华中农业大学分子生物学课程考试答案汇总.docx
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华中农业大学分子生物学课程考试答案汇总
华中农业大学分子生物学课程考试试卷(答案)
一、名词解释
1・Silentmutation:
没有明显性状改变的突变。
是中性突变中的一种特殊情况。
即在基因中碱基对发生替换,改变了niRNA的密码子,结果蛋白质中相应位点是发生了相同氨基酸的取代,由于氨基酸的序列末发生变化,所以蛋白质仍具有野生型的功能,实际上就是同义突变.
2.Backmutation:
回复突变是指突变体的表现型回S为野生状态的栄变。
正向突变改变了野生型性状,突变体所失去的野生型性状可以通过第二次突变得到恢复,这种第二次突变就叫做恢复突变a
3.Attenuator:
—个受到翻译控制的转录中止子结构。
由丁•翻谦作用的影响,其后面的基因或者被转录,或者在衰减子处实现转录的中止即产生衰减作用。
4.Insulator:
能阻断激活或失活效应的元件。
可在增强子和启动子之间阻断增强子的激活作用,也可防止异染色质的扩增,引起基因表达。
5.Invertedrepeat:
反向重S。
方向相反的两端复序列。
6.NegativesuperhelixofDNA:
原来的绳子的两股以右旋方向缠绕,如果在绳子一端向松缠方向捻转,再将绳子两端连接起来,则会产生一个右旋的超螺旋以解除外加的捻转所造成的胁变。
这样的DNA螺旋叫做负超螺旋。
7.Chisequence:
DNA分子上的同源重组热点序列5GCTGGTGG3,由RecBCD特异识别。
8.TILLING:
TargetmgInducedLocalLesionsInGenome,K卩定向诱导基因组局部突变。
指以筛选突变基因为主的反向遗传学研丸。
9.Silencer:
一种通过一段延伸的DNA区域影响染色质结构,从而调节转录关闭的DNA元件。
10.Pseudoallele:
染色体上功能相同,控制同一性状的非全同等位基因,它们紧密连锁,交换率极低.
11.Ap位点:
所有细胞中都带有不同类型、能识別受损核酸位点的糖昔水解酶,它能够特异性切除受损核甘酸上的N・p•糖昔键,在DNA链上形成去嚓吟或去唏位点,统称为AP位点.
二、说明下列现象的分子生物学原理:
1.答:
AARS是氨酰一tRNA合成酶,它能保证氨基酸与iRNA的准确结合。
a)氨基酸tRNA合成酶对氨基酸的特异识别与结合,氨基酸结合位点对结构相似的氨基酸有双筛作用,无相似结构的氨基酸间,英特异AARS无双筛
作用。
b)tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码一一负密码子能保证tRNA打AARS的tRNA结合位点的特异基团间的分子契合。
2.答:
RNA1是外源或内源性的双链RNA进入细胞后引起与其同源的mRNA特异性降解-dsRNA进入细胞后,在Dcei作用下,分解为21-22bp的S1RNA.S1RNA结合相关酶,形成RNA介导的沉默复合物RISC.RISC在ATP作用下,将双链SiRNA变成单链SiRNA,进而成为有活性的RISC,乂称为slicer.slicei靶luRNA结合,导致其断裂,进而导致其彻底降解。
反义RNA是与靶niRNA互补的RNA,它通过与靶iiiRNA特异结合而抑制其翻译表达,反义RNA是与靶111RNA是随机碰揃并通过碱基互补配对,所以.mRNA不一定完全被抑制。
3.答:
这两种调控方式是长期自然选择的结果,也是生物体采用的经济有效的
原则选择的。
原核生物基因组小,基因少而简单,生命繁殖快,多采用负控制的保险机制,即使调节蛋白质失活,酶系统照样合成,只不过有时浪费一点罢了,绝不会使细胞因缺乏该酶系统而造成致命的后果。
