分子生物学 简答题

1.一条DNA单链……ACATTGGCTAAG……试写出:(1)复制后生成的DNA单链碱基顺序;(2)转录后生成的mRNA链的碱基顺序。(1
)复制后生成的DNA链为:5’–TGTAACCGATTC–3’(2)转录后生成的mRNA链为:5’–UGUAACCGAUUC–3
’2.核酸的基本组成成分、基本单位、基本结构各是什么?基本成分是碱基、戊糖和磷酸。基本单位是核苷酸。基本结构是多核苷酸链。3.
DNA热变性有何特点?Tm值表示什么?将DNA的稀盐溶液加热到70~100℃几分钟后,双螺旋结构即发生破坏,氢键断裂,两条链彼此分
开,形成无规则线团状,此过程为DNA的热变性,有以下特点:变性温度范围很窄,260nm处的紫外吸收增加;粘度下降;生物活性丧失;比
旋度下降;酸碱滴定曲线改变。Tm值代表核酸的变性温度(熔解温度、熔点)。在数值上等于DNA变性时摩尔磷消光值(紫外吸收)达到最大变
化值半数时所对应的温度。4.简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。tRNA的二级结构为三叶草结构。其结构特征为:(1
)tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂,未配对的片断称为环。(2)叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’,此结
构是接受氨基酸的位置。(3)氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子,可与mRNA上的密码子相互识别。(
4)左环是二氢尿嘧啶环(D环),它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。(5)右环是假尿嘧啶环(TΨC环),它与核糖体的结合有关。(
6)在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环,它的大小决定着tRNA分子大小。5.何谓蛋白质的变性作用?有何实用意义。蛋白质的变性作
用是指蛋白质在某些理化因素的作用下,其空间结构发生改变(不改变其一级结构),因而失去天然蛋白质的特性,这种现象称为蛋白质的变性作用
。实用意义:利用变性原理,如用酒精,加热和紫外线消毒灭菌,用热凝固法检查尿蛋白等;防止蛋白质变性,如制备或保存酶、疫苗、免疫血清
等蛋白质制剂时,应选择适当条件,防止其变性失活。6.试述基因组文库的定义和制备方法。基因组文库的定义和制备方法:(1)基因组文库
:指存在于转化细菌内、由克隆载体所携带的所有基因组DNA片段的集合。亦称基因组DNA文库。基因组DNA文库涵盖了基因组全部基因信息
。(2)基因组文库的制备方法:在制备基因组文库时,首先利用限制性核酸内切酶将染色体DNA切割成一定基因水平的许多片段,其中即含有人
们感兴趣的基因片段。将这些片段分子与适当的克隆载体拼接成重组DNA分子,继而转入受体菌,使每个细菌内都携带一种重组DNA分子。不同
细菌所包含的重组DNA分子可能为不同的染色体DNA片段,这样全部转化细菌所携带的各种染色体片段就代表了染色体的整个基因组。存在于转
化细菌内、由克隆载体所携带的各种染色体片段就代表了染色体的整个基因组。7.简述RNA的分类,各类RNA的结构特点及其在蛋白质生物
合成中的作用?(1)mRNA,5’端有帽子结构m7Gppp;3’端有polyA;依次相连的三个核苷酸组成一个密码,共有64个密码
,其中61个密码代表20种氨基酸,1个起始密码,3个终止密码。mRNA在蛋白质合成中起直接模板的作用。(2)tRNA,其二级结构
为三叶草形。有氨基酸臂;DHU环;反密码环,TΨC环;额外环。tRNA能选择性的转运活化了的氨基酸到核蛋白体上,参与蛋白质的生物
合成。(3)rRNA,rRNA和多种蛋白质组成核蛋白体,核蛋白体由大、小亚基组成,是蛋白质生物合成的场所。8.简述DNA复制的过
程。(1)在拓扑异物酶和解链酶的作用下,DNA双螺旋结构打开,形成局部单链,DNA结合蛋白与单链DNA结合,使单链DNA不致复性
。(2)引物酶辨认复制起始点,并利用四种NTP为原料,以单链DNA为模板,按方向5’—3’合成RNA引物片段。(3)在RNA引物
的3’-OH端,DNA聚合酶Ⅲ以单链DNA为模板催化四种dNTP,合成方向5’—3’的DNA。(4)在DNA聚合酶Ⅰ的作用下,水解
切除RNA引物,并由该酶催化DNA片段继续延长,填补空缺。(5)由DNA连接酶将相邻的两个DNA片段连接起来,形成完整的DNA链。
9.何谓肽键和肽链及蛋白质的一级结构?一个氨基酸的a-羧基和另一个氨基酸的a-氨基进行脱水缩合反应,生成的酰胺键称为肽键,肽键具
有双键性质。由许多氨基酸通过肽键相连而形成长链,称为肽链。肽链有二端:游离a-氨基的一端称为N-末端,游离a-羧基的一端称为C-末
端。蛋白质一级结构是指多肽链中氨基酸排列顺序,它的主要化学键为肽键。10.写出蛋白质分子内的主键和次级键,简述其作用。蛋白质分子
内的主键是肽键。次级键主要有氢键、盐键(离子键),疏水键,还有范德华氏力。有的蛋白质分子内还有二硫键,二硫键对维持空间结构也有重要
作用。维持蛋白质分子一级结构的是肽键,还有二硫键。维持二级结构的次级键主要是氢键,维持三级结构的次级键主要是疏水键,维持四级结构的
