考博生化和分子生物学复习笔记-第27章
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1998） 答案：逆转录酶，含重复序列的RNA模板 考点：端粒酶 解析：端粒酶是一种逆转录酶，由酶和含重复序列的RNA分子组成，它以自身的RNA分 子为模板从随从链的3′端合成端粒的重复序列，使随从链延长，以防止随从链在每次复制 时被缩短。 4。除噬菌体，和也是分子克隆最常用的载体。（北医1998） 答案：质粒，病毒 考点：基因工程 解析：常用基因载体包括质粒、噬菌体、病毒等，另外还有可插入大片段外源基因的柯斯质 粒载体、酵母人工染色体载体。 5。DNA 合成的方向是，多肽合成的方向是。（北医 1998） 答案：5′端→3′端，N端→C端 考点：DNA合成、蛋白质合成 解析：DNA聚合酶只能催化核苷酸从5′→3′方向合成。mRNA密码阅读方向是从5′到3′， 决定翻译的方向性。 6。举出一种常见的顺式作用元件：。（北医 1998） 答案：TATA盒 考点：顺式作用元件 解析：例如，真核生物典型的启动子由TATA盒及其上游的GC盒和CAAT盒组成。 7。hnRNA 分子形成成熟mRNA 的剪接过程包括去除拼接。（北医1997） 答案：内含子，外显子 考点：转录后加工 解析：真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子。内含子一般也出现在转录初级产物h nRNA。剪接加工将切除内含子，把外显子连结在一起。 8。在 DNA合成过程中改变 DNA分子超螺旋构型的酶是。（北医1997） 答案：拓扑异构酶 考点：DNA复制 解析：拓扑异构酶通过切断并连接DNA双链中的一股或双股，改变DNA分子拓扑构象， 避免DNA分子打结、缠绕、连环，在复制的全程中都起作用。其种类有：拓扑异构酶Ⅰ和 拓扑异构酶Ⅱ。 9。在原核细胞操纵子调控模式中，阻遏蛋白能与基因结合，RNA 聚合酶与结合。（北医 19
97） 答案：操纵基因，启动基因 考点：原核生物基因表达调控，操纵子 解析：原核操纵子由操纵基因、启动基因和结构基因组成，阻遏蛋白与操纵基因结合，抑制 RNA 聚合酶与启动基因结合，从而封闭结构基因表达。 10。一种氨基酸可能有个密码子，一个密码子可能代表种氨基酸。（北医 1997） 答案：多个，一种或0种 考点：遗传密码的生物特性 解析：大部分氨基酸有多个密码子，以2～4个居多，可有6个。这种由多种密码编码一种 氨基酸的现象称为简并性。AUG可代表起始密码和蛋氨酸，UAG、UAA、UGA为终止信 号，其余61个密码子代表20种氨基酸。 11。蛋白质合成的调控，主要是在水平进行。（北医1997） 答案：转录水平 考点：基因表达调控 解析：基因表达可在DNA、染色质、转录、转录后加工、翻译和翻译后加工等水平上调节， 但最主要的是转录水平的调节。 12。Cech 意外地发现个别核糖酸具有酶的催化活性，叫做。（北医1996） 答案：核酶 考点：核酶 解析：核酶是具有催化功能（酶的作用）的RNA分子。 13。重组 DNA技术中常用的限制性核酸内切酶可识别某些特异碱基序列，如 AAGCTT（Hi ndⅢ识别位点）等序列者具有结构。（北医 1996） 答案：回文结构 考点：限制性内切酶 解析：Ⅱ类限制性内切酶识别DNA位点的核苷酸序列呈二元旋转对称，称为回文结构。 14。tRNA反密码的第一位碱基可出现Ⅰ（次黄嘌呤），它可与之间形成氢键而结合，这是最 常见的摆动现象。（北医1996） 答案：U、C、A 考点：密码配对的摆动性 解析：mRNA密码第三位感基与tRNA反密码第一位碱基不严格遵守配对规则，称为密码 配对的摆动性。常见有tRNA反密码子Ⅰ与mRNA密码子U、C、A配对。 15。进行 DNA碱基序列分析时（双脱氧法），人工合成引物与待测DNA的端互补，由引物按 方向延长，形成互补链。（北医1996） 答案：3′端，5′端向3′端 考点：DNA复制的方向性 解析：催化DNA合成的DNA聚合酶只能催化核苷酸从5′→3′方向合成。 16。真核基因总长往往与hnRNA 一致或接近，但却比编码蛋白质mRNA 的长数倍，这是 因为真核生物基因往往是。（北医1996） 答案：断裂基因 考点：RNA转录后加工 解析：真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子，是断裂基因。 四、问答题 1。试述PCR 的作用原理，并举出四种在实际工作中的应用。（北医2000） 答案：
