分子生物學(xué)知識點(diǎn)大全

名詞解釋

1.基因：基因是基因組中的一個(gè)功能性遺傳單位，是貯存有功能的蛋

白質(zhì)多肽鏈或rna序列信息及表達(dá)這些信息所需的全部核甘酸序列。

2.基因組：基因組是一個(gè)細(xì)胞或一種生物體的整套遺傳信息。

3.質(zhì)粒：是指細(xì)菌細(xì)胞染色體意外，能獨(dú)立復(fù)制并穩(wěn)定遺傳的共價(jià)閉

合環(huán)狀分子。

4.蛋白質(zhì)組：是指一種基因所表達(dá)的全套好白，既包括一個(gè)細(xì)胞或一

個(gè)組織或一個(gè)機(jī)體的基因所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。

5.DNA重組:是指不同來源的DNA通過磷酸二酯鍵連接而重新組合成

新的DNA分子的過程，

6.限制性內(nèi)切酶:是指能識別和水解雙鏈DNA分子的內(nèi)特異序列的核

酸水解酶。

7.載體:是指攜帶靶DNA片段進(jìn)入宿主細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)曾和表達(dá)的運(yùn)載工

具，常用的載體有質(zhì)粒載體、噬菌體載體，病毒載體和人工染色體等。

8.核酸分子雜交：單鏈的核酸分子在適合的條件下，與具有堿基互補(bǔ)

序列的異核酸形成雙鏈雜交的過程。

9.雜交:將一種核酸單鏈標(biāo)記成探針，再與另一核酸單鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)

配對，可以形成異源核酸分子的雙鏈結(jié)構(gòu)的過程，

10.PCR:是一個(gè)在體外特異的復(fù)制一段已知序列的DNA片段的過程,

這項(xiàng)技術(shù)使人們能夠人們很快的從試管中獲得大量拷貝的特異核酸片

段。

11.分子生物學(xué)檢驗(yàn):從基因水平上解釋疾病發(fā)生機(jī)制，明確疾病診斷,

跟蹤疾病過程，指導(dǎo)個(gè)體化治療的先進(jìn)技術(shù)手段。

12.反義核酸：是用人工合成的15-25個(gè)核甘酸片段,通過堿基互補(bǔ)

配對選擇與特定的RNA或DNA互補(bǔ)結(jié)合,從而能專一性的抑制基因

的轉(zhuǎn)錄與翻譯。

13.核蜂是一類具有酶的特異性催化功能的RNA分子，能序列特異性

地剪切底物RNA或修復(fù)突變的RNAO

13.致病基因：能導(dǎo)致遺傳病或遺傳病發(fā)生相關(guān)的基因。

14.血紅蛋白：是由于編碼血紅蛋白的基因異常而發(fā)生的一類遺傳性貧

血。分兩類一異常血紅蛋白病eg鐮狀細(xì)胞至血二球蛋白生成障礙性貧

血也稱地中海貧血

15.地中海貧血：也稱球蛋白生成障礙性貧血。是由于球蛋合成速率降

低，引起a鏈和非a鏈缺乏稱為球蛋白生成障礙性貧血。

16.血友?。河捎诨蛉毕荻蛊渲心骋荒蜃拥鞍妆磉_(dá)降低或確實(shí)

造成的一種疾病。分類；A型B型

17.轉(zhuǎn)座因子:一類在細(xì)菌染色體質(zhì)?；蚴删w之間自行移動(dòng)并具有轉(zhuǎn)

位特性的獨(dú)立DNA序列。

18.操縱子:啟動(dòng)基因,操縱基因和一系列緊密連鎖的結(jié)構(gòu)基因的總稱。

19.單順反子:是真核基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，即一條mRNA模板只含有一個(gè)

翻譯起始點(diǎn)和一個(gè)終止點(diǎn)。因而一個(gè)基因編碼一條多肽鏈，每個(gè)基因轉(zhuǎn)

錄有各自的調(diào)節(jié)元件。

問答

1.原核生物基因組特性？

①具有類核結(jié)構(gòu)

②基因組中只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)

③具有操縱子結(jié)構(gòu)

④基因連續(xù)無內(nèi)含子

⑤無基因重疊現(xiàn)象

⑥可編碼同工酶序列

⑦編碼序列占基因組的50%

⑧基因組中有重復(fù)序列

⑨基因組中有轉(zhuǎn)座子

2.病毒基因組的特性？

①基因的堿基組成相對簡單

②基因組的核酸序列類型較多

③基因組中有基因重疊現(xiàn)象

④基因組中具有操縱子

⑤病毒基因可間斷可持續(xù)

⑥基因組中重復(fù)序列少

⑦基因組是單倍體

⑧相關(guān)基因從集

⑨病毒基因組含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因

⑩基因組中非編碼區(qū)少

3.真核基因組的特性？

①單順反子結(jié)構(gòu)