主要是氢键和盐键11.简述原核生物DNA聚合酶的种类和功能？大肠杆菌有三种DNA聚合酶,分别为DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。DNA聚合酶
Ⅰ的功能是填补空隙、切除引物、修复;DNA聚合酶Ⅱ的功能不清;DNA聚合酶Ⅲ是复制时的主要的复制酶。12.叙述参与DNA复制的酶
类有哪些以及它们各自的功能。(1)DNA指导的DNA聚合酶,大肠杆菌DNA聚合酶包括DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中DNA聚合酶Ⅰ在
DNA的损伤修复中起主要作用,DNA聚合酶Ⅲ在DNA复制中起主要作用。(2)解链,解旋酶类,包括解链酶,拓扑异构酶,单链DNA结合
蛋白,它们的共同作用是解开,理顺DNA双链。维持DNA处于单链状态。(3)引物酶,其本质为DNA指导的RNA聚合酶,它可以DNA为
模板,合成短链RNA,以提供3’-OH末端为DNA聚合酶延长DNA链作准备。(4)DNA连接酶,连接DNA链3’-OH末端和另一
DNA链的3’-P末端,形成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连接成完整的链13.体内游离的核苷酸有哪些?体内游离的核苷酸有:
多磷酸核苷酸如ADP、GTP;环化核苷酸如cAMP、cGMP;辅酶类核苷酸如NAD+、NADP+、FAD等。14.简述DNA双螺
旋结构模式的要点及其与DNA生物学功能的关系。DNA双螺旋结构模型的要点是:(1)DNA是一反向平行的双链结构,脱氧核糖基和磷酸基
骨架位于双链的外侧,碱基位于内侧,两条链的碱基之间以氢键相接触。腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对存在,形成两个氢健(A=T),鸟嘌呤始终与
胞嘧啶配对存在,形成三个氢键(G≡C)。碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。一条链的走向是,另一条链的走向就一定是。(2)DNA是
一右手螺旋结构。螺旋每旋转一周包含了10对碱基,每个碱基的旋转角度为。螺距为3.4nm,每个碱基平面之间的距离为0.34nm。DN
A双螺旋分子存在一个大沟和一个小沟。(3)DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆
积力维持。15.什么是蛋白质的变性作用和复性作用?蛋白质变性后哪些性质会发生改变?蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下,蛋白质分
子的空间构象被破坏,并导致其性质和生物活性改变的现象。蛋白质变性后会发生以下几方面的变化:(1)生物活性丧失;(2)理化性质的改变
,包括:溶解度降低,因为疏水侧链基团暴露;结晶能力丧失;分子形状改变,由球状分子变成松散结构,分子不对称性加大;粘度增加;光学性质
发生改变,如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。(3)生物化学性质的改变,分子结构伸展松散,易被蛋白酶分解。16.试述质粒的特性及
天然质粒作为基因载体必须具备的条件。质粒的特性及天然质粒作为基因载体必须具备的条件:(1)质粒的特性:质粒分子本身是含有复制功能的
遗传结构,能在宿主细胞独立自主地进行复制,并在细胞分裂时恒定地传给子代细胞。质粒带有某些遗传信息,所以会赋予宿主细胞一些遗传性状。
因为质粒DNA有自我复制功能及常携带一些有用的遗传信息,如抗药性等特性,故可作为克隆或表达外源DNA的载体。(2)天然质粒作为基因
载体必须具备的条件:天然质粒是存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子。作为载体的质粒,必须对天然质粒进行改造,加入所需的克隆位
点、真核或原核表达元件或筛选标志;同时也需要筛选具有高拷贝数的松弛型质粒,才有实际的应用价值。17.DNA分子二级结构有哪些特点
?按Watson-Crick模型,DNA的结构特点有:两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕;碱基位于结构的内侧,而亲水的糖磷
酸主链位于螺旋的外侧,通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架;碱基平面与轴垂直,糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋;双螺旋的直径为
2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核酸之间的夹角是36°,每对螺旋由10对碱基组成;碱基按A=T,G≡C配对互补,彼此以氢键相
连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力;双螺旋结构表面有两条螺形凹沟,一大一小。18.在稳定的DNA双螺旋中,哪两种力在
维系分子立体结构方面起主要作用?在稳定的DNA双螺旋中,碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方面起主要作用。19.什么是蛋
白质的空间结构?蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系?蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向