另外,采用负控制具有一开俱开,一关俱关的特点,减少不必要的环节;而真核生物基因组大,基因多且复杂,采用正控制具有更大的优越性,转录因子相互作用缺一不可,可以保证真核生物基因表达调控的严谨性和灵活性以及经济性原则。
4.答:
真核生物的转录因子可以分为两部分'BindingDomam和ActivatedDomaino
BindingDomain负责结合在DNA上,ActivatedDomam负责激活转录。
二者都是相互独立的区域,但二者单独时都不能有转录活性,必须结合在一起或相互鼎近在一起才有活性。
在研究蛋白质相互作用中,将一种蛋白质的基因连接在BindingDomain上,将另一种蛋白质的基因结合在BindingDomain_h»蛋白质基因表达后就与转录因子的两个Domain分别结合,两个蛋白质因相互作用而结合在一起,进而使BuidingDomain和ActivatedDomain相互靠近在一起,从而形成具有转录活性的转录因子。
在欲表达的基因区域连上报告基因,通过报告基因的表达与否,就可判断蛋白质之间是否发生了相互作用。
三.详细回答下列问题
1.答:
DNA结构如下:
GCCAATTATAIleadingATGsignalexonlintronlexon2mtroii2exon3TAGAATAAA
岛boxboxsiteseq.
脱用序列
TGA
huRNA结构如下:
leadmgAUGsignalexoulintion1exoii2mtroii2exou3UAGAAUAAAseq.seq.UAA脱尾序列
UGA
MatureRNA结构如下:
m^GpppleadmgAUGsignalexonlexon2exon3UAGAAUAAApolyA
Capseq.seq.UAA脱尾序列
UGA
蛋白质结构如下:
越多的生物,如支原体、大肠杆菌、线虫、果蝇、人的完幣DNA序列得以测定,功能基因组学,蛋白质组学研究正试图揭示这些基因的功能,寻找与生命现象的联系。
生物学研究正将生命现象逐步建立在分子基础之上。
基于坚实的理论基础來描述诸如遗传、发育、免疫、进化等生命现象也因此成为可能。
然而,生物体是一个复杂系统,它不仅仅是基因与蛋白质的集合,系统特性也不能仅仅通过勾画其相互联系而获得完全理解。
生命所具有的性质往往涌现于整体而不是各个分离的部分。
毫无疑义,这要求我们从系统水平來理解生物学系统。
作为生物学研究的新领域,其对生物系统的研究专注于系统水平,而不是细胞或生物体中各个孤立的部分。
目前,各部分之间的相互关系正越來越得到重视。
功能基因组学、蛋白质组学正开始探索基因之间、蛋白质之间、基因与蛋白质之间的相互作用。
细胞层次的研究则开始揭示代谢网络、信号转导网络、基因调控网络的结构与功能。
3・解:
1th
2ed
3rd
校正ROt(l⑵
0.00075
0.006
10.5
K.C
2,000
15,000
26,000,000
niRNA种类
1
7-8
13,000
1thmRNA
(0.275*0.965*109bp*2*0.5)/2000=130,OOOcopies(ovalbumingene)ledmRNA
(0.275*0.965*109bp*2*0.15)/15,000=5,000copies
3rdniRNA
(0.275*0.965*109bp*2*035)/26,000,000=7copies
4:
答:
(1)a,从适应角度來看,这是生物进化的需要;
b,当入噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌中的RNApol就结合到入噬菌体的Pr启动子上,转录表达CRO-P和CII-H,而CROB能ljOR3区域特异高效的亲和,从而关闭了Prm的启动,使建立溶原的CI・P不能表达,使大肠杆菌进入裂解途径;
c.