②斷裂基因

③重復(fù)序列

④多基因家族和假基因

⑤多太性⑥基因重疊

⑦端粒

4.western印跡基本過程

蛋白質(zhì)樣品的制備，SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移，蛋白

質(zhì)與抗體的結(jié)合及相應(yīng)的顯色反應(yīng)。和染色體重排。

5.DNA測序方法有？

雙脫氧核甘酸末端終止法，化學(xué)斷裂法，DNA自動(dòng)測序

6.抑制基因表達(dá)的技術(shù)有？

反義核酸,核霉和脫氧核酶及小RNA干擾。

7.探針的種類，常用的標(biāo)記物？

探針種類DNA探針，RNA探針，寡核甘酸探針。標(biāo)記物有：放射性標(biāo)

記最敏感可靠的是32p標(biāo)記，非放射性標(biāo)記多由生物素，地高辛或熒

光素標(biāo)記。

8.核酸分子雜交的基本原理？

基本過程是變性-復(fù)性-雜交。在一定條件下雙螺旋之間氫鍵斷裂，雙螺

旋解開，DNA分子變成單鏈，形成無規(guī)則團(tuán)，這一過程稱為變性。變

性的DNA只要消除變性條件,具有堿基互補(bǔ)區(qū)域的單鏈又可以重新結(jié)

合形成雙鏈，這一過程稱為復(fù)性。根據(jù)這一條件，將一種核酸單鏈標(biāo)記

成探針，在于另一核酸單鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對，可以形成異源核酸分子

的雙鏈結(jié)構(gòu)這一過程稱為雜家。核酸分子單鏈之間的互補(bǔ)堿基序列，以

及堿基對之間非共價(jià)鍵的形成是核酸分子雜交的基礎(chǔ)。

9.PCR原理及基本過程？

變性：DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，形成單鏈分子作為反應(yīng)的模板。

退火：引物與模板互補(bǔ)結(jié)合，形成雜交鏈。

延伸：按照模板鏈的序列以互補(bǔ)的方式一次把dNTP加至3'端,

TapDNA聚合酶使雜交雙鏈不斷延伸，直至形成新的DNA雙鏈。

10.PCR反應(yīng)體系包括？

模板，弓I物，脫氧核甘三磷酸，TapDNA聚合酶,鎂離子濃度及其它

反應(yīng)因素。

11.生物芯片的醫(yī)學(xué)應(yīng)用?

DNA芯片的醫(yī)學(xué)應(yīng)用包括基因表達(dá)分析，基因型，基因突變和多態(tài)性

分析，疾病診斷，藥物篩選，指導(dǎo)臨床用藥，預(yù)防醫(yī)學(xué)。蛋白質(zhì)芯片的

醫(yī)學(xué)應(yīng)用包括特異性抗原抗體的檢測，生化反應(yīng)的檢測，疾病診斷，疾

病機(jī)制研究，藥物篩選及新藥的研發(fā)。

12.雙向凝膠電泳由那兩項(xiàng)電泳組成？其機(jī)制是什么？

第一向是以蛋白質(zhì)電荷差異為基礎(chǔ)進(jìn)行分離的等電聚焦凝膠電泳。第二

向是以蛋白質(zhì)分子量差異為基礎(chǔ)的SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳。第一向