PCR 是以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别与模板 5′末端和 3′末端相互补的寡核苷 酸片段为引物，在DNA聚合酶作用下，按照半保留复制的机制沿着模板链合成目的DNA 的过程。 1。目的基因的克隆可以用特异引物、简并引物或随机引物从基因文库或 cDNA文库中克隆 基因以供研究。 2。基因突变研究可以通过设计引物引入突变，造成嵌合、缺失或点突变。 3。遗传病的诊断用胎儿羊膜细胞，羊水或甚至母血可以检查胎儿的遗传病，如地中海贫血、 镰刀状细胞分血、凝血因子缺乏等。也用于检查有遗传倾向的疾病，如糖尿病、高脂症、肿 瘤。 4。致病病原体的检测用 PCR、RT…PCR 或杂交方法来检测细菌、病毒、原虫及寄生虫、霉 菌、立克次氏体、衣原体和支原体等一切微生物的核酸。检测的灵敏度和特异性高，时间短， 这对于难于培养的病毒（乙肝），细菌（如结核、厌氧菌）和原虫（如梅毒螺旋体）等来说尤为适 用。 5。DNA 指纹、个体识别、亲子关系鉴别及法医物证灵敏度已达到一根头发、一个细胞、一 个精子取得个体特征图谱，这一领域也已发展到骨髓或脏器移植配型及动物种系的研究中。 6。高科技生物医学领域中的应用在转基因动植物中检查植入基因的存在。PCR 技术尚可应 用于基因拼接、测序等领域。 考点：PCR原理和应用 2。在生物界DNA合成的方式有几种？大肠杆菌及真核生物中有哪些DNA聚合酶及它们各有 何功能？（北医2000） 答案： DNA 合成有三种方式：（1）DNA复制。细胞增殖时，DNA 通过复制使遗传信息从亲代传递 到子代。（2）修复合成。DNA受到损伤后进行修复，需要进行局部的DNA的合成，用以保 证遗传信息的稳定遗传。（3）反转录合成。以RNA为模板，由逆转录酶催化合成DNA。原 核生物的DNA聚合酶有DNA polⅠ、DNA polⅡ和DNA polⅢ，DNA polⅢ是复制延长 中真正起催化作用的，除具有5′→3′聚合活性，还有3′→5′核酸外切酶活性和碱基选择功 能，能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA polⅠ具有5′→3′聚合活性、 3′→5′和5′→3′核酸外切酶活性，5′→3′核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段， 起切除、修复作用。另外，Klenow片断是DNA polⅠ体外经蛋白酶水解后产生的大片段， 具有DNA聚合酶和3′→5′外切酶活性，是分子生物学的常用工具酶。DNA polⅡ在无DN A polⅠ和 DNA polⅢ时起作用，也具有5′→3′和 3′→5′核酸外切酶活性。 真核细胞含有5种DNA聚合酶：α、β、γ、δ和ε。除了γ外，所有DNA聚合酶存在于 核内。DNA聚合酶α和δ在复制延长中起催化作用，DNA聚合酶α延长随从链，DNA聚 合酶δ延长领头链。DNA聚合酶β和ε在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。D NA 聚合酶 γ在线粒体中，用于线粒体DNA 的复制。真核细胞还有一种端粒酶，是一种逆 转录酶，由酶和含重复序列的RNA分子组成，它以自身的RNA分子为模板从随从链的3′ 端合成端区的DNA，使随从链延长，以防止随从链在每次复制时被缩短。 考点：DNA的生物合成，DNA聚合酶 3。什么叫限制性内切核酸酶？任举一例说明其应用。（北医 2000） 答案： 限制性内切核酸酶是能够识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的 一类内切酶。限制性内切核酸酶存在于细菌体内，与相伴存在的甲基化酶共同构成细菌的限 制…修饰体系，限制外源DNA、保护自身DNA，对细菌遗传性状的稳定遗传具有重要意义。