CII-P能够正调控Pre,使入噬茵体进入溶原状态,而大肠杆菌上具有HFL基因,该基因正常表达的蛋白HFL-P能够降解CII-P,促使入噬菌体选择裂解途径。
(2)将X噬菌体涂布于大肠杆菌的培养皿中,入噬菌体高频侵染大肠杆菌。
使CII-P积累,而CII-P能够正调控强启动子Pre,Pre能够转录表达CI・P,同时转录CRO基因的反义RNA,抑制CRO基因的表达;CI-P乂能打OR1区域特异髙效的结合,使Pr不能继续转录CRO-P,从而进入溶原。
(3)具有入溶原状态的大肠杆菌中积累有大量的CI-P,当再有入噬菌体侵染时,CI-P会直接结合J-0R1区域,从而阻止了RNApol»-jPr结合,不能启动CRO-P的表达,使这些入噬菌体不能进入裂解状态,从而体现出大肠杆繭的免疫性。
华中农业大学本科课程考试参考答案
考试课程与试卷类型:
分子生物学B姓名:
学年学期:
2005-2006-2学号:
考试时间:
2006-09-班级:
03级生物工
程专业一、名词解释(每小题3分,如果只翻译名词给1分)
gRNA:
一种引导RNA编辑的小RNA分子,它能决定核苗酸対mRNA的插入或删除。
Promoter:
启动子,与RNA聚合酶结合的DNA区域。
Pseudogcnc:
假基因,与正常基因结构相似、但丧失正常功能的DNA序列,往往存在
于真孩生物的多基W家族中。
Paiacodou:
负密码子,iRNA中决定负載特定aa的空间密码。
iRNA中特定序列与AARS
的(RNA结合位点的特异基团间的分子契合。
Extern:
前体多肽经过剪接后保留在成熟多肽中的肽链。
Trans-actingfactor:
反式作用因子,通过扩散自身表达产物控制其它基因的表达。
PCD:
细胞程序性死亡,在正常生理条件卜・,细胞自身遗传程序控制有关基因的正常表
达,细胞裂解成凋亡小体,逐渐死亡的现彖。
Cis-doniuiance:
Cis-actmgfactor对与其紧密连锁基因的控制效应不受其等位基因的影响。
Genomeirnpnim基W印记,一定的组织和细胞中•某些基W在DNA水平上的表达程
度及表达时受到甲基化修饰•使仅來门双亲中的某一亲本的基因得以表达•
Homcobox:
在调节发育的蛋白编码序列中存在的180bp的保守序列。
二、简答题(共70分,每小题7分)
1.扼要说明原核生物.B核生物启动子的结构和功能。
K核生物
CAP-cAMP结介位点转录调控
克核生物帕子位点
TAIA框
CAAT框增强子
RNA聚合酶进入位点转录准确起始
转录起始起始点选择转录起始频率转录效率
2.举三例RNA的研究成就及其讎动分子生物学发展中的重要意义。
Ribozyme:
拓展了酶的概念、内含子自我剪切、生命起源和分子进化
Antiscnsc-RNA:
基因表达调控、基因工程
RNA1:
基因表达调控.功能基因组学
3•中心法则的提岀对分子生物学研究的理论意义和指导作用;
中心法则体现了遗传信息的唯一性.遗传物质的自决性.信息表达的单程性、序列转
换的共线性,为分子生物学研究提供了一个理论框架,分子生物学是一部从DNA到蛋白质的中心法则的演绎。
中心法则面临的挑战;反转录酶、内含子、不连续转录-非翻译序列、伴刀豆球蛋白A肽链一级结构的重排.RNA变通性剪切.RNA编辑、以蛋白质为模板的肽链合成、肮病毒的发现•
中心法则的修正
从DNA到RNA到肽链不断有新的遗传信息的加入:
DNA:
.遼排
RNA:
反转录■不连续转录■多种方式剪切、编辑luRNA:
跳跃翻译、折叠
肽链:
氨基酸巫排.蛋白质内含子剪切肮病議复制
4.笛述蔑核生物转录后处理的呃頤分子生協学功能
5’端加W:
①保护5’不被酶解
2有利于inRNA通过细胞核运输
3有一定的识别功能,被核糖体结合。
3’端加polyA尾:
①使mRNA在细胞中更稳定
2方便运输
3与帽子一样可形成特殊的识别位点。
内部甲基化:
形成tRNA等产物。
剪接:
去除内含子•可变剪接扩充模板的编码信息最
RNA编辑:
在niRNA分子水平上对碱基的插入,去失,修改遗传信息。
5・比较DNA复制和RNA转录的异同
不同:
RNA转录时的RNA聚合酶仅有5到3的聚合能力,而DNA聚合酶还有5,到
3、3到5的外切能力。
DNA复制是半保留,RNA转录是全保留.