根據(jù)等電點(diǎn)電荷不同而分離。第二向根據(jù)蛋白質(zhì)分子量不同區(qū)別。

13.核酸分子雜交的過程？

①樣品制備：印跡雜交的前提是獲得具有一定純度和完整性的核酸。

②電泳分離通過瓊脂糖凝膠電泳分離。

③印跡：將帶測定核酸分子通過一定的方法轉(zhuǎn)移并結(jié)合到一定的圖像支

持物上。

④預(yù)雜交：將固相膜上能夠結(jié)合核酸的住點(diǎn)全部封閉。

⑤雜交：用探針與固相膜上的核酸結(jié)合。

⑥洗膜：除去固相膜上未雜交的游離探針和形成非特異性雜交低的探針。

⑦分析：通過放射自顯影或或化學(xué)分析待測核酸片段的大小和含量。

14.鐮狀細(xì)胞貧血發(fā)生的機(jī)制？

鐮狀細(xì)胞貧血患者由于b珠蛋白基因中第六位密碼子存在單個(gè)堿基的

突變，由原來GAG改變成GTG,結(jié)果使B珠蛋白鏈的第六位氨基酸殘

基由原來的谷氨酸改變成結(jié)氨酸改變后的異常血紅蛋白稱為鐮狀血紅

蛋白。

15.影響雜交速率和雜化分子穩(wěn)定性的因素

①溫度

②離子強(qiáng)度和甲酰胺濃度

③探針種類和濃度

④核酸分子大小和濃度

⑤雜交時(shí)間

⑥雜交促進(jìn)擠

⑦非特性雜交

16.簡述雙脫氧末端終止法測序的原理。

以待測單鏈DNA為模板,寡聚核甘酸為引物，在DNA聚合酶的作用

下，按堿基互補(bǔ)原則合成互補(bǔ)DNA單鏈，在合成過程中鏈可終止于雙

脫氧核甘酸處，獲得不同長度的DNA單鏈,在經(jīng)電泳分離，讀序而得

到待測DNA分子的堿基序列。

17.病毒感染的分子生物學(xué)檢測策略是什么？

①一般性檢出策略，提供是否存在某種病毒感染。

②完整性檢出策略，對病毒存在做出明確帶菌者和潛在感染者還有對病

毒拷貝數(shù)，基因分型，基因亞型及耐藥性監(jiān)測。

18.HBV基因組結(jié)構(gòu)以及表達(dá)產(chǎn)物

HBV是帶有部分單鏈區(qū)的環(huán)狀DNA雙鏈分子，由兩條鏈組成，長鏈和

短鏈。長鏈長度固定，攜帶病毒全部編碼信息。HBV基因組長鏈有6

個(gè)開放讀碼框架，其中S.C.X.P是最主要表達(dá)產(chǎn)物:15區(qū)外膜蛋白C

區(qū)，核心區(qū)蛋白。P區(qū)，DNA多聚酶蛋白x區(qū)，x蛋白。

19.寫出HIV基因組結(jié)構(gòu)及表達(dá)產(chǎn)物。

由兩條相同的正義RNA組成。兩段為長末端重復(fù)序列LTR,LTR是順

勢調(diào)控序列，包含啟動(dòng)子增強(qiáng)子負(fù)調(diào)控區(qū)，控制前病毒的表達(dá)。LTR之

間為編碼區(qū)，包含9個(gè)基因，各基因存在重復(fù)序列，有部分也有完全重

疊。

表達(dá)產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)基因

①gap多聚蛋白前體

②env包膜前體蛋白

③pol編碼合成前體蛋白

調(diào)控基因

?tat反式激活的轉(zhuǎn)錄因子

②rev促進(jìn)大分子量mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)

③nef負(fù)調(diào)節(jié)蛋白

20.寫出結(jié)合分枝桿菌基因組結(jié)構(gòu)特征。

①環(huán)狀雙鏈DNA,4000個(gè)基因，其基因序列高度保守，基因組大多數(shù)

插入序列位于基因間或^編碼區(qū)。

②共有3924個(gè)開放閱讀框,其中91%有潛在的編碼能力,有三個(gè)毒

力因子:mce,過氧化氫酶，過氧化物酶，和siga。

21.等電聚膠凝邁電泳機(jī)理

依據(jù)蛋白質(zhì)分子靜電荷或等電點(diǎn)進(jìn)行分離的技術(shù)，在等電聚焦過程中，

電場所采用的載體兩性電解質(zhì)有脂肪族多氨基的竣基，可在電場形成正

極酸性，負(fù)極堿性的連續(xù)ph梯度，蛋白質(zhì)在連續(xù)梯度中電泳，當(dāng)?shù)鞍?/p>

質(zhì)遷移到其等電點(diǎn)位置，靜電荷為零，在電場不在移動(dòng)，因此可分離不

同等電點(diǎn)性質(zhì)的蛋白質(zhì)。

22.DNA純度堅(jiān)定方法主要紫外線分光光度法和熒光光度法

原因是紫外線分光光度法主要通過A260/A280比值是1.8比值升高或

降低均表示不純。蛋白質(zhì)在280nm的紫外吸收酚在270nm高吸收峰

可以鑒別是蛋白質(zhì)污染還是固分污染。比值是衡量蛋白質(zhì)污染程度的良

好指標(biāo)。

分子生物學(xué)期末復(fù)習(xí)題

一、簡答題（4題）

L什么是順式作用元件，請列舉2個(gè)。

順式作用元件是指對基因表達(dá)有調(diào)節(jié)活性的DNA序列，它作為一種原

位（insitu）順序，其活性只影響與其自身處在同一個(gè)DNA分子上的

基因；同時(shí)，這種DNA序列通常不編碼蛋白質(zhì)，多位于基因旁側(cè)或內(nèi)

含子中。簡單的說，順式作用元件是指影響自身基因表達(dá)活性的DNA

序列。

如轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子和增強(qiáng)子。啟動(dòng)子本身并不控制基因活動(dòng)，而是通過與轉(zhuǎn)