。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适应的。20.蛋白质有哪些重要功能。蛋白质的重要作用主要有以下
几方面:(1)生物催化作用酶是蛋白质,具有催化能力,新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。(2)结构蛋白有些蛋白质
的功能是参与细胞和组织的建成。(3)运输功能如血红蛋白具有运输氧的功能。(4)收缩运动收缩蛋白(如肌动蛋白和肌球蛋白)与肌肉收
缩和细胞运动密切相关。(5)激素功能动物体内的激素许多是蛋白质或多肽,是调节新陈代谢的生理活性物质。(6)免疫保护功能抗体是蛋
白质,能与特异抗原结合以清除抗原的作用,具有免疫功能。(7)贮藏蛋白有些蛋白质具有贮藏功能,如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用
。(8)接受和传递信息生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。(9)控制生长与分化有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。(
10)毒蛋白能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白,如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。21.解释遗传相对稳定性和变异的生物学意义
及分子学基础。遗传的稳定性是相对的,它保证了物种的稳定性,保证了物种的正常繁衍,遗传的变异是绝对的,有变异才使物种进化,才使生物界
能够不断发展。其分子学基础是DNA复制过程十分准确,其自发突变的频率约为10-9。22.简述真核生物mRNA的结构特点。成熟的真
核生物mRNA的结构特点是:(1)大多数的真核mRNA在5’-端以7-甲基鸟嘌呤及三磷酸鸟苷为分子的起始结构。这种结构称为帽子结构
。帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核糖体与mRNA的结合,加速翻译起始速度的作用,同时可以增强mRNA的稳定
性。(2)在真核mRNA的末端,大多数有一段长短不一的多聚腺苷酸结构,通常称为多聚A尾。一般由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。因
为在基因内没有找到它相应的结构,因此认为它是在RNA生成后才加进去的。随着mRNA存在的时间延续,这段聚A尾巴慢慢变短。因此,目前
认为这种3’-末端结构可能与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。23.将核酸完全水解后可得到哪些组分?DNA和RN
A的水解产物有何不同?核酸完全水解后可得到碱基、戊糖、磷酸三种组分。DNA和RNA的水解产物戊糖、嘧啶碱基不同。24.核酸分子中
是通过什么键连接起来的?核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的25.为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质的相对量?如何根据蛋
白质的含氮量计算蛋白质的含量?各种蛋白质的含氮量颇为接近,平均为16%,因此测定蛋白质的含氮量就可推算出蛋白质的含量。常用的公式
为100克样品中蛋白质含量(克%)=每克样品中含氮克数×6.25×100。26.述原核生物蛋白质翻译延长过程。(1)进位
:氨基酰-tRNA根据遗传密码的指引,进入核糖体A位;(2)转肽(成肽):在转肽酶作用下,将P位点上肽酰基转移到A位点氨基酰-tR
NA上,在A位上形成肽键,肽链延长;(3)转位(移位):游离tRNA离开P位点,在A位上新形成肽酰-tRNA又移到P位上,同时核糖
体在mRNA上以5’-3’移动三个核苷酸距离,下一个密码子置于A位点。27.简述真核生物tRNA转录后加工过程。(1)在细胞核
内,由RNA聚合酸Ⅲ催化合成tRNA的初级产物,初级产物中有些中间插入碱基在加工过程中经剪接而除去。(2)生成各种稀有碱基。包括甲
基化反应、还原反应、转位反应以及脱氨反应等。(3)末端加上CCA－OH。28.简述真核生物mRNA转录后加工的过程。真核生物mR
NA转录后加工包括5’端帽子结构的形成,3’端加上PolyA尾巴,以及对中间部分编码区和非编码区的剪接。29.何谓反转录作用?它
在医学上有何意义?以RNA为模板,以4种dNTP为原料,在RNA指导的DNA聚合酶的催化下,按照碱基互补的原则合成DNA的过程。逆
转录酶存在于所有的致癌RNA病毒中,其功能可能和病毒的恶性转化有关。病毒的RNA通过逆转录先形成DNA(前病毒),然后整合到宿主细
胞染色体DNA中去,使病毒的遗传信息在宿主细胞中得到表达,即宿主细胞除合成自身蛋白质以外,又能合成病毒特异的某些蛋白质,而后者又和
癌症的发生关系密切。30.什么是蛋白质的一级结构?为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构?蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残