限制性内切核酸酶分为三类。重组DNA技术中常用的限制性内切核酸酶为Ⅱ类酶，例如， EcoRI、BamHⅠ等就属于这类酶。Ⅱ类酶识别DNA位点的核苷酸序列呈二元旋转对称， 即回文结构，切断的双链DNA都产生5′磷酸基和3′羟基末端。 举例（举一例即可）：①可以识别DNA特定序列，切割DNA片段和载体，产生互补的粘性 末端，用于定向克隆。②通过单一或两种限制性内切核酸酶酶切插入了外源片段的载体，判 断外源片段是正向插入还是反向插入。③每种细菌和质粒都有特异的限制性内切核酸酶酶切 图谱，可用于粗略判断细菌或质粒的种类。④切割染色体DNA，用于构建基因文库。⑤限 制性片段长度多态性（RFLP）。检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大 小。因此凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变（新产生和去除酶切位点）和一段DNA 的重新组织（如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化）等均可导致RFLP的产生。 考点：DNA重组的工具酶，限制性内切核酸酶 4。简述PCR 技术的基本原理及应用。（北医 1999） 答案： 基本原理：聚合酶链反应是一种DNA的体外扩增技术。其基本原理是以拟扩增的DNA分 子为模板，以一对分别与模板相互补的寡核苷酸片段为引物，在DNA聚合酶作用下，按照 半保留复制的机制沿着模板链合成目的DNA的过程。反应体系的基本成分；模板DNA、 特异性引物、耐热性DNA聚合酶、dNTP、含镁离子的反应缓冲液。基本反应步骤：①变 性：反应系统加热至 95℃ ，使模板DNA双链解离。②退火：将温度下降至适宜位置，是 引物与模板DNA退火结合；③延伸：温度上升至 72℃ ，DNA聚合酶以dNTP为底物催 化DNA的合成反应。 PCR 的主要用途：①目的基因的克隆；②基因的体外突变；③DNA的微量分析。 考点：PCR概念原理和应用 5。写出几种DNA 合成方式的名称及其生物学意义；Eli 经UV照射后其DNA可能发生 哪些形式的损伤？可能通过哪些机制进行修复？（北医1999） 答案： DNA 分子在生物体内的合成有三种方式：（1）DNA指导的 DNA合成，也称复制，是细胞 内DNA最主要的合成方式。遗传信息储存在DNA分子中，细胞增殖时，DNA通过复制使 遗传信息从亲代传递到子代。（2）修复合成，即DNA受到损伤（突变）后进行修复，需要进 行局部的DNA的合成，用以保证遗传信息的稳定遗传。（3）RNA指导的DNA合成，即反 转录合成，是RNA病毒的复制形式，以RNA为模板，由逆转录酶催化合成DNA。 Eli 经 UV 照射后，同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体，相邻的两个 T、 或两个C、或C与T间都可以环丁基环连成二聚体，其中最容易形成的是TT二聚体。紫外 线照射还能引起DNA链断裂等损伤。 光修复。由光修复酶修复因紫外照射引起的嘧啶二聚体，使其还原。 切除修复。由UvrA、UvrB、UvrC、DNA pol Ⅰ、dNTP、连接酶参与。首先UvrA、Uv rB辨认损伤部位并与之结合，UvrC 切除损伤的 DNA，DNApolⅠ以dNTP 为原料，填实 切除空隙，最后由连接酶连接缺口，完成修复。 考点：DNA合成、损伤及修复 6。写出真核生物 mRNA的结构特点，简明叙述真核生物 mRNA 前体的加工过程。（北医 1 998） 答案： mRNA的结构特征：5′端有帽，即 5′…pmGpppG；3′端含多聚腺苷酸的尾；不含内含子； 个别核苷酸有甲基化修饰。 ①5′端加帽：5′端加帽，即把5′…pppG转变为5′…pmGpppG。其过程需磷酸解、磷酸化
