现代分子生物学微生物学部分课后习题及答案Word格式文档下载.docx

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3.人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？

社会意义：

人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程，具有重大科学意义、经济效益和社会效益。

（1）极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理，疾病发生的机理等，为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据，为医药产业带来翻天覆地的变化

（2）促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合，刺激相关学科与技术领域的发展，带动起一批新兴的高技术产业（3）基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源，还将推动对农业、畜牧业（转基因动、植物）、能源、环境等相关产业的发展，改变人类社会生产、生活和环境的面貌，把人类带入更佳的生存状态。

科学意义：

（1）确定人类基因组中约5万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能

（2）了解转录和剪接调控元件的结构和位置，从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节（3）从总体上了解染色体结构，了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA复制、基因转录及表达调控中的影响与作用（4）研究空间结构对基因调节的作用（5）发现与DNA复制、重组等有关的序列（6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制，为疾病的诊断、预防和治疗提供理论依据（7）确定人类基因组中转座子，逆转座子和病毒残余序列，研究其周围序列的性质（8）研究染色体和个体之间的多态性

第二章　核酸结构与功能

1．碱基对间在生化和信息方面有什么区别？

从化学角度看，不同的核苷酸仅是含氮碱基的差别。

从信息方面看，储存在DNA中的信息是指碱基的顺序，而碱基不参与核苷酸之间的共价连接，因此储存在DNA的信息不会影响分子结构，来自突变或重组的信息改变也不会破坏分子。

2．真核基因组的哪些参数影响C0t1/2值？

C0t1/2值受基因组大小和基因组中重复DNA的类型和总数影响。

3．哪些条件可促使DNA复性（退火）？

降低温度、pH和增加盐浓度。

4．为什么DNA双螺旋中维持特定的沟很重要？

形成沟状结构是DNA与蛋白质相互作用所必需。

5．曾经有一段时间认为，DNA无论来源如何，都是4个核苷酸的规则重复排列（如

ATCG、ATCG、ATCG、ATCG…），所以DNA缺乏作为遗传物质的特异性。

第一个直接推翻该四核苷酸定理的证据是什么？

在1949-1951年间，EChargaff发现：

（1）不同来源的DNA的碱基组成变化极大

（2）A和T、C和G的总量几乎是相等的（即Chargaff规则）（3）虽然（A+G）/（C+T）=1，但（A+T）/（G+C）的比值在各种生物之间变化极大

6．为什么在DNA中通常只发现A-T和C-G碱基配对？

（1）C-A配对过于庞大而不能存在于双螺旋中；

G-T碱基对太小，核苷酸间的空间空隙太大无法形成氢键。

（2）A和T通常形成两个氢键，而C和G可形成三个氢键。

正常情况下，可形成两个氢键的碱基不与可形成三个氢键的碱基配对。

7．为什么只有DNA适合作为遗传物质？

是磷酸二酯键连接的简单核苷酸多聚体，其双链结构保证了依赖于模板合成的准确性，DNA的以遗传密码的形式编码多肽和蛋白质，其编码形式多样而复杂

第三章　基因与基因组结构

1．一个基因如何产生两种不同类型的mRNA分子？

第一种是，一个原初产物含有一个以上的多聚腺苷化位点，能产生具不同3‘端的mRNA。

第二种是，如果一个原初转录产物含有几个外显子，发生不同的剪接，产生多种mRNA。

2．被加工的假基因与其他假基因有哪些不同？

它是如何产生的？

已加工过的假基因具有明显的RNA加工反应的印迹。

如缺少内含子，有些在3‘端已经经过加工。

推测已加工过的假基因是在基因转录成前体mRNA、RNA加工后，又经反转录形成DNA，再将反转录出的DNA重新整合进基因组。

3．非转录间隔区与转录间隔区分别位于rRNA重复的什么位置？

转录间隔区与内含子有何区别？

rRNA的非转录间隔区位于串联转录单位之间，而转录间隔区位于转录单位的18SRNA基因与28SRNA基因之间。

4．请描述C值矛盾，并举一个例子说明。

C值矛盾是真核生物单倍体组DNA总量与编码基因信息DNA总量差异大。

对高等真核生物而言，生物体基因组的大小与其复杂性没有直接关系。

亲缘关系相近的生物DNA含量可能差异很大。

如一些两栖动物比其它两栖动物的DNA相差100倍。

5．在一个基因复制后，外显子发生突变的概率比内含子小。

但是，所有DNA的突变率是相同的。

请解释原因。

外显子发生突变使功能丧失而个体被淘汰，因此外显子受选择压力的作用。

6．跳跃复制的结果是什么？

产生串联的DNA序列。

7．20世纪70年代提出的“内共生假说”，现已被接受为一种理论。

有哪些分子生物学证据有力支持了该理论？

（1）线粒体与叶绿体具有自身的基因组，并独立核基因组进行复制；

（2）类似于原核DNA，线粒体与叶绿体基因组不组装为核销小体结构；

（3）线粒体基因利用甲酰甲硫氨酸作为起始氨基酸；

（4）一些抑制细菌蛋白质翻译成的物质也抑制线粒体中蛋白质的翻译过程。

第4章DNA复制

1．请列举可以在线性染色体的末端建立线性复制的三种方式。

（1）染色体末端的短重复序列使端粒酶引发非精确复制。

（2）末端蛋白与模板链的5'