DNA复制的原料是dNTP,RNA转賊足NTP,相同:
方向都是5到3
都以DNA为模板
都遵从W基互补原则,只是DNAfi制中的A与T配对,RNA中A与U配对。
6・RNAediting的分子生物学意义:
形成或删除AUG(起始密码子)、UAA、UAG、UGA(终止密码子);改变codon信息:
扩大编码的遗传信息量;
使基因的DNA序列仅是一串简略总义模糊的序列:
中心法则的发展・
g制过程中的错配修复
DNA的损伤修复
基因的回复突变
密码的简并
致死突变
多倍体
Cis-spliciiig与Traiis-spliciiig的比较
Cis-splicmg
Traiis-splicmg
以一条pre-mRNA为底物
以两条不同来源的pre-iuRNA为底物
在splicesome(剪接体)中完成
在splicesomc中完成
组成型剪接选择型剪接
在成熟RNA的前导序列中拼接一个外來的35Nt的剪接前导序列或微小外显子或发生在两pre-inRNA间的选择型剪接
Laiiatintron
Y^intron
原核生物与真核生物转座模式
9,
柑似处:
a.靶位点中的错切序列以DR形式出现在转座因子两侧:
b.转座因子的IR序列是转座酶的识读和作用的位点:
C.转座因子的准确切离将引起靶基因的回S突变。
不同点:
原核生物
真孩生物
a制式
剪贴式
拷贝的复制与转移
拷贝的复制与转移,但多数情况下为先切除后整合
转座与切除是不同弔件
切除、整合、转座为同一那件的不同过程
非准确切离表现缺失、倒位效应
非准确切离主要表现为footprint效应
10・4种基因表达调控类型的区分:
正、负调控:
调节蛋白缺乏时对操纵子的影响
可诱导、阻遏:
操纵子对调节基因表达的小分子所作出反应的特点
有或无Glu调节cAMP-CAP活性的分子生物学机制:
G1U代谢物抑制腺苛环化酶、促进磷酸二酯酶调节细胞中CAMP的水平。
当缺乏G1U时,生物体内ATP环化酶会使ATP变成CAMP.CAMP与CAP蛋白结介,进入操纵元上CAP位点,此时RNA聚合酶才能进入结合位点开始转录。
不缺乏G1U的情况下,无法生成CAMP,也就无法形成复合物,
iW进入结合位点,开始转录。
也不能使RNA聚合
华中农业大学本科课程考试参考答案考试课程与试卷类型:
分子生物学A姓
学年学期:
2005-2006-2学
考试时间:
2006-07-班
程专业
号:
级:
03级生物工
一、名词解释(每小题3分,如果只翻译名词给1分)
Molecularbiology:
广义指在分子水平上阐明生物学现彖:
狹义指在分子水平上研究基因的
结构与功能。
Cis-actiiigfactor:
通过核If酸自身的特异二级结构控制
与其紧密连锁的结构基因的表达•一般不编码蛋白
质产物。
MolecularCliaperone:
帮助其它多肽进行正确折叠的蛋白质,一旦折叠完成后,该蛋白质
将解离出去,
不构成功能多肽的一部分。
Polaritvmutation:
在一个操纵子中・与操纵基因近邻的结构基闵发生终止突变后•它除了影
响该a因自身
产物的翻译外,还影响其后结构基W多肽的翻译,并Hrt有极性梯度的特
征。
RNAediting:
向uiRNA中插入、删除核tf酸的一种转录后加工过程。
RNA1:
是一种RNA对基W表达的干涉现象。
一些小的RNA分子能够引起柑应的mRNA降
解及DNA的
甲基化-导致基因的沉默。
Reguloii:
由一个调节基W的产物调控几个操纵尤基W农达的基W表达调控单尤。
Leadingsequence:
引导序列,转录起始点到翻译起始密码子之间的DNA序列。
Replicon:
从DNA制起始到复制终止的DNA区域。
Openreadingframe:
在DNA片段屮一种潜在的蛋白编码序列,具右起始密码子、终止密码
密码子区域。
二、简答题(共50分)
1.(3分)分子生物学遵循的三大原则:
构成生物大分子的单体是相同的
生物遗传信息的表达的中心法则相同生物大分子之间的互作
(2分)三大支撑学科:
细胞学、遗传学、生物化学
2.DNA作为遗传物质的优点。
(每点各1分,共计5分)
DNA可以携帯的遗传信息量很人,;
DNA2-OH脱氧,使其溶液中比RNA稳定很多,适合作为遗传物质:
DNA双链中AT,CG的碱基互补原则,保证其遗传稳定性:
DNA分子中有T无U便于制:
DNA分子可发生突变,对于物种的进化有总义:
DNA的多种修fi机制也町以保证其遗传稳定性。
3.在肽链终止处常常会出现双重终止密码子:
(2.5分)生命有机体选择UAA作为最有效的终止密码子,与反密码子形成的互补产
物的Tmto最低,
很少被图表现的tRNA无义抑制;
(2.5分)UAG、UGA易被漏读,错读;
4.核昔酸的C值悖论:
(3分)最大C值(单倍体基因组的总DNA含量);最小C值(•编码基因信息的总DNA含量)。
生物体进化程度与最人C值不成明显正相关:
亲缘关系相近的生物间最大C值
村1差较大;
一种生物内最大C值与最小C值相差极人.
(2分)原因右:
重叠基因、重复基因、间隔基因、跳跃基因、假基因。
5.保证peptide准确翻译的机制有:
(2分购LjtRNA间负我专一性!
AARS对aa的特界识别与结合
在AARS的介导下,tRNA的paracodon对aa的负裁
(1分)Anti-codon对codon的准确识读
(1分)对第一个AUG的准确起译
(1分)成肽前对aa-tRNA-在A位点进行最后的两次校正。
6.
7.
础
子链DNA延伸方向从5'端到3’端的原因:
(1分)只有3'端有游离的OH;生物在进化中保留的深刻的、选择与适应的、化学及功能的根源;
(2分)如果以3’端到5’端方向延伸,磷酸S团间的强负电性,使dNTP难以聚合到DNA的5'
端,而且双链DNA的5'端碱基配对怵]难,需婆其它机制解脱:
(2分)碱基发生错配后的校正费时、费能,增加脱磷酸、加磷酸的能量消耗。
原核生物与真核生物基因表达调控机制的相似性有:
共同的起源与共同的分子基
(1分)调控机理上:
核酸分子间的互作:
核酸与蛋白质分子间的互作;蛋白质分子间的互作
调控层次上:
转录水平、转录后水平、翻译水平、M译后水平
(2分)原核生物多采用负控制:
提供了一个万一保险机制,即万一调节蛋白质失活,酶系统町以照样合成,只不过右时浪费一点,决不会使细胞W为缺乏该酶系统而适成致命的后果。
起初,这种酶系统的表达是组成型的,后來细胞中产生一种干预表达的机制给细胞提供了选择优势,演化成现在的负调控系统。
(2分)真核生物多采用正控制:
灵活性:
真核生物基W组人,某一种顺式因子出现的机率高,可与多种反式因子结合
严谨性:
随机出现套顺式因子和反式因子完全相同组合的机率小
经济合理有效:
真核生物特异基因表达,产生细胞分化。
以基因数量look为例,10%基因表达,在负控制下,需要介成90k的阻遏蛋白:
在正控制下,只需要停止合成90k特异反式因子.