錄因子這種蛋白質(zhì)結(jié)合而控制自身基因活動(dòng)的。增強(qiáng)子通過與組織細(xì)胞

中特定的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）結(jié)合增加同它連鎖DNA序列的轉(zhuǎn)錄頻率

2.請列出至少三種RNA及其功能。

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA——tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸

核蛋白體RNA——rRNA核蛋白體組成

信使RNA——mRNA蛋白質(zhì)合成模板

不均一核RNA——hnRNA成熟mRNA前體

小核RNA——snRNA參與hnRNA的剪接

小胞漿RNA——scRNA蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組成

成分

反義RNA——micRNA對基因表達(dá)起調(diào)控作用

核酶RNA——有酶活性的RNA

3.PCR的中文名為什么？簡述PCR的原理。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

DNA的半保留復(fù)制是生物進(jìn)化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種

酶的作用下可以變性解旋成單鏈,在DNA聚合酶的參與下,根據(jù)堿基

互補(bǔ)配對原則復(fù)制成同樣的兩分子拷貝。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，DNA在高溫

時(shí)也可以發(fā)生變性解鏈，當(dāng)溫度降低后又可以復(fù)性成為雙鏈。因此，通

過溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性,加入設(shè)計(jì)引物，DNA聚合酶、

dNTP就可以完成特定基因的體外復(fù)制。

4.什么是轉(zhuǎn)座子？簡述其遺傳學(xué)效應(yīng)。

轉(zhuǎn)座子是存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移位的基本單位，按其結(jié)

構(gòu)特征可分為插入序列和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子。插入序列是最簡單的轉(zhuǎn)座子,

兩端有末端重復(fù)序列，不含有任何宿主基因，只編碼轉(zhuǎn)座酶。復(fù)合型轉(zhuǎn)

座子的兩翼是兩個(gè)相同或高度同源的IS，中間帶有某些宿主基因如抗藥

性基因，只能作為復(fù)合體移動(dòng)。

遺傳學(xué)效應(yīng):

轉(zhuǎn)座引起插入突變，各種IS、Tn轉(zhuǎn)座子都可引起插入突變。如果插入

位點(diǎn)位于某操縱子的前半部分，就可能造成極性突變，導(dǎo)致操縱子后半

部分的基因失活。

轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因：如果轉(zhuǎn)座子上帶有抗藥性基因，它一方面造成靶

DNA序列上的插入突變，同時(shí)也可使這個(gè)位點(diǎn)產(chǎn)生抗藥性。

轉(zhuǎn)座產(chǎn)生染色體畸變，當(dāng)復(fù)制型轉(zhuǎn)座發(fā)生在宿主DNA原有位點(diǎn)附近時(shí),

往往導(dǎo)致轉(zhuǎn)座子兩個(gè)拷貝之間的同源重組，引起DNA缺失或倒位。若

同源重組發(fā)生在兩個(gè)正向重復(fù)轉(zhuǎn)座區(qū)之間，就導(dǎo)致宿主染色體DNA缺

失，若重組發(fā)生在兩個(gè)反向重復(fù)轉(zhuǎn)座區(qū)之間，則引起DNA倒位。

轉(zhuǎn)座引起生物進(jìn)化，由于轉(zhuǎn)座作用，使原來在染色體上相距甚遠(yuǎn)的基因

組合到一起，構(gòu)建成一個(gè)操縱子或表達(dá)單元，可能產(chǎn)生有新的生物學(xué)功

能的基因和新的蛋白質(zhì)分子。

5.簡述tRNA三級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能之間的關(guān)系。

tRNA的三級結(jié)構(gòu)為倒L型，保留了二級結(jié)構(gòu)中由于堿基互補(bǔ)而產(chǎn)生的

雙螺旋桿狀結(jié)構(gòu)，又通過分子重排創(chuàng)造了另一對雙螺旋。受體臂和Tip

C臂的桿狀區(qū)構(gòu)成了第一個(gè)雙螺旋，D臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成

第二個(gè)雙螺旋,兩個(gè)雙螺旋上各有一個(gè)缺口。TipC臂和D臂的套索狀

結(jié)構(gòu)位于L的轉(zhuǎn)折點(diǎn)受體臂和反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)位于L的兩端。

tRNA的L形高級結(jié)構(gòu)反映了其生物學(xué)功能，因?yàn)樗纤\(yùn)載的氨基酸

必須靠近位于核糖體大亞基上的多肽合成位點(diǎn)，而它的反密碼子必須與

小亞基上的mRNA相配對，所以兩個(gè)不同的功能基團(tuán)最大限度分離。

6.什么是反式作用因子，請列舉2個(gè)。

其基因產(chǎn)物從合成的場所擴(kuò)散到發(fā)揮作用的其它場所，游離的基因產(chǎn)物

擴(kuò)散到目標(biāo)場所的過程為反式作用，調(diào)控轉(zhuǎn)錄的各種蛋白因子總稱為反

式作用因子，其編碼基因與其識別或結(jié)合的靶基因可以不在同一個(gè)

DNA分子上.