端共价结合提供核苷酸游离的3'

端

（3）通过滚环复制，DNA双链环化后被切开，产生延伸的3'

-OH端

2．在DNA聚合酶III催化新链合成以前发生了什么反应？

DnaA（与每9个碱基重复结合，然后使13个碱基解链）、DnaB（解旋酶）和DnaC（先于聚合酶III与原核复制起点相互作用。

后随链复制需要引发体完成的多重复制起始，引发体由DnaG引发酶与多种蛋白质因子组成。

3．DNA复制起始过程如何受DNA甲基化状态影响？

亲本DNA通常发生种属特异的甲基化。

在复制之后，两模板-复制体双链DNA是半甲基化的。

半甲基化DNA对膜受体比对DnaA有更高的亲和力，半甲基化DNA不能复制，从而防止了成熟前复制。

4．请指出在oriC或ΦX型起点起始的DNA复制之间存在的重要差异。

oriC起点起始的DNA复制引发体只含有DnaG。

ΦX型起点起始的DNA复制需要额外的蛋白质—Pri蛋白的参与。

Pri蛋白在引物合成位点装配引发体

5．描述Matthew和Franklin所做的证明DNA半保留复制的实验。

（1）将大肠杆菌在15N培养基中培养多代，得到的DNA两条链都被标记，形成重链；

（2）细胞移到14N培养基中培养，提取DNA；

（3）将DNA进行氯化铯密度梯度离心，；

（4）经过一定时间后，DNA在离心管聚集成带，每个带的密度均与该点的氯化铯溶液的密度相同；

（5）照相决定每条带的位置和所含的DNA量。

6．描述滚环复制过程及其特征。

复制过程：

（1）环状双链DNA的+链被内切酶切开；

（2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3'

端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5'

端与-链分离；

（3）+链的3'

端继续延长；

（4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；

（5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。

特征：

（1）复制是单方向不对称的；

（2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；

（3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；

（4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。

第五章DNA损伤与修复

1.诱变剂的作用机制？

（1）碱基的类似物诱发突变；

（2）改变DNA的化学结构；

（3）结合到DNA分子上诱发移码突变；

（4）紫外线及其他射线引起的DNA分子的变化

2.突变类型及其遗传效应？

突变类型：

（1）点突变NA大分子上一个碱基的变异。

分为转换和颠换。

（2）缺失：

一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。

（3）插入：

一个原来没有的碱基或一段原来没有的核苷酸链插入到DNA大分子中间。

（4）倒位NA链内重组，使其中一段方向倒置。

突变的遗传效应：

（1）遗传密码的改变：

错义突变、无义突变、同义突变、移码突变

（2）对mRNA剪接的影响：

一是使原来的剪接位点消失；

二是产生新的剪接位点。

（3）蛋白质肽链中的片段缺失：

3.典型的DNA重组实验通常包括哪些步骤？

（1）提取供体生物的目的基因（或称外源基因），酶接连接到另一DNA分子上（克隆载体），形成一个新的重组DNA分子。

（2）将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存，这个过程称为转化。

（3）对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。

（4）对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外援基因是否表达。

4.什么是增效与减效突变？

顺式作用的启动子等调控序列的突变不是阻碍相对应的转录单元转录所必需的。

然而，转录启动的效率可能会因此而下降，相邻基因的转录会减弱，这样的突变称为减效突变。

若改变启动子序列的突变能提高转录启动的效率，则这样的突变称为增效突变。

7.列出病毒和非病毒超家族反转录转座子之间的4种差异.

病毒超家族成员含有长末端重复序列LTR、编码反转录酶或整合酶的可读框以及内含子，但非病毒反转录转座子并不含有这些序列。

同样，病毒反转录转座子的整合会在靶位点产生一段4-6个核苷酸的短重复序列，而非病毒反转录转座子则产生7-21个核苷酸重复序列。

8.简述大肠杆菌的插入序列，并指出它们对自发突变的重要性。

插入序列（IS）是可以转座的遗传元件，它们只插入自我复制的DNA。

中，如细菌和噬菌体的染色体及质粒。

大肠杆菌中，有几种不同的IS元件，长度都是0.7—1.5kb.每种都有特定核苷酸序列，有的编码转座酶，负责启动特定IS的转座。

一般来说，每个IS的两端都有一对短的反向重复，长约9-41bp（图A8.1），转座酶似乎就是通过识别这些反向重复序列起始转座的;

也就是说，特异的转座酶和反向重复序列对转座都很重要。

转座的另一个性质是每个IS的两端都与宿主DNA的短正向重复序列（3—13bp）相连；

这是宿主DNA上的靶位点，在转座过程中该位点被复制。

转座时，IS向基因组中新的位置随机地移动。

通常，它插入一个结构基因产生突变表型，有时是因为编码序列受到阻断，有时则因为