和碱基的甲基化。 ②3′端加尾：polyA聚合酶识别mRNA的游离3′…OH端，并加上约200个A残基。 ③剪接：剪接加工能够切除内含子，把外显子连结在一起。剪接加工中，需要由多种snRN A 与蛋白质共同组成的并接体，基本过程为二次转酯反应。 ④甲基化修饰：在mRNA中存在甲基化核苷酸，位于5′端和非编码区。 ⑤mRNA编辑：插入、删除、或取代某些核苷酸，使mRNA获得正确的翻译功能。 考点：RNA转录后加工 7。解释：①ribozyme； ②molecular disease； ③cDNA； ④reverse transcriptase（北 医1998） 答案： ①核酶：具有催化功能（酶的作用）的RNA分子。核酶通常具有特殊的分子结构，如锤头结 构。 ②分子病：如果DNA分子的碱基发生变化，由它编码的蛋白质结构或量就发生相应的改变， 从而引起机体功能障碍的一类疾病称为分子病。例如运输性蛋白病、凝血及抗凝血因子缺乏 症、免疫蛋白缺陷病、膜蛋白病、受体蛋白病等。 ③cDNA：是指以mRNA或病毒RNA为模板，经反转录酶催化合成互补单链DNA，再聚 合生成的双链DNA。 ④反转录酶：属RNA指导的DNA聚合酶，具有三种酶活性，RNA指导的DNA聚合酶： RNA 酶；DNA指导的DNA聚合酶。即以 RNA 为模板，在反转录酶的催化下，合成与RN A 互补的 DNA 单链，形成杂化双链，反转录酶将其中 RNA链水解，在以互补的 DNA链为 模板，合成双链DNA。 考点：核酶，分子病，cDNA，反转录酶 8。原核生物蛋白质合成起始复合物由哪些成分组成？图示该复合物的形成过程。（北医 1997） 答案： 原核生物蛋白质合成起始复合物由甲酰蛋氨酰…tRNA（fMet…tRNAfMet）、mRNA和核蛋白 体大小亚基组成。步骤如下： ①核蛋白体大、小亚基分离。 ②30S亚基在IF3和IF1的促进下与mRNA的启动部位结合，在IF2的促进与IF1的辅 助下与fMet…tRNAfMet以及GTP结合，形成30S起动复合物。30S起动复合物由30S 亚基、fMet…tRNAfMet、mRNA和IF1、IF2、IF3、GTP组成。 ③30S起动复合物形成后，IF3即行脱落，50S亚基与30S起动复合物结合，形成70S 起动前复合物。70S起动前复合物由核蛋白体大小亚基、fMet…tRNAfMet、mRNA和IF1、 IF2、GTP 组成。 ④70S起动前复合物中的GTP水解释放出GDP和磷酸，IF1、IF2随之脱落，形成起动复 合物。完成蛋白质合成的起动步骤。 考点：蛋白质生物合成 9。①何谓不稳定碱基对？不稳定碱基对应于反密码子与密码子的哪个碱基配对？（北医 1997） ②写出Eli DNA聚合酶的亚基组成；叙述其中任二亚基功能，说明因子功能意义。 答案： mRNA密码子的前两位碱基和tRNA 的反密码严格配对。而 mRNA密码第三位碱基与 tR NA 反密码第一位碱基不严格遵守配对规则，称为密码配对的摆动性。这种配对的碱基对称 为不稳定碱基对。
原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成：α2ββ′称为核心酶，转录延长只需核心酶即可。 α2ββ′σ 称为全酶，转录起始前需要 σ 亚基辨认起始点。α 亚基可能与转录基因的类型和种 类有关，决定哪些基因被转录。β亚基具有促进聚合反应中磷酸二酯键生成的作用。β′亚基 是酶和模板结合时的主要部分。σ因子是原核生物RNA聚合酶全酶的成份，功能是辨认转 录起始区，识别位点在转录起始点上游—35bp处，称为—35区，共有序列为TTGACA。 σ 因子与核心酶的集合不紧密，转录起始完成后 σ 因子从 RNA 聚合酶全酶中脱落下来，由 核心酶催化RNA延长。 考点：密码配对的摆动性，RNA聚合酶 10。如不考虑生长条件，若使 Lac操纵子 O基因突变，可能会对 Lac基因表达产生什么影 响？为什么？ 答案：乳糖操纵子包括三个结构基因（Z、Y、A）、三个调节基因（启动基因、操纵基因和 CAP 蛋