例子:大腸桿菌乳糖操縱子模型中的lad基因編碼的阻遏蛋白就是一種

反式作用因子，與操縱區(qū)。結(jié)合時(shí)，抑制lac基因的轉(zhuǎn)錄。不與操縱區(qū)

結(jié)合是,lac基因轉(zhuǎn)錄。

大腸桿菌中。因子也是一種反式作用因子，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)至少存在6種。因

子，根據(jù)外界條件的變化，可以改變RNA聚合酶全酶中的。因子表達(dá)

出適應(yīng)不同環(huán)境的基因產(chǎn)物。

7.簡述亮氨酸拉鏈的結(jié)構(gòu)特征。

亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域通常被定義為一行4-7個(gè)周期重復(fù)的亮氨酸殘基，其

距離大約跨越8個(gè)螺旋轉(zhuǎn)彎，通式為L-x(6)-L-x(6)-L-x(6)-L1有時(shí)典

型的亮氨酸殘基會(huì)被異亮氨酸或繳氨酸所代替。結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)亮氨酸拉

鏈由平行的卷曲螺旋型a螺旋構(gòu)成，它們通過亮氨酸側(cè)鏈的疏水作用互

相纏繞，亮氨酸統(tǒng)一排列在螺旋的一側(cè)，而所有帶電荷的氨基酸殘基排

在另一側(cè)。當(dāng)2個(gè)蛋白質(zhì)分子平行排列時(shí)，亮氨酸之間相互作用形成二

聚體，形成〃拉鏈〃。在〃拉鏈〃式的蛋白質(zhì)分子中，亮氨酸以外帶電

荷的氨基酸形式同DNA結(jié)合。亮氨酸拉鏈的二級結(jié)構(gòu)分析可以發(fā)現(xiàn),

該結(jié)構(gòu)域呈〃c(螺旋-環(huán)-a螺旋〃的結(jié)構(gòu)，利于形成同源二聚體。

亮氨酸拉鏈?zhǔn)怯H脂性的a螺旋,包含集中在螺旋一側(cè)的疏水氨基酸，其

中每隔6個(gè)氨基酸出現(xiàn)一個(gè)亮氨酸，兩條多肽鏈以此形成二聚體，稱為

亮氨酸拉鏈。肽鏈的N端富含堿性氨基酸,形成DNA結(jié)合區(qū)。

8.原核生物轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的主要機(jī)制有哪些？

(1)mRNA自身結(jié)構(gòu)元件對翻譯的

起始密碼子:原核生物起始密碼子除AUG外還有一些不常見的密碼子,

如GUG、AUU、UUG,這些不常見的起始密碼子與fMet-tRNA的配

對能力較弱，導(dǎo)致翻譯效率降低。

5'非翻譯區(qū)：SD序列的結(jié)構(gòu)及其與密碼子AUG之間的距離(4-10

個(gè)核甘酸，9個(gè)最佳)以及mRNA的5'端二級結(jié)構(gòu)的變化都會(huì)導(dǎo)致

表達(dá)效率的改變。

核糖體開關(guān)：通常位于mRNA的5'非翻譯區(qū)，能感受諸如代謝物濃

度、離子濃度、溫度等的變化而改變自身的二級結(jié)構(gòu)和調(diào)控功能，從而

改變基因的表達(dá)狀態(tài)。

(2)mRNA穩(wěn)定性對轉(zhuǎn)錄水平的影響

(3)調(diào)節(jié)蚩白的調(diào)控作用

(4)反義mRNA的調(diào)節(jié)作用

(5)稀有密碼子對翻譯的影響，稀有密碼子能識別的氨酰tRNA濃度

低

(6)重疊基因?qū)Ψg的影響，保證兩個(gè)基因的等量翻譯。

(7)翻譯的阻遏

(8)魔斑核甘酸水平對翻譯的影響

9.簡述增強(qiáng)子的特征。

1、增強(qiáng)子效應(yīng)十分明顯,

2、增強(qiáng)子效應(yīng)與其位置和取向無關(guān),

3、大多為重復(fù)序列，

4、其增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，

5、沒有基因?qū)Ｒ恍裕梢栽诓煌幕蚪M合上表現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)，

6、許多增強(qiáng)子還受外部信號的調(diào)控

10.試寫出一個(gè)基因可產(chǎn)生不同表達(dá)產(chǎn)物的可能機(jī)制。

①一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的選擇不同可導(dǎo)致產(chǎn)生不同類型的酶；②同一