E.CO1I在Tip缺乏时至少会启动哪3种调控机制:
(1分)①町能会启动町诱导的氨基酸负调控,在缺乏氨基酸的情况卞,无活性的阻遏蛋白无法与操纵子结合,冈此可转录用于氨基酸合成酶类。
(2分)©启动严谨反应,肖细胞内贵白质缺乏时,会调节tRNA*jniRNA合成,从而提高蛋白质合成。
(2分)®前导序列中的弱化效应消除。
X噬菌体选择溶原、裂解发育途径时采用的基因表达调控方式有:
(至少5点,
9.
每点2分,
共计10分)
正调控:
如CII,CIII蛋白与Pre位点结合开始从右向左转录,生成CI«负调控:
如CI与Pre位点结合,使转录终止,从而选择溶原途径。
抗终止调控:
如N®白与终止子结合,使转录继续进行.
反义调控:
在FE位点开始转录,編码出一段勺50蛋白基因相反的mKNA均其结合形成双链,抑制CK)蛋白的产生。
反向调控:
sib位点
口主性的反馈调控:
CI蛋白
HFL(营养耗竭人MOIO10)
三.计算题(共20分)
快fi性组分
中间复性组分
慢a性组分
实际Cot"(6分)
3.25X2
0.57
283
杂性(bp)(6分)
340
6.0X105
3.0X10®
逼复频率(4分)
500000
350
1
(2分)基W组动力学复杂长度为3.0X108+45%・6.7X108
(1分)(4・2X106bpX样品DNACog)4-Err?
//DNAColp:
(1分)巫复频率f・化学复杂长度・动力学复杂长度
华中农业大学本科课程考试答案
考试课程与试卷类型:
分子生物学(B)
一、详细解释下列名词;(每小题2.5分)
hoogsteenbonding:
在形成三螺旋与四螺旋DNA结构时・嗓吟A或G
第6,7位与喘呢3,4位形成的H键连接
homeobox:
不同的转录因子基因内具有相似的与DNAseq.结合的同源区
域。
heteroallele:
非全同等位基因,在同一基因座位(locus)中,不同突变位
点(site)发生突变所形成的等位基因
syucoiifbniiationofnucleoside:
核甘中碱基以糖甘键为轴旋转时的夹角沪0。
土90。
的构相
R-Loop;whenanRNAstrandhybridizedwithitscomplementarystrandina
DNAduplex,therebydisplacingtheoriginalstrandofDNAmthe
fbnnofaloopextendingovertheregionofhybridizationpaiacodoii:
tRNA分子中为AARS特定氮基酸所识别的若干Nts
epigeuetics:
Theabilityofdifferentstates,whichmayhavedifferent
phenotypeconsequences,tobeuilientedwithoutanychangein
theDNAsequence.
Ultronearly:
认为所有基因原初均有intron,进化中原核生物中的uition
逐渐消失的
PCD:
细胞内由细胞死亡(凋亡)的皋因启动,而导致DNA降解.细胞
形成凋亡小体的程序化过程
retro-transposon:
由RNA,cDNA介导的DNA分子插入基因组的现象,
导致基因组的扩增
二.说明下列现象的分了生物学原理(每小题5分)
1.具有"绿色革命基因的矮杆小麦对赤霉素(GA)表现不敏感。
GA引起抑制植株生长的DELLA蛋白磷酸化,泛素化,进而被265$白酶体
降解,-绿色革命基网啲矮杆基因即为DELLA,其结构域突变,导致对GA
不敏感。
2.RNA1是基因转录后水半上的抑制。
RNA1是双链RNA分子对靶RNA的同源区结合,进而被剪接为25Nt左右的
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