基的排列顺序。因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构(即正确的空间构象)所需要的全部信息,所以一级结构决定其高级
结构。31.简述真核生物mRNA转录后加工过程。mRNA转录后的加工包括:(1)hnRNA的剪接:hnRNA是mRNA的前体,通
过多种核酸酶的作用将hnRNA中由DNA内含子转录的部分切去,将基因的外显子转录的部分拼接起来。(2)在mRNA3’端加上聚腺苷酸
尾巴(polyA)。这一过程在细胞核内完成,在加入polyA之前,先由核酸外切酶切去3’末端一些过剩的核苷酸,然后在多聚腺苷酸聚合
酶催化下,在3’末端加上polyA。(3)5’末端形成帽子结构。转录产物第一个核苷酸常是5’-三磷酸鸟苷pppG。mRNA在成熟过
程中,先由磷酸酶把5’-pppG水解生成5’-PG,然后起始部位与另一个三磷酸鸟苷pppG反应,生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶作用下
,第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化反应,形成帽子结构(GpppmG)。32.某蛋白质的pI=5,现在pH=8.6的环境中,该蛋白质带什
么电荷?在电场中向哪移动?某蛋白质pI=5,在pH=8.6环境中带负电荷,向正极移动。33.简述蛋白质变性作用的机制。维持蛋白质
空间构象稳定的作用力是次级键,此外,二硫键也起一定的作用。当某些因素破坏了这些作用力时,蛋白质的空间构象即遭到破坏,引起变性。34
.蛋白质的螺旋结构有何特点?(1)多肽链主链绕中心轴旋转,形成棒状螺旋结构,每个螺旋含有3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm
,氨基酸之间的轴心距为0.15nm。(2)a-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键,每个氨基酸的N-H与前面第四个氨基酸的C＝O形成氢键。
(3)天然蛋白质的a-螺旋结构大都为右手螺旋35.下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中:CNBr、异硫氰酸苯酯、丹黄酰氯、脲、6
mol/LHCl、-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。其中哪一个最适合完成以下各项任务?(1)测定小肽的氨基酸
序列。(2)鉴定肽的氨基末端残基。(3)不含二硫键的蛋白质的可逆变性;如有二硫键存在时还需加什么试剂?(4)在芳香族氨基酸残基羧基
侧水解肽键。(5)在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。(6)在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键。正确答案：(1)异硫氢酸苯酯;(2)丹黄酰
氯;(3)脲、β-巯基乙醇;(4)胰凝乳蛋白酶;(5)CNBr;(6)胰蛋白酶。36.何谓DNA克隆?试述DNA克隆的基本过程。
DNA克隆(DNAcloning):应用酶学的方法,在体外将目的基因与载体DNA结合成具有自我复制能力的DNA分子——复制子,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分子的过程。DNA克隆又称基因克隆或重
组DNA。分—载体和目的基因的分离切—限制性核酸内切酶的应用接—载体和目的基因连接成重组体转—重组体DNA转入受体细胞筛—筛选并无
性繁殖含重组分子的受体细胞(转化子)37.简述转录的基本过程。(1)起始,RNA聚合酶全酶与DNA启动子结合,首先由因子识别D
NA启动子的识别部位,核心酶则结合在启动子的结合部位,DNA双螺旋局部打开,暴露DNA模板链,RNA的合成原料NTP按照碱基互补原
则定位进入模板链,在RNA聚合酶的催化下,第一个和第二个NTP之间形成-磷酸二酯键,同时释放一个焦磷酸,当第一个磷酸二酯键形成后,
因子脱落,起始阶段结束。(2)延长、RNA聚合酶核心酶沿DNA模板链滑动,每往前移动一个核苷酸距离,就有一个与模板互补的NTP进入反应体系,在RNA聚合酶的催化下,逐一地形成-磷酸二酯键,使新合成的RNA分子不断延长。(3)终止,DNA分子上具有终止转录的终止信号,此部位有一段富含GC区,并有反向重复序列,使转录生成的RNA形成发夹结构,此发夹结构可阻碍RNA聚合酶的移动,从而终止转录。此外还有一种蛋白质称因子,它对RNA聚合酶识别终止信号有辅助作用,故称终止因子。38.叙述大肠杆菌RNA聚合酶的组成以及它们各自的功能。大肠杆菌RNA聚合酶全酶由αββ’δ五部分组成,其中α亚基决定哪些基因被转录,β与转录全过程有关,β’亚基结合DNA模板,δ亚基辨认DNA转录的起始部位与DNA启动子的识别部位结合。39.述下列因素如何影响DNA的复性过程:(1)阳离子的存在;(2)低于Tm的温度;(3)高浓度的DNA链。(1)阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团,减弱DNA链间的静电作用,促进DNA的复性;(2)低于Tm的温度可以促进DNA复性;(3)DNA链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度、机会,从而促进DNA复性。