個(gè)基因,相同的初始mRNA，但由于5端,內(nèi)含子及3沫端等選擇的

不同，使成熟的mRNA也不同，結(jié)果編碼了功能不同的蛋白。

簡述大腸桿菌的啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)成分。

原核生物啟動(dòng)子：上游控制元件（UCE）+核心啟動(dòng)子二擴(kuò)展的啟動(dòng)子

UCE:即-40~-70區(qū)能與CAP-cAMP復(fù)合物結(jié)合，是激活轉(zhuǎn)錄的正調(diào)

控位點(diǎn)。

核心啟動(dòng)子：①-35區(qū)：Sextama盒，是RNA聚合酶首先識別和結(jié)合

的位點(diǎn)（Rsite）,或松弛結(jié)合位點(diǎn)。保守序列TTGACA,②?10區(qū)：

Pribnow盒，是RNA聚合酶隨后滑到區(qū)域的結(jié)合位點(diǎn)（Bsite）,或緊

密結(jié)合位點(diǎn)。保守序列TATAAT,保守序列突變影響開放復(fù)合物形成的

速度，富含AT,解鏈發(fā)生區(qū);③+1位點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（Isite）,幾

乎均為噂吟（A或P）。④-35區(qū)和-10區(qū)間有17±lbp的間隔序列，

其保守性有利于RNA聚合酶的啟動(dòng)，保證了?35區(qū)和-10RNA轉(zhuǎn)錄提

供恒定DNA雙鏈解鏈區(qū)間,17bp的間距較17bp的序列對轉(zhuǎn)錄更為

重要，間距的突變趨近17bp時(shí)，表現(xiàn)為上調(diào)突變，遠(yuǎn)離17bp時(shí)，表

現(xiàn)為下調(diào)突變。啟動(dòng)子序列與-35區(qū)序列為TTGACA及-10區(qū)序列為

TATAAT的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)子序列同源性程度的大小決定了啟動(dòng)子的強(qiáng)弱。

12.解釋C值及C值謬誤。

C值通常指一種生物單倍體基因組DNA的總量，以每種細(xì)胞內(nèi)的皮克

（pg）數(shù)表示。c值反常也稱c值謬誤,指c值往往與種系的進(jìn)化復(fù)

雜性不一致的現(xiàn)象，即基因組大小與遺傳復(fù)雜性之間沒有必然關(guān)系，某

些低等生物C值很大如一些兩棲動(dòng)物的C值甚至比哺乳動(dòng)物的還大。

13.DNA的修復(fù)系統(tǒng)

二、問答題（3選2題）

L試比較真核生物與原核生物基因組DNA有何不同?

答：真核細(xì)胞基因組DNA的特點(diǎn)

1.真核基因組龐大，含有染色體基因組、線粒體基因組和葉綠體基因

組；

2.存在大量的重復(fù)序列；

3.大部分為非編碼序列，站整個(gè)基因組序列的90%以上，這是真核生

物與細(xì)菌和病毒之間最主要的區(qū)別；

4.轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子

5.真核基因是斷裂基因，有內(nèi)含子結(jié)構(gòu)；

6.存在大量的順式作用元件：啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和沉默子等；

7.存在大量的DNA多態(tài)性：單核甘酸多態(tài)性和串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性；

8.具有端粒結(jié)構(gòu)：保護(hù)線性DNA的完整復(fù)制、保護(hù)染色體末端和決定

細(xì)胞的壽命。

原核生物基因組DNA的特點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)簡練；（2）存在轉(zhuǎn)錄單元；（3）有重疊基因

2.請畫出大腸桿菌色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)示意圖，簡述其表達(dá)調(diào)控中的轉(zhuǎn)

錄弱化作用。

r/pgd“pO,t?pc,

---------------------色氟I?合成所需的IW

P256:在大腸桿菌trpoperon,前導(dǎo)區(qū)的堿基序列包括4個(gè)分別以1、

2、3和4表示的片段,能以兩種不同的方式進(jìn)行堿基配對,1?2和3-4

配對，或2-3配對,3-4配對區(qū)正好位于終止密碼子的識別區(qū).前導(dǎo)序列

有相鄰的兩個(gè)色氨酸密碼子，當(dāng)培養(yǎng)基中Trp濃度很低時(shí),負(fù)載有Trp

的tRNATrp也就少，這樣翻譯通過兩個(gè)相鄰色氨酸密碼子的速度就會(huì)很

慢，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時(shí)，核糖體滯留1區(qū)這時(shí)的前導(dǎo)區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3配

對,不形成3-4配對的終止結(jié)構(gòu),所以轉(zhuǎn)錄可繼續(xù)進(jìn)行.反之，核糖體可順

利通過兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前，核糖體就到達(dá)2區(qū),

這樣使2-3不能配對,3-4區(qū)可以配對形成終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停止.

