3、在一个同工tRNA组内，所有tRNA均专一于相同的氨酰—tRNA合成酶。（√）

4、大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5个亚基组成（α2ββ’ωσ），没有σ基的酶叫核心酶。核心酶只具有起始合成RNA的能力，而不具有RNA链延伸的能力。（×）

5、在原核生物DNA的复制过程中，冈崎片段合成的方向与复制叉移动的方向相同。（×）

6、所有真核生物的mRNA都具有poly（A）尾巴。（×）

7、下游指RNA的3＇方向。（×）

8、大多数需要转运到细胞器中蛋白质都有类似于信号肽的引导序列，所有引导序列在转运完成后都要被去除。（√）

9、我们把与mRNA序列互补的那条DNA链称为编码链或有义链。（×）

10、原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上，真核生物基因表达的调控可以发生在各个水平，但主要也是在转录水平。（√）

四、名词解释（每题3分，共24分）

1、不对称转录：DNA片段转录时，双链DNA中只有一条链作为转录的模板，这种转录方式称为不对称转录。

2、选择性剪接：在mRNA前体的剪接过程中，参加剪接的外显子可以不按其线性次序剪接，内含子也可以不被切除而保留，即一个外显子或内含子是否出现在成熟mRNA中是可以选择的，这种剪接方式称为选择性剪接。

3、氨基酸活化：氨基酸在氨酰—tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸AA—tRNA的过程。

4、翻译起始复合物：由核糖体亚基，一个m RNA模板，一个起始的t RNA分子和起始因子组成并组装在蛋白质合成起始点的复合物。

5、信号肽假说：蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身的结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达，蛋白质跨膜运转信号是由m RNA编码的。

6、分子杂交：两条不同来源的DNA（或RNA）链或DNA与RNA之间存在互补顺序时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子，形成杂交分子的过程称为分子杂交。

7、报告基因：一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个表达产物非常容易被鉴定的基因。

8、基因工程：指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子中，构成遗传物质的重新组合，使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续稳定的繁殖和表达过程。

五、简答题：（共31分）

1、为什么真核生物中转录与翻译无法耦联？（8分）

答：真核生物mRNA是在细胞核内合成的，而翻译是在细胞质中进行的，因此，mRNA只有被运送到细胞质部分，才能翻译生成蛋白质。真核生物中的mRNA 开始合成时，是不成熟的hnRNA，需要通过一系列加工过程才能成熟，才能成为成熟的mRNA。这些过程包括，内含子的剪接、5’端帽子结构、3’端尾等。由于RNA转录后需要一系列的加工过程，因此，转录与翻译无法耦联。

2、从总RNA中分离mRNA的原理是什么？（5分）

答：真核生物mRNA的3’端有一段poly（A）结构，根据碱基互补配对原则，A 与T能形成碱基互补，因此在分离mRNA时，常用寡聚dT进行吸附。

3、简述乳糖操纵子。（9分）

答：原核生物乳糖操纵子（Lac operon）的控制区包括调节基因、启动基因（其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操纵基因；其信息区由β-半乳糖苷酶基因（lacZ）、通透酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在一起构成。当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时，乳糖作为诱导剂与阻遏蛋白结合，促使阻遏蛋白与操纵基因分离；另一方面，细胞中cAMP浓度升高，cAMP 与CRP结合并使之激活，CRP与启动基因结合并促使RNA聚合酶与启动基因结合，基因转录激活。

4、作为分子克隆的载体，一般应具备那些条件？（9分）

答：（1）在合适的位置具有至少一个多克隆位点，供外源DNA 插入以形成重组体分子。

（2）克隆载体能携带外源DNA片段进入受体细胞，或停留在细胞质中能自我复制，或整合到染色体DNA上随染色体DNA的复制一起被复制。

（3）克隆载体必须具有用于选择克隆子的标记基因。

（4）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞有害的基因，并且不会任意转入受体细胞以外的其他生物细胞，尤其是人的细胞。

六、论述题：（15分）

试述基因芯片的工作原理及其在生物学研究中的意义。

原理：基因芯片的工作原理与经典的核酸分子杂交方法一致，都是应用已知核苷酸序列作为靶基因与互补的探针核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性与定量分析。具体讲即是将许多特定的寡核苷酸片段或cDNA基因片段作为靶基因，有规律地排列固定在支持物上；样品DNA/RNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光标记分子或放射性同位素作为探针；然后按碱基配对原理将两者进行杂交；

再通过荧光或同位素检测系统对芯片进行扫描，由计算机系统对每一探针上的信号检测和比较，从而得出所需要的信息。

生物学研究中的意义:

（1）用于绘制基因缺失图谱和进行基因表达分析；

（2）用于基因突变研究；

（3）用于病毒病原体的检测和基因分型；

（4）用于细菌检测；

（5）用不同细胞周期发育阶段的cDNA作探针系统性地研究细胞中任意时期特异表达的基因；

（6）能了解某些基因对特定生长发育阶段的重要性；

（7）基因芯片还可用于进行基因诊断，可建立正常人特定组织、器官的基因芯片，给出标准杂交信号图；

（8）用病人的可疑cDNA作探针与之杂交，检查哪些基因的表达受抑制或激活。