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)

節(jié)的，mRNA前導(dǎo)區(qū)的堿基序列中有四個(gè)區(qū)域，分別以1、2、3、4

表示，該序列能以兩種不同的方式進(jìn)行堿基配對形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)，有E寸以

1-2、3-4酉己對,有時(shí)只以2-3方式互補(bǔ)配對,其中3-4形成的發(fā)卡結(jié)

構(gòu)是典型的終止子結(jié)構(gòu)。在1中有一段編碼14個(gè)氨基酸的前導(dǎo)肽基因，

第10、11位上有兩個(gè)相鄰的Trp密碼子，所以這個(gè)前導(dǎo)肽對tRNATrp

的濃度敏感。當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸的濃度很低時(shí)，負(fù)載色氨酸的tRNATrp

就很少，這樣翻譯通過兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子的速度就會(huì)很慢，當(dāng)4

區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時(shí)，核糖體才進(jìn)行到1區(qū)，這時(shí)前導(dǎo)區(qū)2-3配對，不形成

3-4配對的終止結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)錄可以繼續(xù)進(jìn)行，直到將結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)

錄。當(dāng)培養(yǎng)基中色室酸濃度較高時(shí)，核糖體可以順利的通過兩個(gè)相鄰的

色氨酸密碼子,在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前，核糖體就到達(dá)2區(qū)，這樣2-3區(qū)

不能配對，3-4區(qū)可以自由配對形成莖環(huán)狀終止結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停止，結(jié)構(gòu)

基因被關(guān)閉而不再合成色氨酸

3.簡述重組DNA技術(shù)的操作過程，并輔以圖示。

①目的基因的制備（質(zhì)粒DNA的提取與純化、電泳檢測目的基因片段

PCR、酶切反應(yīng)）

②載體的制備

③連接、轉(zhuǎn)化、篩選、鑒定（包括酶切產(chǎn)物的連接、轉(zhuǎn)化和篩選）

④誘導(dǎo)表達(dá)、產(chǎn)物分析

基因工程的主要內(nèi)容或步驟：

1.從生物有機(jī)體基因組中，分離出帶有目的基因的DNA片段。

2.將帶有目的基因的外源DNA片段連接到能夠自我復(fù)制的并具有選

擇記號的載體分子上，形成重組DNA分子，

3.將重組DNA分子轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞（亦稱寄主細(xì)胞）并與之一

起增殖。

4.從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選出獲得了重組DNA分子的受體細(xì)胞,

并篩選出已經(jīng)得到擴(kuò)增的目的基因。

5.將目的基因克隆到表達(dá)載體上，導(dǎo)入寄主細(xì)胞，使之在新的遺傳背景

下實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)。

4.請畫出大腸桿菌乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)大腸桿菌lacZ-或lacY

一突變體生長在含乳5.糖的培養(yǎng)基上時(shí)Jac操縱子剩余的基因沒有被

誘導(dǎo)，解釋是何原因？

大腸桿菌乳糖操縱子是由三個(gè)結(jié)構(gòu)基因A、Z和Y,以及啟動(dòng)子、操縱

子及阻遏子等構(gòu)成。3個(gè)結(jié)構(gòu)基因個(gè)決定一種酶：Z基因編碼半乳糖

昔酶,Y基因編碼3半乳糖苗透過

酶,A基因編碼0-半乳糖苗乙?；D(zhuǎn)移酶。

z編碼的3半乳糖昔酶是一種半乳糖苗鍵的專一性酶，除能將乳糖水

解成葡萄糖和半乳糖外，還能水解其他B-半乳糖司如苯基半乳糖苗）。

Y編碼B-半乳糖苗透過酶的作用是使外界的半乳糖昔（如乳糖）能透

過大腸桿菌細(xì)胞壁和原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。A編碼半乳糖苗乙酰基轉(zhuǎn)

移酶的作用是把乙酰輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)至聚-半乳糖苗上，形成乙酰半

乳糖。如果用乳糖作為大腸桿菌生長的唯一碳源和能源，z基因和Y基

因編碼的酶是生長所必需的，Y基因編碼的并非必須。因此大腸桿菌

lacZ-或lacY-突變體生長在含乳糖的培養(yǎng)基上時(shí)，lac操縱子剩余的基

因不會(huì)被誘導(dǎo)。

2操縱子模型

n

扎糖阻抑物單體乳糖阻抑物四聚體加半乳糖昔?透性*乙數(shù)基轉(zhuǎn)移?

乳糖綠織子的結(jié)構(gòu)

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)

由于，LacY編碼0-半乳糖昔透過酶，負(fù)責(zé)將乳糖由胞外運(yùn)送到胞內(nèi)，

穿過細(xì)胞壁和原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。LacZ編碼0-半乳糖甘酶，他的作

用可以將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖兩個(gè)單糖，還可以將乳糖異構(gòu)成別

乳糖，別乳糖才是lac操縱子的天然誘導(dǎo)物。lac操縱子本底水平的表

達(dá)可產(chǎn)生幾個(gè)分子的B-半乳糖苗酶和乳糖透過酶。乳糖在這幾個(gè)酶分子

的作用下進(jìn)入細(xì)胞，轉(zhuǎn)變成異構(gòu)乳糖與結(jié)合在操縱基因上的阻遏物結(jié)合，

使阻遏物離開操縱區(qū)，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而編碼更多的3半乳糖苗酶和

乳糖透過酶，使更多的乳糖進(jìn)入細(xì)胞。在lacZ-突變體中不存在如半乳

糖甘酶，乳糖不能轉(zhuǎn)化為異構(gòu)乳糖；大腸桿菌LacY-突變體雖然仍具有

加半乳糖苗酶的能力，但沒有乳糖透過酶，培養(yǎng)基中的乳糖不能進(jìn)入細(xì)

胞，所以這兩種突變體最終都不能產(chǎn)生異構(gòu)乳糖，操縱子中的其他基因

不能被培養(yǎng)基中的乳糖誘導(dǎo)表達(dá)。

6.什么叫PCR?試比較PCR與DNA復(fù)制的不同點(diǎn)。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技

術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點(diǎn)，是能將

微量的DNA大幅增加。

PCR也叫聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是體外快速擴(kuò)增特定基因或DNA序列最常

用的方法，由Mullis發(fā)明，類似于DNA的天然復(fù)制過程,其特異性依

賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡聚核甘酸引物，通過重復(fù)循環(huán)變性-退火-延

伸三過程，2-3h就能將待擴(kuò)增的基因擴(kuò)增放大幾百萬倍。

異同：

PCR的溫度是循環(huán)變化的，是人為控制的，細(xì)胞的復(fù)制在恒定的溫度下

進(jìn)行

PCR復(fù)制起點(diǎn)可通過改變引物來改變，細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的起點(diǎn)一般是固定的。

PCR所用的酶為耐高溫的Taq酶或高保真酶等，原核細(xì)胞的DNA復(fù)制

過程中DNA聚合酶3起主要延伸作用，不耐高溫。

PCR的引物為寡聚DNA鏈,而細(xì)胞內(nèi)為寡聚RNA鏈

PCR通過熱變性打開DNA雙鏈,細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制是在解旋酶和拓?fù)?/p>

異構(gòu)酶等的作用下打開雙鏈的

PCR不形成復(fù)制叉，細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制要形成復(fù)制叉。

延伸是PCR兩條鏈都是連續(xù)合成的，而細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制為半不連續(xù)合

成的。

延伸完成后細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制需要切除引物，而PCR不用

PCR只擴(kuò)增局部的DNA鏈,而細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制整個(gè)DNA鏈

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7.轉(zhuǎn)座的基本機(jī)制是什么？轉(zhuǎn)座有什么生物學(xué)意義？

轉(zhuǎn)座是由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座時(shí)發(fā)生的插入作用

有一個(gè)普遍的特征，那就是受體分子中有一段很短的約3-12bp的被稱

為靶序列的DNA會(huì)被復(fù)制，使插入的轉(zhuǎn)座子位于兩個(gè)重復(fù)靶序列之

間。靶序列的復(fù)制可能起源于特定內(nèi)切酶所造成的粘性末端。轉(zhuǎn)座的

生物學(xué)意義：1、轉(zhuǎn)座引起插入突變；2、轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因；3、轉(zhuǎn)

座產(chǎn)生染色體畸變；4、轉(zhuǎn)座可引起生物進(jìn)化，產(chǎn)生新的遺傳性狀

8.請畫出大腸桿菌乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)示意圖，并闡述其負(fù)控機(jī)制及正控

機(jī)制。

在乳糖操縱子調(diào)控模型中，負(fù)控誘導(dǎo)調(diào)節(jié)模式是主要的。具體來說，在

沒有誘導(dǎo)物,如乳糖、IPTG、ONPG等存在時(shí)，Lad基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為

阻遏物單體，再結(jié)合成四聚體，它們能與0區(qū)DNA相結(jié)合，從而阻遏

基因轉(zhuǎn)錄，當(dāng)有誘導(dǎo)物存在時(shí)，可使阻遏物變成不能與0區(qū)相結(jié)合的

非活性形式從而RNA聚合酶可與Lac啟動(dòng)區(qū)相結(jié)合起始基因轉(zhuǎn)錄。

此外,正調(diào)控模式也有體現(xiàn),大腸桿菌中的代謝蛋白cAM